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