声学理论与工程应用(典藏版)/现代物理基础丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 科学

ISBN：9787030168221

商品编码：12392945049

开本：16

出版时间：2006-05-01

基本信息

• 商品名称：声学理论与工程应用(典藏版)/现代物理基础丛书
• 作者：编者:何琳//朱海潮//邱小军//杜功焕|总主编:杨国桢
• 定价：138
• 出版社：科学
• ISBN号：9787030168221

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2006-05-01
• 印刷时间：2017-01-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：401
• 字数：506千字

内容提要

何琳、朱海潮、邱小军、杜功焕编著的《声学理 论与工程应用（典藏版）》系统介绍了声学的基础理 论和若干工程应用。全书共分四篇。**篇介绍声学 的基础理论；第二篇介绍噪声控制技术，主要是空气 噪声控制技术，在吸声一章中附带介绍了消声瓦的设 计与应用；第三篇介绍结构声基础及其控制；第四篇 介绍声学测量问题，包括目前的研究热点之一——声 全息技术，在附录中还列出了有关声学测量的国际标 准和**标准， 本书可作为高等院校的教材，也可作为相关专业 研究人员和工程技术人员的参考书。
    

目录

序言
前言
**篇 声学基础理论
1 声波方程与声波基本特性
1.1 噪声与声波
1.2 声压基本概念与度量
1.3 声波方程
1.3.1 流体的三个基本方程
1.3.2 一维声波方程
1.3.3 三维声波方程
1.4 平面声波基本特性
1.4.1 平面声波基本解
1.4.2 声波传播速度
1.4.3 声波的阻抗
1.5 声场的能量关系
1.5.1 声能量密度
1.5.2 声功率与声强
1.6 声学量的级与分贝单位
1.7 响度级与等响曲线
1.8 计权声级
1.9 声波的叠加
1.9.1 相干声波的叠加
1.9.2 不相干声波的叠加
1.9.3 噪声声压级的叠加
1.10 噪声的频谱
1.10.1 倍频程滤波
1.10.2 A声级修正
1.11 声波的反射、折射与透射
1.11.1 声学边界条件
1.11.2 垂直入射的反射与透射
1.11.3 斜入射的反射与折射
1.11.4 声波通过中间层的反射与透射
1.11.5 传声损失与质量作用定律
2 声源的辐射
2.1 脉动球源
2.1.1 球面声场
2.1.2 声波辐射与球源尺寸的关系
2.1.3 辐射声场规律
2.1.4 球面声场的能量关系
2.1.5 辐射阻抗
2.2 偶极声源
2.2.1 偶极辐射声场
2.2.2 辐射声功率
2.3 活塞式声源
2.3.1 点声源
2.3.2 活塞辐射声场
2.3.3 活塞声源辐射阻抗
2.4 无规相位活塞声源
3 声波在管道中传播
3.1 管中驻波
3.1.1 管中驻波声场
3.1.2 负载声阻抗率与吸声系数
3.2 阻抗转移公式
3.2.1 末端为刚性的输入阻抗
3.2.2 末端开放的输入阻抗
3.2.3 亥姆霍兹共鸣器
3.3 截面积突变管中的声透射
3.3.1 两根不同截面的管中声的传播
3.3.2 中间扩张管的传声特性
3.4 有旁支的管中声传播
3.4.1 旁支对声波传输的影响
3.4.2 共鸣器旁支
3.4.3 有限长封闭管旁支
……
第二篇 噪声控制
第三篇 结构声及其控制
第四篇 声学工程测量

固体中的波动与噪声控制：现代材料力学与结构动力学前沿研究 本书旨在为研究人员、高级工程技术人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一个深入理解固体材料中波动现象、振动控制以及声学能量在结构中传播与耗散的理论框架与先进技术。本书内容聚焦于经典的结构动力学、材料力学分析，并延伸至前沿的超材料声学以及主动噪声和振动控制（ANVC）领域，强调理论的严谨性与工程实践的紧密结合。 --- 第一部分：基础理论与线性系统分析 第一章：连续介质的本构关系与运动方程 本章首先回顾了线弹性理论的基本假设，并详细推导了三维各向同性、正交异性以及晶格材料的广义胡克定律。重点阐述了小变形假设下的应力与应变张量关系，并引入了拉梅常数和杨氏模量等关键材料参数。 随后，基于牛顿第二定律和虚功原理（拉格朗日变分法），推导了连续体在没有外力作用下的基本运动方程（波动方程的泛化形式）。对一维弹性杆、梁和板的运动方程进行了详细推导，包括欧拉-伯努利梁理论和更精确的蒂莫申科梁理论的适用范围和差异比较。本章以傅里叶级数和拉普拉斯变换为工具，系统分析了经典边界条件（如固定端、自由端、简支端）下的自由振动模式和固有频率。 第二章：结构离散化与有限元方法（FEM）基础 为了处理复杂几何形状和非均匀材料的结构问题，本章引入了结构动力学的离散化方法——有限元法。从变分原理出发，详细构建了梁单元、板单元（如四边形薄板单元）的形函数（插值函数）和应变矩阵。 核心内容包括：刚度矩阵、质量矩阵和阻尼矩阵的构建过程。着重分析了不同积分方法（如高斯积分）在数值稳定性上的影响。最后，展示了如何组装全局动力学方程 $mathbf{M}ddot{mathbf{u}} + mathbf{C}dot{mathbf{u}} + mathbf{K}mathbf{u} = mathbf{F}(t)$，并介绍了求解瞬态响应和模态分析的数值算法，如Newmark- $eta$ 法和Lanczos迭代法。 第三章：随机振动理论与功率谱密度分析 本章探讨了工程中常见的随机载荷问题，如风致激励、地震激励以及机械系统内部的宽带噪声激励。引入了随机过程的基本概念，如平稳性、遍历性和高斯过程。 重点解析了自相关函数和功率谱密度（PSD）在描述随机信号特性中的作用。通过白噪声激励下的单自由度（SDOF）和多自由度（MDOF）系统响应分析，导出了系统的均方根响应和峰值因子。本章还涉及了频响函数在随机振动分析中的应用，以及如何利用蒙特卡洛模拟验证模型的可靠性。 --- 第二部分：波的传播、散射与吸收机制 第四章：弹性波在无限介质中的传播与射线理论 本章深入探讨了弹性波在均匀、各向同性无限介质中的传播特性。详细区分了纵波（P波）和横波（S波）的传播速度、偏振方向及其能量密度。利用亥姆霍兹分解法，将弹性位移场分解为势函数，从而导出P波和S波的独立波动方程。 在此基础上，引入几何光学与射线理论，分析波阵面的演化，并讨论了波在介质内部的能量衰减机制（不考虑耗散时，主要与几何扩散有关）。本章对地震学和超声无损检测中的基础波型传播提供了坚实的理论基础。 第五章：界面处的反射、折射与模式转换 当弹性波遇到界面（如固-固、固-液界面）时，会发生复杂的反射、折射和模式转换现象。本章严格基于相速度匹配条件和界面上的应力/位移连续性边界条件，推导了经典的斯涅尔定律在弹性波中的扩展形式。 重点分析了掠射角（Grazing Angle）附近的关键现象，如斯通利波（Stoneley Wave）在固-固界面上的存在条件，以及引导波（Guided Waves）在板和管结构中的色散特性。理解这些模式转换对于无损评估中缺陷的检测至关重要。 第六章：多孔介质中的声学传播与流固耦合 针对含有流体填充物的多孔材料（如泡沫、土体、织物），本章引入了流固耦合理论。采用毕奥特（Biot）理论模型，描述了固体骨架振动与孔隙流体运动之间的相互作用。 详细分析了P波在多孔介质中的两种类型：快P波（骨架主导）和慢P波（流体主导），并探讨了其复数波速中虚部代表的声学耗散机制。本章为深入研究声学阻尼材料和饱和土体动力学奠定了理论基础。 --- 第三部分：结构振动控制与主动降噪技术 第七章：被动噪声与振动控制材料学 本章聚焦于通过材料本身属性实现能量吸收和耗散的被动控制方法。系统阐述了粘弹性材料（Viscoelastic Materials）的动态机械性能，包括储能模量和损耗因子，并分析了温度和频率对这些特性的依赖性（时间-温度等效原理）。 随后，深入讨论了微结构材料在振动控制中的应用，如具有负密度或负模量的超材料结构。分析了共振器阵列（如亥姆霍兹共振器或弹簧-质量系统）如何通过窄带吸收机制在特定频率上实现高效率的能量耗散。 第八章：主动噪声与振动控制（ANVC）系统设计 本章转向利用传感器、控制器和执行器主动干涉振动和噪声的控制策略。以兰德尔/鲁特（Rendall/Routh）的能量流理论为基础，建立了结构振动控制的能量平衡方程。 重点介绍了基于反馈控制的ANVC方法，包括： 1. 最小二次均方（LMS）自适应算法：用于处理非平稳、时变的噪声环境。 2. 最优控制理论（LQR/LQG）：用于结构模态的全局最优抑制。 3. 力/位移反馈控制：用于局部区域的振动抑制。 详细讨论了传感器（如压电材料、应变片）和作动器（如动圈扬声器、压电致动器）的选型、布局优化以及“对偶性”问题在执行器放置上的挑战。 第九章：结构健康监测（SHM）中的导波与损伤识别 本章探讨了如何利用弹性导波（Guided Waves）在结构中传播的特性来实时监测材料的疲劳、裂纹和腐蚀损伤。分析了板结构中Lamb波（对称和反对称模式）的色散曲线，以及这些模式如何对界面处的材料变化（如微裂纹）产生敏感的散射和反射。 介绍了损伤识别的常用技术，包括： 1. 时间序列分析：如均方根（RMS）变化法。 2. 模态空间分析：基于模态振型变化来定位损伤。 3. 基于相位和频率的损伤指标：利用导波的频散特性对损伤进行量化。 本书最后展望了这些前沿理论在航空航天结构、桥梁监测以及精密仪器隔振系统中的实际应用潜力。

评分☆☆☆☆☆

这本《声学理论与工程应用(典藏版)/现代物理基础丛书》真是一本让我受益匪浅的书。作为一名对声音充满好奇的普通读者，我一直觉得声学是一个既神秘又迷人的领域。这本书的出现，恰好满足了我深入了解声学世界的需求。从最基础的声波产生、传播原理，到复杂的驻波、衍射、干涉现象，书中都用相对清晰易懂的语言进行了阐述，即使是初学者也能逐步领会。最让我惊喜的是，它并没有止步于理论的讲解，而是紧密结合了大量的工程应用实例。比如，在建筑声学章节，我了解了如何通过合理的空间设计和材料选择来控制室内混响时间和隔声效果，这让我对我们在日常生活中听到的不同声音环境有了全新的认识。在医学声学部分，作者详细介绍了超声波成像的原理以及其在诊断和治疗中的应用，这种将抽象物理概念转化为实际医疗手段的案例，着实令人惊叹。此外，书中对噪声控制、音乐声学、水声学等多个分支的介绍，也极大地拓宽了我的视野，让我认识到声学在现代社会各个角落扮演着不可或缺的角色。这本书的编写方式，仿佛是一位经验丰富的老师，循循善诱地引导着我探索声学的奥秘，既有严谨的科学态度，又不失生动的趣味性，绝对是一部值得反复研读的佳作。

评分☆☆☆☆☆

我是一名初次接触声学领域的学生，对于如何系统地学习这门学科感到有些迷茫。《声学理论与工程应用(典藏版)/现代物理基础丛书》这本书，简直是为我量身定做的入门指南。它从最基础的概念讲起，比如声波的产生就是介质质点的振动，这种振动以波的形式传播能量。书中用生动的图示解释了纵波和横波的区别，以及声波在不同介质（固体、液体、气体）中的传播速度差异。然后，逐步引入了振幅、频率、波长等关键参数，并解释了它们如何影响我们感知到的声音的响度和音高。最让我印象深刻的是，书中没有直接抛出复杂的公式，而是通过形象的比喻和生活中的例子来解释抽象的物理概念。比如，用抛石入水产生的涟漪来类比声波的传播，用钟摆的摆动来解释简谐振动。在工程应用方面，书中对回声、混响等现象的讲解，以及它们在日常生活和工程中的影响，让我觉得声学并不遥远，而是与我们的生活息息相关。这本书循序渐进的讲解方式，让我能够一步一个脚印地建立起对声学的基本认知，为我后续更深入的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一位对声音信号处理充满热情的工程师，一直在寻找一本能在我理论基础和实际工程之间搭建桥梁的书籍。《声学理论与工程应用(典藏版)/现代物理基础丛书》恰好提供了我所需要的深度和广度。书中关于声压、声强、声功率等基本概念的定义和推导，严谨而准确，为理解更复杂的声学现象打下了坚实的基础。特别是在波动方程的求解和傅里叶变换在声学分析中的应用部分，作者给出了详尽的推导过程和实际案例，这对于我进行信号分析和系统设计至关重要。书中对辐射声源的理论分析，如点声源、偶极子声源的声场特性，以及这些理论如何在实际扬声器设计中得到体现，让我豁然开朗。同时，关于声波在介质中的衰减机制，包括吸收和散射，以及这些因素如何影响声传播距离和能量损失，也是我工作中经常会遇到的问题，本书提供了科学的解释和量化的分析方法。此外，书中关于声学测量方法和仪器的介绍，也为我提供了宝贵的实践指导，帮助我更有效地进行现场测量和数据分析。总而言之，这本书不仅巩固了我的声学理论知识，更重要的是，它将这些理论与实际的工程挑战紧密联系起来，为我解决实际问题提供了强有力的理论支撑和方法论指导。

评分☆☆☆☆☆

作为一名致力于声音降噪技术研究的研究员，《声学理论与工程应用(典藏版)/现代物理基础丛书》为我提供了宝贵的理论和实践参考。书中关于声学阻抗匹配、吸声材料性能表征以及隔声结构设计等章节，提供了详尽的理论分析和实验数据支持。我对书中关于材料吸声系数与频率关系的讨论，以及如何根据不同频率的噪声选择最合适的吸声材料，有了更深入的理解。此外，书中关于主动噪声控制（ANC）的原理和实现方法的介绍，特别是其在复杂声场中的应用和挑战，让我对这一前沿技术有了更清晰的认识。书中关于噪声源识别和传播路径分析的技术，也为我进行实地噪声测量和源头控制提供了重要的思路。我尤其欣赏书中对共振和驻波现象在噪声放大和传播中的作用的分析，这对于设计有效的隔振和减振系统至关重要。这本书不仅提供了扎实的理论基础，更重要的是，它通过大量的工程案例，展示了如何将这些理论应用于解决实际的噪声污染问题，为我的研究提供了丰富的灵感和指导。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对艺术和科技交叉领域感兴趣的跨界研究者，《声学理论与工程应用(典藏版)/现代物理基础丛书》为我打开了一个全新的视角。我尤其欣赏书中对音乐声学和室内声学设计的深入探讨。了解到乐器发声的物理原理，比如弦的振动模式、管乐器的共鸣现象，以及这些原理如何影响乐器的音色和表现力，对我理解音乐的创作和演奏有了更深刻的认识。在室内声学方面，书中关于声音的反射、吸收、扩散等特性在不同空间（如音乐厅、录音室）中的应用，以及如何通过声学设计来优化听觉体验，让我对建筑空间与声音之间的关系有了全新的感悟。我被书中描述的声学反射板、扩散体等设计如何巧妙地“塑造”声音，为听众营造沉浸式体验的案例所吸引。同时，书中关于非线性声学效应的探讨，虽然略显深奥，但也让我窥见了声学研究的前沿动态，以及声音在大能量作用下产生的奇妙变化。这本书不仅是一本技术手册，更是一本关于声音美学和物理学巧妙结合的探索之作，它鼓励我思考如何将科学原理应用于艺术创作，创造更具感染力的声学环境。