Скорость распространения ветровых вол

Если звук распространяется но направлению ветра, то скорость звука увеличивается при распространении звука против ветра скорость его будет меньше по сравнению со скоростью в неподвижном воздухе. В первом случае наблюдается лучшая слышимость, происходящая не из-за незначительного прироста скорости распространения звуковых волн, а из-за загибания их фронтов к земле под действием движущегося потока воздуха. [c.9]

Наблюдение за состоянием Мирового океана. Для работы морских буровых платформ большое значение имеет не только информация об айсбергах, но и данные о состоянии океана. При разработке и уточнении моделей зарождения океанских волн и прогнозировании состояния океана необходима информация о направлении и скорости приповерхностного ветра, которая может быть получена из анализа характеристик волн по радиолокационным снимкам морской поверхности. Структура морских отмелей, где расположена основная часть всех морских буровых платформ, не препятствует распространению внутренних волн. Возможность использования РСА для контроля внутренних волн, измерения их амплитуды и наблюдения динамики распространения оказывает определенную помощь при эксплуатации морских буровых платформ. [c.150]

В [30, 35] для численного решения задач распространения интенсивных лазерных пучков на вертикальных атмосферных трассах применялись статистические сезонные модели термодинамических параметров атмосферы [34]. Для коэффициента поглощения использовалась модель [38], а скорость поперечного ветра на трассе задавалась моделью [39]. В работе [20] для исследования распространения пучков на вертикальных и наклонных трассах использовались модели [43, 55]. [c.80]

Пример. Вследствие воздушных течений и ветра скорость распространения звуковых волн изменяется на 1 м/с при изменении высоты на 2 м. Определить траекторию распространения волны, если начальный угол звукового луча к вертикали 89°, а скорость распространения 340 м/с. [c.15]

Найти скорость распространения капиллярно-гравитационных волн иа поверхности раздела двух бесконечно глубоких жидкостей разных плотностей р и р, если верхняя жидкость меньшей плотности р течет со скоростью и н величина поверхностного натяжения есть а (образование ряби ветром, скорость которого равна и). Могут ли волны распространяться против ветра При какой скорости и основное движение устойчиво для всех длин волн Вычислить критическую скорость и о, при которой основное движение делается неустойчивым для некоторых длин волн, если р /р = 1/770 (отношение плотностей воздуха н воды) и а = 74 дн см. [c.489]

Вскоре было установлено, что это явление вызывается наличием в верхней атмосфере такой области, в которой скорость распространения звука возрастает с увеличением высоты. Такой градиент скорости звука можно было объяснить наличием ветров, уменьшением среднего молекулярного веса воздуха на больших высотах или наличием положительного температурного градиента в соответствующем слое. Однако изучение всех этих предположений показало, что средний молекулярный вес воздуха в исследуемой области не меняется с высотой и что изменение скорости звука в основном связано с наличием положительного температурного градиента в области, простирающейся от верхнего слоя стратосферы приблизительно до высоты 55 км ). Ветры также играют существенную роль в этом явлении. [c.323]

При проведении экспериментов измерялись следующие величины температура газовой среды в объеме помещения температура на поверхности строительных конструкций температура в массиве строительных конструкций на глубине 15 мм температура уходящих газов в проемах скорости входящих и уходящих через проемы газов концентрации Ог, СОг и СО и распределение давления внутри помещения весовая скорость выгорания пожарной нагрузки скорость распространения пламени по поверхности пожарной нагрузки высота пламени лучистый тепловой поток, уходящий через проемы. В ходе проведения экспериментов контролировались следующие параметры окружающей среды относительная влажность скорость ветра и его направление температура. Перед началом испытаний контролировалась влажность материала пожарной нагрузки. [c.108]

Легко исследовать закон преломления на горизонтальной плоскости, при переходе через которую скорость ветра изменяется скачком. Достаточно рассмотреть случай, когда направление ветра и луч находятся в одной и той же вертикальной плоскости. Если О—угол падения, который является также углом между волновой плоскостью и поверхностью раздела, И — скорость воздуха в том направлении, которое составляет меньший угол с лучом, и V — общая скорость распространения, то скорость следа волновой плоскости на поверхности раздела есть [c.135]

Результаты настоящего пункта можно также использовать для получения выводов о статистических характеристиках поля коэффициента преломления, определяющего скорость распространения световых, звуковых или радиоволн в турбулентной атмосфере. В самом деле, пульсации коэффициента преломления для света обусловлены в основном пульсациями температуры в случае звука существенную роль играют также пульсации скорости ветра, а в случае радиоволн — пульсации влажности (или пульсации электронной плотности, если рассматривается распространение радиоволн в ионосфере). Вследствие относительной малости всех этих пульсаций можно считать, что пульсации коэффициента преломления линейно зависят от пульсаций температуры, скорости ветра, влажности и плотности электронов отсюда, в частности, следует, что в инерционно-конвективном интервале для поля коэффициента преломления также должен выполняться закон двух третей . [c.354]

Пусть а — компонента скорости среднего ветра в направлении Ох распространения волны, а о-в перпендикулярном направлении. Тогда при условии переносом турбулентных образований вдоль [c.581]

Помимо регулярных изменений температуры воздуха и скорости ветра с высотой в свободной атмосфере часто встречаются нерегулярные неоднородности — резкие изменения температуры или скорости в отдельных местах. Эти неоднородности, влияя на ход звуковых лучей, могут привести к резким нерегулярным изменениям слышимости от точки к точке и во времени. Наконец, при распространении звука в атмосфере существенную роль могут играть отражения звуковых волн от различных препятствий — от гор (эхо), от поверхности земли или воды (при наклонном распространении звуковой волны) и т. д, Все эти обстоятельства очень усложняют картину распро- [c.730]

На распространение звука в воздухе в значительной мерс сказываются подвижность воздуха и имеющиеся в нем неоднородности плотности, обусловленные во многом турбулентностью (см. 39). Например, ири ветре скорость звука геометрически складывается со скоростью ветра. У земной поверхности скорость ветра из-за трепня всегда меньше, а с высотой она возрастает. Это приводит к тому, что отдельные части фронта звуковой волны дви- [c.229]

Одной из самых сложных проблем, препятствующих- широкому распространению ветроэнергетических установок, является постоянно меняющаяся скорость ветра. Даже высоко в горах нельзя рассчитывать на стабильную скорость ветра. Кроме того, электроэнергия начинает вырабатываться этими установками тогда, когда дует ветер, а не тогда, когда она необходима. К сожалению, удобного, эффективного и экономичного способа запасать [c.31]

Многолопастные тихоходные ветряки, широко распространенные сейчас в сельском хозяйстве многих стран, впервые появились в 1870 году в Америке. Их основные достоинства состоят в том, что они могут трогаться с места при невысоких скоростях ветра, всего в 2,5—3 метра в секунду. Они доступны для заводского изготовления. [c.215]

В период наблюдений при температурах воздуха ниже 0°С обледенение электрических проводов, находящихся на высоте 6,0—10,0 м от поверхности земли, было отмечено на расстояниях от брызгального бассейна до 80—100 м. Слой плотной наледи на проводах достигал 15—20 мм. На расстояниях свыше 130—140 м обледенение отмечено не было. При небольших скоростях ветра до 2 м/с обледенение и изморозь наблюдались на расстоянии до 30 м от брызгального бассейна [45]. Высота области тумана не превышала 45 м, гололед распространялся на расстояние до 130 м. Эти результаты наблюдений за распространением области туманообразования и связанное с ним воздействие капельной сконденсировавшейся влаги на окрул<аю-щую среду относятся к сравнительно небольшим скоростям ветра, до 3 м/с. При больших скоростях ветра туман распространяется на значительные расстояния. Как отмечали американские исследователи, туман наблюдался на расстояниях от брызгальных бассейнов до 340 м, опасные льдообразования — до 200 м. [c.121]

Рис. 5.1. Зависимость области распространения тумана от скорости ветра и расстояния от крайних сопл

Если направление распространения лазерного пучка не совпадает с направлением средней скорости ветра, то распределение [c.83]

При распространении пучка вдоль среднего ветра энергетический баланс в канале наступает в случае равенства скорости [c.84]

Эффекты, встречающиеся при распространении звука в атмосфере, равномерность которой нарушена различиями либо по температуре, либо по скорости ветра, часто бывают весьма замечательны. Звук взрыва, например, иногда бывает слышен на очень большом расстоянии, в то время как на промежуточных дистанциях есть области, где звук [c.280]

Действие ветра на звук многосторонне, но прежде всего мы поговорим о сложении векторов скорости. На рис. 32 показан случай, когда звуковая волна бежит под небольшим углом к направлению ветра результирующее направление распространения и скорость волны определяются по правилу параллелограмма. Другое действие ветра на распространение звука связано с тем, что скорость ветра у поверхности земли меньше, чем в более высоких слоях атмосферы. Поэтому при распространении звука против ветра результирующая скорость звука у поверхности земли больше, чем на высоте. [c.131]

Как это отражается на распространении звука Это видно из рис. 33. На нем изображен фронт звуковой волны, бегущей при положительном градиенте скорости ветра и отрицательном температурном градиенте. В верхней части волновой фронт распространяется в-более холодном воздухе или против более сильного ветра и поэтому двигается с меньшей скоростью, чем в нижней части. В результате фронт волны изгибается кверху. Аналогично, если в лодке грести одним веслом сильнее, чем другим, то лодка поворачивает в сторону от него. На рис. 33 показан результирующий эффект. Если звуковая волна распространяется от источника против ветра или бежит в любом направлении в атмосфере при отрицательном температурном градиенте, ее путь искривляется кверху и земля оказывает экранирующее действие, сопровождаемое возникновением звуковой тени. Экранирование при этом не полное, так как вследствие дифракции звука волна проникает и в область тени — с этим явлением мы скоро познакомимся. Во всяком случае, за пределами критического расстояния между источником звука и точкой, где волна, проходящая ниже всех остальных, касается поверхности земли, ин- [c.132]

Рис. 33. Влияние убывания температуры с высотой и положительного градиента ветра на распространение звука, /—температура убывает с увеличением высоты 2—скорость ветра возра-Стает с увеличением высоты.

На распространение звука на открытом воздухе влияют не только градиенты ветра и температуры. На больших расстояниях для высоких частот очень существен другой фактор — вязкость воздуха. Так как частицы воздуха непрерывно совершают колебательные движения, то между соседними частицами возникают силы трения. Тренне всегда приводит к поглощению энергии на высоких частотах, когда соседние частицы колеблются друг относительно друга с большой скоростью, влияние трения -может стать заметным. В результате трения звук частотой 10 кГц на расстоянии в 1 км затухает примерно на 40 дБ, это помимо ослабления, обусловленного законом обратных квадратов. Земля также поглощает звуковую энергию. Об этом мы узнаем в следующей главе. Если местность холмистая, заросшая лесом или покрыта снегом, поглощение может оказаться очень существенным. [c.134]

Явление, которое наблюдалось Брэдли, называется аберрацией света. Брэдли сначала не мог объяснить свои наблюдения кажущимся периодическим движением звезд. Наконец, благодаря случайной помощи матросов парусника, на котором Брэдли в числе других совершал путешествие по реке Темзе, ему удалось найтн истинное объяснение этому явлению. Вот как это произошло. Парусник двигался долгое время то вниз, то вверх по реке. В день прогулки дул умеренный ветер. Брэдли заметил, что при каждом повороте парусника флюгер на его мачте немного поворачивался так, как будто изменилось направление ветра. Он этому удивился и обратился к матросам с вопросом, почему направление ветра регулярно меняется при каждом изменении курса парусника. Матросы объяснили Брэдлн, что никакого изменения направления ветра не происходит и все обусловлено только изменением направления движения парусника. Это наблюдение навело Брэдли на мысль, что в явлении аберрации роль ветра играет распространение света, а роль парусника играет Земля. Следовательно, явление аберрации обусловлено вращением Земли вокруг Солнца и конечностью скорости распространения снега и не имеет никакого отношения к собственному движению звезды. [c.415]

МИКРОСЕЙСМЫ — квазистационарные колебания земной коры, наблюдаемые повсеместно. Обычно имеют горизонтальные и вертикальные компоненты и обладают периодом 2—10 сек амплитуда — от долей л до сотен р,. Предполагают, что причина М. — стоячие морские волны в океанах и морях, возникающие либо под действием разнонаправленных ветров, либо при отражении волн. Гидродннамич. эффект стоячих волн проявляется в переменном давлении на дно с частотой, вдвое большей частоты бегущих морских волн давление зависит от глубины океана в области возникновения волн, от продолжительности ветра и пр. Колебания передаются по земной коре в виде т. н. поверхностных сейсмич. волн. Скорость распространения М. зависит от частоты и не превосходит 3,5 км сек. М. наблюдаются на расстоянии до 3000 км от их источника. [c.234]

Если скорость света зависит от направления его распространения относительно Земли, то частота, на которой генерирует лазер, должна изменяться при его повороте. Это изменение пропорционально т. е. второго порядка по р. Два одинаковых гелий-нео-новых лазера были установлены на поворотной платформе перпендикулярно друг к другу (рис. 325). Световой пучок от одного из лазеров проходил полупосеребренное зеркало 5, а пучок от другого лазера отражался от того же зеркала. Далее пучки шли в одном и том же направлении и попадали в фотоэлектронный умножитель, установленный на той же поворотной платформе. Если бы частоты этих пучков немного бтличались друг от друга, то должны были бы возникнуть биения 4ютотока с частотой, лежащей в области радиодиапазона, которые можно было бы наблюдать обычными радиотехническими приемами с помощью анализатора А. Частота биений должна была бы меняться при вращении прибора. Если в исходном положении один лазер был ориентирован вдоль, а другой — перпендикулярно к направлению движения Земли, то при повороте прибора на 90°, согласно теории неподвижного эфира, из-за орбитального движения Земли должно было бы наблюдаться изменение разности частот лазеров примерно на 3 МГц, тогда как возможная ошибка опыта не превосходила нескольких герц. На опыте такое смещение обнаружено не было. На основании своих наблюдений экспериментаторы пришли к заключению, что скорость эфирного ветра, если бы таковой существовал, не может превышать 30 м/с. По сравнению с предыдущими результатами точность была повышена примерно в 50 раз. [c.628]

Другой случай атмосферной рефракции можно найти в действии ветра. Уже давно известно, что вообще звуки слышны лучше с подветренной, чем с наветренной стороны от источника явление оставалось, однако, необъясненным, пока Стокс не указал на то, что возрастаюш,ая скорость ветра вверху должна мешать прямолинейному распространению звуковых лучей. Из закона кратчайшего времени Ферма слелует, что ход луча в лвижуш,ейся, но с других точек зрения однородной среде такой же, каким он был бы в среде, все части которой находятся в покое, если бы скорость распространения была увеличена в каждой точке на компоненту скорости ветра в направлении луча. Если ветер — горизонтальный и не меняется в горизонтальной плоскости, то ход луча, направление которого всюду составляет лишь незначительный угол с направлением ветра, можно вычислить на основании тех же принципов, какие были применены в предыдущем разделе к случаю переменной температуры локальная скорость ветра в каждой точке увеличивает или уменьшает нормальную скорость распространения звука в зависимости от того, распространяется ли звук по ветру или против ветра. Таким образом, когда скорость ветра вверх возрастает, что можно рассматривать как нормальное положение вещей, горизонтальный луч, идущий против ветра, постепе1шо загибается вверх и на некотором расстоянии проходит над головой наблюдателя напротив, лучи, идущие в направлении ветра, загибаются вниз, так что наблюдатель, расположенный с подветренной стороны от источника, слышит звук благодаря прямому лучу, который выходит с незначительным уклонением вверх и имеет то преимущество, что он изолирован от помех на большей части своего пути. [c.135]

В работах [45—49] для измерений компоненты скорости ветра использовался акустический микроанемометр. Его принцип действия основан на зависимости скорости распространения звука в движущейся среде от скорости среды. Пусть — скорость звука в неподвижной среде. Тогда фазовая скорость звука в направлении п равна с = Со 4- пг , где V — скорость среды относительно неподвижного источника звука. Пусть излучатель звука И (рис. 9) излучает звуковые волны с частотой <о, которые [c.119]

Рассеяние звуковых волн в турбулентном потоке во многом аналогично рассеянию электромагнитных волн. Скорость распространения звука зависит от температуры и от скорости ветра. Обе эти величины испытывают флуктуации, обусловленные турбулентностью, что и приводит к рассеянию. Рассеяние звука в турбулентной атмосфере ссматривалось А. М. Обуховым [791 в 1941 г. В дальнейшем появилось большое количество работ по этому вопросу [80—86], в которых проводилось уточнение постановки задачи ). Наконец, в работах [87, это явление было детально изучено. экспериментально. [c.198]

В этом плане квазидвухлетняя цикличность ветра в экваториальной стратосфере выделяется более четкими чертами по сравнению с другими видами цикличности [119, 204, 213]. В этой области атмосферы среднемесячные значения скорости зонального ветра согласованы и практически не зависят от долготы. Характерные особенности колебаний зонального ветра в стратосфере низких широт состоят в смене западных ветров восточными с периодом около двух лет, в распространении колебаний вниз со скоростью около одного километра в месяц и быстрым их ослаблением в области, расположенной вблизи тропопаузы (на высоте около 17 км). Амплитуды колебаний зонального ветра достигают наибольших значений над экватором на высоте около 24 км, т. е. вблизи поверхности постоянного давления, равного 30 мбар. По обе стороны от экватора они медленно убывают, составляя 1/10 своего экваториального значения на границах тропиков. [c.275]

При получении изображения звукового поля в жидкостях при помощи диффракции света наблюдается зависимость абсолютной освещенности от угла диффракции в газах, помимо этого, наблюдается еще и относительное уменьшение освещенности, зависящее от угла между направлением распространения звуковой волны и направлением падающих световых лучей. Подобного рода явление возможно лишь в том случае, если на больших расстояниях от излучателя диффракционное отклонение си 1ьнее, чем вблизи от него. Причина этого явления лежит в деформации звуковой волны, частично обусловленной акустическим ветром, создаваемым колеблющимся кварцем. В газах благодаря большой скорости акустического ветра этот эффект значительно больше, чем в жидкостях. Газовые потоки, сообщая дополнительную скорость звуковой волне, приводят к постепенному искажению ее фронта, порождающему указанные изменения угловых соотношений. [c.332]

Распространение загрязнений в воздухе происходит в результате атмосферной диффузии, теоретические основы которой интенсивно развиваются в последние годы в связи с глобальной проблемой охраны окружающей среды [1, 6]. Имеется несколько групп факторов, определяющих пространственное поле концентраций загрязнений атмосферы [7]. К ним относятся такие характеристики источников загрязнений, как расположение их по поверхности земли, мощность и режим инжектирования примесей в атмосферу, физико-химических параметры загрязнений при выходе их из источников (например, скорость и температура выбрасываемых газов). Загрязнения переносятся воздушными течениями и путем диффузии, обусловленной турбулентными пульсациями воздуха. Для описания переноса загрязнений ветром необходимо иметь сведения о вертикальном профиле ветра при различных метеорологических условиях. [c.18]

Самостоятельный интерес (особенно для оценки коррозии металлов) представляет изучение распространения аэрозолей морских солей в прибрежных районах. Содержание хлоридов в атмосфере этих районов определяется продолжительностью действия морских ветров, временем открытой воды, рельефом местности и расстоянием от линии уреза водьи. Имеются данные о том, что наиболее интенсивный вынос хлоридов с моря на континент происходит при скоростях ветра более 6 м/с [9]. Мерой возможного выноса хлоридов с моря является средняя непрерывная продолжительность скорости [c.20]

Распространение звука в А., зависящее от пространственного распределения темп-ры и скорости ветра, представляет интерес для разработки косвенных методов зондирования верхних слоён А. Так, наблюдения зон СЛЫП1И.ЧОСТН звука при искусств, взрыве позволили обнаружить увеличение темп-ры с высотой в атмосфере. Применение ракетного акустич. метода дало возмож- [c.135]

Скорость звука в приближении коротких волн, когда длина волны много меньше масштаба неоднородностей темп-ры Т и скорости ветра U, равна с=20,1 - и С08ф, где <р — угол между направлениями распространения звука и ветра, Т — т. и. виртуальная темп-ра, учитывающая влияние влажности. Изменение скорости звука в пространстве может достигать неск. процентов, что приводит к значит, аффектам рефракции звцка и его рассеяния. К обычному для газов поглощению звука, когда коэф. поглощения а обратно пропорционален плотности среды р и прямо пропорционален квадрату частоты, добавляется поглощение, обусловленное влиянием влажности, к-рая при небольших относит, значениях может сун ,ественно увеличить коэф. а. Повышенное поглощение звука на высоких частотах приводит к тому, что па больших расстояниях в его спектре остаются гл. обр. низкие частоты (иапр., звук выстрела, peaKnii вблизи, становится глухим вдали). Звуки очень низких частот, напр, инфразвук от мощных взрывов с частото в десятые и сотые доли Гн, могут распространяться без заметного затухания на сотни и тысячи км. [c.141]

На высотах областей D Е иногда наблюдают кратковременные, необычайно узкие слои повыш. ионизации (т. н. с Q о р а д и ч е с к и о слои Eg), состоящие часто из ионов металлов Mg+, Fe +, Са+ и др. За счёт Eg возможно дальнее распространение телевизионных передач. Признанной теорией образования слоев Es является т. н. теория ветрового сдвига , согласно к-рой в условиях магн. поля двил ения газа в атмосфере сгоняют ионы к области 1[улевой скорости ветра, где. и образуется слой [c.214]

В приземном слое атмосферы скорость ветра с высотой увеличивается. Поэтому при распространении звука против ветра лучи загибаются кверху, а при распро-страненмн по ветру — к земной поверхности, что значительно улучшает слышимость во втором случае (рис. 2). Распределение ветра оказывает также существ. [c.387]

Кроме температурных факторов, иа распространение дымового облака Влияет ветер, причем скорость ветра возрастает с высотой, подобно законам строения. пограничного слоя, где за стейку принята поверхность земли. Скорость ветра может быть как горизонтальной, так и иметь некоторый угол наклона к земной поверхности. Па движение воздушных масс и дымового облака большое влияние оказывают шероховатость земной поверхности и отдельные выступы. [c.209]

Другой интересный случай распространения звука— это рефракция, обусловленная ветром. Поступателыюе движение всей среды в целом, конечно, не вносит усложнений и относительное движение звуковых волп остается точно таким же, как и в случае неподвижной среды. Однако обычно скорость ветра вблизи земли меньше, чем наверху, так как движение нижних слоев воздуха заторможено встречаемыми препятствиями. Таким образом, когда волновой фронт движется в направлении ветра, верхние частп фронта распространяются (относительно земли) быстрее, чем ннжнне, так как скорость ветра складывается со скоростью звука. Следовательно, фронт будет непрерывно наклоняться вниз. По той же причине волнобоп фронт, движущийся против ветра, будет отклоняться вверх, так что звук на некотором расстоянии будет проходить выше наблюдателя. Это объяснение известного факта, что звук слышен лучше и дальше, когда источник расположен с наветренной стороны, чем при расположении его с подветренной стороны от наблюдателя, было [c.277]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...