水声学原理第二章[精品].ppt

第二章 声学基础 第三讲 理想流体介质中的小振幅波 College of Underwater Acoustic Engineering College of Underwater Acoustic Engineering * 第一章知识要点 声纳参数的定义、物理意义 SL、TL、TS、NL、DI、DT、RL、DIT 组合声纳参数的物理意义 SL-2TL+TS NL-DI+DT RL+DT (SL-2TL+TS)-(NL-DI+DT) 主动声纳方程的选择问题（如何判断干扰） 声纳方程的两个重要的基本用途 College of Underwater Acoustic Engineering * 解： 对于受噪声干扰的主动声纳，提高声源级能增加声纳的作用距离。 SL-2TL+TS-(NL-DI)=DT SL’-2TL’+TS-(NL-DI)=DT 两式相减得到 第一章思考题： 1、已知噪声是某主动声纳的主要干扰，如果声纳的声源级增加一倍，问声纳作用距离能增大吗？如果能增大，请计算增大了多少，如果不能，请说明原因。（声波按球面波扩展衰减，不计介质吸收） College of Underwater Acoustic Engineering * 2、取下列声压作为参考级， 1微帕声压的大小为： （10-5达因/厘米2 =1微帕） 取参考声压为1微帕时，其大小为0dB； 取参考声压为0.0002达因/厘米2 时，其大小为-26dB； 取参考声压为1达因/厘米2 时，其大小为 -100dB； College of Underwater Acoustic Engineering * 给定水下声压 为 ，那么声强 是多大，与参考声强 比较，以分贝表示的声强级是多少？（取声速C=1500m/s，密度为1000kg/m3） 解：声强： W/m2 声强级: dB College of Underwater Acoustic Engineering * 发射换能器发射40kW的声功率，且方向性指数为15dB，其声源级SL为多少？ 解：声源级定义： 无指向性声源的声强： 设指向性声源的轴向声强为： 由题意知： 指向性声源的轴向声强为： 声源级： College of Underwater Acoustic Engineering * 第一章作业 什么是声纳？声纳可以完成哪些任务？ 请写出主动声纳方程和被动声纳方程？在声纳方程中各项参数的物理意义是什么？ 声纳方程的两个重要的基本用途是什么？ 环境噪声和海洋混响都是主动声纳的干扰，在实际工作中如何确定哪种干扰是主要的？ College of Underwater Acoustic Engineering * 本讲主要内容 声学基础知识（了解） 波动方程的导出（了解） 声场中的能量关系（了解） College of Underwater Acoustic Engineering * 1、声学基础知识 声波：机械振动状态在介质中传播形成的一种波动形式 分类： 20Hz以下的振动称为次声 高于20kHz的振动称为超声 20Hz至20kHz的声振称为音频声 流体介质中，声波表现为压缩波（Compressional Wave），即纵波 在固体中既有纵波也有横波（切变波-Shear Wave） College of Underwater Acoustic Engineering * 声速：振动在介质中传播有时间滞后，即声波在介质中传播有一定速度，称为声速 声场：声波所及的区域 声压：由于声波扰动引起介质质点压强的变化，这种变化量称为声压： 质点振速：由于声波扰动引起的介质质点运动速度的变化量： College of Underwater Acoustic Engineering * 假设条件： 介质静止、均匀、连续的； 介质是理想流体介质； 小振幅波。 波动方程导出的三个基本方程： ①连续性方程——质量守恒定律：介质流入体元的净质量等于密度变化引起的体元内质量的增加 2、波动方程导出 College of Underwater Acoustic Engineering * 根据前面的假设有： ②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 声波的传播速度： 式中， 为绝