Springer Handbook of Acoustics pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer

作者:Rossing, Thomas D.

出品人:

页数:1206

译者:

出版时间:2007-06-21

价格:USD 249.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780387336336

丛书系列:

图书标签:

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具体描述

This is an unparalleled modern handbook reflecting the richly interdisciplinary nature of acoustics edited by an acknowledged master in the field. The handbook reviews the most important areas of the subject, with emphasis on current research. The authors of the various chapters are all experts in their fields. Each chapter is richly illustrated with figures and tables. The latest research and applications are incorporated throughout, including computer recognition and synthesis of speech, physiological acoustics, diagnostic imaging and therapeutic applications and acoustical oceanography. An accompanying CD-ROM contains audio and video files.

声音的边界：探索声学领域的深度与广度一本包罗万象的声学工具书本书旨在为声学领域的科研人员、工程师、学生以及对声音现象抱有浓厚兴趣的专业人士，提供一部全面、深入且具有高度实用价值的参考手册。它并非对某一特定分支的深入挖掘，而是致力于构建一座跨越声学各个核心领域的知识桥梁，系统性地梳理和展示当代声学研究的前沿进展与经典理论基础。第一部分：声学基础与理论核心本部分奠定了理解整个声学世界的基石。我们从经典的线性声学开始，详细阐述了波方程的推导、平面波、球面波的传播特性，以及声场理论中的边界条件处理。对于声波在流体（包括空气和水下环境）中的传播机制，我们进行了详尽的数学建模和物理机制的剖析。随后，我们将视角转向非线性声学。这部分内容深入探讨了高强度声波传播中产生的效应，如谐波产生、自聚焦、冲击波的形成与演化。书中不仅包含了 Burgers 方程等经典模型，还讨论了在生物医学超声和强声场应用中非线性效应的关键影响。波动理论与散射是理解声波与物质相互作用的核心。我们细致地分析了瑞利散射、米氏散射等基本散射模式，并介绍了各种数值方法（如有限元法 FEM、边界元法 BEM）在解决复杂几何结构声学问题中的应用。对于声波在多孔介质、粘弹性介质中的衰减和速度变化，我们提供了精确的本构方程和传播模型。第二部分：应用声学前沿本部分聚焦于声学技术在实际工程和科学探索中的广泛应用，展示了声学作为一种强大传感、成像和控制工具的潜力。 2.1 物理声学与材料科学的交汇超声波工程：探讨了高频声波在材料无损检测（NDT）中的应用，包括相控阵技术、声学显微镜（SAM）以及声学发射（AE）技术在结构健康监测（SHM）中的最新进展。特别关注了如何利用超声波进行材料内部缺陷的定量评估。声学超材料与负折射率材料：这是一个快速发展的领域。书中详细解释了如何通过周期性结构设计来操控声波的传播路径，包括实现声学隐身、单向传声以及对特定频率的完美吸收。我们展示了基于共振腔和亥姆霍兹单元的亚波长声学器件设计原理。声致发光与空化现象：深入分析了声空化现象的动力学过程，包括微泡的产生、振荡和崩溃，以及由此产生的极端物理条件，如高温高压，这些是声致发光（sonoluminescence）研究的基础。 2.2 环境、海洋与航空声学海洋声学：海洋是声波传播的理想介质，本书专门辟出一章探讨水声学。内容涵盖水下声通道的形成、声速剖面的影响、浅水和深水中的传播损失模型（如射线理论和波动模型）。同时，详细介绍了主动和被动声呐系统的工作原理、目标散射强度（TSS）的计算，以及海洋环境中的噪声源识别。环境噪声控制：关注城市和工业环境中的噪声污染问题。从噪声的产生机制（如交通噪声、机械振动噪声）出发，系统阐述了隔音、吸声材料的设计原则，以及主动噪声控制（ANC）技术，特别是针对周期性噪声和宽带噪声的优化算法。航空声学：涵盖喷气发动机的噪声源分析（如射流噪声、风扇噪声），以及气动弹性力学与声学的交叉领域，例如气动声学（Aeroacoustics）中涡流与声波辐射的耦合机理。第三部分：生物、医学与感知声学本部分着重于声音如何与生命系统相互作用，以及人类如何感知和处理声音信息。生物声学与回声定位：探讨动物界（如蝙蝠、海豚）如何利用超声波进行导航和捕食。书中详细分析了这些生物发射和接收复杂声信号的生理结构和信号处理策略。医学超声成像：这是应用声学中最为成熟的领域之一。我们不仅回顾了 A、B、M 模式的基础，更深入探讨了多普勒效应在血流速度测量中的应用，以及聚焦超声（HIFU）在无创治疗中的热效应和空化效应的精确控制。听觉生理学与心理声学：从物理信号转化为神经信号的过程是心理声学的核心。本章描述了耳蜗的机械转换过程、听觉神经的编码方式，以及人类对响度、音高、音色和空间位置的感知机制。书中也涵盖了听觉掩蔽效应、双耳效应（如时间差 ITD 和强度差 ILD）等关键听觉现象。第四部分：信号处理与计算声学现代声学研究离不开强大的数学工具和计算能力。本部分提供了处理声学数据的必备算法和方法论。声学测量与数据采集：讨论了麦克风、水听器等换能器的特性，以及声学阵列（Microphone Arrays）的设计原理，特别是如何利用阵列实现声源定位（Beamforming）和噪声抑制。傅里叶分析与谱分析：详细介绍了快速傅里叶变换（FFT）及其在时频分析中的应用，如短时傅里叶变换（STFT）、小波变换在分析非平稳声学信号中的优势。逆问题与成像：在声学层析成像（如全波形反演 FWRI）中，如何从测量数据反推出介质的内部结构是关键挑战。本节提供了解决这类反演问题的迭代算法和正则化技术。本书的组织结构力求逻辑严谨，从基础物理原理出发，逐步过渡到复杂的工程应用和前沿科学探索，确保读者能够系统地掌握声学知识体系的广度与深度。