Theory of Vortex Sound

Theory of Vortex Sound pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Cambridge Univ Pr
作者:Howe, M. S.
出品人:
页数:232
译者:
出版时间:2002-10
价格:$ 63.28
装帧:Pap
isbn号码:9780521012232
丛书系列:
图书标签:
  • 流体力学
  • 物理學
  • 声学
  • 涡流
  • 噪声
  • 空气动力学
  • 流体力学
  • 理论物理
  • 工程学
  • 航空航天
  • 计算流体力学
  • 声波
想要找书就要到 小美书屋
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

The book is an introduction to the branch of fluid mechanics concerned with the production of sound by hydrodynamic flows. It is designed for a one semester introductory course at advanced undergraduate or graduate level. Great care is taken to explain underlying fluid mechanical and acoustic concepts, and to describe as fully as possible the steps in a complicated derivation. The discussion deals specifically with low Mach number flows, which enables the sound produced by 'vortex-surface' interactions to be analysed using the 'compact Green's function'. This provides a routine procedure for estimating the sound, and an easy identification of those parts of a structure that are likely to be important sources of sound. Each chapter ends with a set of problems, many of which can form the basis of an extended student project. The final chapter contains worked examples that have been investigated by students at Boston University.

《理论声学与流体动力学》:深入解析声波在复杂流体中的行为与耦合机制 本书导论 本书《理论声学与流体动力学》旨在为研究声波在复杂流体介质中传播、辐射、散射及吸收的物理学家、工程师和高级学生提供一个全面而深入的理论框架。尽管声学现象在宏观尺度上看似简单,但当声波与湍流、高密度梯度、非牛顿流体或多相流体等复杂环境相互作用时,其背后的物理机制便展现出惊人的复杂性。本书的重点不在于某一特定应用,而在于构建一套通用的、基于流体力学和经典声学方程的理论模型,用以揭示这些复杂相互作用的本质。我们将严格遵循数学推导和物理原理的严谨性,力求将理论的深度与工程实践的广度相平衡。 第一部分:流体力学基础回顾与声波的线性化处理 本部分首先对连续介质力学中的基本概念进行系统回顾,特别是流体的运动方程——纳维-斯托克斯方程(Navier-Stokes Equations)及其热力学耦合。我们着重讨论在不同流体模型下(如粘性流体、可压缩流体)方程组的结构特性。 随后,我们将进入声学的核心。本书从最基本的扰动理论出发,对流场进行线性化分解,即将流场分解为平均流场和微小声学扰动两部分。详细阐述了线性声波方程的推导过程,包括在静止、均匀介质中的亥姆霍兹方程和波动方程。关键在于,我们深入探讨了“环境流场”对声波传播的影响。例如,当声波在具有背景速度(如风或水流)的介质中传播时,速度势(Velocity Potential)与环境速度场的耦合如何导致多普勒频移和射线路径的弯曲。这部分内容为后续处理更复杂的非线性效应奠定了坚实的理论基础。 第二部分:非均匀介质中的声波传播 流体介质的密度、温度、压力或流动速度的变化,会显著改变声波的传播路径和强度。第二部分聚焦于如何解析和数值处理这种空间非均匀性。 我们将详细分析声波在具有温度梯度和密度梯度的介质中的传播问题。这涉及解决变系数波动方程,并利用费斯涅尔(Fresnel)理论来描述声波的衍射效应。对于强梯度情况,我们引入了本征方程(Ray Theory)的求解方法,通过追踪声线的几何路径来预测波阵面的演化。 特别地,本书辟出专章讨论声波在具有剪切流的介质中的传播。在剪切流中,介质的运动速度在空间上是变化的,这导致了“声导引”(Acoustic Ducting)现象的产生。我们利用模式理论,将波动方程转化为一组耦合的一维常微分方程,从而导出不同声学模式的本征频率和传播常数,这对于理解海洋声学和大气声学中的复杂传播机制至关重要。 第三部分:湍流与随机介质中的声学散射 湍流,作为流体力学中最复杂且普遍的现象之一,是声波传播和噪声产生的主要来源。本部分将湍流的统计特性引入声学模型。 首先,我们回顾湍流场(如速度脉动和压力脉动)的统计描述,包括自相关函数和功率谱密度函数。随后,我们引入兰姆-费希纳(Lighthill-Ffowcs Williams)声学相似理论的修正版本,用以描述湍流运动作为声源的辐射机制。 核心内容在于湍流介质对声波的散射问题。我们采用玻恩近似(Born Approximation)和Rytov近似来估算散射截面。详细分析了不同尺度湍流涡旋对不同波长声波的影响,解释了湍流引起的声压涨落(Scintillation)和束展宽(Beam Spreading)的物理机制。对于高频声波,我们还将探讨湍流的非线性效应如何导致噪声的频谱展宽。 第四部分:声波与复杂边界的相互作用 声波在实际环境中总会遇到固体、液体或气体的边界。本部分侧重于界面上的边界条件和由此产生的反射、透射及吸收现象。 我们从标准的欧姆定律(Ohm's Law)边界条件出发,讨论了阻抗的概念,包括理想反射体和吸收体。随后,本书深入探讨了多孔材料(如泡沫、纤维结构)的声学阻抗模型。我们采用基于流体运动的宏观模型(如基于Darcy定律的修正),而非简单的经验公式,来精确描述声波在多孔介质内部的耗散过程,包括粘滞阻力和热惯性效应。 对于液-固界面,我们分析了掠射角下的波传播,并推导了斯通尼尔(Stony Brook)方程,用以描述在特定角度下声波被俘获在固体内部的现象(如固体的板波或陆波)。这对于分析超声在材料内部的无损检测应用具有重要意义。 第五部分:非线性声学导论与流体中的能量耗散 尽管前几章主要关注线性声学,但当声压幅值足够高时,流体的可压缩性(即声速是压力的函数)导致的非线性效应变得不可忽略。 本部分介绍科尔特韦格-德弗里斯方程(KdV方程)在描述浅水长波传播中的应用,以及Burger方程在描述冲击波形成和衰减中的作用。我们详细分析了非线性衰减机制,即由于介质的粘性导致的能量耗散如何与波形 steepening(变陡)过程相互作用。 最后,本书讨论了由流体运动本身引起的声能耗散机制,尤其是在高剪切或微小尺度流动中的情形。这包括对声能转化为热能的精确积分,并将其与湍流中的能量级串联(Energy Cascade)相结合,从而提供一个完整的能量流转视图,贯穿于宏观流体运动到微观分子热运动的全过程。 结论 《理论声学与流体动力学》力求构建一个从基本连续介质力学到复杂非线性、随机介质中声波传播的统一理论框架。它不仅是声学研究者的参考书,也是希望利用声学工具解决复杂流体问题(如海洋声学、大气遥感、声场控制等)的工程师的必备工具书。本书所提供的理论工具和解析方法,将有助于读者深入理解声波在真实、动态流体环境中的“看不见”的行为。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

我是在一次偶然的网上搜索中发现了《Theory of Vortex Sound》这本书。它的名字瞬间吸引了我,因为它触及了我一直以来都非常感兴趣的领域——流体动力学和声学之间的交叉。我一直对自然界中的各种声音,比如风声、水流声,以及一些机器设备发出的噪音,感到好奇。我隐约感觉到,这些声音的产生可能与流体的运动,特别是那种旋转、卷曲的运动——涡旋——有着密切的关系。这本书的书名,直接点明了它的研究主题,让我充满期待。我非常希望这本书能够为我提供一个系统性的理论框架,来解释涡旋是如何产生声波的。我猜测书中会详细介绍涡旋的形成机制,以及不同类型的涡旋(例如,线性涡旋、非线性涡旋)在声辐射上的差异。我希望书中能够包含一些严谨的数学推导,让我能够理解其背后的物理原理,但同时也期待作者能够用清晰的语言和生动的例子,来帮助我理解那些复杂的概念。例如,书中是否会解释卡门涡街是如何产生周期性的声波的?或者,在高速流动的空气中,湍流涡旋是如何成为主要的噪声源的?我尤其希望这本书能够涉及一些实际应用,例如,在航空发动机的降噪设计中,如何利用涡旋声学理论来减少噪音的产生。这本书对我来说,不仅仅是知识的获取,更像是一次对声音世界更深层次的探索,它将帮助我以一种全新的、科学的视角去理解我们周围的声音。

评分

这本书的书名,《Theory of Vortex Sound》,如同一扇门,吸引我想要一探究竟。我一直对物理世界中那些看似微小但却能产生巨大影响的现象感到着迷。涡旋,这个词本身就带有一种动态的、不规则的美感,它存在于从咖啡杯中的旋涡到天空中肆虐的龙卷风的各种尺度。而声音,则是我们感知世界、沟通信息的重要载体。将这两者联系起来,无疑会揭示出许多令人惊叹的物理原理。我迫切地想知道,这本书将如何阐述涡旋的形成和演变过程,以及这些过程是如何转化为我们能够听到的声波的。我猜测,书中可能需要运用到大量的流体力学和声学知识,包括但不限于纳维-斯托克斯方程、声波方程等。我期待书中能够提供清晰的数学模型和物理解释,让我能够理解例如涡旋脱落产生的噪声是如何产生的,或者在气体流动中,涡旋如何影响声波的传播和散射。同时,我也希望书中能够涉及一些实际的应用,例如,涡旋声学理论在工程降噪、声学设计、甚至是在某些自然现象(如某些生物发声)的研究中扮演的角色。这本书对我而言,不仅仅是一本学术著作,更是一次对自然界声音奥秘的深度探索,它将帮助我以一种更科学、更具洞察力的方式去理解那些曾经被我忽略的声音。

评分

这本书的书名——《Theory of Vortex Sound》——瞬间就点燃了我对科学探索的热情。作为一名对物理学抱有浓厚兴趣的爱好者,我一直着迷于那些能够解释我们周围世界如何运作的深层理论。而“涡旋”和“声音”这两个看似毫不相关的概念的结合,无疑是一个极具吸引力的命题。我脑海中立刻浮现出各种与涡旋相关的现象:从微观层面的气流扰动,到宏观层面的大气现象,再到宇宙中的星系旋转,涡旋似乎是自然界中无处不在的一种运动模式。而声音,更是我们感知世界、交流信息不可或缺的媒介。那么,究竟是什么样的物理机制,能够将流体的运动转化为声波的产生?我非常期待这本书能够深入浅出地解答这个问题。我猜测书中会从流体力学的基本原理出发,详细讲解涡旋的生成、发展以及它对周围介质产生的扰动。这些扰动如何传播,又如何以声波的形式被我们感知,将是书中重点探讨的内容。我希望能看到书中对一些经典的涡旋声学现象的解释,例如在风吹过建筑物时产生的特定频率的声音,或者乐器(如笛子、单簧管)中空气柱的振动与涡旋的相互作用。更进一步,我也希望本书能够涉及一些更前沿的研究,比如在航空航天、机械工程等领域,涡旋声学理论是如何被应用于降噪或者声学设计的。这本书不仅仅是一本学术著作,在我看来,它更像是一本“科学侦探小说”,通过严谨的推理和实验证据,揭示自然界隐藏的奥秘,让我能够以一种更深入、更全面的方式去理解那些曾经被我习以为常的声音。

评分

我第一次注意到《Theory of Vortex Sound》是在一次学术会议的宣传册上,它的名字让我觉得非常引人入胜。我一直对声学现象及其背后的物理机制充满好奇,特别是那些与流体运动密切相关的声音。从风吹过树叶的沙沙声,到海浪拍打礁石的轰鸣,再到飞行器引擎的巨大咆哮,似乎都与流体的“搅动”和“运动”有着千丝万缕的联系。而“涡旋”这个词,在我看来,恰恰是流体运动中最具代表性和复杂性的形态之一。这本书的书名,直接点出了其核心研究方向:涡旋与声波的理论联系。我迫切地想知道,这本书是否会为我揭示,这些肉眼可见的或不可见的涡旋,是如何精确地转化为我们能够听到的声波的。我期待书中能够提供一个系统性的理论框架,从流体力学和声学的基础理论出发,逐步深入到涡旋声学的核心内容。例如,书中是否会详细介绍不同类型的涡旋(如二维涡旋、三维涡旋)如何产生不同性质的声辐射?卡门涡街的形成及其声学效应是否是重点讨论的内容?我非常希望书中能够包含一些严谨的数学推导和物理建模,但同时也能够辅以清晰的图示和物理直觉,让我这个非专业读者也能有所领悟。此外,我也对书中是否会涉及一些实际应用案例感兴趣,比如涡旋声学理论在降噪技术、声学成像、或者甚至是在一些自然界声音的模拟中的应用。这本书对我而言,不仅仅是理论知识的获取,更像是打开了一扇通往更深层次理解自然界声音奥秘的大门,让我能够以一种全新的、科学的视角去审视那些我们习以为常的声音。

评分

这本书的名字,《Theory of Vortex Sound》,像一个谜语,又像一个邀请。我第一次看到它,是在一个书展的科学类展区。我对物理学,特别是那些能够解释日常现象的理论,有着天然的兴趣。而“涡旋”,这个词总能勾起我无限的遐想:从微小的气流扰动,到巨大的海浪翻滚,再到宇宙星系的旋转,它似乎是自然界中最普遍、也最具有动态美感的运动形态。而“声音”,则是我们感知世界的重要方式。将这两者结合起来,无疑是一个极具挑战性和吸引力的研究方向。我迫不及待地想知道,这本书将如何揭示涡旋与声音之间的深刻联系。我猜想,书中会从流体力学最基本的概念入手,解释涡旋的形成机制,包括其稳定性、演化以及相互作用。然后,会逐渐深入到声学领域,阐述涡旋如何通过扰动周围介质,从而产生声波。我希望书中能够包含一些关于涡旋声源理论的详细介绍,例如,均匀流动中的涡旋如何产生声波,或者在复杂流动中,涡旋的脱落和合并如何影响声场的特性。我特别期待书中能够提供一些具体的例子,来佐证其理论,比如解释风力发电机的噪音是如何产生的,或者为什么高速列车在经过时会发出尖锐的呼啸声。这本书对我而言,不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的引导,它将帮助我跳出对声音的直观感受,去探究其背后更本质的物理规律。

评分

当我在二手书店的角落里发现这本《Theory of Vortex Sound》时,一种莫名的冲动驱使我去细细端详。它的装帧显得有些年代感,但纸张的质感却相当不错,散发着一股淡淡的油墨香,这让我对它充满了期待。我对流体力学有着朦胧的好感,尤其对那些能够用相对简单的物理原理解释复杂现象的理论特别着迷。而“涡旋”这个词,在我脑海中总会勾勒出各种生动而充满力量的画面——海浪中翻腾的巨涡,天空里肆虐的龙卷风,亦或是咖啡杯里缓缓形成的螺旋。那么,“涡旋”与“声音”之间又有着怎样的深刻联系呢?这本书的书名,宛如一道谜题,激发了我深入探究的欲望。我迫切地想知道,这本书是否会从最基础的流体运动理论出发,逐步引导读者理解涡旋是如何产生的,它的动力学特性如何,以及最重要的,这些流动的“搅动”是如何转化为我们能够听到的声波的。我猜测书中可能会详细阐述一些经典的声学模型,例如基于涡旋脱落的声源理论,亦或是关于湍流边界层中声辐射的机理。我希望书中不仅仅是枯燥的公式推导,更能穿插一些实际的应用案例,比如解释风力发电机叶片在旋转时为什么会发出特定的声音,或者在一些工业管道中,流体通过阀门或弯头时产生的噪音是如何形成的。我期待这本书能够在我心中建立起一座桥梁,将抽象的物理概念与我们日常生活中所能感知到的声音现象联系起来,让我对“声音”的理解不再停留在表层,而是能够触及到其更深层的物理本质。这不仅仅是对一本科学书籍的期待,更像是一种对自然界隐藏规律的求知欲的满足。

评分

这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象。深邃的蓝色背景,如同浩瀚的星空,点缀着若隐若现的白色涡旋图案,仿佛在预示着书中即将展开的关于流体动力学与声学之间神秘而迷人的联系。书名“Theory of Vortex Sound”以简洁有力的白色字体呈现,笔触中带着一种严谨的科学感,又隐约透露着一种对未知探索的渴望。我并非该领域的专业人士,更多的是出于对物理学中那些看似抽象但又无处不在的现象的好奇心。涡旋,这个词本身就带有一种动感与力量,联想到龙卷风的咆哮,水流的低语,甚至是星系的旋转,它似乎触及了宇宙中最基本的力量之一。而“声音”——是我们感知世界的重要媒介,它无声无息地穿梭,影响着我们的情绪,传递着信息。将这两个概念结合在一起,不禁让人好奇,究竟是什么样的理论能够将流体的运动与声波的产生紧密联系起来?书中是否会揭示,那些我们习以为常的自然之声,甚至是一些人造设备的噪声,其根源都可能追溯到微观或宏观的涡旋现象?我期待着书中能够以一种既深入浅出又充满启发性的方式,引导我穿越复杂的数学公式与物理模型,去理解这种“涡旋之声”的奥秘。或许,它会解释为何高速行驶的列车会发出呼啸声,为何风吹过建筑物时会产生低沉的嗡鸣,甚至可能触及到一些生物发出声音的机制。这本书不仅仅是一本学术专著,在我看来,它更像是一扇窗户,透过它,我可以看到自然界中隐藏的深刻规律,理解那些曾经被我忽略的声音背后的科学原理,从而以一种全新的视角去观察和体验我所处的世界。这种对知识的渴求,驱使我迫不及待地想要翻开这本书,去探索那未知的领域。

评分

当我第一次在书架上看到《Theory of Vortex Sound》时,它的书名就引起了我的强烈好奇。我一直对物理学中那些能够将看似毫不相关的现象联系起来的理论深感着迷。而“涡旋”和“声音”这两个词语的组合,对我来说,就像是打开了一个全新的未知领域。我能够想象出,书中的内容可能会深入探讨流体动力学中涡旋的形成、发展和消散过程,以及这些过程是如何与声波的产生和传播机制相互关联的。我设想,这本书可能会从基础的流体运动方程出发,逐步推导出与涡旋声学相关的理论模型。我特别期待书中能够解释清楚,在不同尺度和不同形式的涡旋运动中,声波是如何被激发出来的。例如,是否会讨论二维涡旋和三维涡旋在声辐射上的差异?以及,在湍流流动中,复杂的涡旋结构如何产生复杂的声学现象?除了理论推导,我也希望书中能够包含一些实际的案例分析,例如,在航空航天领域,涡旋声学理论是如何被应用于发动机降噪的,或者在水动力学中,船体周围的涡旋如何影响其水下声音的特性。这本书的出现,对我而言,不仅仅是获得一套科学理论,更像是获得了一把钥匙,能够帮助我解锁对我们身边无数声音的更深层次的理解,让我能够以一种更加科学、更加有洞察力的方式去感知和分析我们所处的世界。

评分

我是在一个偶然的机会下,在书店里被这本书吸引的。当时我正漫无目的地浏览科学类书籍,目光被“Theory of Vortex Sound”这个书名牢牢抓住。我一直对声音的产生机制很感兴趣,尤其是那些我们日常生活中听到的各种声音,比如风声、水流声,甚至是一些机器发出的噪音,总觉得它们背后一定有某种深层的物理原理。而“涡旋”这个词,更是给我一种既熟悉又陌生的感觉。熟悉是因为在很多自然现象中都能看到它的身影,比如水中的漩涡、空气中的龙卷风;陌生是因为我对它与“声音”之间的具体联系知之甚少。于是,我抱着极大的好奇心拿起了这本书。虽然我不是流体动力学或声学的专业研究者,但我相信这本书的标题表明它将探讨的是一个非常有趣的交叉领域。我设想书中会详细地介绍涡旋的形成、演化以及它如何与周围介质相互作用,从而产生声波。也许会涉及一些复杂的数学模型和数值模拟,但这并不能阻碍我学习的决心。我希望这本书能够以一种相对易于理解的方式,向我展示涡旋在声学现象中的具体作用,比如涡旋脱落产生的卡门涡街是如何引起管乐器发声的,或者高速气流中的涡旋如何导致飞机发动机产生噪音。更进一步,我希望这本书能够帮助我理解一些更复杂的声学现象,例如某些飞行器在高速飞行时产生的巨响,或者船舶在水中航行时发出的各种声音,它们是否都与不同形式的涡旋活动息息相关?我期待书中能够提供清晰的图示和实例,来佐证其理论的可靠性。这本书不仅仅是理论的堆砌,更应该是一种对自然界声音奥秘的探索,它将拓展我对声音来源的认知边界,让我以一种更深刻、更科学的角度去理解我们身边的世界。

评分

我是在一次偶然的浏览中发现了这本书的。它简洁而有力的书名——“Theory of Vortex Sound”——立刻吸引了我的目光。我对物理学,尤其是声学和流体力学这两个领域有着强烈的求知欲。当我看到这两个概念被如此直接地联系在一起时,我感到一种莫名的兴奋。我一直对声音的产生机制很感兴趣,尤其是一些自然界中的声音,比如风声、水流声,似乎都与空气或流体的运动有着密切的关系。而“涡旋”,这个词本身就带有一种动态的美感和神秘感,它在自然界中无处不在,从微小的水流漩涡到巨大的龙卷风,都展现着其强大的力量。这本书的书名预示着它将深入探讨涡旋在声波产生过程中的作用,这正是我想了解的。我非常期待这本书能够解释清楚,流体在形成涡旋的过程中,是如何将动能转化为声能的。书中是否会涉及一些经典的涡旋声学理论,比如关于涡旋脱落、卡门涡街与声辐射之间的关系?我希望它能够提供清晰的数学模型和物理图像,帮助我理解这些抽象的概念。此外,我也很好奇,这本书是否会涉及一些实际应用,例如在航空发动机、风力涡轮机、或者甚至是在一些自然现象(如某些动物的叫声)中,涡旋声学理论是如何被应用的。我希望这本书能够让我对声音的理解提升到一个新的层面,不再仅仅是被动地感知声音,而是能够理解声音的来源,以及它背后深刻的物理原理。这不仅仅是一次阅读,更是一次探索和学习的旅程,它将帮助我更好地理解我们所处的世界。

评分

评分

评分

评分

评分

相关图书

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有