ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Излучение квадруполя из "Волны в жидкостях " Раздел 1.8, посвященный моделированию в волновой кювете, заканчивается кратким обсуждением излучения звука компактными областями источников в случае, когда суммарная интенсивность диполей, а также суммарная интенсивность источников равна нулю. Было указано, что обычно такой характер носит излучение звука турбулентными потоками, не содержащими посторонних тел, которые моглп бы оказывать на воздух силовое воздействие. [c.78] Более простой пример представлен на рис. 15 звук, генерируемый двумя равными и противоположными диполями, описывается как излучение квадруполя. Его дальнее поле, как показывает сравнение рис. 13 и 15, слабее полей отдельных диполей по существу по той же причине, по которой дальнее поле компактной группы источников, суммарная интенсивность которых равна нулю (разд. 1.7), слабее полей отдельных источников. [c.78] Результирующее излучение квадруполя может иметь намного более слабое дальнее поле по сравнению с ближним полем, чем имеет даже излучение диноля. В некоторых случаях это может означать, что дальнее поле квадруполя вообще едва заметно. Однако в других случаях, когда напряженность квадруполя велика и на него не накладывается излучение монополя или диполя, такое квадрупольное излучение от турбулентности может вызывать очень неприятный шум, который важно исследовать количественно, чтобы найти способ его уменьшения. [c.78] Таким образом, исследование шума струи методами, основанными на теории данного раздела, должно дать ценные рекомендации для уменьшения шума. [c.79] При отсутствии действия на жидкость посторонних тел, погру-экенных в нее, это уравнение не будет давать излучения звука. [c.80] Этот вынуждающий член должен определять любое генерирование звука, т. е. флуктуации плотности р, распространяющиеся от турбулентного потока. Заметим, что величины Т можно считать пренебрежимо малыми вне области течения, где имеют место только таким образом генерируемые звуковые волны, для которых справедливы приближения линейной теории. Эти приближения с пренебрежимо малыми Г,- могут, однако, быть непригодными внутри потока, который составляет, следовательно, ограниченную область источника для генерируемого звука. [c.81] Уравнение (152) описывает распределенный источник звука. Мы можем установить соответствие его звукового ноля и звукового ноля, обусловленного изученными ранее механизмами генерирования звука (скоростью изменения массового расхода, генерирующего поле монополя, или силой, генерирующей ноле диноля) и в то же время мы мо/кем глубже понять эти механизмы, выводя аналогичные уравнения для описания распределенных монополя и диполя в линейной теории звука. [c.81] Это линейное волновое уравнение (149) с напряженностью источника (скорость изменения массового расхода) на единицу объема в правой части. [c.82] Этот результат также служит проверкой теории данной главы. Согласно разд. 1.5, звуковое ноле, генерируемое таким распределением внешних сил h на единицу объема, долл но быть распределением полей диполей напряженности / на единицу объема. На первый взгляд из сопоставления уравнений (158) и (154) следует другой вывод, а именно что указанное звуковое ноле представляет собой распределение полей точечных источников нанрян енности —dfjdxi на единицу объема. Можно показать, однако, что эти два описания всегда одинаковы. [c.83] Только что описанные гипотетические распределенные источники и диполи, возможно, и нельзя непосредственно использовать, но полученные результаты подсказывают, как практически работать с важным уравнением (152) для звука, генерируемого турбулентным потоком. Так же как первая производная в правой части уравнения (158) свидетельствует о том, что при этом излучение имеет вид излучения диполя с напряженностью fi на единицу объема, вторая производная в правой части уравнения (152) определяет излучение вида излучения квадруполя с напряженностью Тц на единицу объема. [c.84] В проведенных выше рассуждениях было использовано уравнение движения жидкости (2) без учета вязких напряжений, но оказывается, что включение последних дает малый дополнительный член в Tij (см. разд. 1.13). Следует отметить также, что условие акустической компактности (91), оказывается, требует специальной формулировки для турбулентных течений входящая в него величина I представляет собой эффективный размер вихрей, излучающих когерентно, а произведение ш1, как правило, является величиной порядка среднеквадратичной флуктуации скорости, которая обычно такова, что условие компактности (syl выполняется. Дальнейшее обсуждение этих и многих других вопросов, касающихся излучения звука потоками жидкости, можно найти в специальных монографиях и статьях. [c.86] Вернуться к основной статье