书名:消声器声学理论与设计
:120元
作者:季振林
出版社:科学出版社
出版日期:2016-12-01
ISBN:9787030445728
字数:
页码:
版次:31
装帧:平装-胶订
开本:128开
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前言
第1章 声学与噪声分析基础知识
1.1 基本声学参量
1.2 理想气体中的声波方程
1.3 声场中的能量关系
1.4 声级
1.5 频谱分析
1.6 计权声级
1.7 声级的合成与分解
参考文献
第2章 管道中的声传播
2.1 静态介质中的平面波
2.2 静态介质中的三维波
2.2.1 矩形管道
2.2.2 圆形管道
2.2.3 环形管道
2.2.4 任意形状等截面管道
2.3 运动介质中的平面波
2.4 运动介质中的三维波
2.4.1 矩形管道
2.4.2 圆形管道
2.4.3 环形管道
2.4.4 任意形状等截面管道
2.5 本章小结
参考文献
第3章 管道消声系统
3.1 管道消声系统的表述方法
3.2 消声器声学性能评价指标
3.2.1 插入损失
3.2.2 传递损失
3.2.3 减噪量
3.3 管道及消声器的四极参数
3.3.1 四极参数的计算方法
3.3.2 低马赫数流的影响
3.4 管口的辐射阻抗
3.4.1 无流时的反射系数
3.4.2 有流时的反射系数
3.5 噪声源的声阻抗
3.6 吸声材料
3.6.1 特征参数
3.6.2 修正的声波方程
3.6.3 吸声材料声学特性的表述方法
3.7 穿孔元件
3.7.1 无流时穿孔声阻抗
3.7.2 有流时穿孔声阻抗
3.7.3 有吸声材料贴附时穿孔声阻抗
3.8 本章小结
参考文献
第4章 平面波理论
4.1 传递矩阵法
4.2 管道单元
4.2.1 等截面管道
4.2.2 锥形管道
4.3 面积不连续单元
4.3.1 截面突变单元
4.3.2 侧支管道单元
4.3.3 端部修正
4.4 抗性消声器
4.4.1 膨胀腔
4.4.2 回流腔
4.4.3 侧支共振器
4.4.4 亥姆霍兹共振器
4.4.5 干涉式消声器
4.5 穿孔管抗性消声器
4.5.1 直通穿孔管消声器
4.5.2 阻流式穿孔管消声器
4.5.3 三通穿孔管消声器
4.5.4 具有端部共振器的三通穿孔管消声器
4.6 直通穿孔管阻性消声器
4.7 催化转化器
4.8 计算实例与分析
4.9 本章小结
参考文献
第5章 三维解析方法
5.1 模态展开法
5.2 配点法
5.3 模态匹配法
5.3.1 圆形膨胀腔
5.3.2 外插进出口的圆形同轴膨胀腔
5.3.3 直通穿孔管阻性消声器
5.4 数值模态匹配法
5.4.1 外插进出口非同轴膨胀腔
5.4.2 任意形状直通穿孔管阻性消声器
5.5 端部修正的计算
5.5.1 圆孔的端部修正
5.5.2 管道的端部修正
5.6 计算实例与分析
5.7 本章小结
参考文献
第6章 有限元法
6.1 离散化
6.2 单元与形函数
6.2.1 一维单元
6.2.2 二维单元
6.2.3 三维单元
6.3 有限元方程的建立
6.3.1 基于哈密顿原理的变分法
6.3.2 伽辽金加权余量法
6.4 单元矩阵的计算
6.5 轴对称有限元法
6.6 穿孔消声器有限元方程
6.7 阻性消声器有限元方程
6.8 伴流声场计算的有限元法
6.9 四极参数和传递损失计算
6.10 计算实例与分析
6.11 本章小结
参考文献
第7章 边界元法
7.1 边界积分方程的建立
7.2 边界积分方程的离散化
7.3 影响系数的计算
7.3.1 采用四边形等参数单元时的影响系数
7.3.2 采用三角形等参数单元时的影响系数
7.3.3 棱边和角点的处理
7.3.4 对称性的利用
7.4 轴对称边界元法
7.4.1 轴对称边界积分方程及其离散化
7.4.2 影响系数的计算
7.4.3 角点的处理
7.5 子结构边界元法
7.5.1 区域划分法
7.5.2 阻抗矩阵综合法
7.6 穿孔消声器计算的边界元法
7.7 阻性消声器计算的边界元法
7.8 四极参数和传递损失计算
7.9 管口声辐射问题的计算
7.9.1 管口声辐射特性的表述
7.9.2 耦合边界元法
7.10 计算实例与分析
7.11 本章小结
参考文献
第8章 时域方法
8.1 流体动力学控制方程
8.2 计算流体动力学求解方法
8.3 湍流数值模拟与湍流模型
8.4 基于脉冲法的传递损失计算
8.4.1 基本原理
8.4.2 无流条件下传递损失的计算
8.4.3 有流条件下传递损失的计算
8.4.4 计算实例与分析
8.5 基于声波分解法的传递损失计算
8.5.1 基本原理
8.5.2 计算方法和边界条件设置
8.5.3 传递损失的计算
8.6 本章小结
参考文献
第9章 声学测量
9.1 消声器插入损失测量
9.2 消声器传递损失测量
9.2.1 脉冲法
9.2.2 声波分解法
9.2.3 两声源法
9.2.4 两负载法
9.3 吸声材料表面声阻抗测量
9.4 吸声材料复阻抗和复波数测量
9.4.1 两腔法
9.4.2 两声源法
9.5 声源阻抗测量
9.5.1 直接测量方法
9.5.2 间接测量方法
9.6 管口反射系数测量
9.7 本章小结
参考文献
第10章 消声器应用与设计
10.1 消声器设计要求
10.2 汽车进气系统噪声及其控制
10.2.1 进气系统概述
10.2.2 进气系统噪声
10.2.3 进气系统声学设计
10.3 汽车排气系统噪声及其控制
10.3.1 排气系统概述
10.3.2 排气系统噪声
10.3.3 排气消声器结构形式
10.3.4 排气系统声学设计
10.4 柴油机进气和排气消声器
10.4.1 进气消声器
10.4.2 排气消声器
10.4.3 火星熄灭消声器
10.4.4 排气净化消声器
10.4.5 排气冷却消声器
10.5 燃气轮机进气和排气消声器
10.6 鼓风机进气和排气消声器
10.7 本章小结
参考文献
附录A 贝塞尔函数及其属性
附录B 气体的物性参数
附录C 单位转换
《消声器声学理论与设计》为系统介绍消声器声学理论与设计的专业著作。全书共10章,第1章简要介绍消声器设计所需要的声学与噪声分析基础知识,第2章介绍管道中的声传播理论,第3章介绍管道消声系统的数学表述方法以及相关问题的表述与求解方法,第4~8章详细介绍消声器声学性能计算的一维平面波理论、三维解析方法、有限元法、边界元法和时域方法,第9章介绍消声器声学性能测量方法以及吸声材料、声源阻抗和管口反射系数的测量方法,第10章讨论消声器的典型应用及其设计。
《消声器声学理论与设计》可供动力机械、汽车、船舶、工程机械、流体机械、通风空调、供热制冷、石油化工、航空航天以及相关领域的研究人员和工程技术人员参考。
文摘
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我是一名对新兴技术和跨学科知识充满热情的研究生。在进行我的研究项目时,我需要了解不同领域的先进技术,而这本书正好为我提供了一个关于声学工程应用的窗口。书中关于“声学能量的传输与控制”的论述,以及如何通过工程手段来优化这种传输过程,让我对声学在现代工程中的重要性有了更深刻的认识。我特别关注了书中关于“数值模拟”和“有限元分析”在消声器设计中的应用,这表明声学工程已经进入了高度依赖计算工具的时代。书中可能提到的关于“声学材料的声阻抗调控”或者“声学超材料”等前沿概念(我尚未深入阅读到),如果确实有涉及,那将是我非常有兴趣深入研究的方向。这本书让我看到,声学不仅仅是物理学中的一个分支,更是与机械工程、材料科学、电子工程等多个学科紧密结合,共同推动着技术进步。
评分我是一个对声音充满好奇的普通读者,平时对生活中的各种声音都抱有浓厚的兴趣。这本书的标题“消声器声学理论与设计”虽然听起来有些专业,但出于好奇心,我还是翻阅了一下。让我意外的是,它并没有想象中的那么枯燥。作者用一种相对易懂的方式,将抽象的声学原理与我们生活中常见的消声器联系起来。例如,书中解释了为什么有些烟囱会发出“呼呼”的声音,为什么车辆的排气管声音会不同,这些都与消声器的结构和工作原理有关。我尤其被书中关于“声波干涉”的讲解所吸引,作者用形象的比喻说明了如何利用声波的相位抵消来达到降噪的目的,这让我觉得非常有趣。虽然书中的数学公式我看不懂,但我能从图示和文字描述中感受到作者想要传达的“智慧”。它让我了解到,我们日常生活中习以为常的“静音”,其实背后蕴含着如此多的科学知识和工程技术。这本书让我对“声音”这个概念有了更深的理解,也让我对那些默默工作的工程师们充满了敬意,他们用科学的手段,让我们的生活环境变得更加宁静和舒适。
评分这本《消声器声学理论与设计》真的让我大开眼界。我一直对汽车的噪音问题很感兴趣,尤其是那些跑车那低沉而有力的轰鸣,总觉得里面蕴含着不少技术奥秘。翻开这本书,我才意识到,原来消声器并非只是一个简单的排气管末端的“堵塞物”,它的背后是如此深奥的声学原理和精密的工程设计。书中的图表和公式我虽然不能完全理解,但作者的讲解逻辑清晰,一步步地引导我认识声波的传播、反射、吸收以及如何通过巧妙的结构设计来抵消有害的声波。我特别留意了关于共振腔消声和穿孔板消声的部分,书中对这两种原理的细致阐述,让我对消声器的类型和工作方式有了更直观的认识。例如,书中提到利用特定体积的腔体来抵消特定频率的噪声,这就像给声波设计了一个“陷阱”,让它在里面“迷失”方向,从而减弱其强度。我还对书中关于声传播路径的分析很感兴趣,了解到不同几何形状的消声器内部通道如何影响声波的衰减效果。虽然我不是专业工程师,但这本书确实满足了我对消声器技术的好奇心,让我看到了一个隐藏在汽车轰鸣声背后的科学世界。它不仅是理论的堆砌,更蕴含着解决实际工程问题的智慧。
评分我是一个对工业设计非常感兴趣的人,平时会关注一些产品的外观和功能。这本书虽然是关于“消声器”这种功能性部件的,但我认为它的设计理念和方法,也蕴含着一些工业设计的智慧。书中对于不同类型消声器的结构图和剖面图的展示,让我看到了设计师如何巧妙地利用空间和材料,来达到特定的声学效果。例如,一些消声器内部复杂的腔体和通道设计,虽然是为了声学性能,但从视觉上看也具有一种精密的工业美感。书中提到的一些关于材料选择和加工工艺的讨论,也与工业设计息息相关。如何选择既能满足声学性能,又具备良好耐用性和成本效益的材料,以及如何通过合理的加工工艺来保证产品的精度和可靠性,这些都是工业设计中需要考虑的重要因素。这本书让我觉得,即使是像消声器这样看似不起眼的部件,背后也凝聚着设计师的匠心和对细节的追求。
评分作为一名在航空航天领域工作的工程师,我们对噪声控制的要求极为严苛,任何微小的噪音都可能影响飞行安全和乘客体验。虽然这本书的侧重点是动力机械和汽车领域,但其中关于声学理论和消声器设计的基本原理,对我具有很强的借鉴意义。书中对于不同频率噪声的声学特性分析,以及针对性地设计消声器的方法,都为我们提供了重要的思路。例如,书中对于宽带噪声和窄带噪声的区分,以及针对不同类型噪声所采用的不同降噪策略,都值得我们深入研究。特别是书中关于声学吸声材料的性能评估和选择,以及如何根据材料的微观结构来预测其宏观声学特性,这对于我们在特殊环境下(如高温、高压、腐蚀性介质等)选择合适的吸声材料至关重要。我尤其对书中关于“声阻抗匹配”的章节很感兴趣,如何通过调整消声器内部的声阻抗来最大化声能的吸收和反射,这是我们在设计高效消声器时需要重点考虑的问题。
评分我是一名电子工程专业的学生,虽然我的专业方向并非声学,但对于信号处理和系统建模有着一定的基础。在一次偶然的机会下,我接触到了这本书,并被其中关于声学系统建模的章节所吸引。书中对于消声器作为一个声学系统的建模方法,以及如何利用传递矩阵法等数学工具来分析其声学性能,都给我留下了深刻的印象。这让我意识到,即使是看似简单的消声器,也可以用严谨的数学模型来描述和预测其性能。书中对于不同消声器结构单元的传递函数分析,以及如何将这些单元组合起来构成复杂的消声器系统,都为我们进行系统设计和优化提供了理论基础。虽然我没有去验证书中的每一个计算过程,但我能从中感受到数学在声学工程中的重要作用。这本书拓展了我对系统建模和分析的视野,让我看到不同工程领域之间存在的共通性。我相信,将书中介绍的建模方法应用到其他声学相关的工程问题中,也会取得不错的效果。
评分我是一名在船舶工程领域工作的技术人员,我们经常需要处理船载设备的噪声问题,而消声器作为重要的降噪设备,其设计原理一直是我关注的焦点。这本书的出版,为我提供了一个非常系统和深入的学习机会。书中关于声学基础知识的阐述,特别是声波在不同介质中的传播特性以及声能量的衰减机制,对于我理解消声器的核心原理至关重要。我特别关注了书中关于消声器性能评价指标的介绍,例如插入损失、传声损失等,这些都是我们在实际应用中需要衡量消声器效果的关键参数。书中对不同结构消声器(如多腔式、穿孔板式、阻抗复合式等)的详细讲解,以及它们在不同频率范围内的降噪特性,为我们选择和设计适合船舶设备的消声器提供了宝贵的参考。例如,针对低频噪声,书中提供的共振腔消声器的设计思路,以及如何通过调整腔体体积和开口尺寸来优化降噪效果,都给了我很大的启发。此外,书中关于消声器材料声学性能的讨论,特别是吸声材料和隔声材料的选择,以及它们在不同工况下的适用性,也为我们解决船舶噪声污染问题提供了重要的技术支持。
评分作为一名机械工程专业的学生,我一直在寻找能够深入理解动力机械噪声控制的书籍。这本书的出现,无疑为我打开了一扇新的大门。虽然我还没有深入到每一个公式的推导,但书中对于声学基本概念的引入,例如声压、声强、声功率、频率和波长等,都清晰明了,并且与消声器的设计紧密结合。我印象最深刻的是书中对阻性消声器和共振消声器的工作原理的对比分析,通过详细的图解和文字说明,我能清楚地看到它们在结构上的差异以及各自的优缺点。尤其是在处理高频噪声方面,阻性消声器表现出的优势,以及其内部吸声材料的选择和布置,都让我觉得非常实用。而共振消声器在处理低频噪声方面的独特策略,例如利用亥姆霍兹共振器原理,更是让我感到巧妙。书中还涉及到了一些关于材料声学特性的讨论,这对于理解不同材料在消声器中的应用以及如何选择合适的吸声、隔声材料非常有帮助。这本书不仅仅是理论知识的传递,更包含着工程设计的思维方式,它教会我如何从声学原理出发,去思考和解决实际的工程问题。我计划在接下来的学习中,将书中的理论与我正在进行的课程设计相结合,尝试去设计一个简单的消声器模型,验证书中的一些关键概念。
评分我是一名对环保和可持续发展非常关注的读者,我认为减少噪音污染是提升生活质量和保护生态环境的重要方面。这本书虽然聚焦于消声器技术,但其核心目标——降低噪音,恰恰与我的关注点不谋而合。书中关于不同机械设备(如汽车、船舶、工程机械)的噪声来源分析,以及消声器在其中的作用,让我了解到噪音污染的普遍性和其对我们生活的影响。我特别赞赏书中对于如何通过技术手段来“消弭”不必要的声波,这是一种积极的环保行为。虽然我无法直接参与到消声器的设计和制造中,但我希望通过阅读这本书,能够更深刻地理解噪音控制的技术原理,并更好地认识到科技在解决环境问题中的重要作用。这本书让我看到,科学技术的进步,不仅是为了追求更高的性能和效率,更是为了创造一个更加宁静、健康和可持续发展的未来。
评分我是一名汽车爱好者,平时也关注一些汽车的改装和性能提升。我对汽车排气系统的声音变化一直很敏感,也知道消声器在其中扮演着至关重要的角色。这本书的封面设计就吸引了我,那种严谨而专业的风格,让我觉得内容一定非常有深度。虽然我没有工程师的背景,对里面的很多公式和图纸可能理解有限,但作者在描述消声器工作原理时,尽量用通俗易懂的语言来解释声波的物理现象,这一点我非常感激。书中关于不同类型消声器(如直通式、回压式、M型等)的介绍,以及它们各自的声学特性和在不同车型上的应用,让我对汽车的排气声浪有了更深刻的认识。我一直很好奇为什么有些跑车能发出那种低沉而富有力量的声浪,而另一些则显得比较“憋屈”,这本书让我隐约看到了其中的原因:不仅仅是发动机本身,消声器的设计和声学特性起着决定性的作用。书中提到的“声学模拟”和“数值计算”等概念,虽然我操作不了,但让我了解到现代消声器设计已经高度依赖于计算机辅助技术,这是一种跨越式的进步。它让我看到了一个从声音现象到工程实现的完整过程,也让我对汽车工程的精细化有了新的认识。
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