许多流体专业的小伙伴在学校接触的都是气动问题，但是进入企业之后会发现，对于许多实际的民用产品来说，噪声性能的重要性似乎比气动性能更为突显。而作为和流体相关的三大学科（气动、热、气动噪声）中最玄乎的一门，看不见摸不着的噪声也最令人头大。

于是，很多小伙伴痛定思痛，下定决心好好的学一下噪声，希望我们能推荐一些入门的书籍。笔者一直固执的认为，与其抱着大部头的噪声书籍纠结“偶极子和四级子到底存不存在？”或者“莱特希尔方程又是如何推导出来的？”，还不如好好的看清楚噪声的频谱到底是什么意思。毕竟，看懂一张频谱对于大部分的人来说更有意义。

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究竟何为声音？

苏轼的《赤壁赋》中有曰，“耳得之而为声，目遇之而成色”。因此，可以笼统的认为耳朵听到就是声音。那么我们不禁要问，声音为什么会传到耳朵里呢？

声音 (sound) 是由物体振动产生声波，通过介质（空气或固体、液体）传播，并能被人或动物的听觉器官所感知的波动现象。

最初发出振动的物体叫声源。声音以波的形式振动传播，所以声音是一种波。更准确地说，在流体中传播的声波是一种小扰动波，其引起压力的微弱扰动以纵波的形式传播，而声波的传播过程表现为流体一系列的局部微弱压缩和膨胀行为。

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信号处理的意义

声音的本质是压力脉动，所以无论是仿真还是实验，直接测量得到的都只是每个时刻的压力值。尽管我们也可以通过时域上的压力信号的大小定性的判断压力脉动的强弱，但是压力的时间信号太过杂乱无章，我们很难把它和流场以及几何结构相对应起来。就好比，老师准备组织班级的秋游活动，来到班里征询同学们的意见，而同学一听说要秋游就兴奋地大喊大叫，有的人喊去迪士尼，有的人说去森林公园烧烤，还有的人说去徒步旅行。大家你一言我一语，教室里乱哄哄的，就好比杂乱无章的压力时间信号，老师也搞不清楚大家在说什么。

不过熟悉信号处理的老师也有办法过滤大家的想法：老师先大喊了一声，大家都别说话了，都跟我来操场上。到了操场以后，老师在地上放了五个牌子：依次写着迪士尼、森林公园、徒步、爬山、真人CS。然后老师告诉大家根据自己的兴趣站到各个牌子的后面。一会的功夫，原本杂乱无章的信号就变得清晰起来。

老师通过分类的信号处理，把七嘴八舌的同学区分开来，并了解每个人的意图。而对于实际的信号处理，我们通常需要把时域的信号转换为频域，以便更清晰地辨识信号的特征。

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说一说时域与频域

时域很好理解，就是描述信号随时间变化的坐标系，比如我们使用压力传感器记录的一段压力信号，就是用时域表征。而频域是描述信号在频率特性时用到的一种坐标系，其横坐标就是频率——即物体在一秒钟之内振动的次数，单位是赫兹 (Hz)。

对于特定几何尺度的物体，气流在一秒钟内扫过它的次数就是频率，所以速度越快，意味着产生的信号频率越高；而频率与几何尺度则往往成反比的关系，即尺寸越小，产生的频率越高。

所以，相对于时域，频域的信号更容易和几何结构以及流场建立相互对应的关系。理解了频域对于噪声分析的意义，我们不禁要问，信号处理又是如何把杂乱无章的时域信号转换成有迹可循的频域信号呢？答案就是大家耳熟能详的傅里叶变换。

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傅里叶变换从入门到放弃

啥是傅里叶变换呢？额，《复变函数与积分变换》这门工科的基础课，是不是和笔者一样偷偷地坐在最后一排睡大觉了？

我们知道，任何连续测量的时域信号，都可以表示为不同频率的正弦波信号的无限叠加，即傅里叶原理。而傅里叶变换，则是把这些正弦波信号复原并换算到频域空间的积分变换方法。