书名：声学黑洞及其在减振降噪中的应用
定价：189.0
ISBN：9787030812322
作者：季宏丽等
版次：1
出版时间：2025-12

内容提要：

声学黑洞是一种新型的弹性波调控结构，本书系统介绍其弹性波调控原理及其应用于工程减振降噪的理论与方法。基于作者近十年的研究成果，结合国内外研究进展，深入阐释了声学黑洞的波操控原理，建立了其结构的建模、分析方法及性能评价体系，揭示了声-振耦合机制和关键参数影响规律，并提出了创新的结构设计方法以提升声学黑洞性能。全书共8章，遵循从基础到应用的逻辑，内容涵盖声学黑洞效应的波动机制、梁与板结构中的振动特性、声学响应行为、黑洞式动力吸振器设计、周期性阵列结构，以及在减振降噪与能量回收等领域的典型应用，最后展望其在未来工程实践中的发展潜力。



目录：
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 声学黑洞的概念及波操控特性 2
1.3 声学黑洞的结构形式及实现 4
1.3.1 几何尺寸梯度变化的一维声学黑洞 4
1.3.2 几何尺寸梯度变化的二维声学黑洞 5
1.3.3 其他类型声学黑洞 6
1.4 声学黑洞的分析方法 8
1.4.1 几何声学 8
1.4.2 阻抗矩阵法 8
1.4.3 传递矩阵法 9
1.4.4 半解析法 9
1.4.5 有限元法 10
1.4.6 统计能量法 10
1.4.7 实验测量法 11
1.5 声学黑洞的声振特性及其应用 11
1.5.1 内嵌式声学黑洞的声振特性及其应用 11
1.5.2 附加式声学黑洞的声振特性及其应用 17
1.6 声学黑洞结构优化、阵列设计、性能调控 20
1.6.1 声学黑洞结构参数的优化 20
1.6.2 周期声学黑洞的设计与优化 21
1.6.3 声学黑洞非线性调控 23
1.7 声学黑洞的其他应用 25
参考文献 27
第2章 声学黑洞原理 42
2.1 引言 42
2.2 声学黑洞结构及其声学黑洞效应 42
2.2.1 一维声学黑洞结构 43
2.2.2 二维声学黑洞结构 45
2.2.3 非理想声学黑洞结构 46
2.2.4 声学黑洞效应的有效起始频率 48
2.3 一维非理想声学黑洞梁的波聚集特性分析方法 48
2.3.1 几何声学 48
2.3.2 结构阻抗分析方法 55
2.3.3 波反射特性的时域分析方法 60
2.4 二维声学黑洞板的波聚集特性分析方法 68
2.4.1 二维声学黑洞波轨迹方程 68
2.4.2 波轨迹追踪数值求解方法 75
2.4.3 声学黑洞中的波轨迹算例 78
2.4.4 波传播功率流分析法 82
2.4.5 几何参数对波聚集效应的影响 90
2.4.6 二维声学黑洞波传播特性测试 92
参考文献 93
第3章 声学黑洞梁结构的振动特性及抑振性能分析 99
3.1 引言 99
3.2 声学黑洞梁结构的振动分析方法 99
3.2.1 传递矩阵法 100
3.2.2 基于变分原理的近似方法 107
3.3 声学黑洞梁振动特性分析 128
3.3.1 声学黑洞能量聚集特性的评价方法 128
3.3.2 声学黑洞振动抑制机制 130
3.3.3 参数影响规律 136
3.4 新型声学黑洞结构设计 141
参考文献 144
第4章 声学黑洞板结构振动分析方法及抑制特性 148
4.1 引言 148
4.2 声学黑洞板结构的振动分析方法 148
4.2.1 基于变分原理和瑞利-里茨法的控制方程离散化 149
4.2.2 基于小波形函数的ABH板位移场求解方法 151
4.2.3 基于高斯形函数的ABH板位移场求解方法 159
4.2.4 基于二维傅里叶级数形函数的ABH板位移场求解方法 165
4.3 声学黑洞板结构的振动特性分析 166
4.3.1 声学黑洞结构振动响应 166
4.3.2 声学黑洞板结构的振动抑制机制 169
4.4 声学黑洞板结构设计 172
附录 176
附录A 176
附录B 180
参考文献 183
第5章 声学黑洞结构的声学特性 186
5.1 引言 186
5.2 声学黑洞板结构的自由场声辐射特性 186
5.2.1 声压、声功率和声辐射效率 186
5.2.2 内嵌式声学黑洞板自由场的声辐射特性 189
5.2.3 声辐射机制分析 194
5.2.4 超声速声强分析方法 197
5.3 声学黑洞板-腔系统耦合声振特性 202
5.3.1 ABH板-腔系统的声振耦合模型及评价指标 202
5.3.2 模态空间下分析声振耦合特性 206
5.3.3 波数域空间下分析声振耦合特性 220
5.4 声学黑洞板结构的隔声特性 234
5.4.1 腔-ABH板-腔系统模型及隔声性能 234
5.4.2 ABH板的隔声机制 236
参考文献 242
第6章 声学黑洞动力吸振 246
6.1 引言 246
6.2 动力吸振器的减振原理 247
6.2.1 无阻尼动力吸振器 247
6.2.2 有阻尼动力吸振器 249
6.3 声学黑洞动力吸振器原理 251
6.3.1 耦合系统动力学模型 252
6.3.2 附加式声学黑洞结构减振作用机制 254
6.4 一维ABH动力吸振结构 259
6.4.1 一维谐振梁式ABH阻尼器 259
6.4.2 一维螺旋式ABH动力吸振结构 265
6.4.3 其他一维ABH动力吸振结构 268
6.5 附加式二维对称ABH动力吸振结构 268
6.5.1 二维对称ABH动力吸振结构及其减振性能 269
6.5.2 振动抑制效果的影响因素 271
6.6 二维偏心式ABH动力吸振结构 279
6.6.1 二维偏心式ABH动力吸振结构及其减振性能 279
6.6.2 偏心式ABH结构与主结构的耦合特性 283
6.7 二维开槽式ABH动力吸振结构 291
6.7.1 二维开槽式ABH动力吸振结构及其减振性能 291
6.7.2 开槽式ABH结构与主结构的耦合特性 293
6.7.3 设计参数对耦合特性的影响 295
6.8 其他二维ABH动力吸振结构及其应用 302
参考文献 303
第7章 声学黑洞阵列 306
7.1 引言 306
7.2 梁类声学黑洞阵列 307
7.2.1 半解析建模计算方法 307
7.2.2 带隙机制分析 311
7.2.3 低宽带减振调控设计方法 318
7.3 条带类声学黑洞阵列 327
7.3.1 有限元建模计算方法 327
7.3.2 带隙机制分析 333
7.3.3 振动衰减机制 346
7.3.4 声振性能调控设计方法 357
7.4 板类声学黑洞阵列 359
7.4.1 建模计算方法 360
7.4.2 内嵌二维声学黑洞的周期板带隙特性 366
7.4.3 减振性能调控设计方法 371
参考文献 377
第8章 声学黑洞的其他应用 381
8.1 引言 381
8.2 能量回收 381
8.3 健康监测 383
8.4 声波调制操控 386
参考文献 391