声振基础资料答案(填+简)

答案填空题1、（1）粘滞；（2）热传导；（3）2；（4）分子弛豫2、（1）2；（2）03、（1）,0/mQff；（2）0；（3）-14、（1）ri；（2）sinsinriricc5、（1）多普勒6、（1）0(,)|0xxt，(,)0xLxtx；（2）22(,)0xLxtx，33(,)0xtx（3）4（22nnnEILaSL）7、（1）大于；（2）08、（1）cos；（2）12J(cos)coskaka9、（1）0(,)0xxt；（2）(,)0xLxtx；（3）4cL10、（1）接受力系数或声场畸变系数；（2）接收器的二次辐射阻抗；（3）接收器的机械阻抗11、（1）声压；（2）法向振速12、（1）(,)cossincossinzzzzzkkkxtAkzBkzCtDt；（2）213、（1）(,)(,)ch()sh(x)+Ccos()sin()cos()wxtxtAxBxDxtaaaa14、（1）几何；（2）物理15、（1）四次方16、（1）电压；（2）电流；（3）电感；（4）电容17、（1）速度；（2）谐振；（3）固有；（4）大18、（1）24ac；（2）0；（3）2202acu19、（1）0；（2）0简答题1.答：介质的特性阻抗是介质的密度与波速之积：00c；声波的波阻抗：谐和振动的波场中，复数形式的声压与复数形式的质点振速之比为声波的波阻抗：(,)(,)prZur；机械阻抗：谐和力激励下，机械振动系统产生同频稳定的振动；复数形式的力与复数形式的振速之比为机械阻抗：()()()FZu；辐射器的辐射阻抗：辐射器表面在介质中振动，介质对辐射器表面振动的阻力作用相当于在辐射器的振动系统中增加了机械阻抗，该等效机械阻抗为辐射器的辐射阻抗：()()()ssSVSZZdSu2.答：振速函数：(,)(,)sincoscoscosuxtxtAkxtiAkkxtix声压函数：000(,)(,)sincossinsinpxtxtAkxtAkxttt波阻抗：000(,)sin()()()tan(,)cos()jtajtpxtAkxejZjckxuxtAkkxe声能流密度：20(,)(,)(,)sincossincosWxtpxtuxtAkkxkxtti声波强度：(,)(,)(,)0Ixtpxtuxt3.答：略4.答：声波在介质分界面上发生反射和折射时，如果反射波能量与入射波能量相等，则称为发生了“全内反射”现象。全内反射发生的条件为：a)介质条件：12ccb)入射角条件：12arcsin()iccc全内反射发生时，下层介质中的声场为非均匀平面波，沿平行界面方向传播，幅值沿界面方向指数减小。5.答：理想介质中平面行波场的波阻抗：()000()0001jtkxnjtkxppeZcupec纯平面驻波场的波阻抗：00cos1tansinjtnjtppkxejcZukxpkxejc各向均匀扩散球面波场的波阻抗：()022()0()1111()()jtkxnjtkxpepjkrkrjkrrZccjkrpujkrkrecjkrr6.答：（1）0.0010(,)0.4cos(16002)cos()xxpxtetxpetkx2(rad/m)k；21(m)k；1600(R/s)；21(s)800T1600(rad/s)800(m/s)2(rad/m)ck0.001(Nepear/m)（2）t=0时，(0,)0.4(Pa)pxt，0.40.28(Pa)2ep60.28SPL20lg83dB20107.答：连续性方程：0(,)(,)lrturtt（1）状态方程：20(,)(,)lprtcrt（2）运动方程：0(,)(,)urtprtt（3）202(1)(,):(,)0lrturtttt（4）2222022(2)(,)(,):lprtrtcttt（5）20(,)(3):(,)urtpprtt（6）(4)代入(5):202201(,)(,)0prturtctt（7）由uutt则可得222201(,)(,)0prtprtct8.答：（1）满足条件：a.体积小，不占空间体积；b.辐射的声场无指向性（2）声偶极子不能视为点源，因为声偶极子字声场中具有指向性()cosD9.答：（1）波阵面的扩张；（2）介质的声吸收；（3）非均匀介质中声波的散射10.答：（1）利用瑞利区分辐射声场的远近场，瑞利距离为：2edR；d：声源辐射器的最大线度，:声波波长（2）1°在eZR区域，沿声波传播方向声场幅值分布有起伏，称为近场；2°在eZR区域，声场幅值沿Z轴单调下降，称为过渡区；3°在eZR区域，声场幅值按1/Z规律下降，称为远场区。11.答：声波在均匀介质中传播时，声波的强度衰减的原因有几何衰减和物理衰减；几何衰减：由于波阵面扩张造成的声波能量减少称为几何衰减；物理衰减：由于介质的声吸收造成的声波能量减少称为物理衰减；古典声吸收：介质的黏滞性声吸收和热传导声吸收是介质声吸收的原因。声吸收根据不同机理分为：粘滞声吸收、热传导声吸收、弛豫声吸收12.答：单位时间内通过与声波能量传播方向垂直单位面积的声能为声能流密度，它是一个向量。Wpu13.答：理想流体介质中，平面波的能量处处相等，和传播距离无关柱面波的声强按传播距离的一次方规律衰减，1Ir；球面波的声强按传播距离的二次方规律衰减，21Ir。14.答：简正波：声波在波导中传播，由于边界的限制，根据边界的性质，在边界的限制方向取某些特定的驻波形式，而在无边界限制方向，为传播的行波形式，称为给定波导中的简正波。截止频率：声波在波导中传播，如果某阶简正波随声波频率的降低，由正常传播的简正波开始蜕化为非均匀波，则称此时的声波频率为该阶简正波的截止频率，记nf。15.答：指向性函数：在声源辐射声场的远场，以声源为球心的球面上，在各方向上声场幅值的归一化函数，称为声源的指向性函数记00(,)(,)(,)pDp；均匀脉动球的指向性函数：(,)1D；偶极子辐射器的指向性函数：(,)cosD；点声源指向性函数：(,)1D；活塞辐射声源指向性函数：12(sin)(,)sinJkaDka。16.答：声能量密度：声场中单位体积介质所具有的机械能为声场的声能密度；声强：声场中某点的声能流密度的时间均值为声场中该点的声波强度。17.答：（1）介质的波速定义为00pC(热力学过程函数)，反映了介质受声扰动时的压缩性特性（2）声波的相速度：等相位面传播的速度声波的群速度：指波包传播的速度，也是能量传播的速度。18.答：（1）接收器对声波的散射作用是的压力畸变系数不等于1；（2）接收器作为一个机械振动系统存在谐振频率，使得频响曲线不平坦造成波形失真；（3）接收器的二次辐射效应改变了声波场。19.答：频率一定时，声源尺度越大，指向性越“尖”；声源尺度一定时，频率越高，指向性越“尖”。频率一定时，声源尺度越小，指向性越“胖”；声源尺度一定时，频率越高，指向性越“胖”。20.答：（1）谐和律平面波的声压、振速波形相同；（2）声压和振速的比值等于介质的特性阻抗；（3）谐和平面行波的声压相速度和振速相速度相等，都等于声波的传播速度。21.答：振动系统的机械能不能无限制增加；因为力源的振动相位与施力处的速度振动相位差2，力源有时对系统做正功，有时做负功，对系统平均做功为0.22.答：证：全透射介质条件：112212cccc或112212cccc又全内反射条件：12cc又先出现全透射后全反射，所以12arcsiniccc所以1122cc所以垂直入射的声压反射系数221122110pccRcc23.答：波数：简谐声波沿着声波的传播方向上传播单位距离，振动落后的相位角；矢量波数：如果一空间矢量其方向为简谐波场的传播方向，其模值为简谐波场的波数；复波数：复波数的实部为介质中声波的波数，虚部为介质的声吸收系数。24.答：近场区：声场的声压幅值随距离的增加是起伏的。在轴向出现声压幅值的极大极小值分布；远场区：声压幅值随距离的增加单调下降，并逐渐趋于1r。用菲涅尔半波带可定性解释这种差别产生的原因。在近场，不同的空间位置的菲涅尔半波带奇偶交换的，因此出现声压幅值的起伏。而到一定远之后，程差不到2，声压幅值变为单调减小。声学上一般用瑞利距离来定量标志近场区域。25.答：固有频率：振动系统自由振动时的频率为该系统的固有频率，2200,,2mDRMM；共振频率：机械振动系统在恒振幅激励下，当响应幅值随激励力频率的变化出现极大值，则称系统的该响应（幅值）发生了共振，此时的频率叫系统该响应的共振频率，0DM；振速共振频率：机械振动系统的位移响应达到最大值时的频率0DM*位移共振频率：0222200()1()()1mmmmmmFFxXZDffRjMQff取22000110mdffQfffdf则0,11111222xmmDffQMQ，其中02mQ*：计算结果可能有不对，主要是计算方法26.答声偶极子声源：距离较近，振动相位相反，强度相等的两个点声源的辐射系统其辐射的声场：声场的指向性函数：cos声能流：rrWWeWe声强：rrrrIWWeWeWe1rpr1rWr