消聲器聲學理論與設計

《消聲器聲學理論與設計》，季振林 著，出版社： 科學出版社。

科學出版社是由中國科學院編譯局與1930年創建的龍門聯合書局於1954年8月合併成立的；目前公司年出版新書3000多種，期刊500多種，形成了以科學（S）、技術（T）、醫學（M）、教育（E）、人文社科（H）為主要出版領域的業務架構。

目錄

內容簡介

《消聲器聲學理論與設計》為系統介紹消聲器聲學理論與設計的專業著作。《消聲器聲學理論與設計》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章介紹管道消聲系統的數學表述方法以及相關問題的表述與求解方法，第4～8章詳細介紹消聲器聲學性能計算的一維平面波理論、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。

目錄

前言

第1章聲學與噪聲分析基礎知識1

1.1基本聲學參量1

1.2理想氣體中的聲波方程2

1.3聲場中的能量關係4

1.4聲級6

1.5頻譜分析7

1.6計權聲級9

1.7聲級的合成與分解11

參考文獻13

第2章管道中的聲傳播14

2.1靜態介質中的平面波14

2.2靜態介質中的三維波15

2.2.1矩形管道15

2.2.2圓形管道18

2.2.3環形管道23

2.2.4任意形狀等截面管道25

2.3運動介質中的平面波26

2.4運動介質中的三維波27

2.4.1矩形管道28

2.4.2圓形管道29

2.4.3環形管道31

2.4.4任意形狀等截面管道31

2.5本章小結32

參考文獻32

第3章管道消聲系統33

3.1管道消聲系統的表述方法33

3.2消聲器聲學性能評價指標34

3.2.1插入損失34

3.2.2傳遞損失36

3.2.3減噪量37

3.3管道及消聲器的四極參數38

3.3.1四極參數的計算方法38

3.3.2低馬赫數流的影響39

3.4管口的輻射阻抗41

3.4.1無流時的反射係數42

3.4.2有流時的反射係數42

3.5噪聲源的聲阻抗45

3.6吸聲材料47

3.6.1特徵參數47

3.6.2修正的聲波方程48

3.6.3吸聲材料聲學特性的表述方法50

3.7穿孔元件51

3.7.1無流時穿孔聲阻抗52

3.7.2有流時穿孔聲阻抗54

3.7.3有吸聲材料貼附時穿孔聲阻抗56

3.8本章小結56

參考文獻57

第4章平面波理論61

4.1傳遞矩陣法61

4.2管道單元63

4.2.1等截面管道63

4.2.2錐形管道64

4.3面積不連續單元66

4.3.1截面突變單元66

4.3.2側支管道單元67

4.3.3端部修正68

4.4抗性消聲器70

4.4.1膨脹腔70

4.4.2回流腔73

4.4.3側支共振器74

4.4.4亥姆霍茲共振器75

4.4.5干涉式消聲器76

4.5穿孔管抗性消聲器78

4.5.1直通穿孔管消聲器79

4.5.2阻流式穿孔管消聲器83

4.5.3三通穿孔管消聲器86

4.5.4具有端部共振器的三通穿孔管消聲器90

4.6直通穿孔管阻性消聲器93

4.7催化轉化器97

4.8計算實例與分析99

4.9本章小結104

參考文獻105

第5章三維解析方法108

5.1模態展開法108

5.2配點法112

5.3模態匹配法115

5.3.1圓形膨脹腔116

5.3.2外插進出口的圓形同軸膨脹腔122

5.3.3直通穿孔管阻性消聲器125

5.4數值模態匹配法129

5.4.1外插進出口非同軸膨脹腔129

5.4.2任意形狀直通穿孔管阻性消聲器131

5.5端部修正的計算136

5.5.1圓孔的端部修正136

5.5.2管道的端部修正139

5.6計算實例與分析141

5.7本章小結147

參考文獻148

第6章有限元法152

6.1離散化152

6.2單元與形函數153

6.2.1一維單元153

6.2.2二維單元154

6.2.3三維單元156

6.3有限元方程的建立158

6.3.1基於哈密頓原理的變分法158

6.3.2伽遼金加權餘量法160

6.4單元矩陣的計算161

6.5軸對稱有限元法163

6.6穿孔消聲器有限元方程166

6.7阻性消聲器有限元方程167

6.8伴流聲場計算的有限元法169

6.9四極參數和傳遞損失計算175

6.10計算實例與分析176

6.11本章小結184

參考文獻184

第7章邊界元法188

7.1邊界積分方程的建立188

7.2邊界積分方程的離散化190

7.3影響係數的計算192

7.3.1採用四邊形等參數單元時的影響係數192

7.3.2採用三角形等參數單元時的影響係數196

7.3.3棱邊和角點的處理198

7.3.4對稱性的利用199

7.4軸對稱邊界元法200

7.4.1軸對稱邊界積分方程及其離散化201

7.4.2影響係數的計算202

7.4.3角點的處理206

7.5子結構邊界元法206

7.5.1區域劃分法206

7.5.2阻抗矩陣綜合法207

7.6穿孔消聲器計算的邊界元法210

7.7阻性消聲器計算的邊界元法211

7.8四極參數和傳遞損失計算212

7.9管口聲輻射問題的計算213

7.9.1管口聲輻射特性的表述213

7.9.2耦合邊界元法213

7.10計算實例與分析215

7.11本章小結220

參考文獻222

第8章時域方法225

8.1流體動力學控制方程225

8.2計算流體動力學求解方法227

8.3湍流數值模擬與湍流模型231

8.4基於脈衝法的傳遞損失計算235

8.4.1基本原理235

8.4.2無流條件下傳遞損失的計算237

8.4.3有流條件下傳遞損失的計算243

8.4.4計算實例與分析249

8.5基於聲波分解法的傳遞損失計算255

8.5.1基本原理255

8.5.2計算方法和邊界條件設置255

8.5.3傳遞損失的計算257

8.6本章小結260

參考文獻260

第9章聲學測量263

9.1消聲器插入損失測量263

9.2消聲器傳遞損失測量265

9.2.1脈衝法265

9.2.2聲波分解法265

9.2.3兩聲源法266

9.2.4兩負載法268

9.3吸聲材料表面聲阻抗測量272

9.4吸聲材料復阻抗和復波數測量274

9.4.1兩腔法274

9.4.2兩聲源法275

9.5聲源阻抗測量277

9.5.1直接測量方法277

9.5.2間接測量方法279

9.6管口反射係數測量283

9.7本章小結285

參考文獻285

第10章消聲器應用與設計289

10.1消聲器設計要求289

10.2汽車進氣系統噪聲及其控制291

10.2.1進氣系統概述291

10.2.2進氣系統噪聲291

10.2.3進氣系統聲學設計292

10.3汽車排氣系統噪聲及其控制294

10.3.1排氣系統概述294

10.3.2排氣系統噪聲295

10.3.3排氣消聲器結構形式296

10.3.4排氣系統聲學設計303

10.4柴油機進氣和排氣消聲器306

10.4.1進氣消聲器306

10.4.2排氣消聲器307

10.4.3火星熄滅消聲器310

10.4.4排氣淨化消聲器310

10.4.5排氣冷卻消聲器312

10.5燃氣輪機進氣和排氣消聲器314

10.6鼓風機進氣和排氣消聲器315

10.7本章小結318

參考文獻318

附錄A貝塞爾函數及其屬性320

附錄B氣體的物性參數322

附錄C單位轉換323