第5章_結(jié)構(gòu)的聲輻射特性

1、第五章第五章 結(jié)構(gòu)的聲輻射特性結(jié)構(gòu)的聲輻射特性 5.1 引引 言言 v聲場是由振動(dòng)產(chǎn)生的。聲場是由振動(dòng)產(chǎn)生的。 v有些振動(dòng)是用來專門產(chǎn)生聲波的，而有有些振動(dòng)是用來專門產(chǎn)生聲波的，而有 些是結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生的副產(chǎn)品。些是結(jié)構(gòu)振動(dòng)產(chǎn)生的副產(chǎn)品。 v對結(jié)構(gòu)的聲輻射特性，用波動(dòng)方法來理解。對結(jié)構(gòu)的聲輻射特性，用波動(dòng)方法來理解。 v固體能儲存固體能儲存剪切剪切和和壓縮壓縮能量，所以能在結(jié)構(gòu)能量，所以能在結(jié)構(gòu) 內(nèi)內(nèi)保持所有形式的波保持所有形式的波，即，即壓縮（縱向）波壓縮（縱向）波、 撓曲（橫向或彎曲）波撓曲（橫向或彎曲）波、剪切波剪切波和和扭轉(zhuǎn)波扭轉(zhuǎn)波。 v由于由于流體只能儲存壓縮能量流體只能儲存壓縮能量，

2、所以它僅能維，所以它僅能維 持持縱向波縱向波。 是在結(jié)構(gòu)波型中與聲場起直接作用的是在結(jié)構(gòu)波型中與聲場起直接作用的 唯一的波形，主要的理由是因?yàn)槲ㄒ坏牟ㄐ?，主要的理由是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)中彎曲結(jié)構(gòu)中彎曲 波微粒速度垂直于波傳播方向，帶來結(jié)構(gòu)和波微粒速度垂直于波傳播方向，帶來結(jié)構(gòu)和 流體之間有效的能量交換流體之間有效的能量交換。 S a sp d v聲場中的聲壓和該處介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)振速成正比聲場中的聲壓和該處介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)振速成正比 v貼近振動(dòng)面的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的法向振速和振動(dòng)面貼近振動(dòng)面的介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的法向振速和振動(dòng)面 的法向振速完全相等（法向振速以指向流體的法向振速完全相等（法向振速以指向流體 介質(zhì)的方向?yàn)檎┙橘|(zhì)的方向

3、為正） 0 uZp 介質(zhì)的波阻抗介質(zhì)的波阻抗 aaa Zup 振動(dòng)面上的法向振動(dòng)面上的法向 振速振速 S aa S a sZuspFdd S aa sZuFd cZ a0 a cu 0 aaa iRZ sassa S aaa ZuiRusiRuF )(d)( sss iRZ xikB eVxV 0 )( BB B c k 2 yik xik y B eepyxp 0 ),( 0 1 2 2 2 2 t p c p 0 22 pkp 0)( 2 0 22 0 yik xik yik xik yB y B y B eekpeekkp 222 By kkk xik y y y B e kp y p

4、i V 0 0 0 0 0 )( 1 xikB eVxV 0 )( yy k ckV k V p 0000 0 yik xik y B eepyxp 0 ),( ykkixik B B B ee kk cV yxp 22 )/(1 ),( 22 00 2 4 2 2 m B kB B c f c2 B kk )()()()()()( 00000 2 0 2 zzyyxxrrrrGkrrG 二、格林函數(shù)的對稱性二、格林函數(shù)的對稱性 三、輻射積分公式三、輻射積分公式 聲場中的聲壓應(yīng)滿足波動(dòng)方程聲場中的聲壓應(yīng)滿足波動(dòng)方程 0)()( 22 rpkrp )()()()()()( 0 2 00 2 rr

5、rprprrGrrGrp VrrrpVrprrGrrGrpd)()( d)()()()( 000 2 00 2 0 s n rp rrG n rrG rprpd )( )( )( )()( 0 0 0 0 0 ),( ),( 2 2 4 t tyxW mtyxWD tj eyxwtyxW ),(),( 0),(),( 2 4 yxw D m yxw 1111 sinsin),( mn nm mn mnnm b yn a xm aayxw 11 2 4224 0sinsin2 mn nm b yn a xm D m b n b n a m a m a m D b n a m mn 22 0 M

6、s n Mp G n G MpMpd )( )()( 0 yx z zzjkyyjkxxjk kk k eeej G zy x dd 8 00 0 )( )( 2 222222 222222 , , yxyxz yxyxz kkkkkkjk kkkkkkk pp pp S p S p S p M S p M SMMGM z p SMMGM z p SMpMM z G SMpMM z G Mp d),()(d),()( d)(),(d)(),()( 00 000 0d),( )()( 0 p S SMMG z Mp z Mp p ),(),(),(),(),( 24 yxpyxpyxFyxwmy

7、xwD p S p M SMM z G MFMwmMwDMpd),()()()()( 0 24 0 p S p MM z S zz MMG MFMwmMwD MwM z p d ),( )()()( )()( 0 0 2 24 0 2 0 0 0 0 111 2 2 22 2 22 2 2 2 t p c p rr p rr p x p f f ffff )exp(tiPp ff )()()(),(rRrxZrxPf 0)( d d1 d d 0 d d d d1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 R r n k r R rr R n k x Z Z r x )()()( )exp(

8、)exp()( )exp()exp()( )1( 3 )2( 3 22 11 rkHBrkHArR inBinA xikBxikAxZ rnrn xx 01 )2( )exp()()cos( ns xrnnsf xiktirkHnPp ar ar f f t w r p i 1 ns rnr f ns W akHk P )( )2( 2 01 )2( )2( 2 )exp()()cos( )( ns xrnns rnr f f xiktirkHnW akHk p rmsrmsu SpW c p u rms rms 0 2 0 ucSW 2 0 ucS W 2 0 ucSW 10 2 00 0 2 0 2 00 0 /)/( / uS W uuSSc WW 0 2 000 0 2 0 2 0 lg10lg10lg10lg10lg10 S S ucS W u u W W