大约300种蝙蝠从鼻孔发出超声波声纳信号，然后用耳朵接收反射回波.从蝙蝠的外形上看，声纳信号发射的地方都有一些被称为“鼻叶”的复杂结构.蝙蝠中两个最大的种群具有鼻叶结构，即新大陆叶口蝠科(Phyl-lostomidae)和旧大陆菊头蝠科(Rhinolophidae)的蝙蝠。由于鼻叶的位置及其外形结构特点，一直以来人们认为它具有声学方面的功能，可以改变蝙蝠声纳的波束外形.目前一些实验方面的研究表明蝙蝠的鼻叶存在这样的影响，但有关的实验数据不足，而且仅限于一些粗糙的观察资料.我们所研究的鲁氏菊头蝠(Rhinolophus rouxi)属于菊头蝠科，它鼻叶的顶叶、鞍状叶、马蹄叶和顶叶横沟在声学方面的作用一直未得到合理的解释。 本文应用数值计算方法首次对鲁氏菊头蝠的鼻叶进行了声学方面的研究，我们不仅分析了鲁氏菊头蝠鼻叶结构三个组成部分对声场近场分布和远场辐射波束形成的影响，而且研究了顶叶横沟的声学作用，论述了横沟起谐振腔作用的物理机理，同时分析了声波传播时所发生的反射和阴影产生过程.在近场的分布中，鼻叶结构的影响可分成一些小的分区，这些小分区可看作是由某个鼻叶部分单独存在时对近场影响的结果.本文分析了鼻叶各部分相互作用所产生的影响，特别是两个与频率有关的影响(谐振腔和阴影)的共同作用产生了更强的频率选择性.本论文的研究工作和成果如下： 1.应用高分辨率x射线微型CT机对鲁氏菊头蝠鼻叶样品进行扫描，得到鼻叶的数字图像表达.运用三维锥形光束重建算法得到了鼻叶结构的断层图像，这些具有256灰度级的图像通过高斯滤波器和二值化处理，得到只表示空气和鼻叶组织的图像，这些图像可变成由立方体体素组成的鼻叶数字结构，该结构经网格化后用于有限单元法的数值计算。 2.经布尔逻辑运算，通过去掉鼻叶一个、两个或三个组成部分可得到包括鼻叶原始结构在内的八种组合结构，另外为研究顶叶横沟的声学作用，我们用手工对横沟作了填补，在数值计算时这些填补的体素表示鼻叶组织，通过这九种鼻叶结构的数值计算，我们不仅得到其声场近场声压强度和相位的分布，而且得到了其远场声压强度的分布。 3.实验结果表明鲁氏菊头蝠鼻叶上的三个组成部分和顶叶横沟不仅对声场的近场分布，而且对远场辐射波束形状都有显著的影响： 在近场，顶叶可增强其附近尤其较低频率时在横沟中的声压强度，鞍状叶和马蹄叶的结构形状类似于盾形或抛物反射面的曲面组合，这个反射面将声音反射出去，在它们的前方将声场能量集中，并在鞍状叶的上部和马蹄叶的侧面形成阴影区域.鞍状叶不仅影响其上面的近场分布，而且还影响顶叶附近尤其是横沟中的近场声场分布，这些都是在声音传播时由于受到鞍状叶遮挡而产生阴影所引起的。 在远场，顶叶影响低频时的远场辐射波束，鞍状叶和马蹄叶全面影响远场波束的形状.顶叶和鞍状叶一起可根据不同的频率在垂直方向上展宽波束，鞍状叶和马蹄叶的主要作用是对远场波束总体上的聚焦.鼻叶的各个部分共同相互作用，一起影响着声场的分布。 4.顶叶对声场近场和远场的作用主要取决于它上面的横沟，这说明鼻叶组成部分细节上的结构同样具有声学方面的作用.根据横沟中声压强度分布和空间及频率的关系，我们证明横沟是一个一端开口具有频率选择性的谐振腔，通过定量地分析横沟的谐振对远场方向性的影响，发现谐振只在固定方向上影响远场波束的形状，而不影响波束的其他方向.根据横沟中的声压强度随频率变化和远场方向性最大变化随频率变化之间的关系，使我们将近场(谐振腔)与远场(方向性)联系起来.结果表明：(a)蝙蝠可利用外部部分开口的腔体影响声音的发射；(b)外部谐振现象的应用说明即使蝙蝠面部的一些结构细节与声音发出的位置并不直接紧靠，它们同样可对声纳波束的形成产生作用；(c)蝙蝠可通过声学方面的物理效应针对不同的频率作不同的处理，以满足其不同的任务需要。 对下横沟来说，它的声场变化既受谐振的影响也受鞍状叶所产生的阴影区域的影响，两者的共同作用产生了更强的频率选择性。