理论说明
波的基本公式:音速 $v = 343\,\text{m/s}$(20°C空气中),波长 $\lambda$、频率 $f$ 的关系:
$$v = f \lambda \quad \Longrightarrow \quad \lambda = \frac{343}{f}$$
拍频(拍动):频率 $f_1$ 和 $f_2$ 略有不同时,合成波的振幅以 $f_\text{beat}= |f_1 - f_2|$ 的周期变化。这个现象用于乐器调音。
$$y(t) = A\cos(2\pi f_1 t) + A\cos(2\pi f_2 t) = 2A\cos\!\left(2\pi\frac{f_1-f_2}{2}t\right)\cos\!\left(2\pi\frac{f_1+f_2}{2}t\right)$$
声压级(dB):$L = 20\log_{10}(A/A_0)$。$A_0 = 2\times10^{-5}\,\text{Pa}$(听觉阈值)。
与CAE的联系:声学有限元法(声学FEM)或边界元法(BEM)通过空间离散化求解波动方程 $\nabla^2 p - \frac{1}{c^2}\frac{\partial^2 p}{\partial t^2}= 0$。广泛应用于汽车NVH分析、建筑声学、噪声预报。