结构声学
课程编码：180081070206P3002H
英文名称：Structural Acoustics
课时：40
学分：2.00
课程属性：专业课
主讲教师：隋富生
教学目的要求
掌握常见结构（柱、梁、膜、板及固体）中的波的概念及特性。掌握结构中的波传递、反射及声辐射，以及结构中的波与声场的相互作用的一般性规律，掌握典型结构声振耦合的数学分析的基本方法。初步掌握大型复杂结构在不同频段声振问题的数值计算和预报技术。
预修课程
理论声学，数学物理方法
大纲内容
第一章 声在结构中的传播--概述 4.0学时 隋富生
第1节 声波及结构声的基本概念
第2节 结构中的波与声波的耦合
第3节 阻抗与导纳
第4节 以质量-弹簧振子系统为例引入功率流定义
第二章 结构振动模态分析 4.0学时 隋富生
第1节 以欧拉-伯努利梁为例讲授并推导弯曲波方程
第2节 结构的三种典型边界条件
第3节 结构模态的概念（固有频率、振型、模态阻尼），模态正交的概念
第4节 低频、高频模态的各自特点
第5节 不确定度在高频模态中的反映
第6节 模态分析的试验方法
第三章 无限大薄板的隔声计算 4.0学时 隋富生
第1节 扩散声场
第2节 板的振动方程、板的阻抗
第3节 吻合频率、质量定律
第4节 多层板的隔声计算：传递矩阵法
第四章 简支矩形薄板的隔声计算 4.0学时 隋富生
第1节 模态展开法求解简支矩形薄板的传声损失
第2节 声振耦合分析的典型方法、模态声辐射系数求解及matlab求解程序示例等
第五章 结构阻尼及其影响 4.0学时 隋富生
第1节 结构阻尼的定义，结构阻尼的测量
第2节 结构阻尼对结构噪声传递的影响规律
第六章 点力激励下薄板的振动与声辐射特性 4.0学时 隋富生
第1节 辐射声功率和辐射效率系数的定义
第2节 几种典型声源：单极子、偶极子、四极子
第3节 模态展开法求解简支矩形薄板在点力作用下的振动响应和声辐射
第4节 点力激励下与随机声场激励下薄板声辐射的差异
第5节 振动响应与声辐射之间的关系
第七章 振动噪声问题分析及方法 4.0学时 隋富生
第1节 一般声振问题分析思路
第2节 确定性方法（有限元）的引入及在低频域的建模和分析
第3节 统计性方法（能量法）法在高频声振问题的应用
第4节 确定型方法与统计性方法的混合建模
第八章 封闭空间的声振耦合现象及声场预报 4.0学时 隋富生
第1节 多个振源及声源在封闭空间内形成声场的描述
第2节 直达声场与混响声场的叠加与边界反射、吸收
第3节 声场能量在空间分布的预报方法
第九章 复杂结构声振耦合问题解决方案--实例 5.0学时 隋富生
第1节 复杂结构声振问题的建模
第2节 以商业软件VA-One和LMS-VirtueLab为例，讲解FEM和SEA以及在声振耦合分析中的应用
第3节 以工业典型应用为例，演示建模、定义材料参数、加载、网格及结果分析等过程
第十章 辅导答疑和期末考试 3.0学时 隋富生
第1节 辅导答疑和期末考试
参考书
1、
Sound and Structural Vibration
Frank J. Fahy; Paolo Gardonio
2012年12月
Academic Press
2、
Structure-Borne Sound: Structural Vibrations and Sound Radiation at Audio Frequencies
L. Cremer , M. Heckl, Bjrn A.T. Petersson
2005年1月
Springer-Verlag Berlin Heidelberg
3、
Vibro-Acoustics Vol. I; II; III
Anders Nilsson; Bilong Liu
2015年8月
Springer
课程教师信息
隋富生，1991、2000年山东大学机械学院获得学士、硕士学位；2003年法国里昂中央理工大学声学专业获博士学位，之后在该校LTDS实验室从事博士后研究；2005-2007年法国里昂Inovation Centrale公司任高级研究员。2007年中科院声学所噪声振动实验室，历任副研究员、研究员至今。