流致噪声与振动原理(第2版)(第1卷 基本概念与原理,第2卷复杂流固声耦合作用)

第1卷 目录 第1章概念介绍 11流致噪声现象 12流-固干扰发声现象 13噪声产生的量纲分析 14振动与噪声的信号分析工具 141简单实例：声波辐射器 142相关性分析的基本原理 143傅里叶级数与傅里叶积分的简要回顾 144简单滤波理论的总结 15测量声音的表示 151声级 152无量纲频谱级应用实例 16数学基本知识 161坐标系 162微分算子 163积分定理 164狄拉克函数 参考文献 第2章声学理论与流致噪声 21线性声学理论的基本原理 211声波方程 212平面声波与声强 213声波辐射的基本特征 22索末菲辐射条件 23气动噪声的Lighthill理论 231波动方程 232基尔霍夫积分方程与延迟势 233自由湍流紧致区声辐射 24壁面对流致噪声的影响 241Lighthill方程的科尔改进 242科尔方程的说明1：集中式流体动力产生的声辐射 243科尔方程的说明2：脉动球源产生的声辐射 244Powell反射定理 25声源运动对流致噪声的影响 26Powell涡声理论 261基本含义 262涡动力源声波方程推导 263涡源的物理意义 264固壁边界对涡声的影响 265Powell方程与Lighthill方程的关系——科尔理论 27频率和波数域的表示 271亥姆霍兹方程 272广义变换与随机变量 273声压的等价积分表示 28管道声学 281基础管道声学 282无限长管道的多极子声辐射 283半无限长管道出口的声辐射 参考文献 第3章剪切层不稳定性、单频音、射流噪声 31引言 32剪切流不稳定性与涡的产生 33自由剪切层与空腔共鸣 331概述 332开口流动及单频音的斯特劳哈尔数 333外部辐射噪声 34射流自激噪声 341射流纯音产生的基本原理 342射流噪声频率的无量纲化 343孔、环及边缘音 344超声速喷射器中的声音 35湍流的随机性 351引言 352随机变量的相关函数 36相关函数和谱函数在描述湍流源中的应用 361各向 湍流的声学表达 362各向 湍流的谱模型 363各向异性湍流：基于拉伸坐标的谱模型 364平面混合层中的湍流测量 37湍流射流噪声的基本原理 371Lighthill方程的应用 372射流噪声相关的流场湍流特征 373喷气噪声的表达式和缩放定律 374出现宽频射流噪声的计算机辅助设计与抑制 38非定常质量注入噪声 381外排非均匀性介质发声 382自由湍流场的不均匀性 参考文献 第4章圆柱偶极声 41简介：涡流、升力脉动和声的发展及概括性描述 42圆柱绕流的涡流形成机理 421尾流结构与涡旋生成的概括性描述 422涡旋产生的分析 43气流激振力及其频率的测量 431平均阻力与涡旋脱落频率 432圆柱振荡升力与阻力 433轴向相位一致性的表示法：相关长度 434影响旋涡脱落的其他因素 44二维流动中尾流激振力的估测 45紧凑表面声学问题的公式 451基本方程 452横流流场中刚性圆柱绕流诱导发声 453声强测量方法回顾 46旋转杆的声辐射 47涡致噪声中的其他问题 471非圆形截面圆柱 472管束不稳定性 473减小涡激振力的方法 474涵道单元的声 48附录：二维偶极声场 参考文献 第5章流致噪声与振动的基本原理 51引言 52单自由度系统在短暂随机激励下的响应 53随机分布压力场作用下结构的基本特征 531模态速度与激励函数 532多模态结构响应估算 54简单结构的模态振型函数 55结构辐射声的基本特征 551简支板的声辐射 552简支板的流体阻抗 553辐射声功率 554简单结构的辐射效率 555估算总声功率的关系 556简单结构的附加质量 56重质流体中结构强迫振动声 561单点激励板的振动 562局部流体载荷板的噪声 57圆柱体的流致振动噪声 571一维结构的基本表达式 572圆柱体振动与净声压的表达式 573自激振动 574非线性振荡器的半经验模型 575随机激励下的一维结构 58噪声控制的原理归纳 581激励源的减少 582通过改变结构降噪 583阻尼与质量增大 584辐射系数与附加质量的估算 参考文献 第6章气泡动力学与空化 61气泡动力学的基本方程 611线性气泡运动 612气泡流体中的声传播 62理论上的空化应力和非线性振荡的球形气泡 621非线性振荡的开始 622蒸汽空化的临界压力 623扩散的重要性 63空化气泡的破裂 631球状蒸汽填充的气泡 632内部气体的球形气泡 64单泡空化噪声理论 641声音对气泡历史阶段的依赖性 642可压缩液体中的球面破裂 643空化发展中的噪声特征 65附录：近似频谱函数的推导方法 参考文献 第2卷 目录 第1章水动力诱导的空化和空化噪声 11介绍性概念：空化指数和空化相似性 12水动力空化噪声和初期 121相似性的简单规则 122水动力空化初期 13湍流射流、尾流和水动力旋翼中空化噪声测量 131空化射流 132水动力旋翼空化 133盘尾流中的空化现象 14螺旋桨空化 141一般特性 142叶片通过频率下的噪声及其谐波 143叶片速率压力——用于计算空化引起的船体振动 144空化噪声缩放尝试综述 145空化噪声对速度的依赖性 146级别粗略估算程序 15空化泡线性运动噪声 151对连续压力场的响应 152瞬态空化泡运动——分裂和形成 153水动力作用形成的空化泡尺寸 16飞溅噪声 161总体概况 162水下飞溅噪声 163空传飞溅噪声 164冷却塔噪声 参考文献 第2章壁湍流压力脉动响应 21引言 22平衡边界层 221壁流发展 222湍流边界层的简单预测方法 23关于湍流结构的壁面压力理论 231一般关系 232壁面压力和壁湍流源的经典理论 24平衡壁层下方测得的压力脉动 241壁面压力的大小和频率依赖性 242时空相关性 243壁面压力波数谱 244与声音有关的粗糙壁边界层压力的特殊特征 245湍流管道流中的压力脉动 25非平衡壁层下方的压力脉动 251过渡流 252具有逆压梯度的流体 253分离流 254大气湍流下方地面压力 参考文献 第3章阵列与结构对壁湍流和随机噪声的响应 31通过传感器、传感器阵列和柔性板对壁压进行空间滤波 311使用阵列测量低波数压力的技术 312传感器尺寸和形状的影响：响应函数 32流动激励结构振动 321分析基础的介绍和回顾 322柔性板的波矢量滤波作用 323水动力巧合对单模结构响应的影响 324经验验证 325多种模式的平均响应 33流致模态振动的声音 34水声相似性和噪声控制的一般规则 35光滑弹性壁与边界层源的波相互作用 351一般分析 352湍流边界层的声四极辐射 36形状不连续处的偶极子声源 361有效的无边界粗糙表面的一般关系 362分布式壁面粗糙度对四极声的衍射作用 363粗糙壁面湍流边界层的远场声音 364粗糙壁的黏性力偶极子 37橡胶垫过滤作用 38边界层噪声的实际意义：插图 381各种机制声音的定量估计 382飞机噪声控制经验 39混响声场激励的扩展 391混响声波数谱 392共振模式对随机入射声的响应 393质量控制面板振动传输 394理论与实测传输损耗的比较 附录弹性体式 参考文献 第4章管道和涵道系统的声辐射 41圆柱表面的内外声压 411外部流体的声辐射 412内压场和刚性壁圆柱的固有特性 413内压场与壁运动的耦合 42圆柱壳的结构声学要素 421模态压力谱 422运动式 423点驱动流体负荷圆柱壳的响应 424内外流体声耦合特性 425实例：点驱动涵道的空传声辐射 426实例：声偶极子周围涵道的空传声辐射 43湍流管道流的噪声 44通过管道和涵道壁的声传输 441共振壳模式的高频声传输: ω>ωco一般分析 442共振壁振动的高频声传输：ω<ωR，ω>ωco 443共振壁振动的高频声传输：ω>ωco，ω<ωR 444质量控制传输损耗 445低频声传输 446通过矩形涵道壁的声传播 447传输损耗计算实例；圆形涵道 448有限马赫数涵道流的影响 45阀门和节流装置产生的空气动力声 451减压阀中的空气动力流动 452管道和涵道弯管的声辐射 46阀门中的空化噪声 461空化初期 462空化噪声行为 参考文献 第5章无空化升力部分 51引言 52流致噪声源综述 521概要 522大弦表面的声辐射 53来流非稳态性引起的力和声音 531非稳态翼型理论的要素 532摄入湍流的振荡升力谱 533来流不均匀性的噪声观测 534薄翼型理论和各向 的不同 54影响后缘噪声的流态 541简介 542声谱的一般特征 543涡旋脱落压力 544高频下涡致表面压力公式 55刚性表面涡旋脱落的声音音调 551分析说明 552钝后缘的涡旋声 553层流翼型的纯音 56有效刚性湍流翼型的声音 561声散射理论综述 562根据表面压力的辐射声压 563测量的刚性翼型连续谱后缘噪声 564湍流壁射流和吹气襟翼的宽带噪声测量 565具有有限厚度和阻抗的表面的气动散射理论修正 57流致振动和振鸣 571升力面的线性流动激励 572升力面涡旋脱落引起的振动 参考文献 第6章旋转机械噪声 61引言 62旋转机械的基本声学原理 621噪声源 622风扇旋翼声音辐射的基本运动学 623不均匀来流声的特点 63旋翼作为升力面的设计参数 631涡轮机械的动力性能相似性 632作为升力面的螺旋桨叶片 64旋翼的理论自由场声学 641基本分析 642从不均匀来流的旋翼叶片力中获得的声谱 643相互作用音调的水动力极限 65轴流式机械的自噪声 651来自稳定载荷的声音：Gutin声 652层流表面 653湍流后缘噪声 654与稳定载荷相关的宽带噪声 655螺旋桨振鸣 656厚度噪声 66轴流机的交互噪声和载荷功能 661确定性不稳定载荷 662湍流来流 663案例研究：从湍流吸入到涵道风扇的宽带声音 664反演旋翼叶片上的前缘压力来推导升流 665轴流式风扇的声源控制 67封闭式旋翼和离心式风扇的基本考虑因素 671涵道风扇的声模态传播 672案例研究：来自高旁路发动机压缩机风扇的声音 673离心风扇的声学特性 674离心风扇的相似性规则和噪声控制：风扇法则 参考文献