소음의 물리적성질
1.파동
횡파,종파 매질의진행방향과수직-횡파, 매질의진행방향과평행-종파
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횡파 |
종파 |
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물결파 , S파, 전자기파 |
음파,P파 |
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종파(소밀파) |
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횡파(고정파) |
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표면파 |
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매질 |
있어야만 전파 |
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없어도 전파 |
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있어야만 전파 |
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전파속도 |
종파(소밀파) |
> |
횡파(고정파) |
> |
표면파 |
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에너지 |
종파(소밀파) |
< |
횡파(고정파) |
< |
표면파 |
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음파,P파 |
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물결파,전자기파,s파 |
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R파,L파 |
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실체파(점음원) |
종파 |
역2승법칙: 거리가 2배가 될수록 10log((2)^2) = 6db 감소 |
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횡파 |
||
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표면파(면음원) |
R파 |
역1승법칙: 거리가 2배가 될수록 10log((2)^1) = 3db 감소 |
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L파 |
2.파동
위상이 같은 점들을 연결한 면
3.음선
음의 진행방향 나타내는 선 - 파면에 수직
4.음파
5.음의 회절
장애물 뒤쪽으로 음이 전파
파장이 클수록(저주파일수록) , 장애물이 작을수록, 구멍이 작을수록 회절 잘 됨
6.음의 굴절
온도차 : 온도가 낮은 쪽으로 굴절
풍속차 : 상공의 풍속이 클때 ⇒ 풍상→상공으로// 풍하→지면으로
7.음의 간섭
1)도플러효과
진행방향쪽 -원래음보다 고음
진행방향반대쪽- 원래음보다 저음
2)맥놀이
주파수 다른 두개음 보강간섭 ,소멸간섭 -컷다가 작았다가
8.음의 반사, 투과,흡수
투과율( τ ) = 투과/입사
투과손실(TL) = TLlog(1/τ)
9.마스킹효과
저음이 고음을 잘 마스킹
주파수가 비슷할 때는 마스킹 효과가 커짐
주파수가 거의 같을때 맥동 ⇒ 마스킹효과 감소
음의 단위
파장,진폭,변위
1.파장 : λ (m)
제일높은곳(마루)-(마루) 거리
λ = (음속)/(주파수-Hz) = C/f
2.주파수 : f (Hz=cycle/sec)
f = C/λ = 1/T = 1/주기
3.주기 : T (sec)
$T=1/f=2\pi \combi{\sqrt{\frac{l}{g}}}$
4.진폭 : A or Pm (m)
최대 변위치
5.고유 음향임피던스 Z(ρC , rayls=kg/m2sec)
Z= ρ·C = P/v
ρ(매질밀도) C(매질에서의음속) v(입자속도)
6.음의 전파속도(음속) : C(m/sec)
C = 331.5 + 0.06t
온도 1도씨 상승 음속 0.06m/s증가 = 1℃ ↑ ⇒0.06m/s ↑
7.음압 : P (Pa=N/m2)
$P=\frac{Pm}{\sqrt{2}}$
P: 음압의실효치 Pm : 피크치 P0 = 2*10-5 N/m2 (최소음압)
8.음의세기 : I (W/m2)
$I=P\times v\ =\ P\ \times \frac{P}{\rho C}\ =\ \frac{\combi{P}^2}{\rho C}$
I0 = 10-12 W/m2 (최소음의세기)
P= 매질속도*매질밀도*입자속도
9.음향 출력 : W(watt)
W=I x S
S:표면적
<점음원> 자유공간 4πr2 반자유공간 2πr2
<선음원> 자유공간 2πr 반자유공간 πr
소음의 단위
1.dB(데시벨 = decibel)
S/N비(signal/noise)
10/1= 10배 = 10^1배 = 1Bell =10dB
10/0.1= 100배 =10^2배 =2bell=20dB
2.음의세기 레벨(SIL)
SIL = 10log(I/I0) dB
3.음압레벨(SPL)
SPL = 20log(P실/P0) dB
SIL=SPL
4.음향 파워 레벨(PWL)
PWL = 10log(W/W0) dB
PWL = SPL + 10logS = SIL + 10logS
cf) 거리감소
SPL= PWL - 10logS
5.음의 크기레벨(LL ,phon)
1000Hz 기준 1db = 1phon
dB단위를 사용하지X ⇒ phon
6.음의 크기(S,Sone)
1000Hz ⇒ 40dB = 40phon 일때 1Sone
$S=2^{\frac{\left(L_L-40\right)}{10}}Sone$
S값이 2배 증가하면 감각량크기도 2배 증가
1000Hz 40dB? = 40phon = 1Sone
7. 청감보정회로
40Phon(A특성) , 70phon(B특성) ,85phon(C특성)
원칙적으로 A특성 사용
A특성: 우리귀비슷(저주파 소거하는특징)
C특성: 주파수 분석 할 때 사용
dB(A)=dB(C) 고주파많음
dB(A)<<dB(C) 저주파많음
소음의평가
1.회화방해레벨(SIL)
AI(명료도지수) 간편화목적
600~1200 / 1200~2400 / 2400~4800Hz 3개의밴드로 분석 산술평균값
AI=명료도지수( S/N*100) 0% 대화불가능 100% 방해없이대화
2.우선회하방해레벨(PSIL)
1/1옥타브밴드 / 500,1000,2000Hz 산술평균값
3.NC
= (실내소음평가)
1/1옥타브밴드 ,공조기소음
4.PNC
NC보다 더엄격한평가(저주파부수정)
5.NRN
소음평가지수
순음多 +5dB보정
청력,회화장애,귀찮음
6.TNI
교통소음지수
7.Leq
등가소음도
8.PNL
감각소음레벨
항공기소음
9.NNI
영국 항공기소음
10.EPNL
국제민간항공기구-항공기
11.WECPNL
우리나라.일본
12.NEF
미국
소음의 감쇠
1.대기조건에 따른 감쇠
습도(↓↓) 기온( ↓↓), 주파수(↑↑) 파장(↓↓) →⇒ 감쇠치 ↑↑↑
2.거리감쇠
거리가2배 / 점음원 6dB / 면 3dB 감소
3.공기흡음에 의한감쇠
공기반사X
4.수목감쇠
dB계산
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데시벨(dB)차 |
보정치(큰dB+보정치) |
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0~1 |
3 |
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2~4 |
2 |
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5~9 |
1 |
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10이상 |
0 |
||
1.dB합
$L=10\log \left(\combi{10}^{\frac{L_1}{10}}+\combi{10}^{\frac{L_2}{10}}+\combi{10}^{\frac{L_3}{10}}+...\combi{+10}^{\frac{L_n}{10}}\right)$
78dB+82dB ⇒ 84dB
80dB+80dB⇒ 83dB
90dB+ 80dB ⇒ 90dB
10차이 이상이면 무시
XdB N대 ⇒ XdB + 10log(N)dB
