Волна акустическая стационарная

Re p). Следует также иметь в виду, что при наличии периодического возмущения скорости жидкости значение критического числа Рейнольдса может быть меньше, чем для стационарного режима течения. Кроме этого, при высоких частотах и достаточно сложном сигнале возмущения скорости может генерироваться искусственная турбулентность под действием интенсивных акустических волн. Эти эффекты могут существенно повлиять на средний по времени коэффициент теплоотдачи. Как правило, интенсивные колебания скорости или давления жидкости приводят к увеличению среднего по времени коэффициента теплоотдачи. Рассмотрим результаты экспериментальных исследований. [c.133]

Это выражение в точности совпадает с коэффициентом отражения брэгговского отражателя [см. (6.6.10)]. Характеристики акустического взаимодействия с противоположно направленными волнами аналогичны характеристикам брэгговского отражателя, за исключением того, что модуляция показателя преломления, создаваемая звуковой волной, перемещается в пространстве. Поскольку скорость звука пренебрежимо мала по сравнению со скоростью света, периодическое возмущение, вызванное звуковой волной, является, по существу, стационарным. Следовательно, все результаты, полученные в разд. 6.6 для брэгговских отражателей, можно использовать для описания акустооптического взаимодействия противоположно направленных волн. [c.379]

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]

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]

Теория второго приближения пригодна только для малых акустических чисел Маха и ламинарного акустического течения. При больших амплитудах звуковой скорости или смещения, когда течение еще остается ламинарным, характер обтекания цилиндра стационарным потоком перестает быть таким, как на рис. 46. В [2] обтекание цилиндра было определено с точностью до величин четвертого порядка малости. Линии тока показаны на рис. 47 для а / б = 7 и М / ка = 10. Как видно из сравнения рис. 46 и рис. 47, вихри в пограничном слое деформируются. Экспериментально такое изменение формы пограничных вихрей при увеличении амплитуды звуковой волны наблюдалось в [12]. [c.220]

Скорость отклика определяется скоростью распространения акустической волны s через поперечное сечение пучка. Время установления стационарного значения нелинейности показателя преломления /s = o/ s. [c.14]

Задаче о распространении пространственных акустических возмущений в различных каналах посвящено большое количество работ, причем в последнее время для ее решения широко используются численные методы (см. введение в [3]). В то же время среди этих исследований можно указать лишь несколько работ, в которых рассматриваются особенности, связанные с наличием точек поворота. Так, в [4] приведены качественные соображения, касающиеся явления отражения в геометрической акустике. В [5] найдено решение задачи о распространении трехмерных акустических волн в неоднородных волноводах (в покоящемся газе), справедливое и в окрестности точки поворота. Автору неизвестны работы, где была бы решена задача об отражении акустических волн в окрестности точек поворота при наличии неоднородного стационарного потока газа. [c.650]

В рамках коротковолнового приближения решена задача о распространении трехмерных акустических волн в осесимметричных каналах медленно изменяюш егося поперечного сечения нри наличии стационарного потенциального потока. Получено асимптотическое решение, справедливое при частотах, близких к частоте отсечки. [c.664]

Стационарная установка для литотрипсии состоит из следующих устройств генератора ударных волн средств акустической передачи ударных волн к телу пациента средств визуализации расположения камней. [c.178]

В металле уже нельзя считать стационарным. Фаза волны существенно меняется за время одного оборота электрона. Это приведет к осцилляциям акустического циклотронного резонанса. Его максимумы будут наблюдаться при частотах [c.211]

Согласно уравнению (2.9.50), вне области локализации источников профиль акустической волны трансформироваться не должен (так как в нашей простейшей модели отсутствуют поглощение, дисперсия и дифракция звука, а сами акустические волны имеют бесконечно малую амплитуду и, следовательно, не испытывают нелинейных искажений). Поэтому не удивительно, что в пределе 2-> >, г->оо (7 = /со - конечная величина) решение (2.9.53) описывает волну стационарного профиля [c.178]

Имеются другие типы акустических течений, связанных с наличием границ и препятствий. В сущности они были известны значительно раньше эккартовского течения, когда ультразвуковые волны еще не были получены. Впервые Фарадей еще в 1831 г. наблюдал стационарные вихревые потоки воздуха над колеблющейся мембраной. К течениям около препятствий обычно относят два вида акустических течений. Одно из них связано с именем Рэлея, создателя его теории (рэлеевское течение) [21]. Это течение возникает вне [c.135]

Для модели гомогенной среды с одинаковыми радиусами пузырьков и без учета процессов теплообмена исследование методами современной теории нелинейных волн, частично рассмотренными нами в гл. 3 и 4, было проведено в [57, 58]. Для такой упрощенной модели был найден ряд интересных результатов получено уравнение Бюргерса — Кортевега — де-Вриза, найдены акустические солитоны, проведены эксперименты, результаты которых достаточно хорошо совпали с предсказаниями теории [60, 61]. В [62] рассмотрены стационарные волны произвольной амплитуды. Здесь мы не имеем возможности детально останавливаться на большом круге этих интересных работ по нелинейной акустике жидкостей с пузырьками. [c.169]

С цвет отраженного света может измениться от красного до голубого — полный цветовой переход. Если холестерический жидкий кристалл привести в контакт со средой, в которой распространяются акустические волны, например поверхностные, то в результате поглощения последних в кристалле устанавливается стационарное распределение температуры, соответствующее распределению интенсивности звукового поля. Получившуюся картину — изображение звукового поля — легко наблюдать при освещении жидкого кристалла белым светом. [c.354]

Скорость стационарных акустических потоков меньше амплитуды колебательной скорости в звуковой волне. В том случае, когда скорость потока значительно меньше амплитуды колебательной скорости, представляется целесообразным называть течение медленным. В настоящее время как теоретически, так и экспериментально более или менее исследованы только медленные течения. Что касается быстрых течений, для которых скорость потока имеет порядок величины амплитуды колебательной скорости, то исследование их только начато и работ, посвященных этим течениям, еще очень мало. [c.90]

Измерялась толщина акустического пограничного слоя вблизи плоской пластинки в воздухе [36]. Пластинка размером 1 X 4 устанавливалась вдоль направления колебаний в стоячей волне, создаваемой мощной сиреной. Распределение скорости постоянного потока вблизи поверхности пластины определялось термоанемометром. Толщина акустического пограничного слоя не зависела от амплитуды звукового давления (от 7,6 до 24-10 бар) и вполне удовлетворительно совпадала с теоретической 6==(2г/со) /2 (для частот 4—1,2 кгц). Распределение скорости, полученное при амплитуде звукового давления 1,2 10 бар на разных частотах, показана на рис. 19 (кривые 1—3), На этом же рисунке приведено распределение скорости при обтекании пластины незвуковым стационарным потоком (кривая 4), скорость которого вдали от пластины равна амплитуде колебательной скорости в стоячей волне. В условиях эксперимента толщина акустического пограничного слоя была приблизительно на два порядка меньше толщины пограничного слоя при обтекании пластины стационарным потоком, что указывает на возможность ускорения различных процессов переноса в звуковом поле. [c.120]

Следует указать еще на одну существенную характеристику течений в акустическом пограничном слое. Речь идет о времени установления стационарного течения. Поскольку уравнение (57), определяющее стационарный поток, является уравнением диффузии, время диффузии вихрей в акустический пограничный слой имеет порядок б7v Г, т. е. стационарное течение устанавливается за время, близкое к периоду звуковой волны. [c.121]

Односторонняя диффузия в том виде, как она определена выше, — не единственный механизм массообмена в звуковом поле. Следует учесть еще стационарные акустические течения, возникающие у поверхности пузырька (микропотоки) в результате образования у границы пузырька сдвиговой волны вследствие торможения, вызванного вязкостью в акустическом пограничном слое, толщина которого зависит от частоты колебаний и вязкости среды [c.263]

Появление стационарных потоков при распространении звуковых волн конечной амплитуды в газе или жидкости можно объяснить, используя закон сохранения импульса [13]. Уменьшение величины импульса вследствие затухания звуковой волны компенсируется тем, что в движение приходит сама среда. В зависимости от причины затухания звука, возникают те или иные разновидности акустических потоков. Так, затухание звука в свободном пространстве приводит к появлению объемных сил, вызывающих однонаправленный поток (вдоль по лучу), который питается за счет жидкости (или газа), подтекающей извне луча около излучателя. Это — так называемый эккартовский поток [14]. Так как при сушке используются сравнительно низкие частоты и создаются звуковые поля сложной формы, где эккартовские потоки слабо выражены или совсем не возникают, рассмотрим лишь те потоки, которые появляются под влиянием поверхностных сил в пограничном слое у границы раздела среда — обрабатываемый материал или у ограничивающих поверхностей в сушильных устройствах. [c.587]

Экспериментальные работы по исследованию процесса массообмена в звуковом поле подтверждают решаюш,ее значение стационарных потоков. Так, в работе [61] указывается, что на двух частотах (11,5 и 18 кгц) были проведены опыты по испарению камфары с поверхности шара, помещенного в стоячую звуковую волну. Оказалось, что максимальный массообмен наблюдается в точках набегания акустических потоков (рис. 17), а минимальный — в точках, отстоящих от них на 90 . Правда, в работе [51], проводившейся па существенно более низких частотах, при том же направлении (вертикальном) колебательного движения, было получено равномерное удаление массы но всей поверхности сферы. Однако это можно объяснить тем, что в данном случае опыты ставились в условиях вынужденной конвекции, при которой максимальный унос массы в результате воздействия воздушного потока происходил именно в местах минимального влияния акустических потоков. [c.609]

Одно из самых интересных проявлений влияиня вязкости на звуковые волны состоит в возникновении стационарных вихревых течений в стоячем звуковом поле при наличии твердых препятствий или ограничивающих его твердых стенок. Это движение (его называют акустическим течением) появляется во втором приближении по амплитуде волны его характерная особенность состоит в том, что скорость движения в нем (в пространстве вне тонкого пристеночного слоя) оказывается не зависящей от вязкости, — хотя самим своим возникновением оно обя-зано именно вязкости Rayleigh, 1883). [c.430]

Определить акустическое течение в пространстве между двумя плоскопараллельными стенка.мп (плоскости у = О п (/ = /i), в котором имеется стоячая звуковая волна (80,3). Расстояние А между плоскостями (играющее роль хяракгерной длины I) удовлетворяет условиям (80,1) (Rayleigh, 1883), Решен и е. Ввиду малости скорости искомого стационарного дви- кения ю сравнению со скоростью звука, его можно считать несжимаемым. Более того, ввиду предполагаемо сколь угодной малости скорости о в звуковой волне (а вместе с ней и скорости о/с). в уравнении двил4еиия можно пренебречь квадратичными членами-). Тогда уравнение (15,12) для [c.432]

Согласно акустической аналогии задача о стационарном обтекании такой пластинки эквивалентна задаче о нестационарном одномерном движении газа впереди и позади поршня, движущегося равномерно со скоростью avi. Впереди поршня образуется ударная волна, а позади — волна разрежения (см. задачи 1, 2 99). Воспользовавшись получеииыми там результатами, находим искомую подъемную силу как разность давлений, действующи. на обе стороны пластинки. Коэффициент подъемной силы [c.661]

При г > Ti длительность фронта становится сравнимой с общей длительностью импульса, и его фронт нельзя считать стационарным. В дальнейшем Re уменьпиется и волна превращается в линейную. При этом говорят о переходе ударной волны в акустическую. [c.84]

Ближе к акустической ситуации цикл экспериментов, описанных в работе [Накоряков и др., 1983]. Было введено два основных параметра задачи число Рейнольдса Re = Uq/o/S и параметр Урселла а = = 0 03/ 0 h - характерная длина возмущения, uq - характерная амплитуда), отражающие роль потерь и дисперсии. Из анализа стационарных решений уравнения (4.5) видно, что при a/Re> /T эти решения имеют вид ударных волн с монотонным профилем, а при a/Re < fl на ударном фронте появляются осцилляции, При малых а и больших Re стационарный профиль не образуется и возникает линейный коротковолновый цуг, тогда как при очень больших а возникает лишь конечное число солитонов. Заметим, что для солитона а =12. [c.164]

До сих пор мы говорили об акустических течениях под действием ланжевеновского радиационного давления, обусловленного поглощением ультразвуковых волн и изменением их импульса в вязкой среде. Однако из анализа, приведенного в предыдущем параграфе, вытекает, что акустические течения при определенных условиях моГут возникать и в недиссипативной среде. В частности, средняя по времени скорость смещения частиц среды в поле плоских волн конечной амплитуды может быть отличной от нуля. Правда, это не всегда означает наличие направленного стационарного потока среды. Например, в поле волн с бесконечно протяженными фронтами такой поток невозможен в силу закона сохранения массы постоянная составляющая скорости смещения при этом компенсируется отличной от нуля постоянной составляющей акустического давления или плотности. В случае же ограниченного ультразвукового пучка, контактирующего с невозмущенной жидкостью, рэлеевское радиационное давление в пу чке может вьнывать циркулярные токи нелинейного происхождения. Существование таких су губо нелинейных акустических течений было, в частности, подтверждено экспериментально [42]. [c.122]

Исследуется устойчивость течения в канале с замыкающим скачком уплотнения в случае, когда скорость потока перед скачком близка к скорости звука и поэтому непригодно квазицилиндрическое"приближение, в рамках которого был выполнен анализ устойчивости в [1, 2]. Используется околозвуковое"приближение, учитывающее изменение интенсивности акустических волн при их распространении по каналу. При этом пренебрегает-ся изменением но длине канала стационарных параметров потока (отличных от разности М — 1, где М - число Маха) и производной числа Маха по продольной координате. Последняя ситуация реализуется, в частности, в окрестности минимального сечения сопла Лаваля. В остальном постанов- [c.630]

Исследование ограничено каналами медленно изменяющегося нонеречного сеченпя, такими, что 5 = г /1 <С 1, где - масштаб длины, характеризующий иространственную неоднородность стационарного потока. Для анализа акустических возмущений исиользовано высокочастотное приближение, основанное на предноложепип о малом изменении параметров стационарного потока п формы канала на длинах порядка длины волны возмущения [6]. В рамках этого ириближенпя решение уравнений, описывающих рассматриваемые колебания и ли-неарпзованных относительно малых возмущений параметров течения, с точностью до (5 можно записать в виде [c.651]

Стационарное течение вырабатывается установлением по времени с помощью раснадной, монотонной, консервативной разностной схемы второго порядка по координатам и первого по времени. Эта схема является развитием известной схемы первого порядка [5]. Второй порядок аппроксимации по пространственным переменным достигается в ней применением процедуры реконструкции , основанной на принципе минимальных значений производных или приращений [6-9]. В задаче о распаде разрыва, важном элементе схемы, почти всюду использовалось идентичное для нормального и фиктивного газа акустическое приближение. Исключение - ситуации с попаданием границы ячейки в центрированную волну. Нри их возникновении, аналогично [c.251]

В раде прикладных задач эти вопросы образуют единую проблему, взаимодействуют между собой сложным образом и не являются независимыми в других технических приложениях некоторые из них можно рассматривать как независимые, хотя эта независимость требует дополнительного обоснования. Детерминированная или вероятностная нестахщонар-ность может иметь времени или п странственную зависимость рассматриваемый процесс может обладать одновременно пространственной и временной нестационарной структурой. В большинсгве работ пространственно нестационарные процессы называют неоднородными мы также будем придерживаться этого термина. Следует отметить, - что в большинстве теоретических и экспериментальных работ случайные стационарные процессы и почти во всех работах случайные нестационарные процессы анализируют во временной области. Вместе с тем, часто распространение и рассеяние волн различной физической природы на пространственных неоднородностях среды или граничных поверхностях рассматриваются как во временной, так и в пространственной областях. Так, в работе [62] пространственные неоднородности предполагаются замороженными во времени в работе [l] рассматривается рассеяние акустических и радиоволн на неоднородностях поверхности, являющихся случайньши функциями координат и времени. [c.4]

Итак, при вычислении постоянной составляющей скорости оба метода дают совпадающие результаты. Приращение скорости представляет собой акустическое течение, имеющее место при распространении одиночного стационарного скачка и являющееся следствием нелинейного са-мовоздействия волны. [c.195]

Когда постановка задачи является более ограниченной и требуется определить равновесную форму спектра, не интересуясь его динамикой, возможен принципиально иной подход [16, 123] к проблеме акустической турбулентности. Предполагая, что фазы различных фурье-компонент спектра слабо коррелировапы, можно от динамических дифференциальных уравнений перейти к кинетическому уравнению для средних значений квадратов амплитуд. Такой подход позволяет наряду с процессами самовоздействия, приводящими к возникновению коррелированных гармоник и переходу гармонической волны в пилообразную, учесть еще и процессы перемешивания волн, бегущих в различных направлениях. Это перемешивание, связанное с неодномерным характером явления, может привести к размытию фронта пилообразной волны и в этом смысле действует подобно турбулентной вязкости. Как показано в работе [126], стационарный спектр в [c.266]

Однако такой вывод справедлив лишь для стационарного движения жидкости. Если движение нестационарно, то в добавление к условию несжимаемости div г =0 следует учесть еще одно условие Действительно, акустическое число Маха M =vl (здесь v — ко лебательная скорость частиц) всегда значительно меньше единицы Тем не менее, поскольку акустические волны — это нестационар ное движение жидкости, условие еще не означает, что жыд [c.18]

В свободном неоднородном звуковом поле в отсутствие препятствий и границ радиационные силы вызывают движение газа и жидкости. Импульс волны, передаваемый за счет поглощения звука в среде, идет на образование течения. В начальной стадии после включения звука происходит ускорение среды, приводящее к установлению стационарного движения газа или жидкости. Это движение называют акустическим течением или акустическим ветром. На рис 5.3 показан характер акустического течения на частотах ультразвукового диапазона (несколько МГц). Такое течение принято называть эккартовским, поскольку его теория была развита Эккар-том 120]. Как видно из рисунка, излучающая пьезоэлектрическая пластинка занимает только частьповерхности кюветы, заполненной жидкостью. При включении звука жидкость в сосуде начинает приходить в движение. Его нетрудно наблюдать, если поместить в жидкость немного алюминиевого порошка и сбоку осветить жидкость через прозрачную стенку кюветы. По прошествии некоторого времени движение жидкости устанавливается и имеет вид течения с противотоком. Такое акустическое течение было бы невозможно, если бы пьезопластинка закрывала всю левую поверхность кюветы (или трубы), так как тогда не было бы противотока жидкости и не выполнялся бы закон сохранения массы. Однако, вообще говоря, в случае неоднородного распределения амплитуды по фронту волны незначительное акустическое течение в принципе возможно, а вблизи стенок, в пограничном слое, оно возникает и в случае однородного по фронту звукового поля (см. ниже). Из рис. 5.3 следует, что масштаб вихрей эккартовского течения порядка объема кюветы и он существенно больше длины звуковой волны X радиус ультразвукового пучка также значительно больше X. [c.135]

При больших уровнях звука в газах и жидкостях возникают стационарные (не зависяш ие от времени) потоки, или акустические течения (в литературе иногда встречаются еш е термины звуковой ветер , или кварцевый ветер ). Эти потоки возникают как в свободном неоднородном звуковом поле, так и (особенно) вблизи препятствий различного рода, поме-П1,енных в звуковое поле или вблизи колеблюш ихся тел. Они всегда носят вихревой характер. Скорость этих потоков возрастает с увеличением интенсивности звука, но даже при наибольших интенсивностях, полученных в настояш ее время, остается меньше колебательной скорости в звуковой волне. [c.89]

Первый — это течения, возникающ,ие в вязком пограничном слое вблизи препятствий, помещенных в звуковое поле. Теория этих потоков была впервые дана Шлихтингом, показавшим, что под действием звука стационарные потоки в пограничном слое имеют вихревой характер. Масштаб этих пограничных вихрей, как правило, определяется толщиной акустического пограничного слоя, по размеру они намного меньше длины волны. Это мелкомасштабные течения. [c.89]

В однородном свободном акустическом поле V X V = О и может быть использовано уравнение (18). По терминологии, принятой в работе [2], в этом случае играют роль объемные источники стационарных вихрей. В неоднородном звуковом поле, скажем, вблизи границы звукового пучка или вблизи препятствий, помещ,енных в звуковое поле, V х V 0 согласно [2], эти области являются поверхностными источниками стационарных вихрей. Условие Уу — О молчет приближенно выполняться, например, при размерах препятствия, намного меньших длины стоячей волны. [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...