消声器声学理论与设计 季振林 科学出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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季振林 著

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030445728

商品编码：27929688230

包装：平装

出版时间：2015-06-01

基本信息

图书基本信息
图书名称	消声器声学理论与设计
作者	季振林
定价	98.00元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030445728
出版日期	2015-06-01
字数	407000
页码	321
版次	1
装帧	平装
开本	16开
商品重量	0.4Kg

内容简介

《消声器声学理论与设计》为介绍消声器声学理论与设计的著作。《消声器声学理论与设计》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。

作者简介

目录

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 3.1管道消声的表述方法 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汽车进气噪声及其控制 10.2.1进气概述 10.2.2进气噪声 10.2.3进气声学设计 10.3汽车排气噪声及其控制 10.3.1排气概述 10.3.2排气噪声 10.3.3排气消声器结构形式 10.3.4排气声学设计 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

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《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

序言

好的，这是一份关于一本名为《消声器声学理论与设计》的图书的详细介绍，内容专注于该领域的前沿研究、工程应用、设计方法以及相关声学原理，完全不涉及您提到的特定作者和出版社信息。 --- 《先进消声器技术与噪声控制工程实践》 图书导言 在现代工业、交通运输以及建筑环境领域，控制和消除噪声污染已成为提升生活质量、保障生产安全和实现可持续发展的关键挑战。《先进消声器技术与噪声控制工程实践》一书旨在系统梳理和深入探讨消声器技术在解决复杂声学问题中的核心理论、前沿进展与工程应用。本书面向声学工程师、环境噪声控制专家、机械设计人员以及相关专业的研究生和高年级本科生，提供一个从基础声学理论到复杂系统设计的全面技术指南。 第一部分：消声器声学基础与理论模型 本书的开篇部分致力于夯实读者对声学基础理论的理解，这是设计高效消声器的基石。 第一章：声波在介质中的传播与相互作用 本章深入分析了声波在理想和非理想介质中的传播特性，包括波的产生、吸收、反射和透射机理。重点阐述了声阻抗匹配理论在声能有效传输控制中的核心地位。讨论了不同温度、湿度和气流速度对声传播常数的影响，为后续的声学模型建立提供必要的环境修正参数。 第二章：声学阻抗理论与性能预测 详细介绍了特征阻抗、表面声阻抗以及输入阻抗的概念。引入了旅行波理论（Traveling Wave Theory）和集总参数模型（Lumped Element Models）来描述简单声学元件的性能。重点讲解了传输矩阵法（Transmission Matrix Method）在分析多腔室和多级消声器结构时的应用，并探讨了声学阻抗的复数特性及其对吸收和反射的影响。 第三章：基于有限元法的声学建模 本章转向现代计算声学方法。详细介绍了如何使用有限元法（FEM）对复杂的消声器内部结构、孔隙分布和材料声学特性进行精确建模。讨论了流固耦合（FSI）对消声器性能的潜在影响，特别是高速气流导致的结构振动和声学反馈效应。阐述了边界条件（如吸收材料的等效声学参数）的准确设置方法，以确保仿真结果的可靠性。 第二章：经典与新型消声器结构解析 本部分聚焦于现有成熟技术的深入剖析和新型结构的设计原理。 第四章：限流式与阻性消声器设计 全面解析了基于扩张腔、管式结构以及多孔吸收材料的阻性消声器的工作机理。探讨了如何通过优化通道长度、截面积比和材料孔隙率来控制特定频率范围内的吸声系数。重点分析了高声阻率材料（如金属泡沫、陶瓷纤维）在高温或高湿环境下的应用局限与改进策略。 第五章：抗性消声器与谐振腔理论 深入探讨了基于亥姆霍兹共振原理的抗性消声器。详细推导了单腔、多腔、和多孔颈（管）结构共振器的理论频率公式，并探讨了对共振峰宽化的设计方法，以实现更宽频带的噪声衰减。分析了等效电路模型在预测共振频率和带宽上的准确性。 第六章：组合式与复杂结构消声器 研究了阻抗型和抗性型消声器相结合的组合式设计，以应对宽带噪声源。详细介绍了蜂窝状消声结构、折流板式消声器以及利用声学超材料（Acoustic Metamaterials）原理设计的新型超薄、高效率吸声结构。讨论了如何利用流体动力学效应（如边壁效应）来增强特定频率下的消声性能。 第三部分：工程应用与系统集成 本部分将理论知识应用于实际工程场景，强调设计流程和系统优化。 第七章：气流动力学对消声器性能的影响 这是一个至关重要的工程环节。系统阐述了高速或低速气流通过消声器时产生的流噪声（气流噪声）及其对整体降噪效果的负面影响。介绍了背压（Backpressure）的计算模型，以及如何在保证足够降噪量的同时，将系统压损控制在可接受范围内。讨论了主动流场控制技术在优化气流路径中的初步探索。 第八章：消声器的寿命、可靠性与环境适应性 针对工业应用，本章关注消声器的材料选择、结构强度和长期运行稳定性。涵盖了耐高温、耐腐蚀材料的选择标准，以及在振动环境下如何设计具有足够机械强度的内部隔板和腔体结构。讨论了在特定行业（如航空发动机、燃气轮机排气系统）中对消声器进行防火和防污染处理的工程规范。 第九章：噪声源匹配与系统集成设计 指导读者如何根据实际噪声源的频谱特性（如窄带、宽带或脉冲噪声），选择最合适的消声器类型和组合策略。讲解了从现场噪声测量、数据分析到消声器初步选型和尺寸迭代的完整设计流程。最后，探讨了多个消声器串联、并联时的系统协同优化问题，以实现整体系统在成本、空间和性能之间的最佳平衡。 结语：未来展望 本书最后对未来消声器技术的发展方向进行了展望，包括智能适应性消声系统、基于拓扑优化算法的结构设计，以及在可再生能源设备（如风力发电机）噪声控制中的新应用前景。 --- 全书特色： 本书特色在于其严谨的理论推导与丰富的工程实例相结合。它不仅提供了设计所需的声学公式，更侧重于在实际工程约束（如空间限制、压降要求、成本控制）下，如何选择和优化消声器结构，确保设计方案的实用性和高效性。书中穿插了大量的工程图示和案例分析，帮助读者将抽象的声学概念转化为具体的工程解决方案。

评分☆☆☆☆☆

这本关于消声器理论的著作，读起来真是让人感到一种深入骨髓的学术气息。它不像那些浮于表面的科普读物，而是直接切入了声学设计的核心肌理。我尤其欣赏作者在阐述基本原理时那种严谨细致的推导过程，每一个公式的出现似乎都带着无可辩驳的逻辑链条。对于我们这些长期在一线从事噪声控制的工程师来说，这简直就是一本“武功秘籍”。它没有回避那些复杂的数学模型和边界条件的设定，反而将其作为理解声波在复杂结构中行为的必要工具。我记得书中关于阻抗匹配和传输线理论的应用部分，讲解得格外透彻，甚至连一些容易混淆的概念，比如有效路径长度和声学长度的区别，都通过精妙的图示和例证得到了清晰的界定。读完这部分，我感觉过去在实际工程中遇到的许多“似是而非”的问题，突然间都有了理论上的支撑点，不再是单纯的经验主义操作。那种醍醐灌顶的感觉，对于提升专业技能是无可估量的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，这本书的排版和装帧虽然朴实无华，但内容本身却展现出一种扎实的功力。我最欣赏它在工程应用案例选择上的独到眼光。它不仅仅停留在理论的象牙塔里，而是非常注重将抽象的声学概念与现实中的工业场景进行对接。比如，书中对于不同类型消声器——从穿孔板到亥姆霍兹共振器——的优化设计参数的分析，简直细致到了微米级别。我之前在设计一个高速风机的消音装置时，一直对特定频率的削弱效果不满意，总感觉像是“撞大运”。翻阅这本书后，我才意识到自己忽略了材料的吸声系数在不同温度和湿度下的动态变化对最终效果的影响。作者用大量篇幅论证了这些环境因素如何重塑声阻抗，这对于长期在复杂环境（比如化工或电力行业）工作的技术人员来说，是极其宝贵的指导。它教会我的不是“怎么做”，而是“为什么这样做有效，以及在何种情况下会失效”。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的整体感受是，它像是一位经验老到的导师，耐心地引导学生穿过迷雾，直达知识的彼岸。与其他同类书籍相比，它在对“非理想情况”的处理上显得尤为成熟和客观。它不粉饰太平，直接承认了在实际制造公差、安装误差以及流体动力学干扰下，理想模型会如何偏离真实世界的复杂性。特别是在讨论有限元分析（FEA）在消声器设计中的应用时，作者并未简单地罗列软件操作步骤，而是深入剖析了如何正确地选择网格密度、如何准确地定义激励源和吸收边界，这些都是教科书上常常一带而过，但在实际操作中却决定成败的关键点。我个人对其中关于声波在弯曲管道中传播的能量损失模型的讨论印象深刻，它提供了一种在传统一维模型无法胜任时进行修正的有效途径。这种对工程现实的深刻洞察力，使得这本书的价值远超一般教材的范畴。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一种思维方式的重塑。它培养了一种系统性的、从宏观到微观层层递进的分析习惯。它没有直接给出“万能公式”，而是提供了一套完整的分析框架。我发现，作者在介绍不同的消声器结构时，总会先从其工作机理的物理本质出发，比如基于反射、吸收还是干涉原理，然后再逐步引入描述这些原理的数学工具。这种“先知其所以然，后知其所以然”的叙事结构，极大地增强了读者的理解深度和记忆持久性。举个例子，书中对宽带消声器设计的论述，清晰地展示了如何通过巧妙地组合不同尺寸的共振腔体，来实现对一个较宽频率范围的有效衰减，而不是仅仅针对某个单一频率点进行优化。这种对全局性能的考量，是许多初级工程师在实践中容易忽视的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格非常凝练，几乎没有一句多余的寒暄或华丽的辞藻，每一个字都仿佛是经过精密计算后才放置在那里的。对于追求效率和精准度的专业人士而言，这无疑是一种享受。我特别喜欢作者在讨论新型消声材料（比如多孔介质复合材料）的声学特性时所采取的比较方法。它没有简单地罗列不同材料的吸声系数数据，而是通过对比它们在不同厚度、不同孔隙率下对声波能量的耗散机制差异，帮助读者建立起一套材料选择的决策逻辑树。这不仅仅是知识的传递，更像是在传授一种“判断力”。每当我在一个项目遇到关于材料选择的瓶颈时，我都会习惯性地回顾书中的那一章节，总能从中找到新的思路来打破僵局。这本书，是那种即便读完后，也会经常翻阅查阅和引用的工具书，它的价值会随着实践经验的增加而愈发凸显。