Howe將氣動聲學理論方法分為三類：
本節主要介紹第一類理論方法的基本思想。簡而言之，聲比擬方法是在非穩態流場中，用一系列分布式的等效聲源分布來代替這些非均勻性對聲音傳播的影響。Rayleigh的名著《The theory of sound》中考察非均勻流動對聲波的散射作用時已經有了類似的思想， 而Lighthill聲比擬方程的提出進一步發揚了該思想。
Lighthill用聲比擬方法給出了從湍流到氣動發聲的分析思路，短短兩三行公式即道出了氣動聲學理論建模的真諦。譽滿天下，謗亦隨之，Lighthill聲比擬方法從來不缺乏質疑和挑戰。FfowcsWilliams在1984年指出從事空氣動力學的學者們最初認為聲比擬方法詭異，但是隨著學習和研究最終大家才全身心地接受此方法。顯然FfowcsWilliams過於樂觀了。2002年Tam設計了若干代表性數值實驗來試圖說明Lighthill聲比擬方法不成立。隨後Peake、Spalart和Morris&Farassat進行了精彩的Lighthill方法保衛戰。對壘雙方頗有古人之風，翩翩君子雖絕交而不出惡語，盡在數學模型和高精度數值模擬中完成高手過招。
初學者一般會從Lighthill的聲比擬方法著手開始學習氣動聲學，常見的問題有：什麼是聲比擬和聲比擬方法嚴格嗎？對於該類問題，建議可先借鑑國外學術大家在此類問題討論時所設計的理想數值實驗、嚴密邏輯和嚴謹態度。
在上述兩個初學者的常見問題之上，我們再添加兩個相關的常識問題：誰最先提出acousticanalogy這個詞？為什麼翻譯作聲比擬？在Lighthill的最初文獻提到了比擬這個詞。最遲至FfowcsWilliams和Hawkings的裡程碑工作已經開始稱之為「Lighthill’sacousticanalogy」。目前中文多翻譯為「聲比擬」，本文亦從之。翻閱《劍橋英漢詞典》，analogy翻譯做「類似、類比、比擬、類推」，進一步聚焦在明顯較合適的「類比」和「比擬」上分別查閱《辭海》，可知「比擬」為「修辭手法，把物擬做人或把人擬做物」，而「類比」則是「根據兩種事物在某些特徵上的相似，推論出它們在其它特徵上也有可能相似。用這種推理方法推出的結論是偶然性的，是否正確還有待實踐證明」。Lighthill’sacousticanalogy是從流體力學的Navier-Stokes方程出發，左端重組為波動方程，所有剩餘項移入方程右端，從而根據波動方程數學形式上的相似，推論出右端為等價的氣動聲源。這樣看來，聲類比才是正確的翻譯。但是早在氣動聲學理論出現之前，在經典聲學理論中聲類比已經特指為線性聲學部件和電學部件、機械部件之間由於控制方程相似而存在的類比關係。因此為了避免與經典聲學中的類比混淆，目前將acousticanalogy多翻譯做聲比擬是合理的。
Lighthill運用了類似上述電聲類比的思想來研究氣動發聲問題，該類比思想在經典聲學中很常見，但是對於流體力學學者來說略顯突兀，所以FfowcsWilliams說最開始大家都表示難以接受，紛紛嘗試別的途徑，但最後都還是殊途同歸到Lighthill聲比擬的旗下。FfowcsWilliams同時還指出未來Lighthill’sacousticanalogy還會不斷被新人質疑並嘗試用新方法來取代，並未卜先知地預測結局多半還是跳不出Lighthill的聲比擬思想。
既然Lighthill的聲比擬思想已是圭臬，那氣動聲學作為一個學科又該如何繼續發展呢？Lighthill自身的經歷也許已經給出了答案。他在1973年對人工智慧基礎研究的否定性調查報告導致了英國政府在長達10年的時間裡面撤消了對該領域的絕大部分資助，而人工智慧的最新爆發顯然來自計算機技術的支持和大量潛在應用的驅動。因此，氣動聲學的新發展也必須等待新應用問題和新工具的出現。
歷史上，氣動聲學最初研究的具體問題來自渦噴發動機射流噪聲。早期人們（甚至現在一些接受非流體背景訓練的工程師和研究者）總把射流噪聲視作是射流以某種形式衝擊發動機噴管導致噴管振動發聲，企圖將問題轉化為經典聲學中的板、壁、殼振動發聲等問題。Lilley做了一個簡單的實驗，把鉛筆放入射流中擾動流場來改變了噪聲的模態從而否定了這種看法。
Lighthill提出的聲比擬理論可以直接解釋湍流和氣動聲源之間的關係，該關係在數學上的形式與電磁場中的四極子相同，因此被叫做四極子氣動聲源，從物理意義理解上可簡單記憶成此類湍流發聲等價於在空間內分布四極子聲源。Curle進而推廣了Lighthill的聲比擬理論，成功解釋了氣流與固壁作用發聲問題。最終，FfowcsWilliams和Hawkings兩人採用廣義函數將運動固壁的邊界條件寫入控制方程，從而給出了Lighthill聲比擬的最一般形式（著名的FW-H方程，FfowcsWilliams-Hawkingsequation），從物理機制上清晰解釋了旋翼發聲的三個氣動聲源：湍流聲源（四極子）、旋翼表面脈動力聲源（偶極子）和旋翼運動造成的氣動聲源（單極子），這三者又與湍流、脈動力和旋翼厚度有一一對應關係。
從氣動聲學角度，在遠場（距離聲源的距離遠遠大於相應的聲波波長）看來，所有氣動聲源都可以看做四極子、偶極子和單極子的組合分布，隨之就可以方便地開展量綱分析和估計遠場聲指向性。通過求解非齊次的波動方程，人們可以得到FW-H方程的積分解，得到遠場噪聲分布，其中偶極子和單極子對應於面積分，四極子對應於昂貴的體積分運算。此外，在計算遠場噪聲時人們還可直接從波動方程出發，在積分面處引入廣義函數從而得到用於遠場噪聲計算的Kirchhoff公式。由於該方法的推導過程已經假設了聲音傳播已經完全遵循齊次波動方程（即不含有源項），因此它只能在所謂的線性區域內有效。關於遠場，還有兩個源自經典聲學的重要概念，緊緻和格林函數，限於篇幅此處就不一一介紹。
如前所述，推導聲比擬方程的兩個重要元素在於選取合適的聲學變量，以及給出合適算子來描述聲音的傳播。關於這兩點，Lighthill在其短短兩頁的回顧論文中做了精要的說明。在此基礎上，描述非定常流動Navier-Stokes方程左端被重組為關於該變量（即選取的聲學量）的傳播方程，而剩餘的各項做為源項被置於方程的右端，他們表徵了整個流場的非定常運動與純聲波傳播的差異，也影響了聲波傳播的行為。至於聲學量的選擇，Lighthill考慮到聲音的傳播主要是由於流體的可壓縮性，從而將密度脈動作為聲學量。隨著氣動聲學整個學科的發展，在面對不同的問題時，人們基於具體的物理過程和流動發聲的特點又提出了基於不同聲學量的聲比擬方程。對於聲學量的選擇，Phillips方程和Lilley方程中採用lnp/p∞，Howe在其渦聲理論中則選用了總焓B=∫dp/p+v²/2，Goldstein在重新考察Lilley方程是選用了(p/p∞)1/γ-1。然而在極端情況下，譬如均勻流動、低速和聲波擾動幅值很小時，可以驗證這些聲學量其實是等效的，如lnp/p∞=ln(1+p′/p∞)≈p′/p∞，(p/p∞)1/γ-1≈p′/(γp∞)。最後，關於Lighthill聲比擬方程的拓展還在於不同背景流動的選取。最開始的拓展其實在Lighthill在1952年的開創性文章中亦有提及，如通過採用（伽利略）標變換將均勻流動的效果考慮進去。更進一步的，Phillips考慮了非均勻流動對聲波傳播的影響，導致原始波動方程中的時間求導算子替換成物質導數。然而，Doak隨後指出在一般湍流運動中，Phillips中選取的變量中亦有可能包含非聲成分。有鑑於此，Lilley將對流算子作用於Phillips方程的兩端，同時考慮了背景流動對聲傳播的影響和濾除非聲波擾動，從而更好地描述的流動發聲的機理，其也因此成為射流噪聲中著名的MGB模型的基礎。然而，該方程為3階，且係數非均勻，一般來說並不容易求解。最後，大多數上述的聲比擬方程，都是試圖將整個流體運動方程簡化為單個的聲傳播方程。而Goldstein在2003年推導了一組所謂的廣義的聲比擬方程，方程的左端是一系列關於聲學變量的線性化NavierStokes方程。不過，該方程的求解只能訴諸於數值方法或者必須求解昂貴的體積分運算。
隨著氣動聲學幾十年的發展，根據實際問題人們發展出了很多不同的聲比擬方程。所有這些理論發展都可以看做是聲比擬，都是在運用聲比擬思想，針對不同問題，發展合適的比擬手段。上面所提及的只是根據我們的經驗看較為常見的一些公式，其它的聲比擬方法如Powell渦聲公式、Ribner公式、Doak基於總焓的聲比擬公式、Mohring公式，以及一些該理論早期時候發展的公式。同時，針對特定問題，人們還在不斷提出新的聲比擬模型。限於篇幅我們不再一一列舉。
需要進一步說明的是，聲比擬方程都是從Navier-Stokes方程精確推導得到，所以如果能夠精確地給出他們的解，理論上也應該得到直接求解流動方程一樣的答案。總的來說，20世紀60年代到70年代間，Lighthill、Lilley、FfowcsWilliams和Howe等人分別從曼徹斯特大學、南安普敦大學和帝國理工學院匯聚到劍橋大學，建成了氣動聲學的理論大廈。對他們的成就，最合適的評價來自Howe：一條理論公式勝過一千次數值模擬！
聲比擬方法給出了氣動聲源及其物理機制，如固體表面脈動壓力即會形成偶極子聲源。但如果繼續追問下去，脈動壓力又是如何發聲的呢？難道是脈動壓力壓迫壁面如同鼓膜一樣發聲？抑或是近壁面邊界層的湍流結構形如橡皮筋拉伸、纏繞最後斷裂發聲？
為了進一步理解相應的物理機制，就需要看看Howe所總結的基於線性化波動方程的第二類理論方法。簡單來說，流動中的小擾動可依據特徵值分解為聲波、渦波和熵波，前者以聲速傳播，後兩者以背景流動平均速度傳播。順便說一下，上述分解幫助說明了脈動壓力包括聲波和偽聲波部分，兩者的分離可以採用頻譜和波數分析找出相速度，對應聲速的成分即為聲波。低速情況下暫不考慮熵波。
在平均流動中傳播的聲波入射與平板發生作用是經典散射問題。但是如果入射擾動為渦波（常常用於描述湍流脈動），通常可視為無散且主要運動為對流，即近似地滿足泰勒假設。這些渦本身也並不發聲，但是入射到平板後，由於固體邊界條件的限制，必須誘導出一些另外的運動產生反向的速度以抵消入射渦在壁面法向方向的分量。當入射的渦波為非穩態時，會在機翼表面產生非定常壓力分布，從而向外輻射偶極子類型聲波（根據Curle聲比擬公式）。這一類問題的研究可以追溯到vonKarman和Sears早在1938年提出的非定常機翼理論，經過前輩學者不斷發展，最終形成Amiet平板理論。該理論解也是目前工業界廣泛使用的高效預測模型。這就是前緣散射發聲機制，感興趣的讀者可以研究ICASE問題6來進一步加深理解。
類似的，平板的邊界層內湍流脈動在離開平板後緣時，如果採用泰勒假設，將在尾流中繼續保持其在平板上時的時空關係；但是在物理上，由於平板固體邊界的突然消失，後緣必須散射出合適的聲場從而在尾流中抵消來自上遊平板的湍流脈動量。這就是平板在前後緣的湍流發聲物理機制。具體的計算還需要上遊來流湍流信息和平板邊界層內湍流脈動信息。早期多採用各向同性或各向異性的湍流模型來給解析出此類信息，進而基於Schwarzschild方法或Wiener-Hopf方法給出理論解，現在亦可選用計算模擬或風洞測試來給出所需的湍流度、湍流積分長度、表面脈動壓力等信息來預測噪聲。
理解了平板前、後緣發聲機制，即可進一步理解螺旋槳、葉輪機械等一系列實際應用氣動噪聲的主要發聲機理，主要聲源都是上遊來流中所帶來的渦波在下遊部件的前緣散射發聲，同時該部件自身湍流邊界層在後緣的發聲、聲波在前後緣的不斷散射也都是可能的聲源。最後，定子和轉子之間的旋流、轉子的間隙效應等都可能誘導氣動發聲。
Howe所總結的基於經驗/半經驗模型的第三類理論方法多是針對特殊問題。一個經典的例子就是空腔噪聲及Rossiter給出的經驗模型，即空腔在流動中會誘發閉環正反饋發出強聲，該問題幾何設置異常簡單，卻包含了豐富的流體物理、聲學甚至控制理論的元素，因此和射流一樣都是氣動聲學中歷久彌新的問題。
為求簡單理解的話，可將噪聲分解成寬頻和純（tonal，水下多成為線譜）噪聲，寬頻噪聲大致源自湍流（四極子）和表面脈動壓力（偶極子），純音噪聲多來自閉環正反饋、旋轉（單極子）或脫落渦。針對不同實際問題，可基於FW-H公式先找出主要聲源，然後再針對其開展研究。
第一類和第二類理論方法揭示了從流動到聲的機制，尤其是聲比擬直接建立了氣動計算和測試跟遠場聲場之間的關係，只要給出在近場的CFD或流場測試結果，即可根據FW-H公式預測遠場。當然，具體聲源計算還需要精確的計算或測試。華人學者對氣動聲學的計算技術的發展做了不少貢獻，有代表性的工作有佛羅裡達大學的Tam、老領地大學的Hu和聖母大學的Wang等人。最核心的代表性測試技術是開口/閉口風洞內的氣動聲學傳聲器陣列成像技術。
當前國內最緊要的幾個應用來自大飛機、發動機和直升機。對民用飛行器來說，按照噪聲源強度排序大致有發動機風扇噪聲、射流噪聲、起落架噪聲、增升裝置噪聲等。渦扇發動機的風扇和壓氣機問題需要較為特殊的格林函數，其它問題可近似採用自由場格林函數處理。此外，國外2005~2010年的研究熱點集中在機體噪聲，2010~2014年的研究熱點集中在開式對轉發動機，近幾年開始關注前後緣鋸齒降噪和風扇寬頻噪聲。研究工作涵蓋上述各個方面的華人學者有南安普敦大學/香港科技大學Zhang，其課題組在空腔、機體、發動機等方面做了一系列的計算、實驗和理論工作。國內學者也做了不少工作，近幾年相關研究有增升裝置[、起落架、射流、腔體噪聲、聲襯、氣動噪聲成像的陣列測試技術、湍流中聲學隱聲、旋轉部件發聲等等。此處我們必須申明本文的主要目的是為初學者服務，而不是窮舉我國學者的近期工作，上述引文難免會有疏漏的地方。
大量的實際設計是安全和效率最優先，氣動聲學的研究多是輔助設計者在了解在滿足安全和效率要求的設計的氣動發聲原理的情況下，進而開展一定程度的多目標優化。在水下、發動機葉片高周疲勞、高超飛行器熱防護材料氣動聲疲勞、空間站洩漏的氣動發聲等問題中，氣動噪聲具有主導地位，但同時和流體、固體、傳熱等多個學科緊密耦合，如何針對性地建立模型、發展工具、解決問題不是一件易事。
最後，我們要強調一點，大多數系統設計中安全性和效率是最首要的設計約束，相比起來氣動噪聲還是一個弱約束。絕大部分氣動聲學研究工作的目的是搞清楚某個系統氣動發聲的機制，從而能夠在滿足安全性和氣動效率的前提下同時降低噪聲。但是在水下，尤其是艦隊高速護航等狀態下，流動噪聲設計就會變成強約束。這方面的公開權威文獻非常少，Dowling曾經對聲納自噪聲做過分析；同時各處散布的水下噪聲文獻的引文出處大都會回到聲比擬理論（尤其是FW-H方程）；最有代表性的水下噪聲實驗的公開結果還是20世紀70年代初賓夕法尼亞州立大學的Sevik做的螺旋槳水筒實驗，聖母大學在2000年前後在其氣動聲學風洞中也做了一系列傳感器設計、螺旋槳噪聲測試和湍流網實驗並發展了相關理論模型，但核心方法還是結合了聲比擬和Amiet模型，具體可以參考相關文獻。
由於氣動聲學涵蓋面十分廣泛，同時囿於篇幅和我們的學識，一個面面俱到的綜述是不可能的，因此我們以札記的形式，重在基礎性地介紹和文字評述並給出重要引文，希望幫助初入此領域的同仁建立基本概念，以利進一步後續研究。
建議初學者應首先閱讀Dowling和FfowcsWilliams的教科書《Soundandsourcesofsound》，該書從經典聲學步步鋪陳，介紹了聲學領域的各種基礎知識，並在此基礎上很好地與氣動聲學聯繫起來；然後可進一步翻閱Rienstra的教科書《Anintroductiontoacoustics》，該書內容詳實涵蓋了聲襯和管道聲的主要內容，但是要求讀者具有較紮實的數理基礎；對於其他關於聲比擬方程的教科書可以參閱Howe的《Thetheoryofvortexsound》，該書前兩章給出了氣動聲學理論和常用的數學基礎的精要介紹，然後主要聚焦在其自身提出的渦聲理論;最後，對測試感興趣的讀者可以翻閱Mueller的著作《Aeroacousticsmeasurements》，該書詳細介紹了聲學陣列的布局優化、傳感器校準、聲成像常規算法、開/閉口風洞內測試技術、機體氣動噪聲成像、螺旋槳噪聲成像和射流噪聲相干測試和背景噪聲抑制等問題。
我們認為氣動聲學和流動噪聲的新發展主要在三個方向：
首先，來自新的工程問題的牽引。當前我國一系列新的應用問題和裝備研製對氣動聲學和流動噪聲提出了不少需求，有些課題，如各類發動機噪聲、機體噪聲、仿生噪聲、螺旋槳噪聲、燃燒噪聲等在國外已經發展了很多年並且存在大量文獻，因此應該在廣泛調研文獻的基礎之上去蕪存菁，進而結合實際問題研究具體解決之道。還有些問題國外幾乎不發表相關工作，比如水中裝備的流動噪聲問題，比較有代表性的文獻只能找到Dowling關於聲納流動自噪聲的建模討論，其它一些無空泡螺旋槳推進噪聲的論文則大都和氣動噪聲問題並無太大區別，此時就特別需要發揮創造力研究並解決實際問題。
其次，來自新的工具的支持。新的計算機技術如GPU、人工智慧和量子計算，和新的測試技術如矢量傳感器陣列、tormoPIV等，從工具角度給氣動聲學學科提供了新的發展可能。基於人工智慧和量子計算發展適合氣動聲學的計算方法（如空間格式和時間格式）和設計工具，目前還幾乎是一片空白。同時，作為氣動聲學最關鍵測試技術———陣列成像技術，目前的傳感器還主要局限在傳聲器且受限於信噪比，主要只能面向低速機體噪聲成像等應用，在水下、旋轉部件成像、高亞聲速風洞測試技術方面還有很多工作需要開展，未來還可以進一步考慮異構傳感器陣列，進一步解決面向氣動聲學的多物理場測試問題。這方面工作還有許多的未知挑戰。
第三，來自學科的不斷交叉融合。目前在對寬帶噪聲的建模、仿真和控制，以及對低頻噪聲的控制方面還存在不少挑戰，可能還需要引入主動控制和反饋控制來解決這些問題。但目前三維齊次時不變線性波動方程的可控性的證明尚難完成，更不要說符合氣動聲學範疇的非線性、時變、非齊次系統了。此外，在地外聲學，如太陽日震波（研究太陽內部發展機制）、火星風暴噪聲（用於登陸器的極端天氣預報）等問題，在生物力學，如從聲經耳蝸內液體到基底膜傳播到聽神經纖維的機制等，都需要和其他學科不斷的融匯貫通。氣動聲學學科的開拓者們，如Lighthill、FfowcsWilliams和Lilley分別在耳蝸、地外、生物飛行等方面從氣動聲學角度開展了不同程度的研究。
最後，我國氣動聲學和流動噪聲研究和發展的未來也必將在年輕一代。
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