声学楼论坛技术交流区基础理论室 → 声音如何耦合到振膜中引起振膜的振动?


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主题:声音如何耦合到振膜中引起振膜的振动?

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声音如何耦合到振膜中引起振膜的振动?  发帖心情 Post By:2012-9-18 22:41:34 [只看该作者]


刚刚接触声学,想了解声音最终是如果引起振膜的振动。比较初步的了解可以认为振膜两侧压力的不同。但是根据声音在界面的反射和透射,声音会传播进入振膜,在进入振膜的第一个反射面的反射率为1, 透射率为2,然后会在第二个反射面全反射,反射率为-1,和入射波和抵消, 透射率为0 且没有声透射进空腔,然后声波在两个反射面之间一直反射,透不出去了? 从这个方面了解,如果理解超声引起振膜的振动呢?
请高手授业解惑,不胜感激

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Sted_Zero
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  发帖心情 Post By:2012-9-19 16:51:02 [只看该作者]

透射率不可能大于1的,否则就能凭空生出能量了。

 

这个问题以一维管道中声波传播为例,管道面积为S,在x点处有一膜。

这时可以吧透射声波看成是膜片的2次辐射,其辐射声阻抗可记为Zar=rho*c/S,

膜片可看成一个力学器件,可以写出其受迫振动的力阻抗为Zmd,声阻抗为Zad=Zmd*S^2。

问题转化为声波在一端声阻抗为Zar+Zad的管道中的传播,这就成为常规问题了。

 

膜片振动确实是两侧的压力差导致,只不过膜片和空气阻抗不匹配会引起反射。

 

对于非一维问题要复杂一些,但处理方法还是一样。


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子卿
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  发帖心情 Post By:2012-9-19 17:13:55 [只看该作者]

 楼主好像把振膜看成一个置于空气中的中间层了,除了楼上的解释外,请看声学基础P214-217,中间层的厚度D很重要,但是一般来说,一个振膜能有多厚?应该可以满足D远远小于波长的条件了,“并不妨碍声波的进入”。
[此贴子已经被作者于2012-09-19 17:14:28编辑过]


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  发帖心情 Post By:2012-9-19 17:20:35 [只看该作者]

以下是引用Sted_Zero在2012-09-19 16:51:02的发言:

透射率不可能大于1的,否则就能凭空生出能量了。

 

这个问题以一维管道中声波传播为例,管道面积为S,在x点处有一膜。

这时可以吧透射声波看成是膜片的2次辐射,其辐射声阻抗可记为Zar=rho*c/S,

膜片可看成一个力学器件,可以写出其受迫振动的力阻抗为Zmd,声阻抗为Zad=Zmd*S^2。

问题转化为声波在一端声阻抗为Zar+Zad的管道中的传播,这就成为常规问题了。

 

膜片振动确实是两侧的压力差导致,只不过膜片和空气阻抗不匹配会引起反射。

 

对于非一维问题要复杂一些,但处理方法还是一样。



谢谢,投射率为2是指声压的投射率,1+R=T,不是指能量。您说的这个不太懂,能不能推荐本书再看看。
[此贴子已经被作者于2012-09-19 17:24:21编辑过]

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  发帖心情 Post By:2012-9-19 17:23:06 [只看该作者]

以下是引用子卿在2012-09-19 17:13:55的发言:
 楼主好像把振膜看成一个置于空气中的中间层了,除了楼上的解释外,请看声学基础P214-217,中间层的厚度D很重要,但是一般来说,一个振膜能有多厚?应该可以满足D远远小于波长的条件了,“并不妨碍声波的进入”。
[此贴子已经被作者于2012-09-19 17:14:28编辑过]

您说的这个我看了看,确实跟厚度有关系,谢谢。但是即使看成这样,他是怎么受力振动的,我还是不太清楚,请指教

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子卿
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  发帖心情 Post By:2012-9-19 17:32:58 [只看该作者]

 参看二楼的解释啊~~一个膜片受到了声压的作用,肯定会受迫振动的啊~我觉得二楼的解释很是通俗易懂,直接把膜片的受迫振动,看成是另一个声源来分析其传播,甚至比声学基础上的说法更容易理解~~
而你说的膜片正反两面都会受到声压的作用,但是事实上,这两个压力的大小和相位都是不同的,叠加之后在膜片上还是有作用力。
如果一定要认为膜片的厚度,即便很小,但是还是有厚度,不做任何忽略处理,那这个问题就复杂了...


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  发帖心情 Post By:2012-9-19 17:42:10 [只看该作者]

子卿兄说得没错,不过那一章没考虑膜片顺性的影响,或者说是认为膜片完全自由的情形。一旦考虑了顺性,低频声波就有可能不是全穿透薄膜了。


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Sted_Zero
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  发帖心情 Post By:2012-9-19 17:57:21 [只看该作者]

推荐书:声学基础,需要看的是2.3.4~2.3.6节。理解膜片如何看成集总参数以及媒质对之的影响。

           第5.4节 管中输入阻抗。


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  发帖心情 Post By:2012-9-19 18:21:30 [只看该作者]

不少人认为声学基础没用,实际上是根本没读懂。


学无止境!
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  发帖心情 Post By:2012-9-19 18:52:22 [只看该作者]

以下是引用Sted_Zero在2012-09-19 17:57:21的发言:

推荐书:声学基础,需要看的是2.3.4~2.3.6节。理解膜片如何看成集总参数以及媒质对之的影响。

           第5.4节 管中输入阻抗。

谢谢,我看了杜功焕老师的声学基础,第二章很有用,第七章关于声波的接收讲了4个原理,理解起来也很有用,谢谢大家的关注。

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nju_hq
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  发帖心情 Post By:2012-9-25 13:21:46 [只看该作者]

同意,不懂理论的人总是愿意看到理论貌似出错的情形,其实错的不是理论而是用的人忽略了理论提出的前提和假设。


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wanda7210
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是的,理论基础很重要。我记得在大学的时候教授常说不要认为自已所学的专业落后了,实际上你们认真学好后那儿找不到工作。

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