消聲器聲學(xué)理論與設(shè)計(jì)

前言
第1章聲學(xué)與噪聲分析基礎(chǔ)知識(shí)1
1.1基本聲學(xué)參量1
1.2理想氣體中的聲波方程2
1.3聲場(chǎng)中的能量關(guān)系4
1.4聲級(jí)6
1.5頻譜分析7
1.6計(jì)權(quán)聲級(jí)9
1.7聲級(jí)的合成與分解11
參考文獻(xiàn)13
第2章管道中的聲傳播14
2.1靜態(tài)介質(zhì)中的平面波14
2.2靜態(tài)介質(zhì)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任意形狀等截面管道25
2.3運(yùn)動(dòng)介質(zhì)中的平面波26
2.4運(yùn)動(dòng)介質(zhì)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(jié)32
參考文獻(xiàn)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(xué)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)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(jì)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(shí)的反射系數(shù)42
3.4.2有流時(shí)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(xué)特性的表述方法50
3.7穿孔元件51
3.7.1無流時(shí)穿孔聲阻抗52
3.7.2有流時(shí)穿孔聲阻抗54
3.7.3有吸聲材料貼附時(shí)穿孔聲阻抗56
3.8本章小結(jié)56
參考文獻(xiàn)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(cè)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(cè)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(zhuǎn)化器97
4.8計(jì)算實(shí)例與分析99
4.9本章小結(jié)104
參考文獻(xiàn)105
第5章三維解析方法108
5.1模態(tài)展開法108
5.2配點(diǎn)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(jìn)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(shù)值模態(tài)匹配法129
5.4.1外插進(jìn)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(jì)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(jì)算實(shí)例與分析141
5.7本章小結(jié)147
參考文獻(xiàn)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基于哈密頓原理的變分法158
6.3.2伽遼金加權(quán)余量法160
6.4單元矩陣的計(jì)算161
6.5軸對(duì)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(chǎng)計(jì)算的有限元法169
6.9四極參數(shù)和傳遞損失計(jì)算175
6.10計(jì)算實(shí)例與分析176
6.11本章小結(jié)184
參考文獻(xiàn)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(jì)算192
7.3.1采用四邊形等參數(shù)單元時(shí)的影響系數(shù)192
7.3.2采用三角形等參數(shù)單元時(shí)的影響系數(shù)196
7.3.3棱邊和角點(diǎn)的處理198
7.3.4對(duì)稱性的利用199
7.4軸對(duì)稱邊界元法200
7.4.1軸對(duì)稱邊界積分方程及其離散化201
7.4.2影響系數(shù)的計(jì)算202
7.4.3角點(diǎn)的處理206
7.5子結(jié)構(gòu)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(jì)算的邊界元法210
7.7阻性消聲器計(jì)算的邊界元法211
7.8四極參數(shù)和傳遞損失計(jì)算212
7.9管口聲輻射問題的計(jì)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(jì)算實(shí)例與分析215
7.11本章小結(jié)220
參考文獻(xiàn)222
第8章時(shí)域方法225
8.1流體動(dòng)力學(xué)控制方程225
8.2計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)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(jì)算235
8.4.1基本原理235
8.4.2無流條件下傳遞損失的計(jì)算237
8.4.3有流條件下傳遞損失的計(jì)算243
8.4.4計(jì)算實(shí)例與分析249
8.5基于聲波分解法的傳遞損失計(jì)算255
8.5.1基本原理255
8.5.2計(jì)算方法和邊界條件設(shè)置255
8.5.3傳遞損失的計(jì)算257
8.6本章小結(jié)260
參考文獻(xiàn)260
第9章聲學(xué)測(cè)量263
9.1消聲器插入損失測(cè)量263
9.2消聲器傳遞損失測(cè)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(fù)載法268
9.3吸聲材料表面聲阻抗測(cè)量272
9.4吸聲材料復(fù)阻抗和復(fù)波數(shù)測(cè)量274
9.4.1兩腔法274
9.4.2兩聲源法275
9.5聲源阻抗測(cè)量277
9.5.1直接測(cè)量方法277
9.5.2間接測(cè)量方法279
9.6管口反射系數(shù)測(cè)量283
9.7本章小結(jié)285
參考文獻(xiàn)285
第10章消聲器應(yīng)用與設(shè)計(jì)289
10.1消聲器設(shè)計(jì)要求289
10.2汽車進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲及其控制291
10.2.1進(jìn)氣系統(tǒng)概述291
10.2.2進(jìn)氣系統(tǒng)噪聲291
10.2.3進(jìn)氣系統(tǒng)聲學(xué)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)形式296
10.3.4排氣系統(tǒng)聲學(xué)設(shè)計(jì)303
10.4柴油機(jī)進(jìn)氣和排氣消聲器306
10.4.1進(jìn)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?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣和排氣消聲器314
10.6鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)氣和排氣消聲器315
10.7本章小結(jié)318
參考文獻(xiàn)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(zhuǎn)換323