聲屏障的最佳位置：內能衰減服從斯托克斯-克希霍夫吸收的曲率最大點

宋軼黎

(浙江省麗水生態環境監測中心，浙江 麗水 323000)

1 引言

聲屏障技術是控制噪聲污染的重要手段之一。研究隔音材料，從而提高隔音效果一直是國內外主流的研究方向[1～6]，但針對聲屏障的最佳位置的研究依舊較少。雖然也有部分學者利用數學建模等方法完成了交通聲屏障最佳位置及尺寸的確定[7～10]，但因未經原理分析，適用面窄。

本文利用實驗數據初步驗證了聲屏障最合理的擺放位置為內能衰減服從斯托克斯-克希霍夫吸收的曲率最大點，并從原理上解釋了聲屏障在不同距離下的表現效果，為今后的理論及實踐研究提供參考。

增值稅的價外計稅、避免重復征稅的稅制設計是國家從宏觀管理經濟良性運行采用的措施，而對每個流轉環節的單個獨立企業，一般并不關注重復征稅的問題，企業管理者需要考慮的是稅款的繳納對資金的占用及其在與交易對手商品價格博弈中的影響，進而對企業利潤的影響。實務中企業運用的各種增值稅稅收籌劃手段,如一般納稅人與小規模納稅人主體資格的選擇、不同計稅方式的選擇、對供應方開票類型的選擇等等，其根源在于增值稅的多少直接關系到企業的利益。因此，增值稅如同企業存貨的進價、職工薪酬一樣屬于企業的一項費用。

2 實際聲衰減曲線對斯托克斯-克希霍夫公式的偏離

聲波向外進行輻射，時刻都伴隨著內能的損耗，這部分損耗的能量主要以熱能的形式被介質吸收。該過程稱為聲衰減，亦稱聲吸收。引起聲吸收的主要原因為介質的粘滯導致的切變及容變應力，以及熱梯度引起的熱傳導過程(弛豫效應等[11，12]對固液傳播影響較大，本文不作討論)。

微元dxdydz的切變及容變應力即為速度對微元在對應方向上的偏微分量和粘滯系數或彈性形變系數的積，通過3個方向上的應力矢量和速度差的內積得到媒介粘滯引起的內能損耗率為式(1)。而熱通量和溫度梯度有著線性關系(系數為熱導率)，利用熱力學定律可以得到熱傳導引起的內能損耗率為式(2)。最終得到經典聲吸收斯托克斯-克希霍夫方程[11]，如式(3)所示。

(1)

(2)

(3)

關于遠場區的偏離原因，筆者認為還應從應力和熱傳導損耗入手。遠場區聲強度有了極大程度減小，因此，切變及容變相對空氣自身分子運動已不顯著，因此粘性衰減減緩；而溫度梯度gradT也已不再顯著，聲波的熵變已不能獨立計算，而應將分子熱運動納入考慮。綜合二者，可見遠場區聲衰減程度確應減緩，偏離經典聲吸收公式(圖1)。

主成分分析是通過原有變量線性組合出新變量（即主成分）來反映事物發展的主要方向，該分析中4個軸上的特征值分別為0.363、0.169、0.124、0.082（表2），4個成分對樣方數據的總累積貢獻量為73.8%。前兩個軸對物種變量的解釋量最大，分別為36.3%和16.9%，可以作為主成分軸。

根據擬合公式：E=0.65·e-0.185x，對其曲率K求導，可得曲率最大點約為8.4 cm。對比可知，內能衰減曲率最大點和聲屏障最佳位置之間有著較好的一致性。

可見，聲屏障的距離確實對屏蔽效果存在影響，而且在過渡區屏蔽效果最好，約9 cm處屏蔽效果達到最佳。

(4)

由式(4)可知，聲波內能隨聲源距離呈指數下降，而實驗結果在近場區也很好地符合了這樣的關系，但遠場區卻存在偏離，如圖1所示，表示了大中小3種不同音量大小的聲源的內能衰減曲線，及與公式擬合的曲線對比。

1.2.1 對照組 常規護理，包括術前訪視、術前準備、入室的安撫、麻醉護理、體位管理、醫護配合，對于沖洗液需要控制好溫度。術中密切監測患者的生命體征，出現異常，遵醫囑給予靜脈用藥等干預，糾正呼吸循環紊亂。出現術中出血等并發癥，配合醫師做好救治。糖尿病對象，需要在術前確認血糖控制情況，胰島素控制血糖的療效。血糖達標的對象常規口服二甲雙胍和（或）阿卡波糖控制血糖，高血糖（＞8.3 mmol/L)的對象給予胰島素控制血糖，低血糖（＜5.1 mmol/L）輸液糾正，將血糖控制在5.6～11.2 mmol/L。

圖1 不同大小聲源實際衰減情況及與理論擬合曲線對比

3 內能衰減曲線曲率最大點和聲屏障最佳位置的一致性

為何聲屏障在過渡區表現最佳，筆者認為，由于近場區溫度梯度大，衰減過程也接近線性，其衰減有序；遠場區溫度梯度小，衰減過程也接近線性；而過渡區溫度梯度相比近場區混亂，相比遠場區則大，因此在該區域中擺放聲屏障能極大程度加大熵增，促進能量轉化。

由此可得以下兩個結論：第一，同聲源不同發出功率，其內能衰減曲線表現基本一致。第二，近場區較好地吻合了斯托克斯-克希霍夫公式，但遠場區存在偏離，當內能下降至約為初始內能15%時(以擬合曲線和y軸交點0.65模擬內能初始量)，內能衰減大幅減緩。

圖2 不同位置聲屏障表現

Y o u n g是他給自己起的名字，他說他早把兩個方塊字組成的名字忘了。因為他們家在他出生前就移民美國了。所以他只知道他爹姓楊，江浙人士，別的一概不知，說也不想聽。

項目化教學設計理念已經廣泛用于其他課程的教學中，并取得了較好教學效果，為此必須探索如何將它應用于《建筑施工技術》中高職銜接課程的教學設計，圍繞真實的工程項目的施工全過程，進行該課程的整體教學設計，分段組織教學和實現課程的培養目標。作為任課老師應經常深入施工現場，積累現場施工各個階段的圖片、資料，并積極創造條件參與施工組織和驗收等環節，增強對施工現場的直觀認識與理解。

由前文可知，聲波在近聲源場內能衰減劇烈，而在遠場區內能衰減平緩，而二者之間還存在著一段過渡區。聲屏障如果分別放置于這3個區域中，其表現效果應屬不同。因此，本文通過實驗研究了聲屏障和聲源間的距離的阻隔效果，如圖2所示。

4 聲源疊加能損

經過多次雙等大非相干聲源疊加實驗，其中67%的數據相差3.0 dB，而33%的數據相差2.9 dB，該數據和理論值3.0分貝基本一致。因此，不同聲源疊加的能損不大，疊加熱效應不顯著。

5 結論

通過對聲波內能損耗的探究，得到了以下3個方面的結論：

(1)聲波內能衰減在近聲源場區較好地服從斯托克斯-克希霍夫吸收公式，但遠場區衰減減緩。

(2)內能吸收曲率最大點和聲屏障最佳位置之間有著較好的一致性。因此，通過理論計算得出聲屏障最佳位置可行。

(3)聲源疊加引起的能損不大，疊加的熱效應不顯著。