Нелинейные явления в акустике

В последние годы наблюдается усиленный интерес к различным нелинейным явлениям в акустике. Целый ряд работ в этой области был выполнен за последнее десятилетие как у нас, так и за рубежом. По нашему мнению, настала уже пора, когда весь этот материал должен быть изложен с единой точки зрения. В какой мере это удалось сделать авторам, мы предоставляем судить читателю. [c.8]

За последнее время в акустике весьма интенсивно начинает развиваться направление, связанное с исследованием нелинейных явлений в различных упругих ограниченных системах (перегородках, подверженных сильным случайным вибрациям, и т. д.), а также с исследованием внешних звуковых полей, создаваемых этими системами. Из-за ограниченного объема книги эти вопросы здесь не будут рассматриваться. [c.333]

Предварительные замечания. Линейное волновое уравнение всегда является в теории упругих волн приближенным уравнением закон Гука ( 1)—приближенный закон при выводе волнового уравнения для газов и жидкостей ( 4) мы заменяли истинное нелинейное соотношение между давлением и деформацией линейным при выводе волнового уравнения струн мы заменяли истинное нелинейное соотношение между силой и смещением линейным соотношением. Но в действительности в акустике наблюдаются при не очень малых деформациях нелинейные явления. Особенно большое не только теоретическое, но и практическое значение имеют нелинейные явления в газах. Их рассмотрением мы здесь ограничимся, [c.230]

Успехи Н. о. стимулировали исследования нелинейных явлений в физике плазмы, акустике, радиофизике и вызвали интерес к общей теории нели- [c.462]

НЕЛИНЕЙНАЯ АКУСТИКА — область акустики, в к-рой изучают явления в звуковых полях большой интенсивности и взаимодействия звуковых волн с возмущениями другой природы (гидродинамич., тепловыми, эл.-магн. и т. д.). Для описания этих явлений недостаточны приближения линейной теории звука и необходим учёт нелинейных членов ур-ний гидродинамики и ур-ния состояния. Такие явления (т. н. н е л и-нейные эффекты) возникают в результате изменения физ, свойств среды, вызванных распространяющейся волной большой интенсивности и влияющих как на условия распространения данной волны (само-воздействие), так и на др. виды возмущений (взаимодействие). [c.288]

Искажение волн и ряд других нелинейных явлений зависит от нелинейных свойств среды. Эти свойства были бы известны, если бы было известно точное уравнение состояния среды. В большинстве случаев такое уравнение неизвестно. В нелинейной акустике часто предполагается, что ура)внение состояния среды можно представить в виде р = р(р, s), где S — энтропия. Разлагая р в ряд по малым отклонениям от равновесия, получим [c.161]

Понятие корреляции в акустике вводится как характеристика степени взаимной связи между мгновенными состояниями процесса, отделенными интервалом времени, названным временем корреляции и обозначаемым т. Это понятие действительно для непрерывных систем, в других случаях говорится о зависимости между числовыми системами или о последовательности дискретных явлений— событий Л. 4, 8]. Также имеются случаи линейной и нелинейной корреляции для непрерывных процессов и дискретных событий. Ниже будут рассмотрены только случаи линейной и непрерывной корреляции для случая двух линейно связанных между собой переменных. [c.58]

Уже в первые десятилетия нашего века нелинейные проблемы обсуждались не только применительно к механике (задача трех тел, волны на воде и т. д.) и к акустике, но и в связи с исследованием свойств твердых тел (учет ангармоничности колебаний атомов в кристаллической решетке в теории теплопроводности). Нелинейные задачи ставились зарождающейся радиотехникой (детектирование и генерация колебании) они непрерывно появлялись в других разделах науки и техники. Однако нелинейные трудности в этих различных областях казались совершенно специфическими и не связанными друг с другом. И лишь в 20-30-е годы в значительной мере благодаря деятельности Леонида Исааковича Мандельштама — создателя советской школы нелинейных физиков — среди специалистов различных областей физики и техники начало вырабатываться нелинейное мышление , и они начали перенимать нелинейный опыт друг у друга. Общность нелинейных явлений различной природы и общность их моделей, образов и методов рассмотрения стали почти очевидными. Сформировался своеобразный нелинейный язык, оперирующий такими понятиями, как нелинейный резонанс, автоколебания, синхронизация, конкуренция, параметрическое взаимодействие и т. д. Этот язык сопутствовал формированию современной теории колебаний и волн. [c.13]

Но даже без спектральной трактовки явлений нелинейная акустика в ее теперешнем виде [6—9] выходит далеко за рамки традиционной гидродинамики. Это связано прежде всего с бурным прогрессом, произошедшим в смежных областях — нелинейной оптике [10, 11], радиофизике [12], физике плазмы [13, 14] и т. д. Интерес к нелинейным волнам различной природы вызвал естественное стремление обобщить многочисленные результаты в целях создания общих математических методов исследования нелинейных волновых процессов [15—17]—так, как это было сделано когда-то в теории нелинейных колебаний [18, 19]. С общей точки зрения акустические среды представляют собой важный частный случай нелинейных распределенных систем, так как в них почти полностью отсутствует дисперсия. Специфика таких задач подчеркивает роль нелинейной акустики в теории нелинейных волн в целом тем более, что полученные здесь физические результаты могут быть использованы в ряде других областей физики. [c.6]

О СТАТИСТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЯХ В НЕЛИНЕЙНОЙ АКУСТИКЕ 1. Случайно-модулированные звуковые волны [c.251]

В этой главе изложены основные принципиальные положения из всего теперь уже огромного количества нелинейных явлений, эффектов, приложений, которые исследованы и продолжают исследоваться. Теоретические основы нелинейной акустики — это часть общей теории нелинейных волн — быстро развивающейся области современной физики, изучающей общие вопросы распространения волн конечной амплитуды на поверхности жидкости, волн в плазме, мощного лазерного излучения в оптически нелинейных средах и т. д. В настоящее время имеется уже обширная литература, относящаяся к различным разделам теории нелинейных волн, в том числе и к нелинейной акустике [1 —И по ходу изложения даются необходимые ссылки на оригинальные статьи, обзоры и монографии. [c.65]

До сих пор мы имели дело с нелинейными волнами в неограниченной среде. Однако, в физической акустике большое значение имеет распространение волн в ограниченных объемах-резонаторах, трубах, волноводах, образцах твердых тел. В таких системах возникают стоячие волны. Например, в резонаторах с большой добротностью нелинейность приводит к появлению дополнительных резонансов. Сами нелинейные явления благодаря большой добротности проявляются на резонансных частотах при весьма малых амплитудах, а добротность резонаторов может падать с увеличением амплитуды вынуждающей силы. [c.94]

Характерной чертой нелинейных эффектов явл. их зависимость от амплитуды волны, в отличие от явлений линейной акустики (напр., дифракции волн, рассеяния звука), определяемых лишь частотой и скоростью звук, волны. Их относит, вклад характеризуется безразмерной величиной — Маха числом Л/=г /с=р7р, где V — амплитуда колебательной скорости частиц, с — скорость звука, р — обусловленная волной избыточная плотность, р — равновесное значение плотности. Учёт нелинейных членов в ур-ниях гидродинамики и ур-ниях состояния приводит не только к нелинейным поправкам порядка М, малым при М< 1, но и к накапливающимся при распространении волны эффектам, к-рые радикально изменяют картину распространения волны даже при малых М. Пример такого накапливающегося эффекта — искажение формы волны при её распространении, обусловленное разницей в скоростях перемещения разл. точек профиля волны. Точки, соответствующие областям сжатия, бегут быстрее точек, соответствующих областям разрежения. Происходит это от того, что скорость звука в области сжатия больше, чем в области разрежения, а также из-за увлечения волной среды, к-рая в области сжатия движется в направлении распространения волны, а в области разрежения — в противоположном. Для волн малой интенсивности, когда Л/ 1, эта разница скоростей пренебрежимо мала и волна успевает затухнуть, прежде [c.458]

НЕЛИНЕЙНАЯ СРЕДА среда, отклик к-рой на действие внеш. возмущения нелинейно зависит от амплитуды возмущения. В Н. с. не выполняется суперпозиции принцип отклик на сумму возмущений не равен сумме откликов на отд. возмущения. Свойства Н. с. под действием мощного излучения (акустич., эл.-магн.) меняются и зависят от амплитуды воздействия, поэтому и распространение волн в Н. с, определяется их амплитудой. В результате возбуждаются волны, отличающиеся от падающих частотами, направлением распространения и состоянием поляризации. Это приводит к таким эффектам, как генерация гармоник, сложение и вычитание частот, самовоздействие и кроссвзаимодействие, нелинейное отражение и т. д. Практически все среды при больших амплитудах падающих волн проявляют нелинейные свойства. В нелинейной оптике Н. с. широко используются для преобразования частоты и волновых фронтов световых волн. Подробнее см. Волны, Нелинейная акустика, Нелинейная оптика, Нелинейные явления в плазме. к. Н. Драбовш. [c.309]

НЕЛИНЕЙНЫЕ СИСТЕМЫ — колебательные (волновые) системы, процессы в к-рых не удовлетворяют суперпозиции принципу, в отличие от линейных систем. Все реальные физ. системы нелинейны, их можно считать линейными лишь приближённо —при малой интенсивности колебат. и волновых процессов. Матем. образом Н. с. являются нелинейные ур-ния (см. Нелинейные уравнения математической физики). Изучением колебат. и волновых процессов в конкретных Н. с. занимаются гидродинамика, нелинейная оптика, нелинейная акустика, физика плазмы (см. Нелинейные явления в плазме), а также химия, биология, экология, социология и др. В то же время многие Н. с. совершенно различной природы имеют одинаковое матем. описание. Соответственно, совпадает и. характер протекающих в них процессов. Это послужило основой для развития единого подхода к изучению Н. с., позволило выработать базовые модели, образы и понятия и проанализировать осн. колебат. и волновые явления в Н, с. вне зависимости от их конкретной природы. [c.312]

Можно указать на два направления развития нелинейной акустики. Первое из них охватывает исследования распространения и эволюции слабонелинейных волн, периодических и импульсных, характеризующихся возникновением и динамикой разрывов, - слабых ударных волн. Наиболее интересно эти явления протекают в неоднородных и многофазных средах — жидкостях с пузырьками газа, суспензиях, пористых средах, в волноводах и ограниченных объемах. Становится ясно, что нелинейные явления в неоднородных упругих телах, в том числе в структурно-неодно-родш>1х, могут быть выражены значительно сильнее, чем в однородных средах, что важно для ряда геофизических приложений. [c.220]

Существенную роль в привлечении интереса к проблемам нового рода сыграло введение электронных ламп, открывшее новые, весьма целесообразные пути в вопросах как генерации, так и приема электромагнитных колебаний. Чрезвычайно важное применение получили эти новые явления в радиотехнике. Все те громадные успехи, которые были ею достигнуты в наше время, стали возможными только благодаря электронным лампам. Но и физика приобрела исключительно ценное, часто незаменимое орудие исследования. Для всестороннего охвата всех относящихся сюда разнообразнейших явлений, а также большого числа важнтлх интересных явлений в акустике и механике, математический аппарат линейных дифференциальных уравнений абсолютно недостаточен. В его рамки заведомо не укладываются как раз те явления, которые здесь наиболее характерны и интересны. Дело в том, что дифференциальные уравнения, которые адэкватным образом описывают эти явления, заведомо нелинейны. Сообразно с этим мы говорим о нелинейных системах. [c.10]

В радиолокации и радиоастрономии М. к. используют для обнаружения целей и определения их важнейших геом. (размеры, конфигурация) и физ. (теип-ра, плотность, диэлектрич. проницаемость и т. п.) параметров. Для физ. сред характерно появление естеств, модуляции, возникающей при воздействии маги, или электрич. полей на излучающие материальные среды (см. Зеемана эффект, Штарка эффект), при рассеянии света на колебаниях кристаллич. решётки твёрдых тел Мандельштама — Бриллюэна рассеяние) и т. д. Понятие естеств, модуляции распространяют также на волны. Так, напр., волновой пучок достаточной интенсивности может изменять параметры среды и, как следствие, модулировать свою плотность (см. Самофокусировка света). При распространении волн в нелинейных диспергирующих средах (жидкостях, плазме) возникает явление автомодуляции волн, связанное с разл. видами неустойчивости волн по отношению к НЧ-пространственно-временныи возмущениям, Естеств. модуляция находит практич. приложение в радио- и оптич. спектроскопии для диагностики параметров разнообразных среД в нелинейной оптике для формирования мощных световых потоков в акустике и др. областях прикладной физики. Способы практич. реализации М. к. связаны, как правило, с нелинейными устройствами, параметры к-рых (в радиотехнике, напр,, это ёмкость, сопротивление в акустике — плотность, и т. п.) можно изменять во времени в соответствии с законом модуляции. Техн. устройства, реализующие М. к., наз. модуляторами. [c.178]

РАДИОСПЕКТРОСКОПИЯ — раздел физики, в к-ром изучаются спектры поглощения разл. веществ в диапазоне радиоволн (на частотах эл.-магн. поля от 10 до 6-10 Гц). В более широком смысле к Р. относят также исследования резонансной дисперсии, релаксации, нелинейных явлений, индуциров, испускания и др. явлений резонансного взаимодействия эл.-магн. и акустик. полей указанного диапазона с квантовыми систе-мал1И. [c.234]

Данная книга представляет первый опыт обобщения большого количества работ в области нелинейной акустики —области, промежуточной между линейной акустикой и ударными волнами. В ней рассмотрено распространение интенсивных упругих волн в газах, жидкостях и твердых телах, радиационное давление, акустическое течение, кавитация, аэродинамическая генерация шума и термоакустика. Наряду с теорией приводятся основные экспериментальные результаты, а также некоторые экспериментальные методы исследования указанных нелинейных явлений. [c.2]

Работ по экспериментальному исследованию различных нелинейных волновых явлений в твердых телах сравнительно мало. Вместе с тем исследование этих явлений помимо изучения особенностей нелинейного взаимодействия волн в твердых телах позволяет принципиально определить адиабатические модули третьего порядка, значения которых могут оказаться полезными в ряде вопросов физики твердого тела, нелинейной акустики, а также в ряде технических приложений звукоупругого эффекта. Модули третьего порядка раньше определялись только по зависимости модулей второго порядка от давления эти методы в достаточной мере трудоемки и пригодны только для твердых тел, выдерживающих сравнительно большие механические напряжения без разрушения. Акустические методы, впрочем, также не свободны от некоторых трудностей, которые уже отмечались выше. [c.334]

Другое направление нелинейной акустики охватьшает разнообразные акустические нелинейные явления, исследование которых в значительной степени определяется практическими потребносхими. [c.220]

Мы попытались предварительно определить ключевые понят>1я теории колебаний и волн и нелинейной динамики как части этой теории. Надеемся, что читатель заметил, как эти понятия входят в разные естественные науки, говорящие, по Мандельштаму, на своем национальном языке. Поэтому, следуя опять же Мандельштаму, можем утверждать, что теория колебаний и волн — интернациональный язык науки, более того, идея колебательно-волновой общности кажущихся непохожими явлений самой различной природы составляет сущность современного научного мировоззрения. Как в одной книге одновременно изложить и классические результаты (в частности, линейную теорию колебаний и волн) и познакомить читателя с современной теорией (основами нелинейной динамики) Попытаемся следовать Л. И. Мандельштаму, который писал следующее. Обычно, излагая тот или иной предмет, мы стараемся дать конкретный материал, дать соответствующий математический аппарат, научить пользоваться этим аппаратом. С другой стороны, в оптике нас интересуют специфические оптические вопросы, в акустике акустические и т.д. В результате получается разрозненность, за деревьями не видцо леса. Это, конечно, естественно. Художник-специалист изучает на картине, как надо класть краски, как работать кистью и т.п. Но, для того чтобы получить общее впечатление, надо отойти от картины. Детали при этом теряются, но зато приобретается нечто другое. Мы видим тогда, как входят понятия в мировоззрение физика [c.32]

Понятия о колебательных движениях и волнах сформулировались в начале XIX в. В то время получены линейные решения уравнений теоретической механики и гидродинамики, описывающие движения планет и волн на воде. Несколько позднее благодаря наблюдательности Д. С. Рассела [186], теоретическим исследованиям Б. Римана [97, 99] и других исследователей сформировалось понятие о нелинейных волнах. Однако, если линейные колебания и волны были весьма полно изучены в XIX в., что нашло отражение в фундаментальном курсе Д. Рэлея [177], то этого нельзя сказать о нелинейных колебаниях. Сознание того, что нелинейные уравнения содержат в себе качественно новую информацию об окружающем мире пришло после разработки А. Пуанкаре новых методов их изучения. Созданные им и другими исследователями методы интегрирования нелинейных уравнений нашли широкое применение в радиофизике [6] и механике твердых тел [73]. Более медленно нелинейные понятия и подходы входили в механику жидкости и твердого деформируемого тела. Показательно, что первые монографии, посвященные нелинейному поведению деформируемых систем, были опубликованы на-рубеже первой половины XX в. [39, 72, 107, 153]. В это же время резко возрос интерес к нелинейным колебаниям и волнам в различных сплошных средах. Сформировались нелинейная оптика, нелинейная акустика [97, 173], теория ударных волн [9, 198] и другие нелинейные науки [184, 195, 207]. В них рассматриваются обычно закономерности формоизменения волн, взаимодействия их друг с другом и физическими полями в безграничных средах. Нелинейные волны в ограниченных средах исследованы в значительно меньшей степени, несмотря на то что они интересны для приложений. В последнем случае важнейшее значение приобретает проблема формирования волн в среде в результате силового, кинематического, теплового или ударного нагружения ее границ. Сложность проблемы связана с необходимостью учета физических явлений, которые обычно не проявляют себя вдали от границ, таких как плавление, испарение и разрушение среды, а также взаимодействия соприкасающихся сред. В монографии рассмотрен широкий круг задач генерации и распространения нелинейных волн давления, деформаций, напряжений в ограниченных неоднородных сплошных средах. Большое внимание уделено динамическому разрушению и испарению жидких и твердых сред вблизи границ, модельным построениям для адекватного математического описания этих процессов. Анализируется влияние на них взаимодействия соприкасающихся сред, а также механических и тепловых явлений, происходящих в объемах, прилегающих к границам. [c.3]

Прохождение звука через нелинейную среду может вызывать в не11 вторичные явления неволнового характера — кавитацию, акустические течения, химические реакции, фазовые переходы и др. Если добавить сюда нелинейные явления, связанные с генерацией звука, а также чисто микроскопические нелинейные эффекты, то станет ясно, что круг интересов нелинейной акустики чрезвычайно широк. [c.6]

При рассмотрении параметрических явлений применяется исключительно спектральный подход. Он очень удобен в радиотехнике или в нелинейной оптике, где наличие сильной дисперсии позволяет реализовать взаимодействие только между несколькими волнами в акустике же спектральные методы используются гораздо реже. Вместе с тем проблема реализации параметрических усилителей и генераторов ультразвука остро поставила вопрос о создании искусственных систем с дисперсией, поскольку только в таких системах усиление может быть значительным (см. 2, 3). Поэтому необходимо начать излонтение именно со спектрального подхода к задаче. [c.146]

После появления работы Л. Д. Ландау и Ю. Б. Румера [II, о которой мы подробно говорили в гл. 10, выяснилась роль ангармоничности решетки в поглощении звука. Позднее 3. А. Гольдбергом была сделана важная работа [2] по исследованию распространения плоских волн конечной амплитуды в изотропном твердом теле. Однако первые эксперименты на когерентных фононах, доказывающие явление трехфононного взаимодействия, в частности генерацию гармоник в волнах конечной амплитуды, были выполнены только в 1962 г. [3—61. Вслед за ними появилась серия экспериментальных и теоретических работ по изучению решеточной нелинейности методами нелинейной акустики, а также ряда нелинейных акустических эффектов — сначала в изотропных твердых телах, затем в монокристаллах диэлектриков и металлов. Сюда относятся исследования взаимодействий волн конечной амплитуды, в том числе комбинационное рассеяние звука на звуке [7—И], генерация гармоник в волнах Рэлея [12—14], нелинейные резонансы в акустических резонаторах с большой добротностью [15—18], выяснение роли остаточных напряжений в распространении воли конечной амплитуды [19, 20], влияния поглощения [21] и т. д. [c.281]

Другим ярким примером использования методов нелинейной акустики является генерация в воде узконаправленных пучков акустических волн с длиной X. Это осуществляется с помощью так называемых параметрических антенн. При знакомстве с явлением дифракции волн мы отмечали, что угловая расходимость д звукового пучка тем меньше, чем больше размер передающего излучателя (антенны). Проблему изготовления огромных излучающих антенн с размерами в десятки метров можно обойти, используя нелинейное взаимодействие в воде двух параллельно распространяющихся мощных звуковых волн с близкими частотами Ю и (Oj Эти волны излучаются горизонтально погруженным в воду одним пьезоизлучателем размером 10 см. Обе волны до их затухания пройдут расстояние L 10 м. В этой протяженной области рождается волна низкой (разностной) частоты ю = Oj - Ю , которая затухает гораздо слабее и может пройти очень большие расстояния. Таким образом, вытянутый объем воды с малым поперечным размером и большим продольным размером L представляет собой гигантскую естественную антенну, излучающую звуковой пучок разностной частоты вдоль самой вытянутой антенны. Однако, расходимость д этого пучка уже будет задаваться выражением [c.139]

Упомянем, наконец, задачи нелинейной акустоэлектропики, которых мы совершенно не касались в монографии. Если создание линейной акустики и акустоэлектропики пьезокристаллов можно в основном считать завершенным, то в области нелинейных явлений ситуация иная. К настоящему времени теоретически и экспериментально исследованы лишь некоторые, хотя и важные вопросы [144, 192]. Построение последовательной и строгой теории нелинейных плазменно-акустических явлений, равно как и их детальное экспериментальное изучение,— дело не слишком отдаленного будущего. [c.228]

Оперируя в области линейной акустики, мы вычисляем все величины, относяш иеся к звуку, с точностью до первой степени амплитуды Л, которая может быть, например, амплитудой поршня, возбуждаюш его звуковые колебания. Уточняя решения уравнений гидродинамики, мы можем перейти к следуюш ему приближению, содержаш ему члены, пропорциональные А , и т. д. (учет нелинейных явлений). Таким образом, для давления р, плотности р и скорости движения V мы можем написать ряды [c.21]

Увеличение интенсивности звуковых и световых полей прив( ло к тому, что нелинейные эффекты при распространении волн ст ли сейчас иметь столь же большое значение, как и нелинейнь процессы в теории колебаний. Родились две новые области — Н1 линейная оптика и нелинейная акустика, значительно расшири шие область использования волновых явлений. В настоящее вр мя взаимодействия волн активно исследуются и во многих другв разделах физики. [c.12]

К числу Н. э. в акустич. поле относятся изменение формы волны при её распространении, т. е. изменение временной зависимости параметров волны, возникновение комбинационных тонов, вызванных рассеянием звука на звуке,, самофокусировка волны, давление звукового излучения, акустич. течения, кавитация и др. С математич. точки зрения Н. э. — это явления, для описания к-рых приближения линейной акустики оказываются недостаточными, и необходим учёт нелинейных членов ур-ний гидродинамики и. ур-ния состояния. Характерной чер-, той Н. э. является их зависимость от амплитуды волны, в отличие от явлений линейной акустики, примерами к-рых могут служить дифракция звука, рассеяние звука, определяемые лишь частотой и скоростью звуковой волны. Формально этот факт обусловлен тем, что нелинейные члены yp-nnii содержат амплитуду волны в более ВЫСОКО , чем линейный член, степени. Волны, при распространении к-рых проявляются Н. э., наз. также волнами конечной ам1 ли-т у д ы. Относительны вклад Н.э. зависит от амплитуды и характеризуется акустич. Маха числом Ма = vie = р /р, где v — амплиту- [c.231]

Особенности таких полей представляют собой предмет нелинейной акустики, и предлагаемая читателю книга не может, естественно, претендовать на сколько-нибудь полный охват этого направления. Известно, чта нелинейные процессы характерны своей взаимосвязанностью и отсутствием возможности суперпозиции, так что нужно рассматривать весь комплекс явлений в целом. Но свстояние исследований в этом направлении сейчас таково, что мы этого еще делать не умеем и можем лишь рассматривать отдельные аспекты нелинейных акустических полей сами по себе. Конечно такое рассмотрение—только приближенное, хотя и имеет некоторые преимущества. Наше мышление в этой области пока еще, если так можно выразиться, линейно , и, рассматривая отдельные эффекты, нам чегче предста-вить себе их физическую сущность—они более понятны для нас. Поэтому рассмотрение отдельных сторон нелинейных акустических полей, которое может быть доведено до качественной, а иногда и количественной ясности, не только представляет практический интерес, но лучше укладывается в рамки привычного для нас линейного мышления. [c.3]

Этот случай, пожалуй, наиболее распространенный в акустике, так как общим соотношением 253) управляются все явления адиабатического изменения объема. В этом смысле Среда вообще нелинейна сама по себе. На допущении линейности, справедливом лишь для весьма малых относительных изменений объема, основан вывод главнейших уравнений акустики, которые для конечных изменений объема и соответственно давления, строго говоря, уже не. верны. При этом надо всячески подчеркнуть, что нелинейность процессов сжатия и расширения определяется не только наличием в общем выражении показателя т = к ф существенно кроме того, что коэфициент этот отрицательный. Если бы, напр., изменение обьема происходило по изотермическому закону, то показатель т равнялся бы минус единице, т. е. процесс был бы и в этом случае нелинейным и относился бы к уже разобранному выше случаю. Здесь же уместно указать, что вопросы нелинейности среды имеют особое значение в приме1 ении к теории рупоров по той причине, что Именно в рупорах мощных громкоговорителей наблюдаются настолько большие давления, что обычные.уравнения, кустики делаются при известных соотношениях вообще неприменимыми. [c.243]

Следующий важный этап в теории колебаний — это знаменитый трак Теория звука Дж. У. Рэлея [4]. Как справедливо отмечается в мон графии [5], Рэлей вовлек в колебательное рассмотрение не только гранжеву механику, но и акустику, электричество, теплоту. Он обнар аналогию между маятником и электрическим томсоновским контуро разрядником, резонатором, органной трубой, музыкальным инструме том, разгадал секрет поющего пламени и опыта Рийке. Он обнаружил всем этом многообразии великую колебательную общность, зало основы колебательной взаимопомощи , когда изучение явлений в одн области помогает разгадать их в другой. Такой подход хорошо усвоил пропагандировал акад. Л.И. Мандельштам - учитель акад. А.А. Авдроно основоположника горьковской школы теории нелинейных колебаний. [c.11]

НЕЛИНЕЙНАЯ АКУСТИКА, область акустики, йзучаюш ая явления, для описания к-рых обычные приближения Линейной теории звука недостаточны и необходим учёт нелинейных членов ур-ний гидродинамики и ур-ния состояния. Обычно такие явления, т. н. нелинейные эффекты, возникают при распространении звук, волн большой интенсивности (т. н. волн конечной а тлитуды) и проявляются во вз-ствии разл. мод гидродинамич. возмущейий, отсутствуюш их в рамках линейного приближения, характеризующегося выполнением суперпозиции принципа. Нелинейные эффекты в акустич. поле можно рассматривать как результат изменения св-в среды, вызванного распространяющейся волной и влияющего как на распространение данной волны (самовоздействие), так и на распространение др. гидродинамич. возмущений (вз-ствие). К нелинейным эффектам относятся изменение формы волны в процессе её распространения, т. е. изменение временной зависимости параметров волны, возникновение комбинационных тонов при рассеянии [c.458]

С анизотропией (и гиротропией) связаны разнообразные явления. Однородная А, с. оказывает существенное влияние на свойства распространяющихся в ней нормальных волн, определяя, в частности, их поляризацию и различие направлений распространения boj -нового (фазового) фронта и энергии волн (см, также Кристаллооптика И Двойное лучепреломление). В неоднородной А. с. может происходить линейное вз-действие поляризов, волн (см. Линейное взаимодействие волн), приводящее к перераспределению энергии между нормальными волнами, но не нарушающее суперпозиции принцип. Последний нарушается в случае нелинейного взаимодействия волн, к-рое в А. с. также обладает своеобразными анизотропными свойствами (см. Нелинейная оптика и Нелинейная акустика). См. также Анизотропия, Магнитная анизотропия, Оптическая анизотропия. [c.84]

Проблема взаимодействия звука со звуком и вообще проблема распространения нелинейных волн, интерес к которой за последнее время бурно растет в связи с тем, что мощности как 5 Льтразвуковых, так и когерентных электромагнитных волн в настоящее время уже достигли тех уровней, при которых линейное приближение во многих случаях не дает удовлетворительных результатов, является одной из основных в нелинейной акустике. Она весьма обширна, включает в себя ряд вопросов (искажение и взаимодействие волн, особенности распространения пилообразных волн нелинейное поглощение и т. д. ), и ей отведено значительное место в предлагаемой вниманию читателей книге. Однако этим не исчерпывается круг вопросов, который должен рассматриваться в нелинейной акустике. В первую очередь это относится к эффектам, вызываемым мощными звуковыми волнами, которые могли бы быть названы вторичными. Из вторичных эффектов в книге основное внимание уделяется акустическим течениям — постоянным вихревым потокам, возникающим в звуковых полях, и звуковой кавитации — образованию в жидкостях полостей под действием отрицательного давления волны. Эти вторичные явления ответственны за ряд эффектов, наблюдающихся в поле мощных звуковых волн часть из этих эффектов играет существенную роль в области технологического использования мощных ультразвуковых волн. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...