声学是研究声波的产生、传播、接收和效应的学科，声学理论属于物理学的范畴，在机械工程、海洋与船舶工程、建筑与环境工程、电子与通信工程、医学与生物工程等领域有着广泛应用并产生了深度交叉。本书从基本物理原理出发，建立波动方程，并根据实际工程所需，划分不同的声学模块，从声的度量方式到声的传播方式，再到理论与工程的实际结合，具有声学理论的系统性、严密性和深度。

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2006.09—2013.07上海交通大学，机械设计及理论博士； 2002.09—2006.07合肥工业大学，机械设计制造及其自动化学士硕士生导师，博士生导师。 2018.01—至今 上海交通大学，振动冲击噪声研究所，副教授； 2015.09—2017.12 上海交通大学，振动冲击噪声研究所，讲师； 2013.09—2015.09 上海交通大学，振动冲击噪声研究所，博士后。机械设计及理论

目录
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 声学发展简史 1
1.2.1 中国古代声学发展简史 2
1.2.2 西方古代声学发展简史 2
1.2.3 声学各学科的发展简史 4
1.3 机械噪声简介 9
1.3.1 结构振动噪声 9
1.3.2 流体动力噪声 10
第2章 声学波动方程 12
2.1 引言 12
2.2 质量守恒定律 14
2.3 运动方程 15
2.4 物态方程 18
2.5 线性方程 20
2.6 波动方程 23
2.6.1 声压波动方程 23
2.6.2 速度势波动方程 24
2.6.3 特殊形式的波动方程 25
2.7 波动方程的形式解 27
2.7.1 一维波动方程的解 27
2.7.2 球对称波动方程的解 29
习题 31
第3章 声波的度量 34
3.1 引言 34
3.2 声音单位 34
3.3 简谐波 35
3.3.1 时间平均 36
3.3.2 空间相关复数声压 36
3.4 声场的能量 37
3.4.1 能量方程 37
3.4.2 声能量密度 38
3.4.3 声强 39
3.4.4 能量关系 40
3.5 声波的频域分析法 43
3.5.1 离散简谐波叠加 43
3.5.2 连续简谐波叠加 44
3.5.3 倍频程 45
3.6 声音的主观评价指标 47
3.6.1 声压级与声强级 47
3.6.2 声波的叠加 47
3.6.3 响度级和等响曲线 49
3.6.4 计权声压级 50
习题 51
第4章 平面声波的传播理论 55
4.1 引言 55
4.2 声学边界条件 55
4.2.1 速度边界条件 55
4.2.2 声压边界条件 56
4.3 一维波动方程 57
4.3.1 波动方程的解 57
4.3.2 声波的复数表达 59
4.3.3 时间-频率域分析 60
4.3.4 空间-波数域分析 62
4.4 稳态平面波 63
4.4.1 空间传播平面波 64
4.4.2 管中活塞的平面波声辐射 66
4.5 亥姆霍兹共鸣器 67
4.5.1 声阻抗 67
4.5.2 等效模型 68
4.5.3 运动特性分析 71
4.6 声波的反射、折射和透射 72
4.6.1 垂直入射 72
4.6.2 斜入射 77
4.6.3 无限大薄板的透射和反射 82
4.7 隔声的基本规律 85
4.7.1 通过中间层 85
4.7.2 单层墙的隔声 89
4.7.3 双层墙的隔声 90
4.8 声波的干涉 92
4.8.1 惠更斯原理 92
4.8.2 驻波 93
4.8.3 声波的相干性 94
4.8.4 随机相位声波的叠加 96
习题 97
第5章 管道声学 100
5.1 引言 100
5.2 声波导管理论 100
5.2.1 矩形声波导管 101
5.2.2 圆柱形声波导管 107
5.3 均匀有限长管道 109
5.3.1 管中声场 110
5.3.2 声学材料的吸声系数 111
5.3.3 吸声系数的传递函数测量法 113
5.4 突变截面管道中声传播 114
5.4.1 截面积不同的管道 114
5.4.2 中间插管 115
5.4.3 扩张管式消声器 116
5.5 旁支管道 117
5.5.1 旁支对声传播的影响 117
5.5.2 共振式消声器 118
5.6 截面连续变化管道 119
5.6.1 截面连续变化管道声场的一般解 119
5.6.2 指数形号筒的传声特性 120
5.7 管中输入阻抗 124
习题 127
第6章 典型声源的辐射理论 132
6.1 引言 132
6.2 脉动球源声辐射 132
6.2.1 脉动球源的辐射声场 132
6.2.2 声场的反作用“辐射阻抗” 137
6.2.3 辐射声场的性质 139
6.3 声学互易原理 140
6.3.1 振动系统的互易性 140
6.3.2 线性声学方程的互易性 141
6.3.3 源和观测点的互易性 142
6.4 点声源及格林函数 142
6.4.1 点声源模型 142
6.4.2 质量点源 144
6.4.3 格林函数 145
6.5 偶极子和四极子声源 147
6.5.1 横向往复振动刚性球源 147
6.5.2 偶极子 148
6.5.3 四极子 151
6.6 两同相小球源的声辐射 153
6.6.1 辐射声场 153
6.6.2 指向性 153
6.6.3 自辐射阻抗和互辐射阻抗 155
6.7 一般柱形声源辐射声场 157
6.7.1 柱坐标系下的波动方程 158
6.7.2 通解 163
6.7.3 螺旋波谱 165
6.8 一般球形声源辐射声场 170
6.8.1 球坐标系下的波动方程 171
6.8.2 角函数 173
6.8.3 径向函数 179
6.8.4 球谐指向性 182
6.8.5 外部域声学问题 183
6.8.6 内部域声学问题 191
习题 194
第7章 一般声源的辐射声场 197
7.1 引言 197
7.2 组合声源 197
7.2.1 镜像原理 197
7.2.2 半空间点源模型 198
7.3 障板活塞声辐射 199
7.3.1 辐射模型及远场特性 199
7.3.2 远场辐射指向性 201
7.3.3 近场声特性 203
7.3.4 活塞的辐射阻抗 206
7.4 平板弯曲声辐射 209
7.4.1 无限大均匀板 209
7.4.2 简支板 211
7.5 声场分析的积分方程法 216
习题 220
第8章 声波的接收 222
8.1 引言 222
8.2 传声器接收原理 222
8.2.1 压强原理 223
8.2.2 压差原理 225
8.2.3 压强与压差复合原理 227
8.2.4 多声道干涉原理 230
8.2.5 声强计原理及测量 233
8.3 三维声录制 234
8.3.1 XY录制 235
8.3.2 MS录制 236
8.3.3 一阶Ambisonics录制 237
习题 243
第9章 舱室声学理论 245
9.1 引言 245
9.2 波动理论 245
9.2.1 室内声场的波动解 246
9.2.2 矩形空间简正模态 248
9.2.3 非固壁边界 253
9.2.4 稳态声场 255
9.2.5 衰减模态和混响 258
9.3 统计理论 261
9.3.1 扩散声场 261
9.3.2 声场的统计模型 261
9.3.3 平均自由程 263
9.3.4 声衰减及混响时间 265
9.3.5 直达声和混响声 267
9.3.6 驻波场与扩散声场的吸声系数 269
习题 271
参考文献 273