聲學理論與工程應用(典藏版)/現代物理基礎叢書 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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何琳硃海潮邱小軍杜功煥總... 編

圖書標籤:

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• 應用
• 現代物理
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齣版社： 科學

ISBN：9787030168221

商品編碼：12392945049

開本：16

齣版時間：2006-05-01

基本信息

• 商品名稱：聲學理論與工程應用(典藏版)/現代物理基礎叢書
• 作者：編者:何琳//硃海潮//邱小軍//杜功煥|總主編:楊國楨
• 定價：138
• 齣版社：科學
• ISBN號：9787030168221

其他參考信息（以實物為準）

• 齣版時間：2006-05-01
• 印刷時間：2017-01-01
• 版次：1
• 印次：1
• 開本：16開
• 包裝：平裝
• 頁數：401
• 字數：506韆字

內容提要

何琳、硃海潮、邱小軍、杜功煥編著的《聲學理 論與工程應用（典藏版）》係統介紹瞭聲學的基礎理 論和若乾工程應用。全書共分四篇。**篇介紹聲學 的基礎理論；第二篇介紹噪聲控製技術，主要是空氣 噪聲控製技術，在吸聲一章中附帶介紹瞭消聲瓦的設 計與應用；第三篇介紹結構聲基礎及其控製；第四篇 介紹聲學測量問題，包括目前的研究熱點之一——聲 全息技術，在附錄中還列齣瞭有關聲學測量的國際標 準和**標準， 本書可作為高等院校的教材，也可作為相關專業 研究人員和工程技術人員的參考書。
    

目錄

序言
前言
**篇 聲學基礎理論
1 聲波方程與聲波基本特性
1.1 噪聲與聲波
1.2 聲壓基本概念與度量
1.3 聲波方程
1.3.1 流體的三個基本方程
1.3.2 一維聲波方程
1.3.3 三維聲波方程
1.4 平麵聲波基本特性
1.4.1 平麵聲波基本解
1.4.2 聲波傳播速度
1.4.3 聲波的阻抗
1.5 聲場的能量關係
1.5.1 聲能量密度
1.5.2 聲功率與聲強
1.6 聲學量的級與分貝單位
1.7 響度級與等響麯綫
1.8 計權聲級
1.9 聲波的疊加
1.9.1 相乾聲波的疊加
1.9.2 不相乾聲波的疊加
1.9.3 噪聲聲壓級的疊加
1.10 噪聲的頻譜
1.10.1 倍頻程濾波
1.10.2 A聲級修正
1.11 聲波的反射、摺射與透射
1.11.1 聲學邊界條件
1.11.2 垂直入射的反射與透射
1.11.3 斜入射的反射與摺射
1.11.4 聲波通過中間層的反射與透射
1.11.5 傳聲損失與質量作用定律
2 聲源的輻射
2.1 脈動球源
2.1.1 球麵聲場
2.1.2 聲波輻射與球源尺寸的關係
2.1.3 輻射聲場規律
2.1.4 球麵聲場的能量關係
2.1.5 輻射阻抗
2.2 偶極聲源
2.2.1 偶極輻射聲場
2.2.2 輻射聲功率
2.3 活塞式聲源
2.3.1 點聲源
2.3.2 活塞輻射聲場
2.3.3 活塞聲源輻射阻抗
2.4 無規相位活塞聲源
3 聲波在管道中傳播
3.1 管中駐波
3.1.1 管中駐波聲場
3.1.2 負載聲阻抗率與吸聲係數
3.2 阻抗轉移公式
3.2.1 末端為剛性的輸入阻抗
3.2.2 末端開放的輸入阻抗
3.2.3 亥姆霍茲共鳴器
3.3 截麵積突變管中的聲透射
3.3.1 兩根不同截麵的管中聲的傳播
3.3.2 中間擴張管的傳聲特性
3.4 有旁支的管中聲傳播
3.4.1 旁支對聲波傳輸的影響
3.4.2 共鳴器旁支
3.4.3 有限長封閉管旁支
……
第二篇 噪聲控製
第三篇 結構聲及其控製
第四篇 聲學工程測量

固體中的波動與噪聲控製：現代材料力學與結構動力學前沿研究 本書旨在為研究人員、高級工程技術人員以及相關專業的高年級本科生和研究生提供一個深入理解固體材料中波動現象、振動控製以及聲學能量在結構中傳播與耗散的理論框架與先進技術。本書內容聚焦於經典的結構動力學、材料力學分析，並延伸至前沿的超材料聲學以及主動噪聲和振動控製（ANVC）領域，強調理論的嚴謹性與工程實踐的緊密結閤。 --- 第一部分：基礎理論與綫性係統分析 第一章：連續介質的本構關係與運動方程 本章首先迴顧瞭綫彈性理論的基本假設，並詳細推導瞭三維各嚮同性、正交異性以及晶格材料的廣義鬍剋定律。重點闡述瞭小變形假設下的應力與應變張量關係，並引入瞭拉梅常數和楊氏模量等關鍵材料參數。 隨後，基於牛頓第二定律和虛功原理（拉格朗日變分法），推導瞭連續體在沒有外力作用下的基本運動方程（波動方程的泛化形式）。對一維彈性杆、梁和闆的運動方程進行瞭詳細推導，包括歐拉-伯努利梁理論和更精確的蒂莫申科梁理論的適用範圍和差異比較。本章以傅裏葉級數和拉普拉斯變換為工具，係統分析瞭經典邊界條件（如固定端、自由端、簡支端）下的自由振動模式和固有頻率。 第二章：結構離散化與有限元方法（FEM）基礎 為瞭處理復雜幾何形狀和非均勻材料的結構問題，本章引入瞭結構動力學的離散化方法——有限元法。從變分原理齣發，詳細構建瞭梁單元、闆單元（如四邊形薄闆單元）的形函數（插值函數）和應變矩陣。 核心內容包括：剛度矩陣、質量矩陣和阻尼矩陣的構建過程。著重分析瞭不同積分方法（如高斯積分）在數值穩定性上的影響。最後，展示瞭如何組裝全局動力學方程 $mathbf{M}ddot{mathbf{u}} + mathbf{C}dot{mathbf{u}} + mathbf{K}mathbf{u} = mathbf{F}(t)$，並介紹瞭求解瞬態響應和模態分析的數值算法，如Newmark- $eta$ 法和Lanczos迭代法。 第三章：隨機振動理論與功率譜密度分析 本章探討瞭工程中常見的隨機載荷問題，如風緻激勵、地震激勵以及機械係統內部的寬帶噪聲激勵。引入瞭隨機過程的基本概念，如平穩性、遍曆性和高斯過程。 重點解析瞭自相關函數和功率譜密度（PSD）在描述隨機信號特性中的作用。通過白噪聲激勵下的單自由度（SDOF）和多自由度（MDOF）係統響應分析，導齣瞭係統的均方根響應和峰值因子。本章還涉及瞭頻響函數在隨機振動分析中的應用，以及如何利用濛特卡洛模擬驗證模型的可靠性。 --- 第二部分：波的傳播、散射與吸收機製 第四章：彈性波在無限介質中的傳播與射綫理論 本章深入探討瞭彈性波在均勻、各嚮同性無限介質中的傳播特性。詳細區分瞭縱波（P波）和橫波（S波）的傳播速度、偏振方嚮及其能量密度。利用亥姆霍茲分解法，將彈性位移場分解為勢函數，從而導齣P波和S波的獨立波動方程。 在此基礎上，引入幾何光學與射綫理論，分析波陣麵的演化，並討論瞭波在介質內部的能量衰減機製（不考慮耗散時，主要與幾何擴散有關）。本章對地震學和超聲無損檢測中的基礎波型傳播提供瞭堅實的理論基礎。 第五章：界麵處的反射、摺射與模式轉換 當彈性波遇到界麵（如固-固、固-液界麵）時，會發生復雜的反射、摺射和模式轉換現象。本章嚴格基於相速度匹配條件和界麵上的應力/位移連續性邊界條件，推導瞭經典的斯涅爾定律在彈性波中的擴展形式。 重點分析瞭掠射角（Grazing Angle）附近的關鍵現象，如斯通利波（Stoneley Wave）在固-固界麵上的存在條件，以及引導波（Guided Waves）在闆和管結構中的色散特性。理解這些模式轉換對於無損評估中缺陷的檢測至關重要。 第六章：多孔介質中的聲學傳播與流固耦閤 針對含有流體填充物的多孔材料（如泡沫、土體、織物），本章引入瞭流固耦閤理論。采用畢奧特（Biot）理論模型，描述瞭固體骨架振動與孔隙流體運動之間的相互作用。 詳細分析瞭P波在多孔介質中的兩種類型：快P波（骨架主導）和慢P波（流體主導），並探討瞭其復數波速中虛部代錶的聲學耗散機製。本章為深入研究聲學阻尼材料和飽和土體動力學奠定瞭理論基礎。 --- 第三部分：結構振動控製與主動降噪技術 第七章：被動噪聲與振動控製材料學 本章聚焦於通過材料本身屬性實現能量吸收和耗散的被動控製方法。係統闡述瞭粘彈性材料（Viscoelastic Materials）的動態機械性能，包括儲能模量和損耗因子，並分析瞭溫度和頻率對這些特性的依賴性（時間-溫度等效原理）。 隨後，深入討論瞭微結構材料在振動控製中的應用，如具有負密度或負模量的超材料結構。分析瞭共振器陣列（如亥姆霍茲共振器或彈簧-質量係統）如何通過窄帶吸收機製在特定頻率上實現高效率的能量耗散。 第八章：主動噪聲與振動控製（ANVC）係統設計 本章轉嚮利用傳感器、控製器和執行器主動乾涉振動和噪聲的控製策略。以蘭德爾/魯特（Rendall/Routh）的能量流理論為基礎，建立瞭結構振動控製的能量平衡方程。 重點介紹瞭基於反饋控製的ANVC方法，包括： 1. 最小二次均方（LMS）自適應算法：用於處理非平穩、時變的噪聲環境。 2. 最優控製理論（LQR/LQG）：用於結構模態的全局最優抑製。 3. 力/位移反饋控製：用於局部區域的振動抑製。 詳細討論瞭傳感器（如壓電材料、應變片）和作動器（如動圈揚聲器、壓電緻動器）的選型、布局優化以及“對偶性”問題在執行器放置上的挑戰。 第九章：結構健康監測（SHM）中的導波與損傷識彆 本章探討瞭如何利用彈性導波（Guided Waves）在結構中傳播的特性來實時監測材料的疲勞、裂紋和腐蝕損傷。分析瞭闆結構中Lamb波（對稱和反對稱模式）的色散麯綫，以及這些模式如何對界麵處的材料變化（如微裂紋）産生敏感的散射和反射。 介紹瞭損傷識彆的常用技術，包括： 1. 時間序列分析：如均方根（RMS）變化法。 2. 模態空間分析：基於模態振型變化來定位損傷。 3. 基於相位和頻率的損傷指標：利用導波的頻散特性對損傷進行量化。 本書最後展望瞭這些前沿理論在航空航天結構、橋梁監測以及精密儀器隔振係統中的實際應用潛力。

評分☆☆☆☆☆

我是一名初次接觸聲學領域的學生，對於如何係統地學習這門學科感到有些迷茫。《聲學理論與工程應用(典藏版)/現代物理基礎叢書》這本書，簡直是為我量身定做的入門指南。它從最基礎的概念講起，比如聲波的産生就是介質質點的振動，這種振動以波的形式傳播能量。書中用生動的圖示解釋瞭縱波和橫波的區彆，以及聲波在不同介質（固體、液體、氣體）中的傳播速度差異。然後，逐步引入瞭振幅、頻率、波長等關鍵參數，並解釋瞭它們如何影響我們感知到的聲音的響度和音高。最讓我印象深刻的是，書中沒有直接拋齣復雜的公式，而是通過形象的比喻和生活中的例子來解釋抽象的物理概念。比如，用拋石入水産生的漣漪來類比聲波的傳播，用鍾擺的擺動來解釋簡諧振動。在工程應用方麵，書中對迴聲、混響等現象的講解，以及它們在日常生活和工程中的影響，讓我覺得聲學並不遙遠，而是與我們的生活息息相關。這本書循序漸進的講解方式，讓我能夠一步一個腳印地建立起對聲學的基本認知，為我後續更深入的學習打下瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對藝術和科技交叉領域感興趣的跨界研究者，《聲學理論與工程應用(典藏版)/現代物理基礎叢書》為我打開瞭一個全新的視角。我尤其欣賞書中對音樂聲學和室內聲學設計的深入探討。瞭解到樂器發聲的物理原理，比如弦的振動模式、管樂器的共鳴現象，以及這些原理如何影響樂器的音色和錶現力，對我理解音樂的創作和演奏有瞭更深刻的認識。在室內聲學方麵，書中關於聲音的反射、吸收、擴散等特性在不同空間（如音樂廳、錄音室）中的應用，以及如何通過聲學設計來優化聽覺體驗，讓我對建築空間與聲音之間的關係有瞭全新的感悟。我被書中描述的聲學反射闆、擴散體等設計如何巧妙地“塑造”聲音，為聽眾營造沉浸式體驗的案例所吸引。同時，書中關於非綫性聲學效應的探討，雖然略顯深奧，但也讓我窺見瞭聲學研究的前沿動態，以及聲音在大能量作用下産生的奇妙變化。這本書不僅是一本技術手冊，更是一本關於聲音美學和物理學巧妙結閤的探索之作，它鼓勵我思考如何將科學原理應用於藝術創作，創造更具感染力的聲學環境。

評分☆☆☆☆☆

這本《聲學理論與工程應用(典藏版)/現代物理基礎叢書》真是一本讓我受益匪淺的書。作為一名對聲音充滿好奇的普通讀者，我一直覺得聲學是一個既神秘又迷人的領域。這本書的齣現，恰好滿足瞭我深入瞭解聲學世界的需求。從最基礎的聲波産生、傳播原理，到復雜的駐波、衍射、乾涉現象，書中都用相對清晰易懂的語言進行瞭闡述，即使是初學者也能逐步領會。最讓我驚喜的是，它並沒有止步於理論的講解，而是緊密結閤瞭大量的工程應用實例。比如，在建築聲學章節，我瞭解瞭如何通過閤理的空間設計和材料選擇來控製室內混響時間和隔聲效果，這讓我對我們在日常生活中聽到的不同聲音環境有瞭全新的認識。在醫學聲學部分，作者詳細介紹瞭超聲波成像的原理以及其在診斷和治療中的應用，這種將抽象物理概念轉化為實際醫療手段的案例，著實令人驚嘆。此外，書中對噪聲控製、音樂聲學、水聲學等多個分支的介紹，也極大地拓寬瞭我的視野，讓我認識到聲學在現代社會各個角落扮演著不可或缺的角色。這本書的編寫方式，仿佛是一位經驗豐富的老師，循循善誘地引導著我探索聲學的奧秘，既有嚴謹的科學態度，又不失生動的趣味性，絕對是一部值得反復研讀的佳作。

評分☆☆☆☆☆

作為一名緻力於聲音降噪技術研究的研究員，《聲學理論與工程應用(典藏版)/現代物理基礎叢書》為我提供瞭寶貴的理論和實踐參考。書中關於聲學阻抗匹配、吸聲材料性能錶徵以及隔聲結構設計等章節，提供瞭詳盡的理論分析和實驗數據支持。我對書中關於材料吸聲係數與頻率關係的討論，以及如何根據不同頻率的噪聲選擇最閤適的吸聲材料，有瞭更深入的理解。此外，書中關於主動噪聲控製（ANC）的原理和實現方法的介紹，特彆是其在復雜聲場中的應用和挑戰，讓我對這一前沿技術有瞭更清晰的認識。書中關於噪聲源識彆和傳播路徑分析的技術，也為我進行實地噪聲測量和源頭控製提供瞭重要的思路。我尤其欣賞書中對共振和駐波現象在噪聲放大和傳播中的作用的分析，這對於設計有效的隔振和減振係統至關重要。這本書不僅提供瞭紮實的理論基礎，更重要的是，它通過大量的工程案例，展示瞭如何將這些理論應用於解決實際的噪聲汙染問題，為我的研究提供瞭豐富的靈感和指導。

評分☆☆☆☆☆

我是一位對聲音信號處理充滿熱情的工程師，一直在尋找一本能在我理論基礎和實際工程之間搭建橋梁的書籍。《聲學理論與工程應用(典藏版)/現代物理基礎叢書》恰好提供瞭我所需要的深度和廣度。書中關於聲壓、聲強、聲功率等基本概念的定義和推導，嚴謹而準確，為理解更復雜的聲學現象打下瞭堅實的基礎。特彆是在波動方程的求解和傅裏葉變換在聲學分析中的應用部分，作者給齣瞭詳盡的推導過程和實際案例，這對於我進行信號分析和係統設計至關重要。書中對輻射聲源的理論分析，如點聲源、偶極子聲源的聲場特性，以及這些理論如何在實際揚聲器設計中得到體現，讓我豁然開朗。同時，關於聲波在介質中的衰減機製，包括吸收和散射，以及這些因素如何影響聲傳播距離和能量損失，也是我工作中經常會遇到的問題，本書提供瞭科學的解釋和量化的分析方法。此外，書中關於聲學測量方法和儀器的介紹，也為我提供瞭寶貴的實踐指導，幫助我更有效地進行現場測量和數據分析。總而言之，這本書不僅鞏固瞭我的聲學理論知識，更重要的是，它將這些理論與實際的工程挑戰緊密聯係起來，為我解決實際問題提供瞭強有力的理論支撐和方法論指導。