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室内音质设计中,可通过利用不规则空间体型、吸声材料和反射材料相间布置以及使用声学扩散体来达到声场扩散的目的。不同类型声学扩散体的发明及应用,在厅堂音质设计中发挥了重要的作用,如控制回声、提高语言清晰度、增加音质的空间感、减少声聚焦缺陷等。声学扩散体也具有良好的室内装饰效果。
为评价声学扩散体的散射性能,声学家们提出了多个参数,代表性的有散射系数(Scattering Coefficient)和扩散系数(Diffusion Coefficient),并在测量方面进行了大量的研究工作。散射系数相比于扩散系数而言,具有明确的物理意义,更适合应用于室内声场仿真计算。
本文在充分研究国际上已有的声散射测试系统的基础上,根据ISO17497-1标准在亚热带建筑科学国家重点实验室的混响室内建立了一套精确的声散射系数测试系统,并进行了仪器设备的配置和调试。论文并设计制作了七种MLS扩散体,利用上述测试系统对七种MLS扩散体的吸声系数和散射系数进行了测试,首次获得了MLS扩散体的散射系数频率特性。分析了单元格宽度、深度、扩散体序列等因素对MLS扩散体散射系数的影响,给出散射系数测试结果的标准偏差。最后,通过对不同厚度平板的散射系数的测试,探讨了声散射系数测试中的边界效应问题。为保证得到可靠的测试结果,建议试件表面与转台表面齐平安装,以减小边界效应的影响。
测试结果可应用于室内声场计算机仿真软件,使声散射系数参数设值有据可依,对提高室内声场计算机仿真的准确度具有重要作用。本论文的工作为室内音质设计、声扩散研究提供了重要的基础数据,为声散射系数资源库的建立奠定基础。