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內容簡介：
本书由浅入深、循序渐进地介绍多孔材料中波的传播及声学建模的理论和方法。首先讨论平面波在介质中传播的本质，基于线弹性理论通过应力-应变关系建立控制声传播的基本方程；用流体等效的办法介绍声阻抗的计算方法，并引入到声音在多孔材料中的传播；然后介绍多孔材料中几种简化的声学模型，进而重点介绍多孔弹性介质中声传播的Biot理论，阐述多孔弹性材料中存在的三种波，以及建立的动力学方程和波动方程；最后重点介绍传递矩阵法对多层多孔材料系统的建模，并以此进行声学指标的计算，同时介绍传递矩阵在预测声学包吸收和传输损失方面的应用。
關於作者：
John F. Allard（约翰·F·阿拉德） ，法国勒芒大学教授，从事新材料方面的科研和教学工作； [加]Norreddine Atalla（诺瑞丁·阿塔拉），加拿大舍布鲁克大学机械工程系教授。比翱工程实验室（ProBiot Lab）位于苏州，是多孔材料与人工结构前沿理论体系构建、商业转化、工程赋能与产业化研究领域的全球技术领先者，致力完善与推动从基础材料物理特性研究到系统级工程设计的全链路正向研发体系的构建与发展。实验室以构筑健康和智慧生态为使命，以赋能国家智能制造和新材料产业、创新研发能力平台建设和材料科学与工程为服务理念与宗旨，以多孔材料和人工结构研究与工程服务为核心业务体系和发展愿景，致力于打造多元材料和智能结构生态领域的高科技公共服务平台，为国家新兴战略产业的长足发展“保驾护航”。
目錄
目 录第1章 各向同性流体和固体中的平面波11.1 引言11.2 符号：矢量运算符11.3 在可变形介质中的应变21.4 在可变形介质中的应力31.5 各向同性弹性介质的应力-应变关系41.6 运动方程71.7 流体中的波动方程81.8 弹性固体中的波动方程10参考文献11第2章 法向入射时流体中的声阻抗，用一个流体层代替一个多孔层122.1 引言122.2 无界流体中的平面波122.2.1 行波122.2.2 实例132.2.3 衰减132.2.4 两个向相反方向传播的波的叠加132.3 法向入射阻抗的主要性质142.3.1 沿传播方向的阻抗变化142.3.2 刚性不透气壁支撑的流体层的法向入射阻抗142.3.3 法向入射多层流体时的阻抗152.4 法向入射时的反射系数和吸声系数152.4.1 反射系数152.4.2 吸声系数162.5 多孔材料的流体等效：Delany和Bazley定律162.5.1 多孔材料的孔隙率和流阻率162.5.2 多孔介质中声传播的微观和宏观描述172.5.3 Delany和Bazley定律与流阻率172.6 实例182.7 复指数表示法20参考文献21第3章 流体中斜入射时的声阻抗，用流体层代替多孔层223.1 引言223.2 各向同性流体中的非均匀平面波223.3 斜入射时的反射和折射243.4 斜入射时各向同性流体中的阻抗253.4.1 沿垂直于阻抗平面方向的阻抗变化253.4.2 由刚性不透气壁支撑的有限厚度层的斜入射阻抗263.4.3 斜入射时多层流体中的阻抗273.5 斜入射时的反射系数和吸声系数273.6 实例283.7 等效横向各向同性多孔介质的流体中的平面波303.8 斜入射时等效各向异性多孔材料的流体表面处的阻抗313.9 实例32参考文献33第4章 圆柱管中和有圆柱形孔的多孔材料中的声传播344.1 引言344.2 黏性效应344.3 热效应384.4 三角形、矩形和六边形截面圆柱管的有效密度与体积模量414.5 高频和低频近似424.6 多孔材料层中空气有效密度和体积模量的计算444.6.1 圆柱形截面孔的有效密度和体积模量444.6.2 狭缝中的有效密度和体积模量454.6.3 任意截面形状孔的有效密度和体积模量的高频与低频极限474.7 刚性骨架材料的Biot模型484.7.1 Gc与Gs的相似性484.7.2 狭缝中空气的体积模量484.7.3 任意截面圆柱形孔洞中空气的有效密度和体积模量494.8 带有垂直于表面的相同孔洞层的阻抗514.8.1 法向入射514.8.2 斜入射-局部反应材料524.9 简单各向异性材料的曲折度和流阻率524.10 法向入射时的阻抗与倾斜孔中的声传播544.10.1 有效密度544.10.2 阻抗55附录4.A 几个重要表达式55微观尺度的描述55有效密度和体积模量56参考文献56 第5章 有刚性骨架的多孔材料中的声传播575.1 引言575.2 动态和静态黏性渗透率、动态和静态热渗透率575.2.1 定义575.2.2 直接测量静态渗透率595.3 经典曲折度、特征尺寸和准静态曲折度615.3.1 经典曲折度615.3.2 黏性特征长度625.3.3 热特征长度625.3.4 纤维材料的特征长度635.3.5 直接测量高频参数、经典曲折度和特征长度635.3.6 静态曲折度645.4 饱和流体有效密度和体积模量的模型645.4.1 Pride等提出的有效密度模型645.4.2 体积模量的Lafarge简化模型655.5 简化模型655.5.1 Johnson等的模型655.5.2 Champoux-Allard模型665.5.3 Wilson的模型665.5.4 用Pride等的模型和Johnson等的模型预测有效密度665.5.5 用Lafarge简化模型和Champoux-Allard模型预测体积模量675.5.6 表面阻抗的预测675.6 用不同模型预测开孔泡沫和纤维材料的有效密度和体积模量685.6.1 不同模型的性能比较685.6.2 实际考虑因素685.7 用流体层等效多孔材料层685.8 半唯象模型的总结695.9 均质化705.10 双重孔隙率介质745.10.1 定义745.10.2 实际双重孔隙率介质的量级755.10.3 双重孔隙率介质的渐近展开方法765.10.4 低渗透率对比765.10.5 高渗透率对比775.10.6 实际考虑因素79附录5.A：由交替的圆柱序列孔组成的多孔材料曲折度的简化计算81附录5.B：特征长度?＇ 的计算81附录5.C：垂直于传播方向的圆柱体特征长度?的计算83参考文献84第6章 有弹性骨架的多孔材料中声传播的Biot理论866.1 引言866.2 多孔材料中的应力与应变866.2.1 应力866.2.2 Biot理论中的应力-应变关系：势耦合项866.2.3 一个简单的例子896.2.4 P、Q和R的确定906.2.5 多孔吸声材料中声传播模型的比较906.3 Biot理论中的惯性力906.4 波动方程926.5 两个压缩波和剪切波936.5.1 两个压缩波936.5.2 剪切波956.5.3 常规空气浸润多孔材料中的三种Biot波956.5.4 实例966.6 法向入射时由刚性不透气壁支撑的多孔材料表面阻抗的预测986.6.1 引言986.6.2 法向入射时表面阻抗的预测986.6.3 实例：纤维材料100附录6.A Biot理论的其他表达形式102参考文献104第7章 刚性骨架多孔层上的点声源1067.1 引言1067.2 平面反射表面上单极场的索末菲表示法1067.3 复sinθ平面1077.4 最速下降法（通过路径法）1087.5 反射系数的极点1127.5.1 定义1127.5.2 与极点相关的平面波1137.5.3 极点对反射单极压力场的贡献1167.6 极点减法1177.7 极点定位1197.7.1 根据反射场的r依赖性进行定位1197.7.2 根据总压力的垂直相关性进行定位1207.8 改进的Chien和Soroka模型121附录7.A N的计算124附录7.B 用极点减法计算pr126附录7.C 从极点减法到通过路径法：局部反应表面128参考文献128第8章 空气中点源激励及应力圆形面源和线源激励的多孔骨架—空气浸润多孔骨架 的模态1308.1 引言1308.2 骨架位移的预测1308.2.1 平行于面方向波数分量已知的激励1308.2.2 圆形面源和线源1348.3 半无限层—瑞利波1358.4 有限厚度层—修正的瑞利波1378.5 有限厚度层—模态与共振1388.5.1 弹性固体层和多孔弹性层的模态与共振1388.5.2 空气中点源的共振激励139附录8.A 系数rij和Mi，j141附录8.B 双傅里叶变换和Hankel变换142附录8.C 瑞利极点贡献143参考文献144第9章 带穿孔饰面的多孔材料1459.1 引言1459.2 惯性效应和流阻1459.2.1 惯性效应1459.2.2 附加质量和附加长度的计算1469.2.3 流阻1489.2.4 有方形截面的孔1499.3 由穿孔饰面覆盖的多孔材料法向入射时的阻抗—亥姆霍兹谐振器1509.3.1 圆形孔情况下阻抗的计算1509.3.2 方形孔情况下法向入射时阻抗的计算1549.3.3 实例1549.3.4 由穿孔饰面层覆盖的分层多孔材料设计1579.3.5 亥姆霍兹谐振器1589.4 由圆形穿孔饰面覆盖的分层多孔材料斜入射时的阻抗1599.4.1 饰面与材料边界面处孔的阻抗的计算1599.4.2 斜入射时外部附加长度的计算1629.4.3 斜入射时带饰面多孔层的阻抗的计算1629.4.4 方形孔情况下斜入射时表面阻抗的计算163参考文献164第10章 横向各向同性多孔弹性介质16510.1 引言16510.2 真空中的骨架16510.3 横向各向同性多孔弹性层16710.3.1 应力-应变方程16710.3.2 波动方程16810.4 对称平面上有给定慢度分量的波16910.4.1 常规方程16910.4.2 在子午面中极化的波17010.4.3 垂直于子午面极化的波17010.4.4 不同波的本质17010.4.5 图解说明17110.5 有限厚度层上方空气中的声源17310.5.1 问题描述17310.5.2 空气中的平面场17310.5.3 空气波解耦17510.6 多孔层表面的力学激励17710.7 对称轴不是曲面法线的情况17810.7.1 不同波的慢度矢量分量预测17810.7.2 对称轴平行于表面时的慢度矢量17910.7.3 不同波的描述17910.8 瑞利极点和瑞利波18110.8.1 实例18210.9 横向各向同性多孔弹性介质的传递矩阵表示184附录10.A 式（10.46）中的系数 186附录10.B 式（10.97）中的系数Ai186参考文献188第11章 用传递矩阵法对多孔材料多层系统建模18911.1 引言18911.2 传递矩阵法18911.2.1 方法的原理18911.3 经典介质的矩阵表示19011.3.1 流体层19011.3.2 固体层19011.3.3 多孔弹性层19211.3.4 刚性和柔性骨架假设19611.3.5 弹性薄板19811.3.6 不透气膜19811.3.7 多孔膜和穿孔板19911.3.8 其他介质19911.4 耦合传递矩阵19911.4.1 相同性质的两个层20011.4.2 不同性质层之间的界面20111.5 总体传递矩阵的组装20211.5.1 硬壁终端条件20311.5.2 半无限流体终端条件20311.6 声学指标的计算20411.6.1 面阻抗、反射和吸声系数20411.6.2 传输系数和传输损失20511.6.3 活塞激励20611.7 应用20711.7.1 带多孔膜的材料20711.7.2 带不透气
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