ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы АКУСТИЧЕСКИЕ ТЕЧЕНИЯ Общие замечания из "Введение в нелинейную акустику Звуковые и ультразвуковые волны большой интенсивности " В ОСНОВНОМ, ПО методам индикации давления. Радиометр, применяемый в вертикальном звуковом пучке, обычно представляет собой очень чувствительные весы [26. 27]. одна из чашек которых заменена приемным элементом радиометра. Радиометр, применяемый в горизонтальном звуко-вом пучке, имеет вид легкого маятника, возвращающей силой которого может быть либо сила тяжести [22], либо упругость закрученной нити [28, 25]. [c.201] Методы индикации отклонения радиометра не отличаются от методов определения малых смещений или малых-поворотов здесь применяются оптические методы, при которых луч отражается от маленького легкого зеркальца, закрепленного на радиометре, наблюдение отклонения в микроскоп и др. В [16] для определения отклонения радиометра применен легкий блок конденсаторов ротор блока соединялся с подвижным коромыслом радиометра по изменению емкости конденсаторов можно было судить об отклонении радпометра. Оригинальная разновидность радиометра предложена в [29]. Радиационное давление определялось по деформации свободной поверхности жидкости. Этим методом широко пользуются для качественного определения интенсивности сравнительно мощного ультразвука в жидкостях. [c.201] Измерение радиационного давления затрудняется рядом явлений. В звуковом поле на показания радиометра могут влиять конвективные потоки от источника звука (особенно в вертикальном звуковом поле), силы поверхностного натяжения жидкости, пузырьки, осаждающиеся на приемном элементе радиометра, и ряд других причин. Но особенно сильное влияние на показания радиометра оказывает акустическое течение (см. гл. 6) ). Для уменьшения этого влияния использовалось несколько методов, эффективность которых, по-видимому, все-таки недостаточна. [c.202] В ТО время как действие потока запаздывает. Однако вопрос о развитии акустического течения недостаточно изучен (см. гл. 6, 8). Кроме того, радиометры, особенно чувствительные, чрезвычайно инерционны, и для абсолютных измерений звукового поля этот метод вряд ли может быть рекомендован. Более эффективным методом устранения течения является выбор такой конфигурации звукового поля, когда возникновение течения затруднено (подробнее об этом см. гл. 6, 6). [c.203] Во многих случаях для определения моментов, закручивающих диск Рэлея, и радиационного давления применялась низкочастотная модуляция амплитуды излучаемого звука [34—37]. Приемником радиационного давления в этом случае может быть чрезвычайно чувствительный микрофон. В [36] для этой цели использовался конденсаторный микрофон с тонкой (- 0,002 см) посеребренной целлофановой мембраной. Для диска Рэлея, где частота модуляции достаточно низка, можно использовать резонанс крутильных колебаний подвеса. Эии методы, однако, недостаточно теоретически обоснованы. В частности, остается неясным вопрос о том, какую роль при такого рода экспериментах играют нелинейные взаимодействия в среде и как результат такого взаимодействия — акустическое детектирование. [c.203] Эти результаты интересны тем, что они показали анизотропный характер радиационных сил в звуковом поле и, следовательно, справедливость бриллюэиовского рассмотрения радиационного давления. [c.204] В случае полностью поглощающего приемного элемента по (5.35) радиационная сила не зависит от угла отклонения и нулевой метод не обязателен (если, разумеется, радиационная сила не меняется от перемещения приемного элемента радиометра). [c.204] Акустическими течениями (иногда также встречается термин звуковой ветер или кварцевый ветер ) обычно называют стационарные вихревые потоки жидкости или газа, возникающие в звуковом поле. Распространение интенсивных звуковых и особенно ультразвуковых волн в газах п жидкостях, как правило, сопровождается образованием таких вихревых потоков. Эти потоки возникают как в свободном неоднородном звуковом поле, так и особенно вблизи препятствий различного рода, помещенных в звуковом поле, или вблизи колеблющихся тел. [c.207] Вихревые потоки над колеблющейся мембраной, по-ви-димому, впервые наблюдал Фарадей [1] еще в 1831 г. Теория этого явления была дана Рэлеем в конце прошлого столетия. Им быото показано, что постоянные силы, возникающие в звуковом поле из-за вязкости среды, зависящие квадратично от переменных поля, должны привести к образованию стационарных потоков, имеющих вихревой характер. После этого теория акустического течения неоднократно привлекала и продолжает привлекать к себе внимание многих исследователей до самого последнего времени. Эти теоретические работы подверглись многочисленным экспе-римента пьным проверкам. [c.207] Для стационарного течения v не должно зависеть от времени усреднения X. Вопрос о скорости течения требует еще дополнительного анализа, так как в решении некоторых задач нелинейной акустики (см., например, гл. 2, 4) появляется постоянная составляющая скорости, не связанная, однако, с переносом массы, ибо средний по времени поток массы равен нулю. [c.208] В настоящее время можно считать более пли менее завершенной теорию акустических течений только второго приближения. Естественно, что эта теория применима только тогда, когда скорость стационарного потока много меньше амплитуды колебательной скорости в звуковой волне. Это условие приводит к ограничениям как амплитуды звука, так, в некоторых случаях, и геометрических областей звукового поля, где эта теория еще применима. Когда это условие не выполнено, необходимо либо отыскание более высоких приближений [2], либо выделение стационарного потока из уравнений, не используя метод последовательных приближений, что приводит, конечно, к своеобразным трудностям (см. [3]). [c.208] Отнюдь не все колебательные движения конечной амплитуды в вязкой жидкости вызывают потоки. Например, вязкая волна, вызванная колеблющейся в своей плоскости стенкой и распространяющаяся нормально к поверхности стенки (в этом случае, как известно, возможно точное решение), не сопровождается переносом массы. Уравнения гидродинамики в этом слзгчае решаются точно и не дают не зависящих от времени потоков. [c.210] Вернуться к основной статье