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Intensitätsfeld eines ebenen Schallstrahlers

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Calculations are presented concerning sound radiation from a planar source. The acoustic intensity in the half space in front of a pair of harmonically excited loudspeakers is determined based on experimental data. For this purpose, the methods of Fourier acoustics, or nearfield acoustic holography (NAH), are applied. At first, the theoretical foundations are considered with special attention to the transfer functions derived from the fundamental differential equations. Then, the experimental data are evaluated by backprojecting the normal component of acoustic velocity from the measuring plane to the radiator plane. With the knowledge of this boundary condition as a basis, the vector field of complex acoustic intensity is computed and displayed. Special attention is paid to the nature of active and reactive intensity. The results reveal that, based on only one acoustic field parameter (pressure, or one component of velocity), which is measured in only one plane, the complete information across the whole field of the complex intensity of a planar radiator can be extracted.

Zusammenfassung

Es werden Berechnungen zur Schallabstrahlung von einer ebenen Quelle beschrieben. Ausgehend von experimentellen Daten wird die Schallintensität im Halbraum vor einem Paar harmonisch angeregter Lautsprecher ermittelt. Zur Erreichung dieses Zieles wird die Vorgehensweise der Fourier-Akustik bzw. Akustischen Nahfeld- Holographie (NAH) angewandt. Zuerst werden die theoretischen Grundlagen vor allem mit Blick auf die Übertragungsfunktionen betrachtet, die sich aus den grundlegenden Differentialgleichungen ableiten. Danach werden die experimentellen Ergebnisse dadurch ausgewertet, daß die Normalkomponente der Schallschnelle von der Meßebene in die Strahlerebene rückprojiziert wird. Aufbauend auf der Kenntnis dieser Randbedingung wird das Vektorfeld der komplexen Schallintensität berechnet und dargestellt. Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei dem Wesen der Wirk- und Blindintensität. Die Ergebnisse belegen, daß aus der Kenntnis nur einer Schallfeldgröße (Druck oder einer Komponente der Schnelle), die in nur einer Ebene gemessen wird, die ganze Information über das gesamte Feld der komplexen Schallintensitat eines ebenen Strahlers abgeleitet werden kann.

Sommaire

On présente des calculs de rayonnement acoustique pour une source plane. A partir de données expérimentales, on recherche l'intensité acoustique envoyée dans le demiespace par une paire de haut-parleurs coplanaires sous excitation harmonique. Pour atteindre ce but, on a utilisé le procédé de l'acoustique de Fourier ainsi que celui de l'holographie acoustique en champ proche. Pour commencer on a examiné les bases théoriques (et notamment celles des fonctions de transfert), telles qu'on peut les déduire des équations différentielles fondamentales de l'acoustique. Puis on introduit l'exploitation des résultats expérimentaux en effectuant une rétroprojection de la composante normale du vecteur vitesse vibratoire depuis le plan de mesure sur le plan de la source radiative. La connaissance de ces valeurs aux frontiéres permet de calculer et de représenter le champ vectoriel de l'intensité acoustique complexe recherchée. On peut alors prêter une attention particuliére a la distinction classique entre intensité réactive et intensité reactive. On doit noter aussi que, d'aprés nos résultats, la connaissance d'une seule composante du champ acoustique (la pression ou bien l'une des trois composantes de la vitesse), mesurée dans un seul plan, suffit à fournir une information totale sur tout le champ de l'intensité acoustique complexe rayonnée par une source acoustique plane
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Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 1990

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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