声学基础知识PPT课件

.1，声学基础，2，1声波说明，声波：机械振动状态通过介质传播的波的形式分类：20kHz声波-超声波20Hz到20kHz声波-音频流体介质：纵波(压缩波CompressionalWave)固体介质：纵波，横波，3，1声波描述，声压(标量):声波扰动引起的介质压力的变化量声场：声波的波引起的空间位移(矢量):介质粒子离开平衡位置的距离的振动速度(矢量):介质流速或介质粒子移动速度的变化量，4，1声波说明，密度变化量：压缩量：介质密度的相对变化量，声场说明，通常对上述每个物理量使用时空分布函数？5，2波动方程，假设条件1。介质静止、均匀、连续：波长距离处声音特性保持不变。2.介质是理想的流体介质。粘度和热导率被忽略。小振幅波：每个声学量是一次少量。6，2波动方程，连续性方程(质量守恒定律)介质流入实体元素的净质量等于密度变化引起的实体内质量的增加：状态方程(绝热压缩定律)介质的压缩和膨胀过程是绝热过程：绝热压缩系数：单位压力变化引起的体积相对变化。7，2波动方程，运动方程(牛顿第二定律)，波动方程，8，声音扰动脉冲对速度电位介质的单位质量：声压，粒子振动速度和速度电位关系，2波方程，9，3声场的能量，声能：通过声波传播的介质能量增加量称为声能密度，理想平面波的平均声密度总是相同的，因此平面声能具有无损、无扩展的传递特性。在10，3声场中的能量，通过能量密度单位时间内垂直声音传播方向的单位面积声能，通过声强或平均声音密度垂直声音传播方向的单位面积平均声能流，11，4介质声阻抗和声阻抗速度、介质特性阻抗、声阻抗速度声场中特定点的声压与振动速度的比率与复数形式(声压和振动速度的相位差存在)、平面波、特性平面波声压和振动速度(正波)或逆波(逆波)、声学相同。12，4介质声阻抗和阻抗速度、球面波、特性接近、声压和振动速度的相位差较大；长距离、声压和振动速度的相位几乎相同。什么声音电阻率和声电阻率？类似于13，4介质声阻抗和声阻抗速度、圆柱波、球面波的特性。球面和柱面波是远场近似平面波。为什么？14，5相速度和组速度，相位速度振动状态在介质中传播的速度，介质的相位速度与频率无关，非分布式介质；相反，它是分布式介质。15，5相速度和组速度，组速度声能量传播速度(波组和波包的相位速度)，非分布式介质分布式介质，16，6平面波在两个不同的均匀介质接口上进行反射和折射，垂直入射由于子接口上两个介质的特性阻抗不同而产生反射和折射。边界条件声压连续正常粒子振动速度连续声压反射系数声压透射系数，17，6平面波将反射和折射从两个不同的均匀介质界面，18，6平面波在两个不同的均匀介质界面上反射和折射，透射损失TL:例如，声波从空气流入水中，透射损失约为29.5dB，19，6平面波在两个不同的均匀介质接口上进行反射和折射，四重声压反射系数声压透射系数法向声阻抗速度，20，6平面波在两个不同的均匀介质界面上发生反射和折射、斜接、21，6平面波在两个不同的均匀介质界面上发生反射和折射、斜接、22，6平面波在两个不同的均匀介质界面上发生反射和折射、整个内部反射、整个内部反射现象时发生角度相位跳跃。23，6平面波从两个不同的均匀介质接口反射和折射，非均匀平面波阵列(共相位面)的振幅根据与分割接口的距离成为指数衰减。低频声波深入海底，高频只在海底表面传播。，24，6平面波在两个不同的均匀介质界面上反射和折射，子界面上反射声波时能量关系的垂直入射：入射灯：两种介质的特性阻抗几乎没有区别，功率透射系数接近1。例如，在转换器振荡器和透射外壳中，经常使用蓖麻油或硅油填充。25，7等间距均匀点源离散直线阵列的声辐射，辐射声压为：当时各点源相互叠加，合成声压最大：26，7等间距的均匀点源离散直线阵列的声辐射，声场的方向函数，27，7等间距的均匀点源离散直线阵列的声辐射，(1)这时声压振幅非常大的值1，相当于非常大的方向：28，7等距离均匀点源离散线阵列的声辐射，(2)声压振幅与二次极值方向相对应的最大(旁瓣)，各最大声压与主最大声压的比率为：注意：此值是主旁瓣比-主最大与第一最大比率的分贝数，29，7等距离均匀点源离散线阵列的声辐射，(3)当整数倍时，声压振幅为最小值(每个点的声场抵消，总声压为零)，相应最小值的方向：方向锐角或主瓣宽度(总开口角度):主最大值两侧第一个最小值之间的角度，30，常识：阵列光圈越大，频率越高，光束宽度越窄。-3dB波束宽度：两侧的角度，减少了0.707倍的第一个最大振幅，或半功率辐射点之间的角度。注：用正弦函数的级数求常识。31，发射方向系数：在远场发射阵列的最大响应方向的相同距离处，与每个方向的声强平均值的比率。定向指数发射：发射阵列方向因素的分贝数。7等距离均匀点源离散直线阵列的声辐射，32，8均匀连续直线阵列的声辐射，发射声压方向图命令，阵列为l的均匀连续直线阵列的方向函数为，主瓣束宽度和-3dB束宽度：33，注意：在连续的直线阵列中，永远不会出现栅格瓣。8均匀连续直线阵列的声辐射，方向函数：方向系数：34，9无限障碍板的平面复印机的声辐射，平面圆形活塞的辐射，半径为a的圆形平面活塞镶嵌在无限障碍上，如图所示。活塞位于XOY平面内，在上半空间发射声波，声场对称于z轴。活塞表面上的每个点的振幅和相位相同。35，9无限长壁板的平面复印机的声辐射，轴上的声压变化注意：轴向声压随着距离的变化有很强的一致性效果。远场声压，注：活塞远场声压与球面波一样，与距离成反比，声场具有方向性。36，定向函数活塞辐射声场方向函数为，梁宽度，注意：浇口套不会出现在圆形活塞上。9无限长壁板平面复印机的声辐射，37，9无限长壁板平面复印机的声辐射、方向系数和方向指数，38，10根据声波的接收方向特性、接收方向函数、相互原理，可逆转换器的接收方向函数与其发射方向函数相同。定义：在远离接收系统的参考中心的球面上有一些源，并且接收