非线性声学

  Aaron ·  2010-08-04 23:03  ·  17153 次点击
非线性声学nonlinearacoustics
研究声强高(也称作大振幅声波或有限振幅声波)时的那些声学现象的分支。在这种情况下,描述声学现象的各个参量(例如声压、质点速度等)之间的关系不再能满足线性关系。简史20世纪50年代以前,人们仅限于研究平面大振幅声波在无吸收流体中的传播。随着大功率超声、高速喷气发动机等强声源的不断出现和日益广泛地应用,自50年代以来,非线性声学获得了很大的进展。大量的研究工作包括:耗散流体中的传播,非平面波的传播(但主要仍然是一维的),驻波以及耗散的作用等。有关折射问题和二维反射问题已有所触及,但衍射问题刚有所探讨。声空化(见超声学)现象的研究也已经开始。
大振幅声波的特点用一般线性近似描述声学现象时,忽略流体力学方程式和状态方程式中的非线性项(即方程式中比一次方项高的那些项)。在这种近似下,声波在流体中传播的速度(声速)与声波的强度无关。大振幅声波在传播时,由于不能作线性近似,就是说,非线性效应变得显著。这时大振幅声场中各点的传播速度不一样。波形随传播距离变化根据上式,声波在受压缩区域中(u>0)各点处的声速比在受稀疏区域中(u

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