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第 37 卷 第 5 期 王淑萍等： 用于开口声辐射控制的虚拟声屏障实现方法及机理研究 775

80
ᬌ٪ҒܦҪဋጟ
80 ᬌ٪ՑܦҪဋጟ Ѻጟູ
70 ᬌ٪᧚ 70 70 ൓ጟູ
60 60 60
ܦҪဋጟ/dB 50 50 ᬌ٪᧚/dB ܦҪဋጟ/dB 50

40
40
30
20 30 40
20
10 10
30
0 0
-10 20
100 200 300 400 500 100 200 300 400 500
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
(a) ᬌ٪ҒՑᣣ࠱ܦҪဋጟ֗ᬌ٪᧚ (b) ᄱՏູूᄊѺጟູ֗ʷ˔൓ጟູᄊܦҪဋጟ

图 3 仿真辐射声功率级和降噪量
Fig. 3 The sound power levels and noise reductions in simulations

表 1 降噪前后初级源和次级源辐射声功率 (频
率为 104 Hz)
Table 1 The sound powers of the primary
and secondary sources with and without
ࣱ᭧یᘿલܦࡖᬪ
control at 104 Hz

降噪前辐射声功率/µW 降噪后辐射声功率/µW

初级源 次级源 总 初级源 次级源 总
Ѻጟູ
2.06 0 2.06 −2.14×10 −5 2.23×10 −5 9.40×10 −7 (a) ๗ܦࠉࠄᰎིྟ
70 70
ᬌ٪ҒܦҪဋጟ
在消声室中搭建了 6 个次级源、12 个误差传 60 ᬌ٪ՑܦҪဋጟ 60
声器组成的平面型虚拟声屏障系统进行有源噪声 ᬌ٪᧚
50 50
控制实验，实验照片见图 4(a)，6 个次级源的位置
见图 2，12 个误差传声器均匀布放在开口面。实 ܦҪဋጟ/dB 40 40 ᬌ٪᧚/dB
验中的开口腔体模型由五面有机玻璃制作，厚度 30 30
为 2 cm，初级源用一扬声器模拟，采用 FxLMS 算 20 20
法，采样率 2000 Hz，初级源的输入信号同时作为 10 10
参考信号，故不需要外接参考传声器 [35] 。按照声
0 0
功率测量国际标准 ISO 3744 在以开口面中心为球 0 100 200 ᮠဋ/Hz 300 400 500
心、半径为 1.5 m 的半球面上取 10 个点，用这 10 点 (b) ᬌ٪ҒՑܦҪဋጟ֗ᬌ٪᧚
的声压计算辐射声功率，以降噪前后辐射声功率
图 4 平面型虚拟声屏障实验照片和实验结果
级的变化来评价系统的降噪量 [36] 。当初级噪声为
Fig. 4 The photo of the experimental setup of the
500 Hz 以下宽带噪声时，降噪前后声功率级和降 planar virtual sound barrier and the experiment
噪量见图 4(b)。由于实验中所用扬声器尺寸较小， results
无法在 80 Hz 以下的低频段有效辐射声功率，故该
频段初级声场较低，降噪量也较低，除该频段外， 2.2 单层边界虚拟声屏障实现方法
图 4(b) 中大部分频率降噪量均高于 10 dB，证明了 虽然平面型虚拟声屏障可对开口声辐射进行
用该平面型虚拟声屏障进行宽带噪声全局控制的 有效全局控制，但位于中间的次级源仍然阻挡了
可行性。 部分开口，若将所有次级源沿开口边界布放，构