聲學原理- 04講聲源基本發(fā)聲機理與理論

1§1.5聲源基本發(fā)聲機理與理論§1.5.1引言§1.5.2基本聲源發(fā)聲機理與理論§1.5.2.1單極子源發(fā)聲機理§1.5.3.2偶極子源發(fā)聲機理§1.5.4.3四極子源發(fā)聲機理§1.5.4.5運動點源機理§1.5.4.4聲源基本理論§1.5.3分布聲源§1.5.4輻射阻抗§1.5.5航空噪聲源2§1.5.2基本聲源分類3§1.5.2基本聲源分類monopoledipoleLongitudinalquadrupoleLateralquadrupole4§1.5.2.1單極子源發(fā)聲機理一個具有脈動質量流的點源單極子源輻射聲場無指向性（靜止流場中）典型的單極子：鑲進一個大障板的揚聲器；來自一個排氣管的脈動噴氣；爆炸的炸彈；傾角為零的螺旋槳；變壓器鐵芯磁致伸縮產生的膨脹和收縮；5單極子源發(fā)聲機理亞音速超音速6兩個非常接近、相位相反的單極子質量中心產生運動，存在凈動量偶極子具有指向性，呈8字圖形運動的偶極子源：縱向（亞音、超音）橫向（亞音、超音）§1.5.2.2

偶極子源發(fā)聲機理典型的偶極子：直升機槳渦干涉噪聲風扇/出口導流葉片、壓氣機(渦輪)轉/靜干涉噪聲傾角不為零的螺旋槳風吹電線產生的哨聲樂器上振動的弦7縱向偶極子亞音速超音速8橫向偶極子亞音速超音速9陣風/翼型干涉噪聲10陣風/葉柵干涉噪聲11§1.5.2.3四極子源發(fā)聲機理兩個非常接近、相位相反的偶極子應力聲源，無凈質量流率與凈作用力四極子具有指向性：縱向、側向（取決于應力方向）典型的四極子：

噴流噪聲（混合層，噴流嘯音）湍流脈動發(fā)聲LateralquadrupoleLongitudinalquadrupole12混合層的演變13超音速噴流嘯音（Ma=1.42)14§1.5.2.4

運動點源如圖所示，聲源在A點發(fā)射，以速度U向前運動，經過秒后到B點，再經t-秒后，B點發(fā)出的聲波達到觀察點C(觀察點坐標)，此時聲源與觀察點的距離可以表示為：

由上式可以得到一個關于發(fā)射時間的二次方程，從而解出：BCA（1）15(2)將(2)代入(1)可得(3)§1.5.2.4

運動點源(續(xù))16由上式不難看出，對于亞音速運動，r只有一個正的實根；對于超音速運動，r存在兩個正實根的條件為：

(4)或：(5)

其中，馬赫角：O§1.5.2.4

運動點源(續(xù))r+r-17觀察者(O點)與聲源運動方向的夾角：式(5)意味著r存在兩個有效正實根或觀察者同時接收到兩次聲源輻射的條件是觀察者必須位于運動產生的馬赫錐內?！?.5.2.4

運動點源(續(xù))18§1.5.2.5聲源基本理論單極子偶極子四極子連續(xù)方程：動量方程：包含源項的非齊次波動方程：19§1.5.3分布聲源若源區(qū)并非足夠小即構成分布聲源。分布聲源可用多個基本點聲源來描述。從空間分布來看，分布聲源包括線源、面源與體源，空間輻射聲場在數學上對應著線積分、面積分與體積分。在距離聲源很遠的地方,分布聲源仍可看作點聲源。20§1.5.3分布聲源（示意圖）21§1.5.4輻射阻抗輻射阻抗表述媒質對振動面運動的反作用，其定義為輻射力與表面速度的比。

輻射力是在運動方向上表面壓力的總和，它對于克服輻射壓力對聲源的反作用是必要的；輻射阻抗包括輻射阻和輻射抗兩部分。輻射阻的存在表明有聲功率輻射，而輻射抗是由振動時附加的同振質量引起的。22§1.5.5航空噪聲源主要航空噪聲源:

飛機機體噪聲（高升力裝置、起落架）

聲爆

航空發(fā)動機氣動噪聲

風扇/壓氣機噪聲

渦輪噪聲

燃燒噪聲

噴流噪聲

23Thankyouverymuchforyourattention!24飛機機體噪聲HighliftdeviceLandinggear返回SlatTandemcylinder25

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