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 聲場中的能量關系 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(tài)介質中的平面波 14
2.2 靜態(tài)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(huán)形管道 23
2.2.4 任意形狀等截而管道 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(huán)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(tǒng) 33
3.1 管道消聲系統(tǒng)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(shù) 38
3.3.1 四極參數(shù)的計算方法 38
3.3.2 低馬赫數(shù)流的影響 39
3.4 管口的輻射阻抗 41
3.4.1 無流時的反射系數(shù) 42
3.4.2 有流時的反射系數(shù) 42
3.5 噪聲源的聲阻抗 45
3.6 吸聲材料 47
3.6.1 特征參數(shù) 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(xù)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 同流腔 73
4.4.3 側支共振器 74
4.4.4 亥姆霍茲共振器 75
4.4.5 下涉式消聲器 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(tài)展開法 108
5.2 配點法 112
5.3 模態(tài)匹配法 115
5.3.1 圓形膨脹腔 116
5.3.2 外插進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(shù)值模態(tài)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 網(wǎng)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(shù) 153
6.2.1 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 基丁哈密頓原理的變分法 158
6.3.2 伽遼金加權余量法 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(shù)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 影響系數(shù)的計算 192
7.3.1 采用四邊形等參數(shù)單元時的影響系數(shù) 192
7.3.2 采用三角形等參數(shù)單元時的影響系數(shù) 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 影響系數(shù)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(qū)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(shù)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(shù)值模擬與湍流模型 231
8.4 基于脈沖法的傳遞損失計算 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 基于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 脈沖法 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(shù)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 管口反射系數(shù)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(tǒng)噪聲及其控制 291
10.2.1 進氣系統(tǒng)概述 291
10.2.2 進氣系統(tǒng)噪聲 291
10.2.3 進氣系統(tǒng)聲學設計 292
10.3 汽車排氣系統(tǒng)噪聲及其控制 294
10.3.1 排氣系統(tǒng)概述 294
10.3.2 排氣系統(tǒng)噪聲 295
10.3.3 排氣消聲器結構形式 296
10.3.4 排氣系統(tǒng)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 排氣凈化消聲器 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(shù)及其屬性 320
附錄B 氣體的物性參數(shù) 322
附錄C 單位轉換 323