Zusatzdämpfung bei Schallausbreitung über Boden

Measurement show that there is additional damping in the propagation of sound in air close to the surface of the ground. This effect arises through the interference of the direct sound wave with that reflected from the ground. From the calculation of the extra damping the known sound impedance of the earth is determined. With the help of Fresnels' zone construction the evaluation of the actual reflection factor follows from the reflection factor for plane waves. Moreover the influence is found, of the curvature of the spherical wavefront and of the location of the sound wave and of the receiver above the ground. The damping for the direct and reflected waves are determined from the reflection factor and the phase shift. The calculation of the extra-damping of sound waves propagated over the ground from the interference of the two waves depends upon the ground condition. As an example the difference is shown, for grass surfaces, between the measured and calculated values.

Zusammenfassung

Messungen zeigen, daß bei Schallausbreitung in Bodennähe eine Zusatzdämpfung besteht. Diese wird durch die Interferenz der direkten und der vom Boden reflektierten Schallwelle verursacht. Bei Berechnung der Zusatzdämpfung wird von der spezifischen Schallkennimpedanz des Bodens ausgegangen. Die Bestimmung des tatsächlichen Reflexionsfaktors erfolgt aus dem Reflexionsfaktor für die ebene Welle mit Hilfe der Fresnelschen Zonenkonstruktion. Dabei wird auf die Einflüsse der Krümmung der sphärischen Wellenfront und die Lagen der Schallquelle und des Empfängers über Boden eingegangen. Die Dämpfungsmaße für die direkte und reflektierte Welle werden aus dem Reflexionsgrad und dem Phasensprung bestimmt. Die Berechnung der Zusatzdämpfung bei Schallausbreitung über Boden erfolgt auf der Grundlage der Interferenz beider kohärenten Wellen. An Beispielen für Grasflächen wird die Übereinstimmung zwischen den gemessenen und berechneten Werten gezeigt.

Sommaire

Des mesures montrent que, lorsque le son se propage à proximité du sol, il apparaît une atténuation additionnelle due aux interférences entre ondes directes et ondes réfléchies par le sol. Pour calculer cette atténuation additionnelle on part ici de la notion d'une impédance caractérisque spécifique du sol. On détermine le facteur effectif de la réflexion à partir du facteur de réflexion relatif à une onde plane, avec mise en æuvre de la construction des zones de Fresnel. Ainsi on parvient à tenir compte de l'influence de la courbure des ondes sonores sphériques et des situations de la source sonore et du récepteur par rapport au sol. Les valeurs de l'atténuation pour l'onde directe et pour l'onde réfléchie se déterminent à partir du coefficient de réflexion et du saut de phase. Le calcul de l'atténuation additionnelle en résulte sur la base de l'interférence entre deux ondes cohérentes. Des exemples relatifs à des sols garnis d'herbe illustrent la concordance entre les valeurs prévues par la présente théorie et les valeurs expérimentales.