消声器声学理论与设计
作者：季振林 著
出版时间：2015年版
内容简介
《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。《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。
目录
前言
第1章声学与噪声分析基础知识1
1.1基本声学参量1
1.2理想气体中的声波方程2
1.3声场中的能量关系4
1.4声级6
1.5频谱分析7
1.6计权声级9
1.7声级的合成与分解11
参考文献13
第2章管道中的声传播14
2.1静态介质中的平面波14
2.2静态介质中的三维波15
2.2.1矩形管道15
2.2.2圆形管道18
2.2.3环形管道23
2.2.4任意形状等截面管道25
2.3运动介质中的平面波26
2.4运动介质中的三维波27
2.4.1矩形管道28
2.4.2圆形管道29
2.4.3环形管道31
2.4.4任意形状等截面管道31
2.5本章小结32
参考文献32
第3章管道消声系统33
3.1管道消声系统的表述方法33
3.2消声器声学性能评价指标34
3.2.1插入损失34
3.2.2传递损失36
3.2.3减噪量37
3.3管道及消声器的四极参数38
3.3.1四极参数的计算方法38
3.3.2低马赫数流的影响39
3.4管口的辐射阻抗41
3.4.1无流时的反射系数42
3.4.2有流时的反射系数42
3.5噪声源的声阻抗45
3.6吸声材料47
3.6.1特征参数47
3.6.2修正的声波方程48
3.6.3吸声材料声学特性的表述方法50
3.7穿孔元件51
3.7.1无流时穿孔声阻抗52
3.7.2有流时穿孔声阻抗54
3.7.3有吸声材料贴附时穿孔声阻抗56
3.8本章小结56
参考文献57
第4章平面波理论61
4.1传递矩阵法61
4.2管道单元63
4.2.1等截面管道63
4.2.2锥形管道64
4.3面积不连续单元66
4.3.1截面突变单元66
4.3.2侧支管道单元67
4.3.3端部修正68
4.4抗性消声器70
4.4.1膨胀腔70
4.4.2回流腔73
4.4.3侧支共振器74
4.4.4亥姆霍兹共振器75
4.4.5干涉式消声器76
4.5穿孔管抗性消声器78
4.5.1直通穿孔管消声器79
4.5.2阻流式穿孔管消声器83
4.5.3三通穿孔管消声器86
4.5.4具有端部共振器的三通穿孔管消声器90
4.6直通穿孔管阻性消声器93
4.7催化转化器97
4.8计算实例与分析99
4.9本章小结104
参考文献105
第5章三维解析方法108
5.1模态展开法108
5.2配点法112
5.3模态匹配法115
5.3.1圆形膨胀腔116
5.3.2外插进出口的圆形同轴膨胀腔122
5.3.3直通穿孔管阻性消声器125
5.4数值模态匹配法129
5.4.1外插进出口非同轴膨胀腔129
5.4.2任意形状直通穿孔管阻性消声器131
5.5端部修正的计算136
5.5.1圆孔的端部修正136
5.5.2管道的端部修正139
5.6计算实例与分析141
5.7本章小结147
参考文献148
第6章有限元法152
6.1离散化152
6.2单元与形函数153
6.2.1一维单元153
6.2.2二维单元154
6.2.3三维单元156
6.3有限元方程的建立158
6.3.1基于哈密顿原理的变分法158
6.3.2伽辽金加权余量法160
6.4单元矩阵的计算161
6.5轴对称有限元法163
6.6穿孔消声器有限元方程166
6.7阻性消声器有限元方程167
6.8伴流声场计算的有限元法169
6.9四极参数和传递损失计算175
6.10计算实例与分析176
6.11本章小结184
参考文献184
第7章边界元法188
7.1边界积分方程的建立188
7.2边界积分方程的离散化190
7.3影响系数的计算192
7.3.1采用四边形等参数单元时的影响系数192
7.3.2采用三角形等参数单元时的影响系数196
7.3.3棱边和角点的处理198
7.3.4对称性的利用199
7.4轴对称边界元法200
7.4.1轴对称边界积分方程及其离散化201
7.4.2影响系数的计算202
7.4.3角点的处理206
7.5子结构边界元法206
7.5.1区域划分法206
7.5.2阻抗矩阵综合法207
7.6穿孔消声器计算的边界元法210
7.7阻性消声器计算的边界元法211
7.8四极参数和传递损失计算212
7.9管口声辐射问题的计算213
7.9.1管口声辐射特性的表述213
7.9.2耦合边界元法213
7.10计算实例与分析215
7.11本章小结220
参考文献222
第8章时域方法225
8.1流体动力学控制方程225
8.2计算流体动力学求解方法227
8.3湍流数值模拟与湍流模型231
8.4基于脉冲法的传递损失计算235
8.4.1基本原理235
8.4.2无流条件下传递损失的计算237
8.4.3有流条件下传递损失的计算243
8.4.4计算实例与分析249
8.5基于声波分解法的传递损失计算255
8.5.1基本原理255
8.5.2计算方法和边界条件设置255
8.5.3传递损失的计算257
8.6本章小结260
参考文献260
第9章声学测量263
9.1消声器插入损失测量263
9.2消声器传递损失测量265
9.2.1脉冲法265
9.2.2声波分解法265
9.2.3两声源法266
9.2.4两负载法268
9.3吸声材料表面声阻抗测量272
9.4吸声材料复阻抗和复波数测量274
9.4.1两腔法274
9.4.2两声源法275
9.5声源阻抗测量277
9.5.1直接测量方法277
9.5.2间接测量方法279
9.6管口反射系数测量283
9.7本章小结285
参考文献285
第10章消声器应用与设计289
10.1消声器设计要求289
10.2汽车进气系统噪声及其控制291
10.2.1进气系统概述291
10.2.2进气系统噪声291
10.2.3进气系统声学设计292
10.3汽车排气系统噪声及其控制294
10.3.1排气系统概述294
10.3.2排气系统噪声295
10.3.3排气消声器结构形式296
10.3.4排气系统声学设计303
10.4柴油机进气和排气消声器306
10.4.1进气消声器306
10.4.2排气消声器307
10.4.3火星熄灭消声器310
10.4.4排气净化消声器310
10.4.5排气冷却消声器312
10.5燃气轮机进气和排气消声器314
10.6鼓风机进气和排气消声器315
10.7本章小结318
参考文献318
附录A贝塞尔函数及其属性320
附录B气体的物性参数322
附录C单位转换323
