Přehled studia | Přehled oborů | Všechny skupiny předmětů | Všechny předměty | Seznam rolí | Vysvětlivky               Návod

---

XP02TZP	Teorie zvukového pole
Role:	S	Rozsah výuky:	2P
Katedra:	13102	Jazyk výuky:
Garanti:	Jiříček O.	Zakončení:	ZK
Přednášející:	Červenka M., Jiříček O.	Kreditů:	4
Cvičící:		Semestr:	Z

Webová stránka:

https://moodle.fel.cvut.cz/courses/XP02TZP

Anotace:

Cílem předmětu je hlubší seznámení s teoretickými základy fyzikální akustiky. Ze základních předpokladů mechaniky tekutin jsou odvozeny rovnice kontinuity, pohybová rovnice Eulerova a Navierova-Stokesova a rovnice energetické bilance. Z těchto rovnic je v rámci akustické aproximace odvozena vlnová rovnice a některá její speciální řešení. Obecné řešení vlnové rovnice a rovnice Helmholtzovy je formulováno pomocí Helmholtzova-Kirchhoffova integrálu a integrálu Rayleighova. S jejich využitím jsou řešeny některé úlohy vyzařování a difrakce zvukových vln. Problematika popisu zvukového pole je dále rozvinuta pomocí metod Fourierovské akustiky.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: XP02TZP

Osnovy přednášek:

1.		Opakování: diferenciální operátory, Gaussova věta, vlnová rovnice v 1D, metoda charakteristik, d'Alembertovo řešení vlnové rovnice.
2.		Vlnová rovnice ve 3D: rovinná vlna, kulová vlna, válcová vlna.
3.		Akustická částice, Lagrangeova a Eulerova metoda popisu pohybu tekutiny, totální, lokální a konvektivní derivace, rovnice kontinuity.
4.		Eulerova a Navierova-Stokesova pohybová rovnice, viskozita, vírové a nevírové pole, rychlostní potenciál.
5.		Energetická bilance v tekutině, stavová rovnice.
6.		Akustická aproximace rovnic mechaniky tekutin, vlnová rovnice pro akustický tlak a rychlostní potenciál.
7.		Akustická intenzita, hustota energie zvukového pole, rovinná zvuková vlna, specifická akustická impedance, reprezentace pole pomocí fázorů.
8.		Zvukové pole v okolí pulsující koule, vyzařovaný výkon, bodový zdroj zvukového pole, objemový zdroj zvukového pole.
9.		Homogenní a nehomogenní Helmholtzova rovnice, Greenova funkce pro volné pole.
10.		Helmholtzův-Kirchhoffův integrál, aplikace na objemový zdroj zvukového pole, Sommerfeldova vyzařovací podmínka.
11.		Rayleighův integrál, aproximace pro výpočet vzdáleného pole, vzdálené pole kruhového pístu, směrovost.
12.		Zvukové pole v ose kruhového pístu, blízké pole, přechod do pole vzdáleného, Rayleighova vzdálenost.
13.		Fourierova transformace transientního zvukového pole, difrakce rovinné vlny na kruhovém otvoru.
14.		Fourierovská akustika: popis vyzařování zvuku, evanescentní vlny, akustická holografie.

Osnovy cvičení:

Literatura:

1.		D. T. Blackstock, Fundamentals of Physical Acoustics, Wiley-Interscience, 2000.
2.		P. M. Morse, K. Uno Ingard, Theoretical Acoustics, Princeton University Press, 1987.
3.		E. G. Williams, Fourier Acoustics: Sound Radiation and Nearfield Acoustical Holography, Academic Press, 1999.
4.		Z. Škvor, Elektroakustika a akustika, Vydavatelství ČVUT Praha, 2012.
5.		J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, Roberts and Company Publishers, 2004.
6.		D. J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, Addison Wesley, 1999.

Požadavky:

Základy fyziky. Základy vektorové analýzy. Základy Fourierovy transformace. Ke zkoušce není požadován zápočet.

Klíčová slova:

akustika, zvukové pole, vlnová rovnice, Helmholtzova rovnice, Rayleigho integrání rovnice.

Předmět je zahrnut do těchto studijních plánů:

Plán	Obor	Role	Dop. semestr
DOKP	Před zařazením do oboru	S	–
DOKK	Před zařazením do oboru	S	–

---

Stránka vytvořena 17.1.2025 07:50:38, semestry: Z,L/2024-5, Z/2025-6, připomínky k informační náplni zasílejte správci studijních plánů

Návrh a realizace: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)