ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Акустические волны в однородной среде из "Анализ гидроакустических систем " Распространение звука в воде представляет собой механический процесс, который определяется механическими свойствами жидкости, в частности инерциальными и упругими свой- ствами элементарного объема среды. Система сил, действующих на элемент объема, приводит к ускорению, противоположному силе инерции. В элементе объема создается механическое напряжение, связанное с приложенной силой и с упругостью среды. [c.25] Общая энергия, содержащаяся в этих механических эффектах, включает кинетическую энергию движения и запасенную внутренним напряжением потенциальную энергию. [c.25] Источник переменной механической силы производит несбалансированное воздействие на соседние элементы объема. Распространение фронта результирующего явления смещение — напряжение от источника происходит в виде продольной волны сжатия, которая передает механическую или акустическую энергию от точки излучения. [c.25] излучаемая осциллирующим источником, состоит из областей сжатия, где давление превышает равновесное значение, и области разрежения, в которой давление меньше равновесного. Эти области движутся (распространяются) от источника с постоянной скоростью, определяемой свойствами среды. На рис. 2.1. максимумы давления показаны в некоторые мгновенные значения времени, следующие от момента начала колебаний источника. Для однородной среды эти максимумы будут наблюдаться на поверхности концентрических сфер, располагающихся вокруг источника И. Для источника с синусоидальными колебаниями одной частоты сферы распределены в пространстве через одинаковые расстояния, равные длине акустической волны в воде. [c.25] распространяющиеся согласно сферической симметрии (см. рис. 2.1), называются сферическими волнами, а уравнения, описывающие их характеристики во времени и в пространстве, называются уравнениями сферической волны. [c.26] Рассмотрим удаленную от источника область пространства, размеры которой много меньше расстояния до источника. Как видно из рис. 2.1, в пределах этой области кривизна волновых фронтов мала. На больших расстояниях фронт сферической волны можно аппроксимировать плоскостью, считая, что размеры рассматриваемого участка ограничены. Уравнения сферической волны в этом случае упрощаются до уравнений плоской волны, описывающих распространения акустических плоских волн. [c.26] Очевидно, аппроксимация плоской волны не обеспечивает решения всех проблем распространения акустических колебаний. Однако для многих практических случаев такая аппроксимация оказывается достаточной и уравнения плоской волны дают простые соотношения между различными акустическими параметрами. [c.26] Обычная процедура состоит в том, чтобы получить обобщенное волновое уравнение. Уравнение плоской волны получается затем в виде частного случая обобщенного уравнения. Это подход детально проанализирован в замечательных рабртах [1. .. 3]. В этой главе рассмотрен прежде всего вывод простых соотношений между физическими свойствами среды и параметрами акустических колебаний, завершающийся решением уравнения плоской волны. Преимуществом такого подхода является возможность использования простых хорошо известных электрических аналогов, обеспечивающих идентификацию соответствующих соотношений между акустическими и электрическими параметрами. [c.26] Общее волновое уравнение выводится аналогично уравнению плоской волны. В этой главе рассмотрены используемые в гидроакустике единицы, стандартные величины и общепринятые обозначения в децибелах. [c.26] Вернуться к основной статье