書名:消聲器聲學理論與設計
:120元
作者:季振林
齣版社:科學齣版社
齣版日期:2016-12-01
ISBN:9787030445728
字數:
頁碼:
版次:31
裝幀:平裝-膠訂
開本:128開
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前言
第1章 聲學與噪聲分析基礎知識
1.1 基本聲學參量
1.2 理想氣體中的聲波方程
1.3 聲場中的能量關係
1.4 聲級
1.5 頻譜分析
1.6 計權聲級
1.7 聲級的閤成與分解
參考文獻
第2章 管道中的聲傳播
2.1 靜態介質中的平麵波
2.2 靜態介質中的三維波
2.2.1 矩形管道
2.2.2 圓形管道
2.2.3 環形管道
2.2.4 任意形狀等截麵管道
2.3 運動介質中的平麵波
2.4 運動介質中的三維波
2.4.1 矩形管道
2.4.2 圓形管道
2.4.3 環形管道
2.4.4 任意形狀等截麵管道
2.5 本章小結
參考文獻
第3章 管道消聲係統
3.1 管道消聲係統的錶述方法
3.2 消聲器聲學性能評價指標
3.2.1 插入損失
3.2.2 傳遞損失
3.2.3 減噪量
3.3 管道及消聲器的四極參數
3.3.1 四極參數的計算方法
3.3.2 低馬赫數流的影響
3.4 管口的輻射阻抗
3.4.1 無流時的反射係數
3.4.2 有流時的反射係數
3.5 噪聲源的聲阻抗
3.6 吸聲材料
3.6.1 特徵參數
3.6.2 修正的聲波方程
3.6.3 吸聲材料聲學特性的錶述方法
3.7 穿孔元件
3.7.1 無流時穿孔聲阻抗
3.7.2 有流時穿孔聲阻抗
3.7.3 有吸聲材料貼附時穿孔聲阻抗
3.8 本章小結
參考文獻
第4章 平麵波理論
4.1 傳遞矩陣法
4.2 管道單元
4.2.1 等截麵管道
4.2.2 錐形管道
4.3 麵積不連續單元
4.3.1 截麵突變單元
4.3.2 側支管道單元
4.3.3 端部修正
4.4 抗性消聲器
4.4.1 膨脹腔
4.4.2 迴流腔
4.4.3 側支共振器
4.4.4 亥姆霍茲共振器
4.4.5 乾涉式消聲器
4.5 穿孔管抗性消聲器
4.5.1 直通穿孔管消聲器
4.5.2 阻流式穿孔管消聲器
4.5.3 三通穿孔管消聲器
4.5.4 具有端部共振器的三通穿孔管消聲器
4.6 直通穿孔管阻性消聲器
4.7 催化轉化器
4.8 計算實例與分析
4.9 本章小結
參考文獻
第5章 三維解析方法
5.1 模態展開法
5.2 配點法
5.3 模態匹配法
5.3.1 圓形膨脹腔
5.3.2 外插進齣口的圓形同軸膨脹腔
5.3.3 直通穿孔管阻性消聲器
5.4 數值模態匹配法
5.4.1 外插進齣口非同軸膨脹腔
5.4.2 任意形狀直通穿孔管阻性消聲器
5.5 端部修正的計算
5.5.1 圓孔的端部修正
5.5.2 管道的端部修正
5.6 計算實例與分析
5.7 本章小結
參考文獻
第6章 有限元法
6.1 離散化
6.2 單元與形函數
6.2.1 一維單元
6.2.2 二維單元
6.2.3 三維單元
6.3 有限元方程的建立
6.3.1 基於哈密頓原理的變分法
6.3.2 伽遼金加權餘量法
6.4 單元矩陣的計算
6.5 軸對稱有限元法
6.6 穿孔消聲器有限元方程
6.7 阻性消聲器有限元方程
6.8 伴流聲場計算的有限元法
6.9 四極參數和傳遞損失計算
6.10 計算實例與分析
6.11 本章小結
參考文獻
第7章 邊界元法
7.1 邊界積分方程的建立
7.2 邊界積分方程的離散化
7.3 影響係數的計算
7.3.1 采用四邊形等參數單元時的影響係數
7.3.2 采用三角形等參數單元時的影響係數
7.3.3 棱邊和角點的處理
7.3.4 對稱性的利用
7.4 軸對稱邊界元法
7.4.1 軸對稱邊界積分方程及其離散化
7.4.2 影響係數的計算
7.4.3 角點的處理
7.5 子結構邊界元法
7.5.1 區域劃分法
7.5.2 阻抗矩陣綜閤法
7.6 穿孔消聲器計算的邊界元法
7.7 阻性消聲器計算的邊界元法
7.8 四極參數和傳遞損失計算
7.9 管口聲輻射問題的計算
7.9.1 管口聲輻射特性的錶述
7.9.2 耦閤邊界元法
7.10 計算實例與分析
7.11 本章小結
參考文獻
第8章 時域方法
8.1 流體動力學控製方程
8.2 計算流體動力學求解方法
8.3 湍流數值模擬與湍流模型
8.4 基於脈衝法的傳遞損失計算
8.4.1 基本原理
8.4.2 無流條件下傳遞損失的計算
8.4.3 有流條件下傳遞損失的計算
8.4.4 計算實例與分析
8.5 基於聲波分解法的傳遞損失計算
8.5.1 基本原理
8.5.2 計算方法和邊界條件設置
8.5.3 傳遞損失的計算
8.6 本章小結
參考文獻
第9章 聲學測量
9.1 消聲器插入損失測量
9.2 消聲器傳遞損失測量
9.2.1 脈衝法
9.2.2 聲波分解法
9.2.3 兩聲源法
9.2.4 兩負載法
9.3 吸聲材料錶麵聲阻抗測量
9.4 吸聲材料復阻抗和復波數測量
9.4.1 兩腔法
9.4.2 兩聲源法
9.5 聲源阻抗測量
9.5.1 直接測量方法
9.5.2 間接測量方法
9.6 管口反射係數測量
9.7 本章小結
參考文獻
第10章 消聲器應用與設計
10.1 消聲器設計要求
10.2 汽車進氣係統噪聲及其控製
10.2.1 進氣係統概述
10.2.2 進氣係統噪聲
10.2.3 進氣係統聲學設計
10.3 汽車排氣係統噪聲及其控製
10.3.1 排氣係統概述
10.3.2 排氣係統噪聲
10.3.3 排氣消聲器結構形式
10.3.4 排氣係統聲學設計
10.4 柴油機進氣和排氣消聲器
10.4.1 進氣消聲器
10.4.2 排氣消聲器
10.4.3 火星熄滅消聲器
10.4.4 排氣淨化消聲器
10.4.5 排氣冷卻消聲器
10.5 燃氣輪機進氣和排氣消聲器
10.6 鼓風機進氣和排氣消聲器
10.7 本章小結
參考文獻
附錄A 貝塞爾函數及其屬性
附錄B 氣體的物性參數
附錄C 單位轉換
《消聲器聲學理論與設計》為係統介紹消聲器聲學理論與設計的專業著作。全書共10章,第1章簡要介紹消聲器設計所需要的聲學與噪聲分析基礎知識,第2章介紹管道中的聲傳播理論,第3章介紹管道消聲係統的數學錶述方法以及相關問題的錶述與求解方法,第4~8章詳細介紹消聲器聲學性能計算的一維平麵波理論、三維解析方法、有限元法、邊界元法和時域方法,第9章介紹消聲器聲學性能測量方法以及吸聲材料、聲源阻抗和管口反射係數的測量方法,第10章討論消聲器的典型應用及其設計。
《消聲器聲學理論與設計》可供動力機械、汽車、船舶、工程機械、流體機械、通風空調、供熱製冷、石油化工、航空航天以及相關領域的研究人員和工程技術人員參考。
文摘
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我是一名對新興技術和跨學科知識充滿熱情的研究生。在進行我的研究項目時,我需要瞭解不同領域的先進技術,而這本書正好為我提供瞭一個關於聲學工程應用的窗口。書中關於“聲學能量的傳輸與控製”的論述,以及如何通過工程手段來優化這種傳輸過程,讓我對聲學在現代工程中的重要性有瞭更深刻的認識。我特彆關注瞭書中關於“數值模擬”和“有限元分析”在消聲器設計中的應用,這錶明聲學工程已經進入瞭高度依賴計算工具的時代。書中可能提到的關於“聲學材料的聲阻抗調控”或者“聲學超材料”等前沿概念(我尚未深入閱讀到),如果確實有涉及,那將是我非常有興趣深入研究的方嚮。這本書讓我看到,聲學不僅僅是物理學中的一個分支,更是與機械工程、材料科學、電子工程等多個學科緊密結閤,共同推動著技術進步。
評分我是一名對環保和可持續發展非常關注的讀者,我認為減少噪音汙染是提升生活質量和保護生態環境的重要方麵。這本書雖然聚焦於消聲器技術,但其核心目標——降低噪音,恰恰與我的關注點不謀而閤。書中關於不同機械設備(如汽車、船舶、工程機械)的噪聲來源分析,以及消聲器在其中的作用,讓我瞭解到噪音汙染的普遍性和其對我們生活的影響。我特彆贊賞書中對於如何通過技術手段來“消弭”不必要的聲波,這是一種積極的環保行為。雖然我無法直接參與到消聲器的設計和製造中,但我希望通過閱讀這本書,能夠更深刻地理解噪音控製的技術原理,並更好地認識到科技在解決環境問題中的重要作用。這本書讓我看到,科學技術的進步,不僅是為瞭追求更高的性能和效率,更是為瞭創造一個更加寜靜、健康和可持續發展的未來。
評分我是一個對聲音充滿好奇的普通讀者,平時對生活中的各種聲音都抱有濃厚的興趣。這本書的標題“消聲器聲學理論與設計”雖然聽起來有些專業,但齣於好奇心,我還是翻閱瞭一下。讓我意外的是,它並沒有想象中的那麼枯燥。作者用一種相對易懂的方式,將抽象的聲學原理與我們生活中常見的消聲器聯係起來。例如,書中解釋瞭為什麼有些煙囪會發齣“呼呼”的聲音,為什麼車輛的排氣管聲音會不同,這些都與消聲器的結構和工作原理有關。我尤其被書中關於“聲波乾涉”的講解所吸引,作者用形象的比喻說明瞭如何利用聲波的相位抵消來達到降噪的目的,這讓我覺得非常有趣。雖然書中的數學公式我看不懂,但我能從圖示和文字描述中感受到作者想要傳達的“智慧”。它讓我瞭解到,我們日常生活中習以為常的“靜音”,其實背後蘊含著如此多的科學知識和工程技術。這本書讓我對“聲音”這個概念有瞭更深的理解,也讓我對那些默默工作的工程師們充滿瞭敬意,他們用科學的手段,讓我們的生活環境變得更加寜靜和舒適。
評分我是一名電子工程專業的學生,雖然我的專業方嚮並非聲學,但對於信號處理和係統建模有著一定的基礎。在一次偶然的機會下,我接觸到瞭這本書,並被其中關於聲學係統建模的章節所吸引。書中對於消聲器作為一個聲學係統的建模方法,以及如何利用傳遞矩陣法等數學工具來分析其聲學性能,都給我留下瞭深刻的印象。這讓我意識到,即使是看似簡單的消聲器,也可以用嚴謹的數學模型來描述和預測其性能。書中對於不同消聲器結構單元的傳遞函數分析,以及如何將這些單元組閤起來構成復雜的消聲器係統,都為我們進行係統設計和優化提供瞭理論基礎。雖然我沒有去驗證書中的每一個計算過程,但我能從中感受到數學在聲學工程中的重要作用。這本書拓展瞭我對係統建模和分析的視野,讓我看到不同工程領域之間存在的共通性。我相信,將書中介紹的建模方法應用到其他聲學相關的工程問題中,也會取得不錯的效果。
評分我是一名在船舶工程領域工作的技術人員,我們經常需要處理船載設備的噪聲問題,而消聲器作為重要的降噪設備,其設計原理一直是我關注的焦點。這本書的齣版,為我提供瞭一個非常係統和深入的學習機會。書中關於聲學基礎知識的闡述,特彆是聲波在不同介質中的傳播特性以及聲能量的衰減機製,對於我理解消聲器的核心原理至關重要。我特彆關注瞭書中關於消聲器性能評價指標的介紹,例如插入損失、傳聲損失等,這些都是我們在實際應用中需要衡量消聲器效果的關鍵參數。書中對不同結構消聲器(如多腔式、穿孔闆式、阻抗復閤式等)的詳細講解,以及它們在不同頻率範圍內的降噪特性,為我們選擇和設計適閤船舶設備的消聲器提供瞭寶貴的參考。例如,針對低頻噪聲,書中提供的共振腔消聲器的設計思路,以及如何通過調整腔體體積和開口尺寸來優化降噪效果,都給瞭我很大的啓發。此外,書中關於消聲器材料聲學性能的討論,特彆是吸聲材料和隔聲材料的選擇,以及它們在不同工況下的適用性,也為我們解決船舶噪聲汙染問題提供瞭重要的技術支持。
評分作為一名機械工程專業的學生,我一直在尋找能夠深入理解動力機械噪聲控製的書籍。這本書的齣現,無疑為我打開瞭一扇新的大門。雖然我還沒有深入到每一個公式的推導,但書中對於聲學基本概念的引入,例如聲壓、聲強、聲功率、頻率和波長等,都清晰明瞭,並且與消聲器的設計緊密結閤。我印象最深刻的是書中對阻性消聲器和共振消聲器的工作原理的對比分析,通過詳細的圖解和文字說明,我能清楚地看到它們在結構上的差異以及各自的優缺點。尤其是在處理高頻噪聲方麵,阻性消聲器錶現齣的優勢,以及其內部吸聲材料的選擇和布置,都讓我覺得非常實用。而共振消聲器在處理低頻噪聲方麵的獨特策略,例如利用亥姆霍茲共振器原理,更是讓我感到巧妙。書中還涉及到瞭一些關於材料聲學特性的討論,這對於理解不同材料在消聲器中的應用以及如何選擇閤適的吸聲、隔聲材料非常有幫助。這本書不僅僅是理論知識的傳遞,更包含著工程設計的思維方式,它教會我如何從聲學原理齣發,去思考和解決實際的工程問題。我計劃在接下來的學習中,將書中的理論與我正在進行的課程設計相結閤,嘗試去設計一個簡單的消聲器模型,驗證書中的一些關鍵概念。
評分這本《消聲器聲學理論與設計》真的讓我大開眼界。我一直對汽車的噪音問題很感興趣,尤其是那些跑車那低沉而有力的轟鳴,總覺得裏麵蘊含著不少技術奧秘。翻開這本書,我纔意識到,原來消聲器並非隻是一個簡單的排氣管末端的“堵塞物”,它的背後是如此深奧的聲學原理和精密的工程設計。書中的圖錶和公式我雖然不能完全理解,但作者的講解邏輯清晰,一步步地引導我認識聲波的傳播、反射、吸收以及如何通過巧妙的結構設計來抵消有害的聲波。我特彆留意瞭關於共振腔消聲和穿孔闆消聲的部分,書中對這兩種原理的細緻闡述,讓我對消聲器的類型和工作方式有瞭更直觀的認識。例如,書中提到利用特定體積的腔體來抵消特定頻率的噪聲,這就像給聲波設計瞭一個“陷阱”,讓它在裏麵“迷失”方嚮,從而減弱其強度。我還對書中關於聲傳播路徑的分析很感興趣,瞭解到不同幾何形狀的消聲器內部通道如何影響聲波的衰減效果。雖然我不是專業工程師,但這本書確實滿足瞭我對消聲器技術的好奇心,讓我看到瞭一個隱藏在汽車轟鳴聲背後的科學世界。它不僅是理論的堆砌,更蘊含著解決實際工程問題的智慧。
評分我是一個對工業設計非常感興趣的人,平時會關注一些産品的外觀和功能。這本書雖然是關於“消聲器”這種功能性部件的,但我認為它的設計理念和方法,也蘊含著一些工業設計的智慧。書中對於不同類型消聲器的結構圖和剖麵圖的展示,讓我看到瞭設計師如何巧妙地利用空間和材料,來達到特定的聲學效果。例如,一些消聲器內部復雜的腔體和通道設計,雖然是為瞭聲學性能,但從視覺上看也具有一種精密的工業美感。書中提到的一些關於材料選擇和加工工藝的討論,也與工業設計息息相關。如何選擇既能滿足聲學性能,又具備良好耐用性和成本效益的材料,以及如何通過閤理的加工工藝來保證産品的精度和可靠性,這些都是工業設計中需要考慮的重要因素。這本書讓我覺得,即使是像消聲器這樣看似不起眼的部件,背後也凝聚著設計師的匠心和對細節的追求。
評分作為一名在航空航天領域工作的工程師,我們對噪聲控製的要求極為嚴苛,任何微小的噪音都可能影響飛行安全和乘客體驗。雖然這本書的側重點是動力機械和汽車領域,但其中關於聲學理論和消聲器設計的基本原理,對我具有很強的藉鑒意義。書中對於不同頻率噪聲的聲學特性分析,以及針對性地設計消聲器的方法,都為我們提供瞭重要的思路。例如,書中對於寬帶噪聲和窄帶噪聲的區分,以及針對不同類型噪聲所采用的不同降噪策略,都值得我們深入研究。特彆是書中關於聲學吸聲材料的性能評估和選擇,以及如何根據材料的微觀結構來預測其宏觀聲學特性,這對於我們在特殊環境下(如高溫、高壓、腐蝕性介質等)選擇閤適的吸聲材料至關重要。我尤其對書中關於“聲阻抗匹配”的章節很感興趣,如何通過調整消聲器內部的聲阻抗來最大化聲能的吸收和反射,這是我們在設計高效消聲器時需要重點考慮的問題。
評分我是一名汽車愛好者,平時也關注一些汽車的改裝和性能提升。我對汽車排氣係統的聲音變化一直很敏感,也知道消聲器在其中扮演著至關重要的角色。這本書的封麵設計就吸引瞭我,那種嚴謹而專業的風格,讓我覺得內容一定非常有深度。雖然我沒有工程師的背景,對裏麵的很多公式和圖紙可能理解有限,但作者在描述消聲器工作原理時,盡量用通俗易懂的語言來解釋聲波的物理現象,這一點我非常感激。書中關於不同類型消聲器(如直通式、迴壓式、M型等)的介紹,以及它們各自的聲學特性和在不同車型上的應用,讓我對汽車的排氣聲浪有瞭更深刻的認識。我一直很好奇為什麼有些跑車能發齣那種低沉而富有力量的聲浪,而另一些則顯得比較“憋屈”,這本書讓我隱約看到瞭其中的原因:不僅僅是發動機本身,消聲器的設計和聲學特性起著決定性的作用。書中提到的“聲學模擬”和“數值計算”等概念,雖然我操作不瞭,但讓我瞭解到現代消聲器設計已經高度依賴於計算機輔助技術,這是一種跨越式的進步。它讓我看到瞭一個從聲音現象到工程實現的完整過程,也讓我對汽車工程的精細化有瞭新的認識。
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