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第1章 基础知识和基本术语1

1.1 引言1

1.2 噪声控制策略3

1.2.1 声源的改造4

1.2.2 声传播途径的控制7

1.2.3 针对接收者的改进7

1.2.4 现有设施7

1.2.5 设计阶段的设施9

1.2.6 空气传播声与结构传播声9

1.3 声场变量11

1.3.1 变量11

1.3.2 声场12

1.3.3 量级12

1.3.4 声速13

1.3.5 色散15

1.3.6 声势函数16

1.4 波动方程17

1.4.1 平面波和球面波18

1.4.2 平面波传播18

1.4.3 球面波的传播22

1.4.4 波的叠加23

1.4.5 平面驻波24

1.4.6 球面驻波25

1.5 均方值25

1.6 能量密度26

1.7 声强26

1.7.1 定义27

1.7.2 平面波和远场声强28

1.7.3 球面波声强29

1.8 声功率29

1.9 单位30

1.10 谱与频谱分析32

1.10.1 谱32

1.10.2 频谱分析35

1.11 声压运算37

1.11.1 相干和非相干声37

1.11.2 相干声压叠加38

1.11.3 拍振38

1.11.4 不相干声叠加（对数相加）39

1.11.5 声压级相减40

1.11.6 声级衰减量的叠加41

1.12 阻抗42

1.12.1 机械阻抗42

1.12.2 声阻抗率43

1.12.3 声阻抗43

1.13 流阻43

第2章 人耳45

2.1 人耳概述45

2.1.1 外耳45

2.1.2 中耳45

2.1.3 内耳47

2.1.4 耳蜗管或耳蜗层膜49

2.1.5 毛细胞50

2.1.6 神经编码50

2.1.7 非耦合振荡器线阵列52

2.2 中心层膜的机械特性53

2.2.1 基底膜行波53

2.2.2 能量传输和群速度56

2.2.3 去阻尼57

2.2.4 半倍频程偏移58

2.2.5 频率响应60

2.2.6 临界频带61

2.2.7 频率分辨率63

2.3 噪声性听力损失63

2.4 声压级的主观反应65

2.4.1 掩蔽65

2.4.2 响度68

2.4.3 可比较的响度和方69

2.4.4 相对响度和宋71

2.4.5 音调74

第3章 噪声测量与分析仪器77

3.1 传声器77

3.1.1 电容式传声器78

3.1.2 压电式传声器80

3.1.3 压强响应81

3.1.4 传声器灵敏度81

3.1.5 场效应与校准81

3.1.6 传声器精度84

3.2 计权网络84

3.3 声级计86

3.4 声级计分类87

3.5 声级计校准87

3.5.1 电校准88

3.5.2 声校准88

3.5.3 测量精度88

3.6 噪声测量用声级计89

3.6.1 传声器违反规程操作89

3.6.2 声级计放大器违反规程操作89

3.6.3 传声器和声级计响应特点89

3.6.4 背景噪声89

3.6.5 风噪声90

3.6.6 温度90

3.6.7 湿度和灰尘90

3.6.8 周围表面的反射90

3.7 时变声音91

3.8 噪声级测量91

3.9 数据记录仪93

3.10 个人声暴露计93

3.11 噪声记录94

3.12 频谱分析仪94

3.13 声强计96

3.13.1 p-u法测声强及其精度96

3.13.2 p-p法测声强及其精度98

3.13.3 声强的频率分解101

3.14 能量密度传感器103

3.15 声源定位104

3.15.1 近场声全息105

3.15.2 统计优化的近场声全息107

3.15.3 波束形成109

3.15.4 直接声强测量111

第4章 标准113

4.1 引言113

4.1.1 噪声评价量114

4.2 听力损失117

4.2.1 阈移117

4.2.2 老年性耳聋118

4.2.3 听力损失119

4.3 听力损伤风险120

4.3.1 语音识别的要求120

4.3.2 量化听力损伤风险121

4.3.3 国际标准化组织公式122

4.3.4 其他的公式124

4.3.5 观察到的听力损失126

4.3.6 一些其他解释128

4.4 听力损伤风险标准130

4.4.1 连续噪声130

4.4.2 脉冲噪声131

4.4.3 撞击噪声131

4.5 实施听力保护方案134

4.6 语言干扰标准135

4.6.1 宽带背景噪声136

4.6.2 强的单频声137

4.7 噪声的心理效应137

4.7.1 噪声作为压力的起因137

4.7.2 对行为和工作效率的影响137

4.8 环境噪声级规范138

4.8.1 噪声计权曲线139

4.8.2 使用dB（A）的噪声计权曲线的比较147

4.8.3 语言私密度148

4.9 环境噪声级标准149

4.9.1 A计权标准149

4.10 环境噪声调查151

4.10.1 测量地点152

4.10.2 测量调查的持续时间152

4.10.3 测量参数152

4.10.4 噪声影响153

第5章 声源和室外声传播155

5.1 引言155

5.2 简单声源156

5.2.1 脉动球156

5.2.2 流体力学单极子源158

5.3 偶极子源158

5.3.1 脉动偶极子（远场近似）159

5.3.2 脉动偶极子（近场）161

5.3.3 振荡球162

5.3.4 流体力学偶极子源164

5.4 四极子源（远场近似）164

5.4.1 横向四极子166

5.4.2 纵向四极子166

5.4.3 流体力学四极子源166

5.5 线源167

5.5.1 无限长线源167

5.5.2 有限长线源169

5.6 无限大障板上的活塞170

5.6.1 远场170

5.6.2 近场同轴173

5.6.3 近场的辐射负载174

5.7 非相干平面声源176

5.7.1 单面墙176

5.7.2 建筑或闭空间的多面墙178

5.8 指向性179

5.9 反射效果180

5.9.1 接近一个反射面的简单声源180

5.9.2 接近一个反射面的观察者181

5.9.3 观察者和声源都接近一个反射面182

5.10 一个平面／两种媒质界面的反射和透射182

5.10.1 多孔土壤183

5.10.2 平面波的反射和透射183

5.10.3 分解平面上的球面波反射186

5.10.4 湍流的影响188

5.11 室外声传播的基本概念190

5.11.1 方法190

5.11.2 预测精度的限制190

5.11.3 室外声传播预测方案191

5.11.4 几何传播因数K192

5.11.5 指向性指数DIM192

5.11.6 逾量衰减因数AE193

5.11.7 空气吸收Aa195

5.11.8 屏障、房屋和工艺设备／工业建筑的屏蔽Abhp196

5.11.9 由于森林和茂密的叶子引起的衰减Af198

5.11.10 地面影响199

5.11.11 倒像和远距离时增加的衰减203

5.11.12 气象影响203

5.11.13 逾量衰减叠加模型212

5.11.14 室外声音预测的精度213

第6章 声功率及其应用与测量214

6.1 引言214

6.2 辐射阻抗215

6.3 声功率和声压之间的关系216

6.4 声源的辐射场217

6.4.1 消声室中的自由场模拟218

6.4.2 闭空间产生的声场219

6.5 利用声强测量值测定声功率220

6.6 利用常规声压测量值测定声功率221

6.6.1 自由场或半自由场中的测量221

6.6.2 扩散场的测量225

6.6.3 场测量227

6.7 利用表面振动测量确定声功率233

6.8 声功率信息的一些用途234

6.8.1 远场自由场235

6.8.2 近场自由场236

第7章 闭空间中的声237

7.1 引言237

7.1.1 壁面与腔体的模态耦合237

7.1.2 赛宾房间238

7.1.3 扁房间和长房间239

7.2 低频239

7.2.1 矩形房间240

7.2.2 圆柱形房间244

7.3 低频与高频区域之间的界限244

7.3.1 模态密度244

7.3.2 模态阻尼和带宽245

7.3.3 模态交迭度246

7.3.4 交叉频率246

7.4 高频、统计分析247

7.4.1 扩散场中的有效声强247

7.4.2 边界处的能量吸收249

7.4.3 空气吸声249

7.4.4 稳态响应250

7.5 瞬态响应251

7.5.1 经典描述251

7.5.2 模态描述252

7.5.3 经验描述255

7.5.4 平均自由程256

7.6 房间常数的测量256

7.6.1 参考声源法257

7.6.2 混响时间法257

7.7 多孔吸声材料258

7.7.1 吸声系数的测量258

7.7.2 降噪系数262

7.7.3 多孔声衬262

7.7.4 具有穿孔板盖面的多孔声衬263

7.7.5 复合物中材料的吸声系数264

7.8 板式吸声器265

7.8.1 经验法265

7.8.2 解析法267

7.9 扁房间和长房间268

7.9.1 具有镜面反射地面和天花板的扁房间270

7.9.2 具有漫反射地面和天花板的扁房间272

7.9.3 具有镜面反射和漫反射边界的扁房间276

7.9.4 具有镜面反射壁面的长房间277

7.9.5 具有圆形横截面和漫反射壁面的长房间280

7.9.6 具有矩形横截面的长房间281

7.10 吸声的应用282

7.10.1 混响场的相对重要性282

7.10.2 混响的控制282

7.11 厅堂的设计283

7.11.1 混响时间283

7.11.2 早期衰减时间284

7.11.3 清晰度285

7.11.4 环绕感285

7.11.5 双耳互相关系数IACC285

7.11.6 背景噪声级286

7.11.7 总声级或响度G286

7.11.8 声扩散286

7.11.9 语言可懂度286

7.11.10 扩声288

7.11.11 满座音乐厅的参量估计288

7.11.12 厅堂的最优体积289

第8章 隔板、隔声罩和屏障290

8.1 引言290

8.2 透过隔板的声传输290

8.2.1 弯曲波290

8.2.2 传输损失295

8.2.3 撞击声隔离299

8.2.4 板的传输损失（隔声指数）特性301

8.2.5 夹心板309

8.2.6 双层墙传输损失309

8.2.7 多叶板和复合板317

8.2.8 三层墙声传输损失317

8.2.9 普通建筑材料318

8.2.10 声衬323

8.3 噪声衰减与传输损失324

8.3.1 复合材料的传输损失324

8.3.2 侧向传输损失326

8.4 隔声罩327

8.4.1 隔声罩内的噪声327

8.4.2 隔声罩外的噪声327

8.4.3 人员隔声间330

8.4.4 隔声罩窗户332

8.4.5 隔声罩泄漏332

8.4.6 通道和通风口334

8.4.7 隔声罩隔振334

8.4.8 隔声罩共振335

8.4.9 紧合隔声罩336

8.4.10 局部隔声罩336

8.5 屏障337

8.5.1 薄板边缘的衍射338

8.5.2 室外屏障340

8.5.3 室内屏障350

8.6 管外保护层351

8.6.1 多孔材料隔声套352

8.6.2 防渗套和多孔垫隔声套352

第9章 消声装置355

9.1 引言355

9.2 性能测评356

9.3 扩散器用作消声装置356

9.4 消声器的分类358

9.5 声阻抗359

9.6 集总元件装置359

9.6.1 孔或短管道的阻抗359

9.6.2 腔体的阻抗366

9.7 抗性装置367

9.7.1 基尔霍夫定律的声类比367

9.7.2 旁支共振器368

9.7.3 共振式消声器375

9.7.4 膨胀室377

9.7.5 小型发动机排气装置382

9.7.6 低通滤波器382

9.7.7 抗性消声器设备压降的计算387

9.7.8 气流产生的噪声389

9.8 内衬管391

9.8.1 局部反应和整体反应的声衬392

9.8.2 声衬规格393

9.8.3 内衬管消声器395

9.8.4 横截面不连续406

9.8.5 耗散型消声器压降的计算408

9.9 管道弯头408

9.10 未加衬的管道408

9.11 管道末端反射的影响409

9.12 管道泄漏噪声410

9.12.1 泄漏声的传递410

9.12.2 侵入声的传递412

9.13 加衬送气通风室消声器412

9.13.1 Well法413

9.13.2 ASHRAE法413

9.13.3 更复杂的方法（Cumming和Ih）416

9.14 注水416

9.15 排气管的指向性418

第10章 振动控制424

10.1 引言424

10.2 隔振425

10.2.1 单自由度系统426

10.2.2 四隔振器系统432

10.2.3 双级隔振434

10.2.4 实际隔振器的注意事项436

10.3 隔振器的分类440

10.3.1 橡胶441

10.3.2 金属弹簧441

10.3.3 软木442

10.3.4 毛毡443

10.3.5 空气弹簧443

10.4 减振器444

10.5 振动平衡器446

10.6 振动测量447

10.6.1 加速度传感器447

10.6.2 速度传感器451

10.6.3 激光测振仪452

10.6.4 仪器系统453

10.6.5 振动的单位453

10.7 振动表面的阻尼453

10.7.1 阻尼何时是有效的或无效的453

10.7.2 阻尼法455

10.8 阻尼的测量455

第11章 声功率和声压级估算过程458

11.1 引言458

11.2 风机噪声460

11.3 空气压缩机462

11.3.1 小型压缩机462

11.3.2 大型压缩机（进气管和排气管中的噪声级）463

11.3.3 大型压缩机（外部噪声级）465

11.4 冷却机和制冷机组使用的压缩机466

11.5 冷却塔466

11.5.1 螺旋桨式冷却塔467

11.5.2 离心式冷却塔467

11.6 泵469

11.7 喷射470

11.7.1 一般性估算过程470

11.7.2 气孔和汽孔473

11.7.3 一般性的射流噪声控制474

11.8 控制阀474

11.8.1 内部声功率的产生475

11.8.2 内部声压级481

11.8.3 外部声压级483

11.8.4 高排出速度485

11.8.5 控制阀噪声的抑制485

11.8.6 液体的控制阀486

11.8.7 蒸汽控制阀487

11.9 管流487

11.10 锅炉488

11.11 涡轮机489

11.12 柴油机和燃气发动机490

11.12.1 排气口噪声490

11.12.2 机壳噪声491

11.12.3 进气口噪声493

11.13 熔炉噪声493

11.14 电动机494

11.14.1 小型电动机（低于300kW）494

11.14.2 大型电动机（高于300kW）495

11.15 发电机495

11.16 变压器496

11.17 变速箱498

11.18 交通噪声498

11.18.1 道路交通噪声498

11.18.2 铁路交通噪声504

11.18.3 飞机噪声508

第12章 实用数值声学510

12.1 引言510

12.2 低频区域511

12.2.1 亥姆霍兹法512

12.2.2 边界元法513

12.2.3 瑞利积分法522

12.2.4 有限元分析523

12.2.5 数值模态分析529

12.2.6 利用MATLAB的模态耦合530

12.3 高频区域：统计能量分析536

12.3.1 耦合损失因数538

12.3.2 振幅响应540

参考文献544

附录A 波动方程推导569

A.1 质量守恒569

A.2 欧拉方程570

A.3 状态方程571

A.4 波动方程（线性）572

附录B 材料特性575

附录C 多孔材料的声学特性580

C.1 流阻和流阻率580

C.2 多孔媒质中的声传播583

C.3 多孔材料中传播引起的声衰减585

C.4 吸声系数的测量和计算587

C.4.1 具有一个背腔的多孔材料593

C.4.2 由一个阻抗ZL支撑的多层多孔声衬593

C.4.3 覆盖有一层柔软不透水层的多孔声衬593

C.4.4 覆盖有穿孔薄板的多孔声衬594

C.4.5 覆盖有柔软不透水层和穿孔薄板的多孔声衬594

附录D 频谱分析595

D.1 数字滤波器595

D.2 离散傅里叶分析596

D.2.1 功率谱602

D.2.2 采样频率和混叠603

D.2.3 测不准原理605

D.2.4 实时频率605

D.2.5 加权函数605

D.2.6 细化分析607

D.3 重要函数607

D.3.1 互谱607

D.3.2 相干608

D.3.3 频响（或传递）函数609

声学标准清单610

汉英索引624

英汉索引637