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  • 水中聲學
  • 點閱:775
  • 作者: 劉金源著
  • 出版社:國立編譯館
  • 出版年:2001[民90]
  • ISBN:9789570286175
  • 格式:PDF
租期14天 今日租書可閱讀至2022-02-01

 

水中聲學的範圖與應用皆十分廣泛,學習海洋科學與工程或多或少都會接觸到,更是研習海下技術,如水下通訊、水下探測、水下遙測等,不可或缺
的工具。
本書從聲學在海洋中應用的觀點出發,以水聲探測系統為主軸,探討水中聲學原理,因此,所涵蓋的主題包括聲浪在海洋中傳播之基本原理,和聲納系統元件設計原理與分析。至於水中聲學其它許多重要主題,例如,聲浪與水中結構物相互作用、水下吸音材料、水下爆破、海洋音測等等。

水中聲學的範圖與應用皆十分廣泛,學習海洋科學與工程或多或少都會接觸到,更是研習海下技術,如水下通訊、水下探測、水下遙測等,不可或缺的工具。

本書從聲學在海洋中應用的觀點出發,以水聲探測系統為主軸,探討水中聲學原理,因此,所涵蓋的主題包括聲浪在海洋中傳播之基本原理,和聲納系統元件設計原理與分析。至於水中聲學其它許多重要主題,例如,聲浪與水中結構物相互作用、水下吸音材料、水下爆破、海洋音測等等。

 

作者現任國立中山大學海下技術研究所教授兼所長﹔主要學經歷包括美國麻省理工學院工程海洋學科學博士、伊利諾大學(芝加哥校區)機械工程哲學博士,分別主修海洋聲學、熱流科學;並曾先後任教於美國懷俄明大學數學系、杜克大學電機及電腦工程學系、及本校海洋環境及工程學系。

作者研究領域包括水中聲學(underwatersound)、聲浪散射(acoustic wave scattering)、海床聲學(seabed acoustics)、多孔介質熱傳導(heat transfer in porous media)、計算力學(computational mechanics)等。相關研究與教學成果,可參閱作者網頁,網址為:www.nsysu.edu.tw→海下技術研究所→劉金源。

作者現任國立中山大學(台灣﹒高雄市)海下技術
研究所教授兼所長﹔主要學經歷但括美國麻省理工
學院工程海洋學科學博士(Sc.D. in Oceanographic
Engineering, Massachusetts Institute of Technology)
、伊利諾大學(芝加哥校區)機械工程哲學
博士(Ph.D. in Mechanical Engineering, University
of Illinois at Chicago),分別主修海洋聲學(Ocean
Acoustics)、熱流科學(’Thermc←Fluid Sciences);
並曾先後任教於美國懷俄明大學(University of
Wyoming)數學系、杜克大學過(Duke University)電
機及電腦工程學系、及本校海洋環境及工程學系。
作者研究領域包括水中聲學(underwater
sound)、聲浪散射(acoustic wave scattering)、海
床聲學(seabed acoustics)、多孔介質熱傳導(heat
transfer in porous media)、計算力學(computational
mechanics)等。相關研究與教學成果,可
參閱作者網頁,網址為: www.nsysu.edu.tw→海
下技術研究所→劉金源。

 

 

  • 第一章 基本觀念(第1頁)
    • 1.1 什麼是聲波?(第1頁)
    • 1.2 為何在海洋中要使用聲波?(第4頁)
    • 1.3 波動的描述與特性(第6頁)
    • 1.4 聲波的描述與聲速(第10頁)
    • 1.5 聲波強度的度量──分貝(第14頁)
    • 1.6 海洋的聲學性質(第19頁)
    • 1.7 海洋的聲波傳播環境(第33頁)
    • 1.8 結語(第41頁)
    • 1.9 習題(第43頁)
  • 第二章 水聲之應用(第47頁)
    • 2.1 水中聲學發展簡史(第47頁)
    • 2.2 主要海下探測儀器介紹(第50頁)
    • 2.3 幾則水聲相關之應用問題(第60頁)
    • 2.4 專案研究(第69頁)
    • 2.5 國內相關研究機構與研究船(第76頁)
    • 2.6 習題(第78頁)
  • 【實驗室裡的趣談】(第80頁)
    • 緣起(第80頁)
    • 陳生的煩惱(第80頁)
    • 「費馬最後定理」的起源、與結束(第142頁)
    • “英國的海岸線有多長?"(第142頁)
    • 什麼是1.2618 度空問?(第206頁)
    • 再談談費馬這個人(第238頁)
    • 再看看碎形幾何(第264頁)
    • 「四色問題」的故事(第304頁)
    • 「最速降線問題」與伯努利家族的故事(第394頁)
    • 曠世天才:牛頓的傳奇(第450頁)
  • 第三章 聲納方程式(第81頁)
    • 3.1 水聲系統與系統參數(第82頁)
    • 3.2 聲納方程式(第86頁)
    • 3.3 聲納方程式的應用(第92頁)
    • 3.4 結語(第93頁)
    • 3.5 習題(第95頁)
  • 第四章 水中聲波(第97頁)
    • 4.1 散度定理(第98頁)
    • 4.2 控制方程式(第102頁)
    • 4.3 聲浪方程式(第110頁)
    • 4.4 水中聲壓的尺度(第113頁)
    • 4.5 聲波方程式的解(第115頁)
    • 4.6 聲場相關的參數與物理量(第127頁)
    • 4.7 平面波傳播與電導傳輸之類比(第137頁)
    • 4.8 習題(第140頁)
  • 第五章 界面效應與都卜勒頻移(第143頁)
    • 5.1 惠更斯──菲涅耳原理(第144頁)
    • 5.2 平面波之反射與透射:瑞利問題(第146頁)
    • 5.3 都卜勒效應(第159頁)
    • 5.4 習題(第166頁)
  • 第六章 聲設在海水中之衰減(第169頁)
    • 6.1 聲波能量之幾何擴散衰減(第169頁)
    • 6.2 聲波在介質內之吸收衰減(第171頁)
    • 6.3 海水吸收對相位速度的影響(第175頁)
    • 6.4 吸收係數(第178頁)
    • 6.5 複數聲速(第180頁)
    • 6.6 海水對聲能之吸收(第181頁)
    • 6.7 選擇聲納操作頻率的準則(第191頁)
    • 6.8 相關問題與結語(第195頁)
    • 6.9 習題(第202頁)
  • 第七章 電聲換能(第207頁)
    • 7.1 電聲換能材料(第208頁)
    • 7.2 電聲換能相關基礎原理(第210頁)
    • 7.3 電聲換能原理──等效電路(第216頁)
    • 7.4 發射器之效率(第221頁)
    • 7.5 接收機靈敏度(第224頁)
    • 7.6 範例說明(第226頁)
    • 7.7 孔蝕與最大輻射功率(第229頁)
    • 7.8 水下聽音器之操作效能與應用(第231頁)
    • 7.9 習題(第236頁)
  • 第八章 聲源模式(第239頁)
    • 8.1 單極聲源(第240頁)
    • 8.2 脈動球體單極聲源實例說明(第244頁)
    • 8.3 偶極聲源(第253頁)
    • 8.4 四極聲源(第256頁)
    • 8.5 有關聲源的產生過程(第258頁)
    • 8.6 習題(第262頁)
  • 第九章 水中陣列:基本分析(第265頁)
    • 9.1 線陣列與波束圖形(第266頁)
    • 9.2 線陣列輻射聲場之性質(第272頁)
    • 9.3 指向性指數與等效束寬(第278頁)
    • 9.4 面陣列(第283頁)
    • 9.5 體陣列(第294頁)
    • 9.6 綜合整理(第300頁)
    • 9.7 習題(第302頁)
  • 第十章 水中陣列:操控與設計(第305頁)
    • 10.1 調變函數及傅立葉轉換法(第306頁)
    • 10.2 指向性因數與調變函數的關係(第310頁)
    • 10.3 波束操控(第311頁)
    • 10.4 分段式線陣列(第321頁)
    • 10.5 波束聚焦(第327頁)
    • 10.6 波束合成(第332頁)
    • 10.7 陣列大小的設計準則(第336頁)
    • 10.8 直線水聽陣列(第338頁)
    • 10.9 結語(第341頁)
    • 10.10 習題(第343頁)
  • 第十一章 折射波導中聲波之傳播(第347頁)
    • 11.1 基本觀念(第348頁)
    • 11.2 聲線軌跡與傳輸損失之計算(第358頁)
    • 11.3 混合層波導(第368頁)
    • 11.4 聲發波導(第376頁)
    • 11.5 基礎聲線理論(第380頁)
    • 11.6 結語(第383頁)
    • 11.7 習題(第387頁)
  • 第十二章 等聲速波導中聲波之傳播(第395頁)
    • 12.1 半無窮海洋中點聲源之聲場:影像聲源法(第396頁)
    • 12.2 理想波導(第400頁)
    • 12.3 理想浪導中聲波之傳播:影像聲源法(第402頁)
    • 12.4 理想波導中聲波之傳播:簡正模態法(第404頁)
    • 12.5 理想被導中聲波之傳播:波數積分法(第415頁)
    • 12.6 珮克瑞斯波導──非理想法導中聲波之傳播(第426頁)
    • 12.7 結語(第440頁)
    • 12.8 習題(第443頁)
  • 第十三章 海洋中目標物之聲學特性(第451頁)
    • 13.1 主動系統中目標之強度(第452頁)
    • 13.2 全反射球體之目標強度(第455頁)
    • 13.3 大型外凸物體之目標強度(第461頁)
    • 13.4 船艦與生物之目標強度(第467頁)
    • 13.5 被動系統中目標物輻射之聲紋(第472頁)
    • 13.6 目標強度量測方法(第478頁)
    • 13.7 習題(第480頁)
  • 第十四章海徉環境噪音與迴響(第485頁)
    • 14.1 深海環境噪音之來源與特性(第486頁)
    • 14.2 環境噪音級(第493頁)
    • 14.3 陣列增益(第499頁)
    • 14.4 迴響(第505頁)
    • 14.5 自發噪音(第514頁)
    • 14.6 習題(第518頁)
  • 【FYI (參考資訊)】(第520頁)
    • MIT/WHOI 海洋研究院簡介(第520頁)
    • UCSD-SIO 海洋研究院簡介(第550頁)
    • 「亞洲海域國際聲學實驗」簡介(第592頁)
  • 第十五章 聲納信號處理與聲納效能(第521頁)
    • 15.1 決策判斷與偵測閾(第522頁)
    • 15.2 接收機操作特徵曲線與偵測指數(第524頁)
    • 15.3 偵測閾與輸入倍雜比的關係(第528頁)
    • 15.4 偵測閾之估算(第531頁)
    • 15.5 迴響背景噪音中偵測閾之設定(第533頁)
    • 15.6 聲納之效能評估與設計(第534頁)
    • 15.7 聲納方程式之實例應用(第538頁)
    • 15.8 總結語(第543頁)
    • 15.9 習題(第544頁)
  • 附錄A 水中聲學研究主題分類(第551頁)
  • 附錄B 應用程式(第553頁)
    • B.1 瑞利反射與透射係數計算與繪圖程式(第553頁)
    • B.2 瑞利反射之動態模擬程式(第556頁)
    • B.3 海水之吸收係數圖繪圖程式(第559頁)
    • B.4 脈動球體輻射性質計算與繪圖程式(第561頁)
    • B.5 輻射技束剖面圖繪圖程式(第564頁)
    • B.6 分段式水中陣列波束函數圖(第566頁)
    • B.7 分段式水中陣列指向性指數(第568頁)
    • B.8 洛埃德鏡面干擾模式圖繪圖程式(第570頁)
  • 附錄C 斯圖謨──劉維爾邊界值問題(第573頁)
  • 附錄D 綜合測驗題例(第575頁)
  • 圖目錄(第579頁)
  • 表目錄(第593頁)
  • 參考書目(第595頁)
  • 索引(第609頁)
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