和声学教案（精选9篇）
1.和声学教案 篇一
和声学课程教学大纲
一、教学目的和任务
和声学是继基本乐理之后又一重要的技术理论课程。它是掌握作曲及其他相关音乐理论课程的基础，并与其他音乐专业课程的学习有着极为密切的内在联系，是专业音乐工作者所必须熟练掌握的一门技术理论课程。
本课程的教学目的和任务在于，使学生牢固掌握和声学的基础理论知识，具有熟练的写作能力和相应的弹奏能力，并在此基础上提高学生对多声部音乐作品的分析、理解和赏析的水平。通过对基础和声学的学习和掌握，可为今后作品分析、复调、音乐创作等相关技术理论课程的学习打下坚实的基础。
二、教学形式与方法
教学形式以班级集体授课为主，并以小组课、个别辅导相结合，运用讲授法、问答法、讨论法、练习法等灵活运用。
三、教学年限与学时
本课程在第二、三学期进行，每周安排2个学时，共计72个学时。本课程结业时共计4个学分。
四、教学内容与进度
本课程将以李志伟、张准编著的《和声学基础教程》为主要教材，适当参考其它相关教材的部分内容。在教学过程中，根据学生情况可能会对某些章节的学时做必要的调整。其进度如下：
第一章 绪 论（2学时）
1、关于对主调音乐和复调音乐概念的解释
2、关于对和声与和弦概念的解释
3、关于对和声在音乐中的表现意义的说明
4、关于对和声分析重要性的说明
第二章 和弦连接（2学时）
1、四部和声
2、和弦音的重复与省略
3、和弦音的排列
4、声部进行
5、和弦连接的方法
6、和弦连接中应避免的不良进行
第三章 正三和弦（4学时）
1、正三和弦的和声语汇
2、正三和弦的平稳连接
3、为旋律配和声
第四章 和弦换位与三音跳进（4学时）
1、和弦换位
2、三音跳进
第五章 终止式与终止四六和弦（4学时）
1、终止式的种类
2、终止四六和弦
3、为低音配和声
第六章 正三和弦的第一转位（4学时）
1、重复音与和弦排列
2、原位和弦及其六和弦之间的转换
3、六和弦的平稳连接
4、六和弦连接中的声部跳进
第七章 旋律中的和弦外音及经过、辅助四六和弦（4学时）
1、弱拍、弱位上的和弦外音
2、强拍、强位上的和弦外音
3、自由和弦外音
4、经过四六和弦
5、辅助四六和弦
第八章 和声分析（4学时）
1、作和弦标记
2、作旋律—和声图示
3、作和声图示
第九章 属七和弦（4学时）
1、属七和弦的结构
2、属七和弦的特性
3、属七和弦的排列及解决
4、属七和弦的预备
5、属七和弦的运用
第十章 属七和弦的转位（4学时）
1、属七和弦的转位及标记
2、和弦音的省略与重复及其音响特性
3、转位属七和弦的解决进行
4、属七和弦到主和弦解决时的声部跳进
5、转位属七和弦的应用
第十一章 大调副三和弦及其转位（4学时）
1、和弦的功能组
2、功能的替代与扩展
3、Ⅱ级三和弦
4、Ⅲ级三和弦
5、Ⅵ级三和弦
6、Ⅶ级三和弦
7、基本终止式的变化
8、转位和弦举例
第十二章 小调副三和弦及其转位（4学时）
1、和弦的功能组
2、Ⅱ级三和弦
3、Ⅲ级三和弦
4、Ⅵ级三和弦
5、Ⅶ级三和弦
6、自然小调副三和弦
第十三章 副七和弦（4学时）
1、副七和弦的结构
2、Ⅱ级七和弦
3、Ⅲ级七和弦
4、Ⅵ级七和弦
5、Ⅶ级七和弦
6、其它副七和弦
第十四章 模进（4学时）
1、模进动机
2、不转调的模进
3、三和弦的模进
4、七和弦的模进 第十五章 重属和弦（4学时）
1、重属和弦的构成
2、重属和弦的引入与解决
3、重属和弦的运用
第十六章 副属和弦（4学时）
1、副属和弦的构成
2、各级副属和弦
3、副属和弦的运用
4、副属和弦的其它进行
第十七章 离 调（4学时）
1、离调的和声进行
2、副下属和弦
3、副下属和弦的组成
4、离调中的副属与副下属和弦
5、离调的运用
6、离调模进
7、属七和弦的连锁进行
第十八章平行关系转调（4学时）
1、调性关系的远近
2、平行调之外的近关系调
3、转调与换调
4、平行关系调的互转
5、平行关系转调的运用
第十九章近关系转调（4学时）
1、近关系调
2、近关系转调的步骤与方法
3、向属方向的近关系转调
4、向下属方向的近关系转调
5、近关系转调的运用
五、考试与考查
1、期中考查分为合格与不合格两种标准。
2、期末考试以日常作业完成情况占10%，期中考查情况占30%，考试成绩占60%，以此来确定期末考试的最终成绩。
2.和声学教案 篇二
和声学以四声部和声组合和运行为基本方式, 声部之间相互保持一致或协调, 又必须各自遵循一定的法则。几个或是许多不同的音如何结合?纵向如何安排?横向遵循什么样的原则?这样的问题都是和声学研究的范畴, 法则对于解决这些问题有着决定性作用, 下面就和声学中的“法则”作一些粗浅的探讨。
一、法则在《和声学》理论中的重要作用
任何一门学科, 都以其独特方式成为某类学科之一, 由此而形成专门的技术手段。和声学之所以得到发展和应用, 是因为它有自身的合理性与系统性。这其中, 理论关系起着重大的作用, 成为指导人们活动的准则。俗话说, “没有规矩, 不成方圆”, 由此可看出理论关系的重要性。和声学理论源于人们几百年来的实践, 由此升华为指导人们进行创作和实践的理论体系, 二者相辅相成, 缺一不可。理论指导着实践的进行, 实践的过程印证着理论体系的合理性与可行性, 并形成推动理论发展的动力。
和声学的理论学习中, 学习者都会发觉每章都有许许多多法则需要掌握和遵守, 比如:正三和弦排列需要重用根音, 和声 (旋律) 和弦连接法, 和声禁忌等等。学习者在学习过程中总为此感到碍手碍脚。但是, 如果仔细分析研究和声的发展过程就会发觉, 这些理论原则与规划并不是任意杜撰, 它们的合理原则的应用都来源于名家的经典作品, 并在实践过程中得以反复的验证和补充, 经过长达几百年的实践过程而总结出来的系统的、合理的、可行的一整套理论体系而为众人所接受并指导其创作实践活动。因此, 和声学的理论和规则并不是枷锁, 而是人们获得自由音乐的途径和手段。经过系统而严格的理论学习, 充分理解和掌握其规律原则, 学习者就能获得扎实的理论修养和技能, 由必然王国走向自由王国。有位名家说过一句格言“法则下的自由是最大的自由”, 对法则在和声学理论中的重要性可谓一针见血。
二、法则的基本含义与分类
法则即方法, 规则, 原则之意。和声写作中一切技术性的写作要求, 或者说写作技法的内容均属于法则范畴。和声中的法则作为音乐创作中的主要技术手段, 成为我们把设想 (创作) 变成现实 (音响) 的重要手段。法则包含的内容较为广泛, 在和声学中大体可分为以下几类:
第一, 单个和弦纵向排列法则;包括, 正 (副) 三和弦的排列;正 (副) 六和弦的排列;正 (副) 四六的排列;七和弦的排列;副属和弦以及其他变和弦的排列等。
第二, 四声部运行连接法则;包括, 狭义的和声连接与旋律连接;广义的和声连接与旋律连接;三音跳进连接;二度关系和弦5跳8连接;终止时的反向八度连接;同三六、异三六、异六六连接;七和弦解决等。
第三, 乐句、乐段程式、连接、转换法则;包括, 终止、半终止、补充终止;离调;近关系转调中间环节;远关系转调中间环节;音型法;旋律华彩法;和声布局等。
第四, 和声禁忌类法则;这一类是写作中需要避免的法则, 在和声写作中, 如果能灵活运用以上法则, 能够基本避免和声禁忌。但和声禁忌作为《和声学》的一个部分, 也是需要扎实掌握的内容。它包括:八度超越;声部交叉;声部超越;四部同向;和声切分;功能倒置;平行、反向、隐伏五度、八度;增音程进行;七和弦不当解决;对斜等。
三、法则的掌握
掌握以上的法则有些可以寻找一些共同的规律, 比如:单个和弦纵向排列法则中, 共同的规律是上三声部每两部之间音程不超过八度;正 (副) 三和弦的排列、正 (副) 四六的排列、副六和弦的排列是同一种原理等。有些法则需要掌握法则的独特性, 比如:三音跳进只能发生在高声部与次中音声部;5跳8连接只能在二度关系和弦连接中使用;反向八度连接只能在终止时使用;近关系调中有四个共同和弦等。然而, 每个学科均具有自身的独特性, 正如学好数学必然要牢记定义与公式一样, 和声学中的法则各自包含了丰富的含义, 有着严格的步骤与要领, 它们成为和声学学科的重要组成部分, 单独记忆每个法则是学好和声学最直接的途径。
四、法则的运用与作品分析
法则与原理同为和声学的重要学习内容, 与原理具有普遍意义的基本规律这一含义不同, 法则是和声写作的重要技法。合理的运用法则可以极大提高和声写作能力, 缩短和声写作时间, 保证习作的正确率, 对和声语汇、和声思维的养成能够起到积极的促进作用。同时, 可以极大地避免和声禁忌的发生。法则不是僵死的教义, 在实践中每个法则总有自己的一些特殊规律和特点, 运用时需要进行科学整合。
比如, 在多数和声学教程中, 开放排列法表述为上三声部的总音程超过八度, 相邻两部之间音程关系为五度或六度;密集排列法表述为上声三部的总音程不超过八度, 相邻两部之间音程关系为三度或四度。如果仅掌握法则的基本语义, 很难指导具体的写作实践, 但如果把法则分解为如下三个步骤, 可以更为直接反映排列法的本意。
首先, 写出和弦低音, 确定哪个和弦音作旋律位置;这样四部和声便完成了两个声部。
其次, 按照开放、密集排列的表述寻找旋律声部与中音部之间的音程关系;
再次, 按照开放、密集排列的表述寻找中音声部与次中音部之间的音程关系;
再如, 四五度关系“异三六”平稳进行连接法步骤为:第一步, 根据需要书写低音, 正确排列第一个和弦;第二步, 将共同音保留在同一个声部;第三步, 其余两个声部作反向级进;或者其余两声部同向一个作三度进行、另一个作级进。
在上例第三步中不论是两声部反向级进, 还是同向一个作三度进行、另一个作级进, 均有两个进行方向。但只有一个方向能够进行到正确的和弦音, 这便要灵活运用法则进行写作。
五、结语
在和声技法基本完善的传统和声学体系中, 熟练掌握和应用各种法则, 对于养成良好的和声思维无疑是一条捷径。和声学的研究中, 把和声法则与和声原理作为两条主线同步进行, 一为基本的写作技法, 另一为实践总结出来的系统的理论体系。这样, 理论与实践能够相互依托, 和声学的研究也能更好地为音乐实践服务。
由于各个历史时期的不同, 作者个人习惯手法的不同, 风格的差异、民族特点等等, 法则在实践中亦存在很大的差异性, 所以只有深入到理论研究中去方能真正明白理论的基本规律和它的合理性与可行性。
摘要：和声法则是和声学中非常重要的写作技法, 是乐音纵向结合、横向连接时运用的重要和声学技术手段。它有严格的内涵, 涉及面较为广泛。熟练掌握和声法则对于提高和声写作能力, 缩短和声写作时间, 保证习作的准确率, 以及和声语汇、思维养成等方面有着积极作用。本文基于学用角度, 对和声法则做了一些探讨。
关键词：和声学,法则,写作技法,和声养成
参考文献
[1]桑桐.《和声的理论与应用》[M].上海:上海音乐音乐出版社, 1982.11。
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[4]祁光路.《和声通用教程》[M]上海;上海音乐出版社, 1998.9。
[5]金克日·铁宏.《基础和声学》[M].呼和浩特:内蒙古教育出版社, 1997.8。
3.和声学教案 篇三
普遍来说，房间的声源常常经过六个途径传到我们的耳中：音箱发出的直达声；地板的反射声；天花板的反射声；音箱后墙的反射声；侧墙的反射声以及聆听者背后墙壁的反射声。改变声波的任一反射条件，声音都会随之发生变化。所以，听音环境在很大程度上决定了重放声的音质好坏，假使你设备最好，环境不当也难有好效果，只是这点常常被大家忽略。因为常常房间声学的造价也是不便宜的。房间的声学特性，很大程度上与室内装潢及房间布置有关。
一、长方形
理想的听音房间最好的是长方形，按黄金分割比例，长、宽、高不成整数倍的关系，因为这样的房间能更好的产生声音效果，不易出现驻波折叠，从而提高听感。
二、隔声与吸音
其次是隔声，房间内外不致干扰并使声音扩散。适当的吸声可免除声波往复反射激发出某些固有频率的声音干扰，造成声染色。原则上室内声波的处理扩散应多于吸收，目的是使共振强度降低。但也要注意，不能过度使用吸音材料，过度的吸音会使得房间的混响时间太短，声音变得干涩不圆润。重点在于侧墙和天花板。在侧墙均匀地设置一些吸声和扩散物，要厚重扎实，例如厚重的羊毛毯就是极好的全频吸声物体，薄的地毯、挂帘、壁毯只对中、高频有吸收作用，过多使用会导致声音缺乏色彩和明亮度。同时，一些家具（书柜、桌椅、沙发）都是很好的声音扩散物，能对声音的传播起调整作用，调整低频有很好效果。最理想的方法是在侧墙上贴以适当的扩散板，但这种方法费用较昂贵且影响美观。
为使声音的扩散度更广，不致来回往复聚为一起成为有害驻波，就要改变该频率声音的行进路线，我们可以请专业设计师商量，但最实际的方法是移动音箱或聆听位置。架空的木地板对低频也有吸收作用，当房间较小时，可以防止低频量感的过度。如果房间声音的低频发出轰鸣声，可在地板的近反射声的反射点附近，铺设厚重的羊毛地毯。当声音刺耳、低频量感不够时，就应在两侧墙的近反射声的反射点设置吸声物覆盖处理。如果出现声音太干，应优先取掉地毯，在房间角落放置玻璃纤维作成的吸声块或布坐垫，可作混响时间的最后调整。
三、房间完好封闭性
房间的隔声还跟房间的封闭性有关。听音房间的理想隔声对一般家庭而言其实是很难办到的，因为门、窗、墙、地板和天花板，任何一个与外面相通的小细处都会将室外的声音传进来，并将室内的声音传出去，特别是将低频传得更远，而影响到声音的最佳效果。门窗是隔声的薄弱环节，良好的隔音可将窗作成双层，在已有的窗上再加一层，当然这时的窗要有好的密封性，这是花费最少且效果不错的方法。对于门，可以采取带空腔的中空双层门，面板使用胶合板制作，中间铺敷吸声棉。如果觉得这样繁琐，便要听从专业影音设计师的见解，从实际环境出发，探究最合适的隔音办法。其他包括插座，门把手这样的细微之处，也应尽可能的做处理，让声音无法外漏。如果是在客厅，由于通道关系而影响室内声场的平衡，可在不对称的墙面与角落加上吸声材料，尽量让两侧的反射声均衡。
接下来，我们说说听音室器材的位置摆放。
现在听音室大致可以分为以下三种：1.专业听音室（如视听室）；2.与起居兼用的家庭听音室；3.以影像为主的AV视听室。三者的声道系统不一样，因而器材摆放上也是各有讲究，但三者之间也存在着相通之处。我们最常接触的莫过于2.0、2.1、4.1、5.1和7.1的多声道系统（任何x.1音箱中的，1指代的是独立的超重低音音箱，俗称低音炮）。
2.0声道
对于2.0系统来说，有一个
“三角形法”原则。只需将两只音箱放在听音者的正前方（两音箱之间距离为1.5-2m左右），聆听者处于与两只音箱组成的三角形顶点。音箱与人耳的角度在45到60度以内。这个角度是有讲究的，它很好的把握了聆听者与音箱的距离，如果音箱离听者太近，音域定位便不够精准，且高低音单元存在相位差，声音便不能同步。如果距离太远，声场则会变窄，失去空间感和临场感。
其次，音箱要与后墙、侧墙相隔一定的距离（20-50厘米以上）。因为一般的2.0音箱的倒相孔都是后置的，如果音箱紧靠后墙，倒相孔中的声波便不能完全放出，声场的效果就会大打折扣，有些音箱更是必须借助墙壁的反射、叠加、混音才会有较好的低音效果。音箱不要离侧墙太近，以防侧墙体的反射作用改变了声波的传播方向与强度而影响音质。再次，音箱与人耳最好处于同一平面，如果音箱高度不够，我们可以使用音箱支架以获得好的聆听效果，得到所谓的“皇帝位”。
“三角形法”又俗称为半自由近音场听法。它的好处是可以减少四面墙反射音对音箱直接音的过度干扰，可得到很好的定位感以及宽深的音场，是能够听到最多、最直接、最清楚细节的一种摆法。除角度不变外，这个三角形根据房间大小、后级功率不同可大可小，自由调节。
2.1声道
2.1相比于2.0，多了一个低音炮。音箱的摆放跟2.0大同小异。超重低音喇叭效果入耳听到是有限的，反而是人的其它感官会感受到。超重低音只是在特定的节目源存在并需要还原。比如，在电影院或现实中，我们能够感受到飞机起飞时那种力量与能量的震撼，但是如果我们的家庭影院没有配置超重低音喇叭音箱或者配置不合理，就无法感受到这种震撼。摆放低音炮，注意到以下几点就好。
通常把超低音音箱放在前方墙角附近，最好离墙角1m以上；避免摆放在和墙壁等距离的地方，例如，房间宽为4米，则不要摆放在离两边墙为2米的地方；其三，与墙壁之间应为不等距关系，不要把音箱摆放在靠近墙角处及侧墙和后墙等距离的地方（如离侧墙或后墙距离分别为1/3、1/5的距离）。这是因为这样的摆法能增强低频的交错叠织，低音更浑厚圆润。
4.1声道
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4.1跟2.1比较，是在原基础上增加了两个后置环绕音箱，用来强化声音的定位和环绕效果。两个前置音箱和低音炮的位置摆放就无需再多说了，遵循着“三角形”法则，形成等腰或等边三角形。而对于这两个新增的环绕音箱，我们一般将其摆放在“皇帝位”的左右两侧，音箱面对面的架设，直接面对听音区域。环绕音响位置太前，我们无法获得足够的向后效果，位置太后，包围感和环绕感就会减弱。就高度来说，大约比聆听者的坐姿高70-90厘米左右。除此之外，还有一种参照杜比实验室规定的摆放法，将后置环绕悬挂于后墙之上，距离听音者1.5米为宜。安装时，两个环绕要以听音者为中轴线对称。倘若房间设计不允许，你也可以把它们吊挂在后方墙上。
5.1声道
5.1声道在4.1的基础上多了一个中置的卫星箱，也就是我们所称的中央声道。它的主要作用是用来播放电影中的人声和对白。也就是说5.1声道由前置的左、中、右三个音箱和两个环绕以及低音炮组成。
前置左右音箱和低音炮与前面讲的相同，两个前置放在屏幕左右两侧，与用户形成45到60度的夹角。如果在小房间使用大、中型屏幕，则左右音箱可紧靠在屏幕两侧。如果屏幕较小，可使它们距离屏幕稍远以获得较宽阔的立体声场。中置音箱，正对用户，距离用户2-4m。左、中、右三个声道的辐射角度朝向用户，以此减少来自天花板、墙壁和屋顶的反射，保证声像定位的清晰度。
目前来说，环绕音箱有两种类型，一种是普通的单极型小音箱，它们通常被放在音箱架上或高挂于墙上。另一种环绕音箱则是偶极型音箱，每只音箱内均有两只背靠背安装的扬声器，均接成反相方式。偶极型音箱只能对前后方发出高频声音而无法发出低频声音（即使给它输入低频信号也因抵消而发不出低音）。它只同时向前和向后发声而不会向聆听者的侧面发声，并且使声音到达聆听者前先充满听音室。
摆放时，左环绕与右环绕这两声道的音箱，其声音的扩散性应重于方向性，这样有利营造浓郁的环绕气氛。偶极型音箱摆放时，要着重考虑两个因素：谐振（强迫振荡频率非常接近自由振荡频率系统中出现的振荡现象）和自我衰削。抗谐振的最佳位是离顶棚（或地面）20%的室内空间高度处（如室内高度为2.5m，则最佳位置为上、下50cm处）。通常，家庭使用偶极型音箱的是绝少数。
直接辐射式环绕音箱，则跟前面提到的相差无异。布置方案很多，例如：固定在两侧墙壁上；或固定在后方墙壁上，使它们向外和向上张开呈倒八字形并朝向边墙与天花板结合处。与用户成100到120度的夹角，后置环绕应尽量与前置音箱保持在一个平面上。这点要值得注意，环绕箱太高会感觉人声从空中传来，而太低对白又会被矮化。总之，要听起来声音从前方出来，听来顺耳自然。
寻找低音炮的最佳位置，我们可以接好它的喇叭线并反复播放一段具有强低音效果的音乐，再绕房间四周仔细去听。听时，要将耳朵贴于地面，大致处于超低音音箱高度的位置。然后，找出低音最平稳、最深沉、最清晰的点，即为超低音音箱的最佳摆放位置。
7.1声道
7.1系统则是增加了两个侧环绕，主要负责侧面声音的回放。而原本的后置环绕则可以更专注于后方声音的回放，环绕效果进一步增强。7.1与5.1的摆法基本相同，只是更加注重于四个环绕音箱。通常我们将其悬挂于用户的左前、左后、右前、右后的两侧位置（如正后方没有墙，两个后环绕也可放于音箱支架上），左右侧环绕音箱和“皇帝位”呈90°-110°的夹角，高度一般约高出用户坐姿高度的60-80厘米，左边两个音响和右边两个音响分别处于一条直线上，四个环绕应处于同一平面层。7.1相比于5.1，更为注重环绕声和整个声场的效果表达。
总而言之，房间声学设计和器材摆放都不是件简单的事，好声音是需要多面协调的。但如果你学会了，自然会乐此不疲并舒心畅快，因为好声音是无止境的追求。以上总结，亦希望烧友们给予建议与批评。
4.声学习题 篇四
A．船上的人根据音调知道是钟发出的声音B．船上的人根据音色知道是钟发出的声音
C．钟声通过空气传播到客船D．钟声是由钟的振动产生的2.下列的实验和实例：①在鼓面上放些碎纸屑，敲鼓时可观察到纸屑在不停地跳动；②放在真空罩里的手机当来电时，只见指示灯闪烁，听不见铃声；③拿一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些，一次慢些，比较两次的不同；④锣发声时用手按住锣，锣声就消失了.其中能说明声音的产生或传播条件的一组是()
A．①②③ B． ②③④ C．①③④ D．①②④
3.在日常生活中，常用“高声大叫”、“低声细语”来形容人说话的声音，这里的“高”、“低”是指声音的()
A．音调B．响度C．音色D．音调和晌度
4.以下温度中，最接近25℃的是（）
A．冰水混合物的温度B．健康成年人的体温
C．让人感觉温暖而舒适的房间的温度D．广州市冬季最冷
5.下列关于声音的说法中不正确的是（）
A．俗话说“隔墙有耳”，说明固体也能传声
B．“震耳欲聋”主要说明声音的音调高
C．“闻其声而知其人”是根据音色来判断的D．用超声波清洗钟表，说明声波具有能量
6.生活在海边的渔民经常看见这样的情景：风和日丽，平静的海面上出现一把一把小小的“降落伞”——水母，它们在近海处悠闲自得地升降、漂游。忽然水母像受到什么命令似的，纷纷离开海岸，游向大海。不一会儿，狂风呼啸，波涛汹涌，风暴来临了．就划线部分，以下解释合理的是（）
A．水母接收到了次声波B．水母接收到了电磁波
C．水母感受到了温度的突然变化D．水母感受到了地磁场的变化
7.如图所示，下面几幅交通标志牌中，能表示用于防止噪声，保护环境的是：（）
8.如图所示，相同的8个瓶中灌入不同高度的水，向瓶内吹气，可以发出“1、2、3、4、5、6、7、AB图1CD
1”的声音来。这些声音产生的原因和决定音调的因素分别是（）
A．水振动，水的高度
B．水振动，瓶内空气柱的高度
C．瓶内空气振动，水的温度
D.瓶内空气振动，瓶内空气柱的高度
9.以下措施不能减弱噪声的是（）
A．摩托车上安装消声器B．机场工作人员佩戴有耳罩的头盔
C．街头设置噪声监测仪D．高架道路两侧安装透明板墙
10.安静的傍晚，狗竖起耳朵在警觉地谛听.这是由于（）
A．狗听到很远处的人们手机的对B．狗听到火星发出的声音 C．狗听到人耳所不能觉察的某些高频率的声音D．狗听到无线电波
二、填空题
11.东林书院名联“风声、雨声、读书声，声声入耳”表明声音可以在中传播；用小提琴和二胡演奏“二泉映月”乐曲时，我们可以根据声音的不同来加以辨别。
12.如左图所示，用竖直悬挂的泡沫塑料球接触发声的音叉时，泡沫塑料球被弹起，这个现象说明；如右图所示，敲击右边的音叉，左边完全相同的音叉把泡沫塑料球弹起，这个现象说明_________________________.13.如下图所示，图中a、b、c、d是四种声音的波形图，从图形可知：图是噪声的波形.请提出一种控制噪声的方法.abcd
14.乐音的三个特性分别是响度、和。女同学的声音较尖细，是指她声音的较高。
15.声音是由物体的_______产生的，声音的传播需要_______，真空中不能传播声音.声音在空气、液体和固体中传播速度不一样，当温度相同时，在________中传播速度最大.16．小华在家里修理厨房里的桌子时，不停的有敲击物体的声音发出，为了使隔壁的小明学习时避免干扰，小华采取了三种方案：①嘱咐小明暂时用耳机塞住耳朵；②把房间、厨房门窗关闭关严；③在被敲的地方垫一块抹布。上述三种方案中，第一种是在处减弱噪声；第二种是在中减弱；第三种是在处减弱噪声。
17.在摄氏温标中，以通常情况下的温度作为0℃，以1标准大气压下的温度作为100℃.三、探究与简答题
18.一般物体都是热胀冷缩的，小名在研究水的热膨胀时，取一些水放在可直接测量液体体积和温度的容器中，给水缓缓加热，获取容器中水的以下数据：
（1）通过分析以上的实验所得到的数据，请把你初步得出的结论写在下面的横线
中：。
（2）通常温度计的测温原理是：。
不用水作为测温物质的原因是：。19.为了探究声音的产生条件，有人建议利用以下实验现象。
甲．放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内的空气抽去一些后，铃声明显减小。乙．使正在发声的音叉接触水面，水面溅起水花。
丙．吹笛子时，手指按住不同的孔使会发出不同的声音。
丁．在吊着的大钟下固定一支细小的笔，把钟罩敲响后，把纸在笔尖下迅速拖过，可以在纸上画
出一条来回弯曲的细线。
请你想一想，能说明声音产生条件的实验现象是哪一个或哪几个？其他现象虽然不能说明声音的产生条件，但是分别可以说明什么问题？
20．观察下表，试写出两个与声音传播速度有关的结论．结论：
例：声音在不同介质中传播速度是不同的。（1）（2）
21.．有4支相同材料相同厚度的玻璃量筒，其中a、b等高等截面积；b、c等高，b的截面积小于c的截面积，装有如图的水．田华实验小组的同学将探究气柱发声的频率与气柱的关系，听声调的高低。（1）若探究“气柱愈长，发声的音调愈高”，应选（填字母代号）（2）若选择的是 b、c，则探究的是
．（3）若他们选择的是c、d（c与d不等高，但截面积相同），试猜想他们想探究的是：
．
22.如果声音在空气中的传播速度是0.1m/s,请你发挥想象,写出三个可能出现的场景.1、关于声音和振动的关系，下列说法中错误的是（）
A、一切正在发声的物体都在振动B、振动停止，发声也停止C、振动就一定发声D、振动停止，声音能继续传播
2、向保温瓶里灌开水的过程中，听声音就能判断瓶里的水位上升的高低，这是因为（）A、随着水位上升，音调逐渐变高；B、随着水位上升，音调逐渐变低；
C、灌水过程中，音调不变，响度越来越大；D、灌水过程中，音调不变，响度越来越大。
3、有关声现象的下列说法中不正确的是()
A、男低音独唱时由女高音轻声伴唱，则男低音比女高音音调高，响度大B、男低音独唱时由女高音轻声伴唱，则男低音比女高音音调低，响度大C、射击运动员在驯练和比赛中戴耳塞，是为了减弱进入耳中的噪声
D、宇航员在月球上进行谈话时，听不到对方的声音，说明声音在真空中不能传播
4、晚上当你在家温习功课时，邻居正在引吭高歌，对你的学习产生干扰，则下列四条措施中，无效的是()
A、打开窗户让空气增加流动4 B、用棉花塞住耳朵C、与邻居协商使其减小音量D、关上窗户拉上厚窗帘
5、一般来说，大礼堂的四周墙壁都做成凹凸不平的向蜂窝似的，这是为了()
A、减弱声波的反射B、增强声波的反射C、增强声音的响度D、仅是为了装饰6、5月12日，四川汶川发生强烈地震，地震造成数万人员伤亡，地震产生的次声波往往对人体健康有害，次声波的特点是（）
A.频率高，人耳听不到B.频率高，人耳能听到C.频率低，人耳能听到D.频率低，人耳听不到
7.电影《地道战》中的日军指挥官让人在地下埋几口水缸，并时不时把头探进缸里，以下有几种解释，你认为哪种说法正确？（）A.甲说：“从水缸中能看见地道里游击队员的像，判断有无游击队员.” B.乙说：“从水缸中能听见地面下传来的声音，判断有无游击队员挖地道.”
C.丙说：“防止自己的讲话被游击队员偷听.” D.丁说：“是为了藏匿物品.”
8、在使用小提琴前，乐师常旋动琴弦轴以调节琴弦的松紧，俗称“定弦”这主要是为了改变声音的（）A.响度B.音调 C．音色D．振幅
9、小沈阳在2009年春晚小品“不差钱”中模仿歌手刀郎的声音，观众感觉很像。从物理学角度看，小沈阳主要是模仿了刀郎歌声的（）A．音速B．音调C．响度D．音色
10、关于声现象，下列说法中正确的是（）A．声音在不同介质中的传播速度相同B．道路旁植树可以有效地减弱噪声的传播
C．正常的人耳只能听到20Hz～2000Hz之间的声音D．声源的振幅相同，人耳感觉到的声音的响度也相同
11、有一种电动牙刷，它能发出超声波，直达牙刷棕毛刷不到的地方，这样刷牙干净又舒服，则下列说法正确的是()
A.电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播B.超声波不是由物体振动产生的C.超声波的音调很低所以人听不到D.超声波能传递能量
12、以下利用了超声波的反射来获取信息的是（）。A.大象的“声音”交流B.蝙蝠的“回声”定位
C.外科医生对结石病人的“超声”排石D.站在天坛中央说话，会感到声音特别洪亮
13、下图是探究声现象的四种实验情景，下列说法正确的是（）
5.歌尔声学笔试题目 篇五
冯诺依曼结构：是一种将程序指令存储器和数据存储器并在一起的存储器结构，处理器在执行指令时，先从存储器中取出指令解码再去操作数执行运算，即使单条指令也要耗费几个甚至几十个周期，由于取指令和存取数据要从同一个存储空间存取，由同一总线传输，因而他们无法重叠运行，只有一个完成后再进行下一个，
哈佛结构：是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构，执行速度比较快，
使用DMA的好处是什么：Direct Memory Access，直接内存操作，一个设备接口试图通过总线直接向另一个设备发送数据(一般是大批量的数据)，
它会先向CPU发送DMA请求信号。外设通过DMA的一种专门接口电路――DMA控制器(DMAC)，向CPU提出接管总线控制权的总线请求，CPU收到该信号后，在当前的总线周期结束后，会按DMA信号的优先级和提出DMA请求的先后顺序响应DMA信号。CPU对某个设备接口响应DMA请求时，会让出总线控制权。于是在DMA控制器的管理下，外设和存储器直接进行数据交换，而不需CPU干预。
6.音响技术及声学原理 篇六
声 学 原 理(1)声学历史
当森林中有一棵树倒塌下来时，发出一阵轰然大响声音，但是没有人在这个原始森林中，所以就听不到这声音。这算不算有声音发出来呢?声音是肯定发出来了，因为当树干及树枝接触地面时，它们都会产生某些声音，但是没有人听见，但这声音对于人类或其他动物所听到的是有所不同，所以这就是声学上所说的心理(Psychoacoustics)。
我在这里讲的声学原理，最主要是让一个调音员能够了解声学的各方面，而不是进行声学研究，或是硕士、博士的声学论文，所以我在这书内讲的声学理论都是实际可以给在现场操作音响的人用得上的。
1915年，有一个美国人名叫 E． S． Pridham将一个当时的电话收听器套在一个播放唱片音响的号角上，而声音可以给一群在旧金山市庆祝圣诞的群众听时，电声学就诞生了。当第一次世界大战结束之后，在美国哈定总统(Harding)就职典礼上，美国贝尔公司把电话的动圈收听器连接在当时的唱片唱机的号角上，就能够把声音传给观看总统就职典礼的一大群群众，因此就产生了很多专业的音响研究及开发了扩声工程这门学问。音响研究人员不单纯是努力地把音响器材进行改进，也做了各类不同的实验来了解人类对听觉的反应。但最高级的音响研究人同都明白音响学是要整体的研究，要了解音响器材的每一个环节，及人类对听觉的生理反应，他们在过去多年内直至现在都作出了很大的贡献。早在1877年，英国的莱李爵士(Lord Raleigh)就已经做过声学的研究，他曾经说过：“所有不论直接或间接有关音响的问题，一定要用我们的耳朵来做决定，因为它是我们的听觉的器官，而耳朵的决定就应该算是最后决定，是不需要再接受上诉的。但这不是等于所有的音响研究都是单靠用耳朵来进行。当我们发现声音的根基是一个物理的现象时，我们探测这个音响境界就要转到另外一个领域范围，它就是物理学。重要的定率是可以从研究这方面而来，而我们的听觉感应也一定要接受这些定率。”我们可以从以上一段文字看到，就算在没有电声音响学产生的时候，老前辈科学家都认为这个是物理的领域。
著名科学家英国的卡尔文勋爵常常说：“当你度量你所述的事物，而能用数字来表达它，你对这事物已有些知识。但如果你不能用数字来表达它，那么你的知识仍然是简陋的和不完满的；对任何事物而言，这可能是知识的始源，但你的意念还未达到科学的境界。”卡尔文勋爵(1824—1907)是19世纪最出色的科学家之一，后世的科学家为了要纪念这位伟人，把绝对温度—273．16摄氏度命名为0度卡尔文度。
戴维斯夫妇(Don＆ Carolyn Davis)是《音响系统工程》(Sound System Engineering)的作者。这本书被称为音响圣经，几乎是每一个外国研究音响的人必读之物。我引述他书内这一段：“具有数学和物理学的知识，是实质上了解音响工程学的必要条件。对这两种科学认识越深，越能使你跨越从感觉上所得到的意念，而达到用科学来引证事实。著名音响家占士摩亚曾经说过：„在音响学中，任何在表面看来很明显的事情，通常都是错误的‟。”
我在以上引述了几位科学家及音响学家的训言，主要是因为现在大部分做音响的人士，他们当然是对音响及音乐很有兴趣，但是以为光靠他们的听觉就可以鉴定什么是好或不好的音响，不明白这是一门专业的工程学问，是做不好音响的。远在19世纪的莱李爵士已经指出这是一个科学的境界，现代的音响工程学也像其它科学学术一样正在努力地发展，所以音响工程学是离不开数学及物理学的。
(2)现场音晌与录音室音晌的分别
在这里所讲解的现场音响地操作，它与录音技术是有很多不同的地方，有很多人以为音响的最高境界就是录音技术，这是不全面的。在录音技术上，通常基本是没有碰到反馈的情况，因为在一个录音室内进行操作时，所有的外围因数都可以得到控制，但是在现场音响重播时，我们是不可以避免有很多现场音响问题，所以现场音响和录音音响是两种不同的学问。现场音响跟录音室音响的要求是不同的，所以有很多器材也是不同的。例如在录音室内所用的调音台，它们的每路输入都有多个参数均衡，让录音师可以把每路输入的音源尽量做最精密地微调，务求达到最好的音源效果。一个用来做现场音响的调音台，通常在它的每路输入，均衡都是比较简单的。因为很多时候，现场调音师根本就没有很多时间把每路的音源做很仔细地微调，而在现场音响的调音台每路的音量控制推杆，它们除了可以把音量做衰减外，也可以增益10—14 dB。如果做录音室用的调音台，这推杆很多时候是不需要做增益的，所以这推杆的英文名称就是 fader，意思是衰减器。用在现场音响的大功率功放，它们都会有风扇作为散热用途，因为现场音响的功放是常常在最大功率输出的情况下工作，并且有很多时候是在户外做现场音响时，周围的温度可能相当高。如果在录音室内，通常都一定会有空调，温度当然不会太高，而录音室内的功放，主要是用来推监听音箱用的，当然不需要输出很大的功率，所以功放只需要用普通的散热器，就可以把很小的热量散走。如果功放装有风扇的话，风扇发出来的声音反而造成噪音，所以在录音室内的功放基本上是不需要风扇的。现场音响所用的音箱，为着要把很大的声压传播绘在远距离的观众，所以它们是需要很高效率的，但在录音室内所用的监听音箱，是录音师用来监听声源或录音的最后结果，录音师是坐在距监听音箱很近的地方来监听，所以监听音箱是一种近音场的音箱，不需要高灵敏度，作用跟现场音响音箱是完全不同的。
(3)音频与波长的关系
很多现场调音师都没有理会到音频与波长的关系，其实这是很重要的：音频及波长与声音的速度是有直接的关系。在海拔空气压力下，21摄氏温度时，声音速度为344m／s，而我接触国内的调音师，他们常用的声音速度是34Om／s，这个是在15摄氏度的温度时声音的速度，但大家最主要记得就是声音的速度会随着空气温度及空气压力而改变的，温度越低，空气里的分子密度就会增高，所以声音的速度就会下降，而如果在高海拔的地方做现场音响，因为空气压力减少，空气内的分子变得稀少，声音速度就会增加。音频及波长与声音的关系是：波长=声音速度／频率； λ=v／f，如果假定音速是344 m／s时，100Hz的音频的波长就是3．44 m，1000hz(即lkHz)的波长就是34．4 cm，而一个20kHz的音频波长为1．7cm。
(4)音箱的高、中、低频率
例如我们现在有一个18时的纸盆扬声器单元，装置在一个用木材造的音箱内，而这音箱的面板面积是 l平方米，即这面板的高度及宽度均是 l米。我们怎样计算这音箱的高、中、低频率呢?首先我们要计算这音箱面板的对角长度，是2的方根=1．414m，任何频率的 l／4波长是超过1．414m时，对这音箱来说它就是低频；如果一个频率的 l／4波长是1．414m时，波长就是4×1．414m= 5．656m，这频率=344m／s÷5．656m=60．8／s=60．8Hz，所以任何音频低于60．8Hz时，对这音箱来说就是它的低频率。当60．8Hz或更低的频率从这音箱传播出来时，它们的扩散形象是球型的，等于如果我们把这音箱悬挂在一个房间中间时，这些频率的音量在音箱的前后左右及上下所发出来的声压都是差不多的，放出来的声音变成没有方向性。当某频率的 l／4波长是小于音箱面板的对角长度，但这波长又大于扬声器的半径时，这段频率就是这音箱的中频率。例如我们现在是用一个18时单元，这单元的半径为9寸，就是22.86cm=0.2286m,这个音频为344m/s÷0．2286m=1505Hz,从60.8Hz-1505HZ频就是这音箱的中频率。中频率从这音箱所扩散出来的形状是半球形的，即如果我们把这段频率从刚才悬挂在房间中心的音箱放出来时，声音从音箱面板扩散出来的形状是半球形。在音箱后面是听不到这段频率的声音。1505Hz及更高的频率，对这音箱来说就是它的高频率。高频率从音箱扩散出来的声音形状是锥形的，频率越高，锥的形状越窄。通常如果频率超过开始高音频的4倍时，声音扩散出来的形状会慢慢变成一条直线而不扩散，如果不是坐在对正单元的位置，就听不到这些高频率。所以很多高频率单元如果是纸盆型的话，这纸盆的直径是很小的，把这音箱的高频下限尽量提高，希望能够使高频扩散的宽度增加。我们常常见到家庭音响音箱中的高音单元，通常会用 l—2时的纸盆单元，或半球状的单元，理由就是这个原因。而专业现场音响的高音单元，因为要发出很大的高频声压，所以说一定是采用号角处理的。
(5)各类不同的音场
当一个纸盆扬声器接受了从功放传过来的信号后，纸盆就会作出前后的摇动，当纸盆向前推进时，纸盆撞击到它前面的空气分子，在纸盆前面的空气就会增加压力，这些分子就会继续向前推进，碰撞它们前面的空气分子，造成轻微的高气压。当纸盆向后退时，纸盆前面的空气分子就会产生轻微的真空，然后这些分子会跟着纸盆的后退，造成这里的空气有轻微的压力减少。但我们不要忘记，空气是有弹力的，但在纸盆前面的空气是刚刚被纸盆的动作摇动，不能达到空气本身的弹力，这时我们便要看这频率的波长，声音是要直到离开纸盆的距离有2．5倍波长时，这些空气才发挥出造成声音的弹力。例如一个100Hz的频率，它的波长是3．44米，所以声音要离开纸盆2．5×3．44米=8．6米之外，才是真正的这个100Hz的声音。如果用10OHz来算，离开纸盆的距离还没达到8．6米就为 lOOHz的近音场，而超过8．6米才是100Hz的远音场。为什么我们要了解远近音场呢?很多时候在一队乐队中的电贝司手，他往往都不了解近音场的效果，而在他的电贝司音箱上，有一个均衡旋钮就是写着贝司（Bass)，正是这乐手的称号。电贝司手通常会站在离开电贝司音箱不远的地方做演奏，如果他站在近音场时，有时会觉得低音不足，就会把这Bass的均衡旋钮尽量调大，但听众在他们的位置就会听得到很强烈的低音，很多时候造成不好的效果。这些强烈的低音也会跑进歌手的话筒，如果调音师因为觉得歌手的声音不足够时，就会把歌手这一路的声音提高，但也同时把电贝司的低音量也提高了，调音就遇上了困难。电贝司的最低E弦是41Hz，但因为拾音器是放在弦的末段，所以41hz第一个谐音82Hz才是主要的电贝司低频率，82Hz的波长是 4．2米（344m／s 除以82／s=4.195m），所以差不多要离开电贝司音箱 10米左右才是这82Hz的远音场，而因为电贝司手不会站到离开他的音箱这么远的距离时，他听到的声音只是近音场，而不是听众所听得到的声音。所以我们当说到扬声器的远近音场时，最主要是注意到频率及它的波长，而不是单纯看离开音箱多远就是等于远或近音场，最主要就是记得我们当欣赏音乐时，是要在远音场的位置，而不是在近音场的位置。
（6）直接音场、反射音场、不直接音场
当扬声器在一个房间内发出声音时，房间内的听众可以听到直接从扬声器传过来的声音，这就指的是直接音场（indirectfield），但听众也可以听到从墙、天花板及地板所反射过来的声音，这就叫做反射音场（reverberant field)。听众听到越多的直接音场的声音，反射音场的声音就越小时，这声音就越好，因为直接音场的声音是可以控制的，但反射音场的声音是不能控制的，它只会把直接育场发出来的声音加上喧染，把原本声音的清晰度减低，所以坐得离音箱比较近的听众就会感觉到好一点的音响效果，而坐在后面的听众很可能是他们听到的反射音场声音比直接音场声音更大，音响效果便会比较差及清晰度降低。有时候一队乐队在台上演出时，因为他们没有监听音箱，而两旁的主音箱是放在靠近台口的位置，乐队及歌手所听到的声音完全没有从直接音场放过来的，他们站立的位置就叫做不直接音场，声音效果当然不会好，这也会影响到乐队的表演水平，令观众听到不太好的演出声音。
（7）界面干扰
7.和声学在流行歌曲中的创新应用 篇七
关键词：流行歌曲,和声学,创新
流行歌曲作为一种大众音乐受到了人们的喜爱, 也是广为流传的一种音乐。在学术界中将流行歌曲定义为商品歌曲, 其主要是以盈利为目的进行创作的歌曲, 在当今社会之中, 流行歌曲在音乐市场中占有的份额最大, 而且还在不断的扩大之中。根据相关的调查了解, 流行歌曲在音乐市场中所占的份额从2000到2010年都在不断增长, 已经达到了50% 以上。流行音乐由于其通俗易懂, 和声运用不受拘束, 更增加了流行歌曲的受欢迎程度。而在流行歌曲中, 通过和声的运用将会进一步提高歌曲的质量, 使音乐立体化, 是增加歌曲吸引力的重要手法。
一、流行音乐中和声运用的特点
随着现在社会的发展, 和声的概念也在不断的发展变化, 在进行和声创作的过程中, 创作者都在不断的进行创新, 将很多新的技巧以及手法应用到和声创作中, 而且各种音响构成和技巧也都进行了多方面的融合。
(一) 和声选择更多。在传统和声中, 和弦都是以三度叠置为基础的, 并不是作为生成其他各类和弦的唯一一种方式。而在现代流行歌曲中和声的应用中, 和弦的复杂程度越来越高, 从最初的三和弦、七和弦发展到现在的九和弦、十三和弦变和弦甚至的更加复杂的自由叠置和弦等等。
(二) 和声色彩更加丰富。随着发展, 流行音乐中和声选择也更多了。在传统和声中, 是通过三度叠置为基础。二现在在流行歌曲中应用的和声就大不一样了, 在一条旋律动机中, 每个音都可以有多种和声选择。这样的和声选择也就使流行歌曲变得更加的丰富多彩了。只要是一个和声就可以让听者对歌曲有一种新的感受。在流行歌曲中将和声应用的非常好的也非常多, 比如王力宏2001年发行的《唯一》, 这是大家都耳熟能详的歌曲了, 该曲中就是应用钢琴作为主要的伴奏乐器, 和弦非常的清晰, 对听者而言, 在听的过程中会随着和弦而感受到不一样的感觉。
(三) 和声的发展更自由。传统和声是从欧洲早期多声部音乐的产生到和声思维的形成, 成熟到大小调提现的完全确立经历了漫长的过程, 直到19世纪末期才结束。在这个时期和声的发展已经取得了一定的成绩, 并且达到了一个前所未有的高峰。在后来发展的过程中, 流行歌曲的出现使和声运用上的禁止逐步减少, 在进行流行歌曲的创作过程中毫无顾忌。在传统和声学之中, 有很多的声部是被禁止应用的, 像平行五、八度, 而在现代流行歌曲之中, 这是可以应用的, 并且其所达到的效果也非常好。
二、流行歌曲中和声学的创新应用
(一) 打破束缚。虽然当前和声学在流行歌曲中的应用不再受到过多的限制, 变得更加自由, 不过在实际的应用过程中, 还存在很多的不足。有些被禁止应用的声部, 在流行歌曲中也很少有应用, 这样的束缚应当打破。只有将各种和声, 进行不断的改进以及融合, 大胆的将和声在流行歌曲中应用, 更加自由的在流行歌曲中应用和声学, 这样才能够达到流行歌曲创作的高峰, 促进流行歌曲的进步与发展。
(二) 选择不同的和声。不同的和声所表达的效果有很大差异, 比如说在当前社会之中, 摇滚音乐受到了很多人的喜爱, 也有很多的流行歌曲都趋向于摇滚, 在摇滚音乐中, 就应当注重强力和弦的应用。由于摇滚特定的音乐曲风, 在摇滚音乐中应用强力和弦将会更好的带来音乐的表达效果, 通过这样的和声运用, 可以进一步的提高音乐的摇滚气息。
(三) 新潮的循环和声应用。由于现代人对节奏感很强的歌曲更加的喜欢, 因此在进行流行歌曲创作的过程中, 也注重节奏感强的歌曲创作。对于这样的歌曲来说, 想要更好的达到效果, 不单单是要应用各种鼓点、电子风格的乐器来达到, 同时还要通过和声来进一步的提高音乐的表达效果。将和弦循环利用就可以达到这样的效果。这种将和声循环利用的方式, 如果应用的恰到好处, 所达到的表达效果将会是十分好, 而且也会有意想不到的表达效果。
(四) 应用复杂和声。在流行歌曲中, 现在也应用了多种和声, 有一种复杂和声也受到了大家的一致喜爱与好评。这就是爵士乐和声, 通过将爵士乐和声应用在流行歌曲中, 可以提高现代音乐的内涵, 使音乐更加具有韵味, 表现形式也更加的丰富多彩。
三、结论
本文笔者通过对和声学在流行歌曲中应用的特点研究, 以及和声学对流行歌曲的应用研究, 对和声学在流行歌曲中的创新应用进行了思考, 希望能够进一步的提高流行歌曲的表达效果, 促进流行音乐更好的发展, 也促进和声学的进步。
参考文献
[1]任达敏.流行音乐与爵士乐和声学[M].北京:人民音乐出版社, 1997.
8.扩场系统音质声学设计论文 篇八
星海音乐厅包括1437座的交响乐大厅，462座的室内乐厅，96座的视听音乐欣赏室，排练室，琴房和音乐资料馆，以及水上演奏台和音乐喷泉、各种配套用房。建筑面积1800m2，是我国目前规模最大、设备先进和音质优异的现代化音乐厅。也是我国第一座采用“葡萄园”形（或称山谷梯田形）配置方式的音乐厅。
星海音乐厅交响乐厅、室内乐厅的各项声学设计指标*
星海音乐厅于6月13日――冼星海诞生日正式使用。广州交响乐团和中国交响乐团合唱团进行首场演出。演奏了钢琴协奏曲《黄河》和贝多芬第九交响曲《欢乐颂》，获得成功，著名音乐家、指挥家和教育家李德伦、吴祖强出席了首演式。相继一周内，中国交响乐团，以色列交响乐团，澳大利亚交响乐团和德国管风琴演奏家，在该厅献艺。音乐家们对大厅良好的音质均给予高度的评价。
一、星海音乐厅的设计宗旨和各项声学指标
星海音乐厅这座华丽的艺术殿堂是为满足广大观众欣赏高雅音乐的殷切的需求、并作为国内外文化交流的基地和窗口而建造的。音乐厅设计始终把音质效果放在首位，以继承传统音乐厅的良好品质、而又能适应现代生活提出的各种需求为设计的宗旨。
声学设计指标是根据国际上获得“顶级”音质效果的音乐厅为参照对象，广泛听取我国音乐家和声学家的意见确定的。交响乐厅、室内乐厅的各项“最佳”。
为实现上述指标、确保获得良好的音质，分别在设计、施工、竣工后调试的不同阶段，采取了一系列的保证措施：
·初步设计阶段：通过计算机模型和1／40缩尺实体声学模型试验与声学估算相结合，分析体形、了解声场状况和可能出现音质缺陷的部位；
·技术设计和施工图阶段：用1／10缩尺实体声学模型试验和围护结构的隔声量试验，以及各种声学构件声学性能的实验室测定，确定声学构造的部位、尺度和装修用材。并进行较为详细的声学计算；
·施工阶段：在没有专业施工队的条件下，主要是施工交底和监理，检查隐蔽工程，并在交响乐大厅主体结构完成后，进行首次混响和声场分布的现场测定；
·竣工调试阶段：用以解决声学计算、缩尺模型试验与实际效果存在的差距。要修正客观存在的偏差，就必须采用声学测定与乐团试用的主观感受相结合的方法。作多次调试、修改装修、直至达到预期的效果。星海音乐厅通过三个月的调试工作，才实现所要求的演奏和听闻效果。
二、交响乐大厅的声学设计
交响乐大厅是星海音乐厅的主体。容纳1437名听众，有效容积效期2400m3，每座占容积8。6m3。大厅采用“葡萄园”形的配置方式，即在演奏台四周逐渐升起的部位设置听众席。这种形式的最大优点是在大容量厅堂内缩短后排听众至演奏台的距离，从而确保在自然声演奏的条件下，有足够强的响度。此外，利用演奏台四周厢座的栏板和楼座的矮墙，可使听众席获得足够强、且有较大覆盖面的早期侧向反射声。近期的研究表明，这是传统音乐厅所以能获得良好音质的重要原因。而传统音乐厅则是通过窄跨度的侧墙实现的。因此，这种形式不仅继承了传统音乐厅所具有的良好品质，又能适应现代大容量音乐厅的各种需求。它自1963年德国柏林“爱乐”交响乐大厅首创至今，在国际上已被广泛采用。但在国内尚属首次。
大厅的屋盖选用“马鞍”形壳体。所有横剖面均为凹弧形面而引起声聚焦，从而造成声场不均。通过1／40缩尺实体模型试验和三维计算机模型试验充分证实了这一点。图2即为大厅横剖面计算机模型显示的声反射图，可见声聚焦的状况。
此外，在大厅壳体拆模后的现场测定均表明，顶部不悬吊抽射板时，厅内声场分布不均和存在回声现象。
对此，在演奏台上悬吊了12个弦长3.2m，曲率半径为2.6m的球切面反射体，其目的除了消除回声和声聚焦以外，还可加强乐师间的相互听站，提高演奏的整体性。同时也使堂座前区和厢座听众获得较强的顶部早期反射声。
为加强听众席后座的声强，在球切面反射体周围设置了锥状和弧形定向反射板。以此获得厅内均匀的声场分布。
为使大厅达到中频（500z）满场1。8s的混响时间，并使低频（125Hz）混响提升1。15倍（相对于中频），即2。07s。采取如下几项措施：
·增大容积，每座容积取8。6e
·厅内所有界面均不用吸声材料，在容易引起不利声反射的部位（后墙和后部吊顶）设置锥状扩散体；壳顶拆模后上刷涂料；墙面为35mm厚硬木板实贴在18mm厚的多层板上；地面均为实贴木地板，仅演奏台设木筋架空地板；所有悬吊的反射体采用刚度大的阻燃玻璃钢结构。
·减低座椅的声吸收，并使其吸声时接近听众的吸声量，从而减少厅内空、满场混响时间的差值。
根据以上确定的容积和内装修构造，进行了混响时间的计算和1／10缩尺实体声学模型试验，其结果见图7所示。由图可见，缩尺模型的测定结果仅中频较为接近，其它频率偏差较大，这是因为模拟材料不可能在很宽的.频度范围内有一对一应的吸场性能。
大厅的扬扩散是除混响时间以外的另一个重要音质指标。当听众感到乐声似乎以相等的幅度来四面八方时，扩散是最好的，表征声扩散的指标是d，它定义为；厅内声场扩散值与自由场扩散值之比，即
d=1－m/m(1)
式中m－为厅内声场的扩散值；
m0－为在自由声场的扩散值；
m－△M（声强的平均差值）／M（各方位角的平均声强）；
m0－的求同m，只是在自由声场中。
交响乐大厅的声扩散是通过多边的形体、差落的包厢和楼座栏板，以及顶部悬吊的反射体实现的。缩尺模型试验测定的结果表明，大厅具有良好的声扩散，d值均大于0.85，最大达0。93。
对于音乐厅来说，厅内希望获得良好的声扩散，但又不要求完全扩散（即d＝1），因为听众在要求乐场来自各方的同时，还希望有一定的方向感，即乐声来自演奏台。
传统音乐厅所以能获得良好的音质，除了有最佳的混响时间和良好的声扩散以外，早期侧向反射声起着重要的作用，它加强了直达声的强度和提高了亲切感。因此近年所建音乐厅无不考虑早期侧向反射的设计，星海交响乐厅是通过侧墙、厢座栏板、楼座矮墙对所覆盖的听众席提供早期侧向反射的；此外，壳顶下悬吊的反射体也给听众席提供顶部的早期反射声。
早期反射声的状况，可以通过脉冲声测定获得测点的反射声序列，并能计算求得声能密度，为了便于定量比较。目前常用早期声能与后期声能之比的C值作为评价指标。时间的分界为80ms（以音乐丰满为主的厅堂）和50ms（以清晰为主的厅堂）.
声能比C80，C50又称明晰度，这是一项与早期声能相关的指标。L．L．Beranek建议以500Hz,1000Hz和Hz,C80的平均值C80（3）作为评价音乐厅指标，其最佳值为0~－4．0。
交响乐大厅的噪声控制，主要解决单层壳顶的隔声和空调系统的消声和减振两方面：
交响乐大厅的墙体均为内隔重墙，只有壳顶暴露在室外，单层230mm厚的钢筋混凝土壳体，具有足够的空气隔声量（基地噪声为67~71dBLeq(A)）。但大雨冲击的撞击隔声量却很低，对此做了隔离撞击声的构造，并在实验室内做了测定，其结果表明。实施的构造可以隔离大雨时的冲击声。
空调系统的消和减振，是大厅获得良好的听闻条件的最基本的保证，开启空调时内噪声不得大于28dBA，也即以听不到的空调噪声为设计指标。对此，采取了如下措施：
（1）在空调系统的管路系统内设置阻、抗复合型消场器，减低风机噪声沿管路传至厅内；
（2）防止气流噪声，限止流速：主风道低于6m/s，支风道低于3。5m/s。出风口低于1。5m/s。为实现这一目标，采用侧送、局部顶送（演奏台上方球切面，反射体间），座席地面下回风的方式。
（3）送风与回风量相适应，也即采用1：1的送回风比例。
（4）全部空调、制冷设备均作隔振处理，水泵、冷水机组采用SD型橡胶隔振装置；风机采用弹簧隔振器；管道用软接管，并用弹簧吊架。
有关其它的工程设备和需要隔声的构件，均采用常规的做法处理。
三、交响乐大厅的声学测量和音质调试
在交响乐即将竣工的前后，曾对所有各项声学指标进行了测量，并在竣工后的试用阶段，听取了乐团的意见进行了音质调试。
（一）声学测量
声学测量的内容包括响度、混响时间、早期反射声、声扩散、声场分布、频率响应和噪声第七项。明晰度（声能比）C80和低音比BR（温暖感）是分别根据脉冲响应和混响时间测定的结果计算求得。现将混响时间和早期反射声的测定结果分述如下：
（1）混响时间（RT）：
混响时间菜测定了四次，测定频率为63Hz~8000Hz八个倍频程的中心频率。其结果是中频（50Hz）满场为1.82s，空场为2.19s。
（2）早期反射声测定：
早期反射声测定是在演奏台上配置脉冲声源。在大厅的七个区内，选择有代表性的座席测定其反射声序列。时标为100ms，由图内可观察早期反射声的状况、反射声的时延间隙（t1）和计算求得明晰度C80和C50。在演奏台上声源取2个位置，S1和S2，在厅内各区分别测定27个点。计54幅图。为压缩篇幅。在图9内列出S1和S2各7个测点结果。由反射声列图见，时延间隙（t1）为3~7ms。
由早期反射声测定结果，可用式（2）求得500Hz,1000Hz和2000Hz三个频率的C80值，然后取其平均值。即C80（3）的值。交响大厅七个区的明晰度C80（3）求得C50（3）见图10所示。C80（3）的平均值－1．43。
通过声学指标的测定结果表明：交响乐大厅的声学设计达到了预期的指标。
（二）音质调试
声学设计的最终目的是为乐师和听众创造优异的演奏和听闻环境。各项声学参数虽然达到了国际上“顶有”音乐厅的指标，但是能否获得同等的主观评价呢？对此，，由广州交响乐团进行多次配合演出，召开座谈会，听取各方面的意见，经归纳有如下几点：
·普通反映混响时间长，因而层次不够，清晰度差；
·弦乐器部位（小提琴、中音提琴区）缺乏反射声，得不到演奏台侧墙的支持；
·打击乐和钢管乐声级过高，相应地弦乐声较低，影响乐声的平衡。
根据上述意见，采取了如下的改善措施：
（1）在演奏台上方的球切面反射上，配置人工翻动的锥状可调吸声结构，使大厅混响时间可在1.66~1.82s之间调节，适应习惯于较短混响条件下演奏的国内乐团，满足层次和清晰度的要求。可调吸声构造见图11所示，图12为实测可调混响幅度。
（2）在演奏台两侧凹进的演员入口处，设置凸弧形活动声屏障，增加提琴区的侧向反射声，改善乐师的自我感觉。
（3）在演奏台和合唱队的两个后墙上，按原设计配置锥关扩散体，并在两个锥面上插入可调吸声板，（一面为七合板，另一面为6mm厚阻燃毯），用以加强演奏台的声扩散，以及必要时降低打击乐和铜管乐的声级，求得乐声的平衡和融合。
（4）在堂座走道和演奏台两侧楼梯上设地毯夹，以便在必要时，铺设地毯，进一步降低混响至1.5s。
四、室内乐厅的声学设计
星海音乐厅室内乐厅是以室内乐演奏为主，兼供戏剧演出、会议和立体声电影所用的多功能厅。容纳462名听众，有效容积3400m3，每座占容积分7。4m。大厅采用不对称的扇表平面，右侧设在厢座，左侧二层有挑廊，大厅后部设有三排座席的小楼座，大厅的平、剖面见图13所示。图16为大厅内景。
大厅的不规则形体有助于厅内的声扩散，池座有左侧墙和厢座矮墙提供早期侧向反射声、厢座和楼座主要由吊顶供给早期反射声。
为满足多功能使用的要求，同时使每种功能都有“最佳”的混响时间，故采用计算机调控的可调混响装置。可调的上限值取1.3s，供室内乐演奏使用；下限值是根据立体声电影的要求，确定为0.8s，故可调幅度为0.5s(0.8~1.3s)。并要求125Hz~400Hz的频率范围内均有接近相同的调辐量。
为了使用人员便于操作，把可调幅度设定为五个档次，即1.3s,1.2s,1.1s,1.0s,和0.8s.，根据选定的方式用计算机在15s内（圆柱体旋转3600需30s）即可调至要求的混响时间。也可以无级调至幅值范围内的任何一个值。
可调吸声结构采用旋转圆住体和平移的帘幕相结合的形式：圆柱体直径为800mm，一半为反射面，另一半为宽频带吸声面，配置左侧墙的上、下部位和后墙上，共设29个转体，（侧墙14个，后墙15个）；可调帘幕分三道，配置在厢座侧墙木格栅内，共计可调面积为大厅总表面积的十分之一。
室内乐厅内除了可调吸声结构以外，其余的墙面均为25mm厚的木板墙，榉木三合板贴面；木地板；吊顶为轻钢龙骨石膏板刷涂料；座椅采用相当于听众声吸收的澳大利亚“西贝”（Sebel）公司产品。座垫和椅背可根据需要调节倾角。
室内乐厅的噪声控制同样包括隔声和空调系统的消声和减振两部分。厅内的周墙均为内隔断重墙，屋顶为双层结构，不存在屋面冲击声的问题。空调系统采用上送、下回的传统方式，消声和减振做法同交响乐大厅。
五、室内乐厅的声学测量和评价
室内乐厅竣工后曾对设计的八项指标进行了测定。混响时间和早期反射声的测定结果如下：
（1）混响时间（RT）
混响时间的测定是按设定的五种可调混响方式中三种进行的；即：1）转体和帘幕均为暴露反射面，即厅内具有最长的混响；2）转体和帘幕吸声面暴露，厅内混响处于最短的情况；3）转体和帘幕的吸声面各暴露一半，即处于1）2）的中间状态。测定结果和测定点配置分别见图14，最大可调幅度为0。48s（空场）和0.42s（满场）
（2）早期反射声测定：
早期反射声测定结果，可用式（2），式（3）求得500Hz，1000Hz和2000Hz三个频率的C80和C50的值，然后取其平均值：即C80（3），室内乐厅8测点的C80（3）值为2.55~4.93dB，平均值为3.77dB；C50（3）为－0.02~2.38dB,平均值为1.06dB。
星海音乐厅内乐厅的9项声学指标测定结果表明：全部达到预期效果，该厅在调试期间曾进行了广东省少年钢琴比赛，以及古筝独奏会，无论是乐师和听众均反映厅内音质效果极佳。
六、音乐厅声学设计中几个总是的探讨
通过星海音乐厅声学设计的实践和调试、试用过程中我国音乐家们反映的各种意见，笔者认为有些问题值得研讨，以便给今后音乐厅的设计提供参考。
（一）关于交响乐大厅的“最佳”混响时间
世界著名的传统音乐厅混响时间都比较长。这无疑对我国音乐厅设计有较大的影响。星海音乐厅交响乐大厅的满场混响时间也是参考了传统音乐厅而确定为1.8s的。
但长的混响时间不适合国情，原因首先是我国的交响乐团，习惯于在较短混响条件下演奏，这是因为国内的自然声演奏的厅堂没有达到满场1.8s混响时间的；其次是我国音乐家常以清晰为主要目的。正如我国著名指挥家严良堃先生在深圳音乐厅国际招标会上对音乐厅提出的音质要求是:“清晰、圆润、宏亮”。这在很大程度上代表了我国音乐界的意见。
国外的音乐家们也未必都喜爱长混响的，例如：维也纳音乐厅的混响时间为2.5s,音乐家也有不同的意见:著名音乐家’、指挥家卡拉扬（H．V．Karajan）就提出：“……大厅唯一不足之处是难以显示出一些弓上和嘴唇上的技巧，相继的音符彼此被相互吞没”，这明确表明混响太长了。
星海音乐厅交响乐大厅在调试过程中就是追加了人工调控混响而同时满足了国内、外音乐家的要求，而获得好评的。
（二）音乐厅的形体
音质良好的传统音乐厅均为“鞋盒”式形体，尽端配置演奏台，由于跨度窄、容积小（座椅宽度和排距小）因而有较强的早期侧向反射声，且覆盖面较大，近年的研究表明：它是传统音乐厅所以能获得良好音质的重要因素之一。而控音乐厅，由于容座大、又要求有舒适的座椅，势必容积大，在这种情况下，试图按“鞋盒”式音乐厅的比例增大其尺寸去再现传统音乐厅的特色，是不可能的。这将改变直达声和射声到达的时间和方向，从要命上削弱和恶化其效果，英国皇家节日音乐厅和台北文化中心音乐厅即为典型的例证。因此，对于大容积的交响乐大厅应在继承传统音乐厅良好品质的前提下，突破“鞋盒”式形体。“葡萄园”式（或称“山谷梯田”形）即为一咱比较适用的形式。它有可能缩短听众席后排至演奏台的距离，从而获得足够响度，这对于自然声演奏的大厅来说是至关重要的。如果演奏台周围逐渐升起的厢座和楼座栏板或矮墙设计得当，同样可以获得足够强的、覆盖面较大的侧向早期反射声。
致于音乐厅围护结构的几何形式（圆、椭圆、扇形、三角形等……）并不重要，不应约束建筑师的创作，但厅内装修所构成的空间形式应有利于声的扩散，这一点必须做到。
（三）关于音质效果的评价
音乐厅声学设计的最终目的是获得良好的听音效果，也即满足听众主观感受的要求。因此音乐厅建成后，通过声学测量核对测定数据是否达到设计指标，仅完成了客观量的评价，还须进行主观评价。有关音乐厅音质的主观评价，国内外有很多方法，但较为简易有效的方法是通过乐团多种节目的演出，听取各方面的意见，进行统计分析，求得评价结果。但在评价的实际工作中，应注意如下两点：
（1）乐队在演奏厅内空场排练不能作为主观评价的依据。
这首先是因为乐队经常在容积小，混响短（一般为1.0s）的排练厅练习,。因而在混响长达2.0s以上的演奏厅内排练，反差太大；其次是空场时，演奏台四周的座席是空的，座椅有反射而影响乐师的相互听闻。此外，空场排练只能反映光师在演奏台上的自我感受而不能评价大在的听音效果。因此，主观评价时，至少组织1／3满座的听众。既缩短了混响，又有听众和乐师两方面意见。
（2）正确、公正的评价需要时间
对新建音乐厅最初作评价是配合声学调试的乐队指挥和乐师，他们反映的实际上是演奏台上的自我感觉。而不是大厅的音质。如果是空场排练，则他们反映的意见多数是不可靠的；大厅公开演出后，厅内达到设计的声学状态，音乐家、音乐评价家和听众反映的才是真实的时质效果。但由于音乐家、指挥家的知名度，新闻媒界报导大厅的音质效果主要听取这些权威的评论。很少来自参加音乐会的听众。但更为正确、公正的评价最终应取决于包括音乐家在内的广大听众；但这需要时间，一上音质优异的音乐厅，应经得起时间的考验。
（四）音乐厅屋顶结构的选择应多方考虑
音乐厅的屋顶采用何种形式绘声绘色是结构工程师的事。但不论选用何种形式，必须考虑音乐厅某些特殊的要求：
（1）演奏台上方的屋架应能承重较大的局部荷载，以便吊置重的反射体、灯具和一些机械设备；
（2）演奏台上方应有足够的高度，使台上的声反射板和照明灯有升降的空间，在音乐会开演前一般将反射板悬吊在高处，以便使听众看到演奏台的全景，特别当设置管风琴时，更希望大部分听众都能看到。演奏开始时，才降下反射板和灯具。
（3）在承重的屋顶下，音乐厅的吊顶上应设置一个工作层，以便配置和操作升降的机械设备的设置通风管道。同时，还可使屋顶有足够的空气声和撞击声的隔声能力。
星海音乐厅选用“马鞍”形壳体，从结构上没有体现壳体的优越性（壳体厚达220mm）同时又不能满足上述所提的要求。无论在声学和使用上带来很多麻烦。
七、结语
星海音乐厅的声学设计自1990年3月与广东省文化厅和华南理工大学签约承接任务至196月13日启用，历经八年之久，在这期间进行了三次模型试验，四次现场测定，以及大量的声学构件实验室测定和计算工作。存积了大量资料，本文因受篇幅所限，仅作概要的介绍，供今后音乐厅设计参考。
9.和声学教案 篇九
柴油机是交通运输和工农业生产的主要动力之一,其优点为功率大、经济性好,缺点是噪声大,不利于环境和操作人员的身心健康[1,2]。柴油机噪声主要包括进气噪声、排气噪声、机械噪声和燃烧噪声等,其中以排气噪声为主,约占柴油机整机噪声的30%,比其他噪声高10~15dB(A)[3,4,5]。由此可知,控制柴油机的排气噪声具有重要意义,而安装排气消声器是控制排气噪声最直接且有效的方法[6]。
柴油机排气含油污和固体颗粒物,具有腐蚀性强等特点,往往采用抗性消声器。抗性消声器内部结构大都由扩张腔、穿孔板和穿孔管等结构组合而成。由于排气消声器内存在高速脉动气流,一方面高速脉动气流突然排到大气中,要产生强烈的射流噪声;另一方面,高速脉动气流在通过消声器时激励消声元件振动发声,同时在经过消声元件的内壁、弯头、小孔等部件时形成湍流运动而产生湍流噪声(涡流噪声)。这些噪声的大小主要由气流速度决定,如湍流噪声一般近似为气流速度6次方的关系,射流噪声为气流速度8次方的关系[7]。再者,高速气流在通过扩张室、穿孔管、穿孔板、内插管等消声元件的时候流速方向突然改变并产生涡流等局部受阻,其阻力(表现为局部压力损失)也与消声器内排气气流的速度有关,与速度的2次方成正比[8,9]。因此,消声器内气流速度是一关键因素,设法降低其气流速度,减小气流压力脉动对减小消声器排气管口噪声和排气阻力具有重要意义。为此,本文中提出了一种利用声波反相抵消降低排气噪声的主要成分并利用气流反相对冲降低气流速度从而降低消声器排气管口噪声及排气背压的新型消声原理。以单缸柴油机为样机,对新型原理消声器的声学特性进行了模拟和试验分析。
1 新型反相对冲排气消声器工作原理及主要参数
1.1新型消声器工作原理
柴油机新型反相对冲排气消声器原理如图1所示。整个消声器由进气管、隔板、外腔、U型管、内腔、中间隔板和排气管组成。新型消声器的消声原理包括两方面:一方面是利用声波反相叠加降低噪声,声波在消声器入口处分为两列,一列直接沿进气管、锥形腔到达B孔和D孔处,另一列通过U型管到达C孔和E孔处,声波通过U型管后由于波程差原理使到达C、E处的声波恰好与B、D处的声波反相,因此在消声器的中心两列波反相叠加降低了气流的噪声;另一方面是利用速度方向相反的气流对冲降低气流速度,即柴油机所排出的废气通过消声器入口A流入消声器,气流被隔板分成两股,一股沿进气管和锥面经过B孔和D孔流入内腔,另一股沿U形管经过C孔和E孔流入内腔,此时经过U形管流到C和E孔的气流恰好与B和D孔的气流速度方向相反,两股气流在内腔中心处相遇对冲而速度降低,然后沿内腔从排气管排出。
1.2 新型消声器目标消声频带的确定
由于柴油机在标定转速下的排气噪声较大,所以新型消声器的消声目标定为标定转速下的排气噪声。图2为试验样机CG25型单缸柴油机(1h标定功率17.3kW,标定转速2200r/min)排气噪声的频谱。考虑到是频谱间能量的相对比较,幅值的单位为mV,而非dB。分析得知:在标定转速下排气噪声的能量主要集中在100~350Hz,主峰频率为110Hz。故将100~350Hz定为新型消声器的目标消声频带,110Hz定为消声器的目标主消声频率[10,11]。
1.3 新型消声器 U 型管尺寸的确定
U型管的作用是利用波程差原理使C、E处气流产生的声波与B、D处的气流声波反相,因此U型管的长度就决定了消声器的消声频率。已知消声器的目标主消声频率,反求U型管的长度[12],计算公式为
式中,c为声音在空气中的传播速度,c=340m/s;f为消声器主消声频率;L为U型管的长度;n取值1。计算可得L为773mm。
考虑到U型管的直径大小对消声器的排气阻力有影响,U型管的截面积应不小于消声器入口处截面积的一半,即满足公式(2):
计算得d≥29.7mm,取d=34mm;U型管壁厚1.2mm,所以U型管内径为31.6mm。
2 新型反相对冲排气消声器声学特性的数值模拟
基于声学有限元法[13,14,15,16],采用Virtual.Lab软件对新型消声器的声学特性进行模拟[17],其流程框图如图3所示。首先利用Pro/E软件对消声器内部气体进行三维建模,然后将模型导入Hypermesh中进行前处理。前处理主要是网格划分,因网格划分的精细程度会影响消声器模拟的准确性,本文中选择四面体网格单元。
本文中选择网格长度为5mm,最终划分的网格数为13万。划分完成后导出后缀名为bdf的文件,并将bdf文件导入Virtual.Lab Acoustics中。首先将网格定义为声学网格,按照实际情况定义材料,密度为0.445kg/m3,温度设置为850~960K;然后设置边界条件,入口选择为速度入口且设置为-0.5,负号表示方向朝内。实测传递损失时,在管道终端必须安装全消音装置。本文在模拟过程中通过设置声阻抗进而达 到出口为 全消音的 目的,声阻抗设置为
式中,Zp为声阻抗,Zp=416.5kg/(m2·s);ρ为流体密度。此时出口定义为全吸声边界,设置完成后开始计算。
图4为100Hz和500Hz时消声器内部的声压分布情况。由图4可见,消声器出口声压远小于入口声压,能起到明显的降噪作用,尤其在完成两次对冲后,消声器内部声压降幅非常明显,110Hz时消声效果更为明显。图5为消声器的传递损失情况。传递损失可以说明一个消声器本身消声性能的好坏,传递损失大,则消声器的消声性能好。由图5可见,0~500Hz内,消声器的 传递损失 基本在10dB左右,特别在110Hz左右消声器传递损失最大,可达52dB,这验证了新型消声器U型管结构参数设计的正确性。
3 试验验证
3.1 试验场地与试验设备
以CG25型单缸柴油机为试验样机,其主要技术参数见表1。试验场地为周围10m内没有任何反射物的停车场,地面为水泥砖铺设的硬地面。试验设备包括带倍频程滤波功能的ND2型精密声级计、NI6062型数据采集卡 及与之配 套的LabVIEW软件、转速表、笔记本电脑和测试用空管,试验前声级计用NX6型活塞发声器进行了校准。图6为测试系统的照片。为了避免机体振动噪声、进气噪声等排气噪声以外噪声的影响,测试时在声级计和柴油机之间放置隔声板(隔声板由三合板中间夹隔声材料做成),消声器出口从隔声板穿出,声级计在隔声板外测消声器出口的排气噪声。
3.2 试验方法
试验在不同的柴油机转速下测量消声器的插入损失。具体方法为:首先根据消声器测试标准设置测点为沿消声 器轴线45°方向,距消声器 出口1m处[18];然后控制柴 油机油门 使转速分 别为1400、1600、1800、2000和2200r/min时测量空管、原装消声器和新型消声器的出口声压级;最后计算各工况下消声器的插入损失,计算公式[4]为
式中,W1为安装空管后系统在测点的声压值;W2为安装消声元件后系统在同一测点的声压值;LW1为安装空管后系统在测点的声压级;LW2为安装消声元件后系统在测点的声压级。
利用MATLAB软件编写程序,对采集到的消声器排气噪声进行频谱分析,首先利用活塞发声器对MATLAB程序的分析准确性进行了验证,然后对空管、原装消声器和新型消声器下的排气噪声分别进行频谱分析和对比。
3.3 试验结果分析
表2为不同转速下空管、原装消声器和新型消声器在测点处声压级与插入损失的对比。由表2可见,消声器的排气噪声和插入损失都随着发动机转速的增加而增大,当发动机以标定转速工作时,排气噪声可达102.2dB(A),原装消声器的插入损失为7.7dB(A),新型消声器的插入损失为13.2dB(A)。总体而言,新型消声器的插入损失将近原装消声器的两倍,表明新型消声器的消声效果远优于原装消声器。
图7为发动机在2200r/min时测试空管和新型消声器的频谱。由于是相对比较降噪效果,频谱图幅值的单位为mV,没有变为dB。分析可知:发动机的噪声频率主要集中在500Hz以下的低频段,0~200Hz占主导地位;新型消声器在110Hz左右与300~500Hz段消声效果比较明显。这验证了模拟的正确性,证实新型消声器的低频消声特性能满足此试验样机的消声需求。
dB(A)
4 结论
(1)利用三维声学软件Virtual.Lab Acoustics对柴油机反相对冲排气消声器进行了模拟,分析消声器的内部声压分布及传递损失情况可知,消声器的消声效果较为明显,尤其在110Hz时,消声器的声压从入口处的115dB降到出口处的83dB。