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声学基础(1).ppt

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第二章 声学基础,College of Underwater Acoustic Engineering,2,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,3,第一章思考题: 1、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 ; 取参考声压为0.0002达因/厘米2 时,其大小为 ; 取参考声压为1达因/厘米2 时,其大小为;,0dB,-26dB,-100dB,College of Underwater Acoustic Engineering,4,2、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,5,3、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:无指向性声源的声源级:dB设指向性声源的轴向声强为:,College of Underwater Acoustic Engineering,6,3、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: 由题意知:指向性声源的声源级:,College of Underwater Acoustic Engineering,7,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。声纳方程中各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,8,主要内容,声学基础知识(了解) 介质的特性阻抗与声阻抗率(了解) 平面波在两种不同均匀介质界面上的反射和折射(了解) 等间距均匀点源离散直线阵的声辐射(了解) 均匀连续直线阵的声辐射(了解) 无限大障板上平面辐射器的声辐射(了解) 声波的接收方向特性(了解),College of Underwater Acoustic Engineering,9,1、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,10,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,11,2、介质的特性阻抗与声阻抗率,介质的特性阻抗:声阻抗率:声场中某点声压与振速之比 ,它为一个复数(表明声压与振速存在相位差)。平面波:说明:平面波声压和振速处处同相(正向波)或反向(反向波),声强处处相等,其声阻抗率与频率无关。,,College of Underwater Acoustic Engineering,12,球面波说明:近距离,声压和振速的相位差很大;远距离,声压和振速的相位接近相等。 注意:声阻率和声抗率 柱面波:说明:具有与球面波声阻抗率相似的性质。 注意:柱面波和球面波在远场近似为平面波,即,,,College of Underwater Acoustic Engineering,13,3、平面波在两种不同均匀介质界面上的反射和折射,垂直入射在分界面上,由于两介质的特性阻抗不同,声波分界面上会发生反射和折射。 在介质1中:,,,College of Underwater Acoustic Engineering,14,在介质2中: 边界条件: 界面上声压连续:即:界面上法向振速连续:即:,,College of Underwater Acoustic Engineeri
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