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第一章 质点振动系统 15

1-1 质点的自由振动 16

1-1-1 振动方程及其解 16

1-1-2 初始条件 18

1-1-3 振动的能量 19

1-1-4 弹簧质量对系统固有频率的影响 20

1-1-5 弹簧串联与并联系统的振动 22

1-2质点的阻尼振动 24

1-2-1 振动方程和解 24

1-2-2 阻尼振动的能量 27

1-3 质点的强迫振动 28

1-3-1 无阻尼系统的强迫振动 28

1-3-2 有阻尼系统的强迫振动 30

1-3-3 强迫振动的能量 32

1-3-4 速度振幅和位移振幅的频率响应 33

1-3-5 强迫振动的过渡过程 37

1-4 机电类比 41

1-5 耦合系统的自由振动 48

1-5-1 两个自由度耦合系统的自由振动 48

1-5-2 两个自由度系统自由振动的举例 54

1-5-3 两个自由度耦合系统的强迫振动 59

第二章 弹性体的振动 65

2-1 弦的振动 65

2-1-1 弦振动方程 65

2-1-2 弦振动方程的一般解 67

2-1-3 自由振动的一般规律——弦振动的驻波解 68

2-2 棒的纵振动 72

2-2-1 棒的纵振动方程 72

2-2-2 两端固定的棒的振动 74

2-2-3 两端自由的棒 76

2-3 膜的振动 76

2-3-1 膜振动方程 77

2-3-2 矩形膜振动 78

2-3-3 圆形膜振动 82

2-3-4 圆膜对称自由振动的一般规律 85

第三章 理想流体介质中声波的传播 88

3-1 引言 88

3-1-1 表征声场的声学量 89

3-1-2 几点假设 91

3-2 理想流体介质中的三个基本方程 92

3-2-1 运动方程 92

3 2-2连续性方程 94

3-2-3 状态方程 96

3-2-4 声波传播速度 98

3-3 理想流体中小振幅波传播的波动方程 99

3-3-1 波动方程的导出 99

3-3-2 声速度势 101

3-4 声场中的能量关系 102

3-4-1 声能密度 102

3-4-2 声能流密度 103

3-4-3 声强与声功率 104

3-5 声压级和声强级 105

3-6 平面声波在无界空间中的传播 107

3-6-1 平面波波动方程及其解 107

3-6-2 振速和声压的关系 109

3-6-3 声阻抗率与介质特征阻抗 110

3-6-4 电声类比的概念 111

3-6-5 平面声波的能量关系 111

3-6-6 任意方向传播的平面波声压表达式 113

3-7 平面声波的反射、折射和透射 114

3-7-1 声学边界条件 114

3-7-2 平面波垂直入射到两种介质平面分界面 115

3-7-3 平面波斜入射到平面分界面上 118

3-7-4 平面波在介质层上反射和透射 122

3-8 声波的干涉 131

3-8-1 迭加原理 131

3-8-3 声波的相干性 132

3-8-2 驻波 132

3-9 均匀球面声波的传播 134

3-9-1 波动方程及其解 135

3-9-2 球面声波的声阻抗率 136

3-9-3 球面声波的声强和声功率 139

3-10 柱面声波的传播 140

3-11 声波在管中的传播 143

3-11-1 相速度和群速度 143

3-11-2 矩形管中的声波传播 145

3-11-3 圆柱形管中声波的传播 153

第四章 声波的辐射 157

4-1 辐射阻抗 157

4-2 均匀脉动球源的辐射 160

4-2-1 脉动球的辐射阻抗 160

4-2-2 声辐射与球源大小的关系 162

4-2-3 辐射声场的性质 163

4-3-2 指向特性 165

4-3 点源辐射器组 165

4-3-1 两个同相振动的点源 165

4-3-3 线性点源阵列 169

4-3-4 声偶极辐射 173

4-3-5 镜像原理 175

4-4 球形声源的辐射 176

4-4-1 波动方程及其解的形式 176

4-4-2 辐射声场举例 180

4-5 圆形平面活塞辐射器 183

4-5-1 点声源 183

4-5-2 圆形活塞辐射器的辐射阻抗 184

4-5-3 平面辐射器的指向性 189

4-5-4 圆形活塞式辐射器的远场特性 192

4-5-5 近场特性 194

4-6 均匀脉动柱面的声辐射 196

4-7 基阵的互辐射阻抗 198

第五章 声波的散射 204

5-1 平面波在球面上的散射 205

5-1-1 刚性不动球散射声场的声压 205

5-1-2 散射波强度和散射功率 209

5-1-3 刚性不动微小粒子对平面波的散射 211

5-2 刚性圆柱的散射 213

5-2-1 散射波场的声压和声场 214

5-2-2 细柱的散射 217

第六章 声波的接收 220

6-1 接收器表面的声压 220

6-1-1 接收器表面的实际声压 220

6-1-2 声场畸变与接收器失真 223

6-2 接收器的响应和指向性 224

第七章 声波的吸收 236

7-1 介质的黏性吸收 236

7-1-1 黏性流体介质中的波动方程 237

7-1-2 黏性介质波动方程的解 238

7-1-3 黏性介质的声速及吸收系数 239

7-2 介质的热传导吸收 242

7-3 声波吸收经典公式的讨论 245

7-4 分子弛豫引起的吸收 247

7-4-1 气体弛豫吸收的简单理论 248

7-4-2 纯水的弛豫吸收 254

第八章 非线性声学 257

8-1 有限振幅波的非线性及其传播特性 258

8-1-1 有限振幅波基本关系式 258

8-1-2 有限振幅声波的波函数 261

8-2 有限振幅声波波形的非线性畸变 264

8-2-1 波形的畸变 264

8-2-2 畸变波形的谐波分析 267

8-3 有限振幅声波的介质吸收 269

声学基础习题 273

参考文献 280