固体声学

课程编码：070200M01025H 英文名称：Solid Acoustics 课时：60 学分：4.00 课程属性：一级学科核心课 主讲教师：王秀明等

本课程的主要目的是通过教师对固体声学的基本概念、基本原理和基本应用的讲述，使得学生能够掌握固体声声学的理论和方法，为进一步研究复杂固体介质的声学理论和方法，开展固体应用研究和高技术研发等提供坚实的物理基础。
通过深入而系统地学习固体声学相关知识，使得研究生理解和掌握固体声学的基本概念、基本理论和方法，以及基本应用，为学生利用固体声学理论和方法开展相关科学研究和技术研发提供必要的专业知识。

研究生在修此门课程之前，需具备大学物理、高等数学、信号处理、数学物理方程、数值分析、理论声学或声学基础等相关知识。

第一章 Prologue: On Music, Poem and English from Acoustics point of view 前言：从声学的角度浅谈音乐、诗词和英语学习 2学时
第1节 Acoustics in music, Poem and English 音乐、诗词及英语学习中的声学问题
第2节 Keys in Music: Tone, sound length, sound Amplitude, and sound quality 音乐的基本属性:音调、音长、音量和音色
第3节 Basic roles in poem and its pronunciation: High and low syllable tones and tonal patterns 诗词的基本特点及发音规律:字句的平仄、对仗和押韵
第4节 Structure of English words: roots and affixes 英语单词的构成及特点:词根与词缀
第5节 Tonal patterns of English and keys in pronunciation: Tone, reduction, link, and unstressed words 英语韵律特点及学习要点:音调、省略、连读、弱读
第6节 General ways in efficient learning: observation, analysis, and abstraction提高学习效率的一般方法:观察、分析、总结
第7节 Contents and basic requirements for Solid acoustics studies 固体声学课程的内容和要求
第二章 Fundamentals of Solid Acoustics 固体声学的物理基础 22学时
第1节 Descriptions of Motion and Deformation 运动和变形的描述
第2节 Presumptions in Solid Acoustics 固体声学的基本假定
第3节 Stress Tensor Analysis 应力张量分析
第4节 Strain Tensor Analysis 应变张量分析
第5节 Constitutive Relations of Stress and Strain应力和应变的关系
第6节 Dynamic balance and equation of motion 动力学平衡及运动方程
第7节 Dynamic formulations by energy 以能量守恒为中心的动力学方程的建立
第8节 Equation of motion and its initial and boundary value problems 运动方程的边值和初值问题
第9节 Reciprocity theorem 互易定理
第三章 Basic Waves and Their Representation in Solid Acoustics 固体声学的基本波及其表述 8学时
第1节 Introduction 引言
第2节 Basic body waves and their governing wave equations 基本体波及泛定方程
第3节 Plane waves, spherical waves, cylindrical waves, and differential operators in orthogonal curved coordinate system 平面波、球面波和柱面波, 正交曲面坐标系中的几种算符表示
第4节 Propagation of surfaces of discontinuity 奇异界面的传播
第5节 Wave motion due to body forces体力引起的波动
第四章 Reflection and Refraction of Time harmonic Waves at an Interface时谐波在界面上的反射和折射 8学时
第1节 Reflection of P-and SV- waves of plane strain from the boundary of an elastic half space P波和SV波在半无限弹性空间中的反射
第2节 Reflection of SH-waves from the boundary of an elastic half space SH波在半无限弹性空间中的反射
第3节 Reflections and Refractions of time harmonic waves at an interface P波和SV波在界面上的反射和折射
第4节 Reflection and refraction of SH-wave at an interface SH波在界面的反射和折射
第五章 Time Harmonic Wave Propagation in Elastic Waveguides 时谐波在波导结构中的传播 6学时
第1节 Introduction 引言
第2节 P- and SV-Wave propagation in an infinite plate in plane strain P-波和SV波在无限长板中的传播-平面应变情况
第3节 SH wave propagation in an infinite plate SH波在无限长板中的传播
第六章 Wave propagation in cylindrical waveguides 声波在圆柱形波导中的传播 6学时
第1节 Introduction 引言
第2节 Acoustic wave theory in closed cylindrical waveguide圆柱形闭波导理论
第3节 Extension of cylindrical wave guide theory to open wave guide 圆柱形闭波导理论推广-半开放声波导理论
第七章 Brief Introduction to Wave Propagation in complex media复杂介质中的声学理论简介 8学时
第1节 Biot model for single fluid filled porous media 单一流体饱和的Biot孔隙介质声学
第2节 Acoustic waves in multiphase porous elastic media 多相孔隙介质声学
第3节 Acoustic waves in piezoelectric body 压电声学

王秀明，现任中科院声学所研究员、博士生导师、超声物理与探测实验室主任、超声学科组组长、所学术委员会主任。研究方向：固体声学物理、固体地球钻探测量技术与方法。长期从事固体声学物理与深部油气钻探测量等方面的研究，先后主持和承担了国家科技重大专项任务，国家“863”计划重点项目，国家自然基金重点和面上项目，中科院知识创新工程重要项目，中石油、中石化和中海油等科技攻关项目共30余项，发表论文100余篇、专利10个。曾于获得过中科院优秀博士生院长奖、中科院优秀博士亿利达奖，黑龙江省优秀科技青年奖，中石油集团公司跨世纪学术与技术带头人、中石油集团公司科技进步二等奖等。