Неоднородности звукового поля

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]

Неравенство (33.27а) указывает, что электрон совершает много оборотов вокруг силовой линии магнитного поля, прежде чем он испытает столкновение. Неравенство (33.276) позволяет считать поле волны на траектории электрона стационарным, так как частота циклотронного вращения значительно больше частоты звука. Неравенство (33.27в) указывает на резкую неоднородность звукового поля по отношению к характерному радиусу электронной орбиты [c.207]

Следствием неоднородности/ звукового поля оказывается то, что вблизи поверхности преимущественным является раман-натовский режим дифракции, а в более глубоком слое, где изменение показателя преломления с глубиной не столь значительно, реализуются промежуточный и брэгговский режимы. [c.345]

Третий — это течения в свободном неоднородном звуковом поле, в котором масштаб неоднородности звукового поля значительно больше [c.89]

Возникновение течения означает отличие от нуля среднего по времени потока массы. Здесь это следует особенно подчеркнуть, так как известно, что в мощных звуковых полях такие средние по времени параметры, как давление, плотность, скорость, могут быть не равны соответствующим параметрам для невозмущенной среды. Появление постоянной составляющей скорости (если среда до включения звука покоилась) отнюдь еще не означает возникновения потока эта постоянная составляющая скорости может компенсироваться постоянным по времени изменением плотности, так что среднего по времени потока массы не будет. Постоянная составляющая скорости, например, появляется при решении в эйлеровых координатах задачи о конечных колебаниях неограниченного поршня в недиссипативной среде однако, как показывает анализ этого решения, среднего по времени потока массы при этом нет, что вполне естественно, ибо возникновение потока при непроницаемом поршне противоречило бы здесь условию сохранения массы. Этот пример не означает все же, что при определенных условиях в неоднородном звуковом поле в недиссипативной среде не могут возникнуть акустические потоки. В настоящее время этот вопрос почти не исследован. [c.90]

Несколько иной метод определения коэффициента поглощения звука был предложен в работе [57]. Схема установки приведена на рис. 21. Ультразвуковое поле (1 Мгц), создаваемое источником полностью заполняло трубку с исследуемой жидкостью 2 трубка имела обводной капиллярный канал 3 для обратного потока. Согласно соотношению (31), при радиусе звукового пучка, равном радиусу трубы, скорость акустического течения обращается в нуль. В экспериментальных условиях, конечно, из-за неоднородности звукового поля по сечению трубки и влияния пограничного слоя вблизи стенок, а в описываемой установке еще из-за тока жидкости через капиллярный канал 3 перенос жидкости имеется, однако скорость его существенно меньше скорости течения в свободном звуковом поле. Влияние динамического давления потока на механический приемник радиационного давления 4 было при этих условиях относительно мало. Отраженный от приемника 4 звук поглощался поглотителем 5. Авторы работы [58] отказались от абсолютного измерения звукового поля радиометром, потому что приемный элемент радиометра, отражая звук, не позволял создать полностью бегущую волну (в этой работе плотность звуковой энергии определялась из импедансов излучателя в воздухе и в жидкости). Согласно закону Гагена — Пуазейля, скорость движения [c.123]

Метод определения порога кавитации был аналогичен описанному в работе [8]. Среднее давление в фокальном пятне поднималось ступеньками до момента появления кавитации. Здесь следует еще учесть то обстоятельство, что на прочность жидкости влияет также и само время озвучивания. Так, из-за неоднородности звукового поля необходимо некоторое время для перемещения зародышей в область с более высоким давлением. При длительном озвучивании жидкости находящиеся в ней пузырьки в результате диффузии в них газа начинают расти и понижают ее прочность. Наши исследования подтверждают это предположение длительное время озвучивания (более 20 сек) приводит к понижению прочности воды при коротком времени озвучивания (3—8 сек) порог несколько повышается и остается стабильным в этом интервале времени с разбросом не более 10%. Поэтому время, в течение которого определялся порог кавитации, составляло около 5 сек. [c.182]

Последнее обстоятельство осложняется тем, что на электроде образуются неравномерные по толщине осадки, связанные с неоднородностью звукового поля (стоячие волны). Путь к преодолению этого препятствия на наш взгляд лежит в применении медленно меняющихся во времени неоднородностей поля (качающаяся частота) с такой скоростью, чтобы успевали устанавливаться акустические микропотоки переменного масштаба. [c.539]

Неоднородности звукового поля 331 [c.683]

Оценки показывают, что ошибки за счет измерения V, Р и 1 1 о не превышают 1,5—2%. Самая серьезная ошибка вносится неоднородным излучением звука [272]. Неоднородное звуковое поле затрудняет определение /дфф. При неоднородном излучении /эфф не равно геометрическому сечению пучка. Кроме того, неоднородно излучающий кварц посылает косые пучки на приемник радиометра, и они оказывают давление на него. Между тем косые пучки звука либо вовсе не дадут своего вклада в интенсивность дифракционного максимума, либо дадут весьма малый вклад, поскольку они не удовлетворяют условию Брегга. Поэтому необходимо практически полное устранение косых пучков и надежный способ определения /дф . [c.206]

Так, весьма эффективен контроль массивных блоков из пластмассы. На сравнительно низких частотах (поскольку затухание УЗК в пластмассах велико) может быть получена высокая чувствительность и обнаружены мельчайшие неоднородности. Здесь оказывается преимущество гомогенной изотропной среды (пластмасса) перед гетерогенной анизотропной (сложный сплав). В последнем случае рассеяние УЗК структурными составляющими сплава приводит к повышению уровня шумов и к необходимости понижения чувствительности, при контроле же пластмассы такого рассеяния не наблюдается, чувствительность может быть использована полностью и индикатор реагирует не только на зону звуковой тени, но и на некоторое изменение интенсивности звукового поля за небольшим дефектом, что в известной мере компенсирует ограничение чувствительности метода вследствие дифракции. [c.342]

Индукционный метод заключается в регистрации неоднородности магнитного поля индукционной катушкой. При наличии дефектов распределение магнитного потока изменяется, что фиксируется катушкой, и затем преобразуется в световой или звуковой сигнал. [c.551]

При пересечении неоднородных звуковых волн принципиально возможно перераспределение звуковых полей вне области пересечения, вызванное тем, что одна из звуковых волн прошла по среде, возмущенной другой неоднородной волной конечной амплитуды. Это перераспределение, например, вызванное стационарными вихревыми потоками рассеивающей волны, может происходить без изменения частоты (аналогично обычному рассеянию). Более характерным является рассеяние с образованием волн комбинационных частот (аналогично комбинационному рассеянию). Последний эффект является типично нелинейным. Рассмотренное в литературе рассеяние звука на звуке относится к последнему типу и его правильнее было бы называть комбинационным рассеянием звука на звуке. Как уже отмечалось, под комбинационным рассеянием звука на звуке понимается возможность наблюдения волн комбинационных частот вне области взаимодействия двух ограниченных звуковых пучков. Здесь будет рассмотрено рассеяние в недиссипативной среде без дисперсии, в которой возможна только одна скорость распространения звуковых возмущений (газы или жидкости) особенности рассеяния звука на звуке в твердых телах рассмотрены ниже в гл. 8, 3. [c.90]

Поскольку в некоторых задачах нелинейного распространения упругих волн необходимы абсолютные измерения и сравнение с теорией, геометрия звукового поля имеет существенное значение. Большинство измерений обычно проводится в ближнем поле излучателя, где волну еще можно считать плоской. Поскольку ближнее поле чрезвычайно неоднородно, такие измерения возможны только тогда, когда размеры приемника существенно больше неоднородностей поля и, следовательно, приемник усредняет эти неоднородности. С приемниками, размеры которых меньше или порядка длины волны, измерения обычно проводятся в дальнем поле [24], где уже начинает сказываться расходимость, что обычно учитывается при сравнении теории с экспериментом. [c.154]

Однако в связи с развитием в последние годы промышленности синтетических пьезоматериалов — пьезоэлектрических керамик, позволяющих получать пластины любой формы, с произвольным направлением поляризации, кварц вообще перестал применяться для изготовления промышленных фокусирующих излучателей. Но керамические излучатели с радиальной поляризацией тоже не дают равномерного поля. Неоднородность их излучения вызывается не только случайной неоднородностью их свойств и доменной структуры, но и возникающими в них паразитными колебаниями, которые рассматривались в работе [29]. При помощи установки для экспериментального исследования тонкой структуры звукового поля, описанной в работе [30], была исследована фокальная область цилиндрического излучателя из керамики титаната бария с углом раскрытия = 90° и фокусным расстоянием F=i,B> см на резонансной частоте 815 кгц. На рис. 30 приведено распределение давления в фокальной плоскости (кривая 2) по сравнению с расчетной (кривая <3) обращает внимание большая величина вторичных максимумов. [c.185]

Как видно из этого выражения, измеряя в принципе возможно определить а и отношение сдвиговой вязкости к объемной, хотя этот метод не отличается большой точностью. При таких измерениях необходимо учитывать влияние всех имеющихся для звука потерь, в том числе возможное рассеяние звука на неоднородностях среды. Измерения нужно проводить, принимая во внимание дифракционное расхождение пучка и не используя слишком больших амплитуд звукового поля, чтобы нелинейные явления не играли заметной роли. [c.137]

АКУСТИЧЕСКИЕ ТЕЧЕНИЯ (акустический, или звуковой, ветер) — регулярные течения среды, возникающие в звуковом поле большой интенсивности, А. т. могут быть как в свободном неоднородном звуковом поле, так и вблизи разл, рода препятствий. Возникновение А. т. обусловлено законом сохранения кол-ва движения переносимое звуковой волной кол-во движения, связанное с колебаниями частиц среды, при поглощении волны передаётся среде в др. форл1е, вызывая её регулярное движение. Поэтому скорость А. т. пропорциональна коэфф. поглощения звука и его интенсивности, но обычно ие превосходит величины колебательной скорости частиц в звуковой волне. А. т. всегда имеют вихревой характер. [c.43]

В [45] исследовано поперечное распределение скорости потока, причем для получения однородного звукового поля использовалась штраубелевская кварцевая пластинка. В однородном звуковом поле распределение скоростей потока хорошо следует соотношению 6.58). Аналогичные измерения в газах были проделаны в [33], причем введены поправки в (6.58), учитывающие неоднородность звукового поля экспериментальные результаты хорошо согласуются с теоретическими. [c.242]

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]

Выше мы предполагали, что звуковая волна имеет две точки поворота. Если проекция u(z) скорости течения на направление f удовлетворяет неравенству u(z) < с (z) + o/f, то - < кр< О при z < z , и волна будет иметь только один горизонт поворота z =Z2 >z . В отсутствие резонансного взаимодействия происходило бы полное отражение ( V =1), поскольку при z волна неоднородна. Звуковое поле можно найти из полученных вьиие (для случая двух точек поворота) асимптотик с помощью предельного перехода i + >. в частности, для коэффициента отражения из (9.64) находим [c.195]

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]

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]

Подводя итоги, можно сказать, что микропотоки возникают в крайне неоднородных звуковых полях. Форма течений может быть весьма сложной и зависит как от геометрии звукового поля, так и от вязкости среды и частоты звука. Масштабы микропотоков меньше длины звуковой волны. В микропотоках, по-видимому, всегда можно выделить течение в акустическом пограничном слое (аналогичное шлихтинговскому) и течение вне пограничного слоя. [c.119]

Качественное различие между пульсирующими и кавитащюнными пузырьками показано на рис. 2, где представлена кавитационная область при нормальном и повышенном статическом давлении. При нормальном давлении кавитационная область над поверхностью преобразователя типа ПМС-6М (рис. 2, а), имеющего неоднородное звуковое поле но площади излучателя, представляет собой скопления крупных пульсирующих пузырьков, относительно равномерно распределенных по объему жидкости вблизи излучателя. С повышением давления до 5-10 н м , при той же удельной акустической мощности создаются неблагоприятные условия для роста пузырьков, и крупные пузырьки исчезают, а сама область кавитации наблюдается в виде туманообразного облака, состоящего из множества кавитирующих пузырьков, сосредоточенных над центром излучателя (рис. 2, б), где уровень звукового давления был наибольшим. [c.173]

Воздействие ультразвуковых колебаний высоких частот на процесс проявления зависит от наличия неоднородностей звукового поля, конфигурация которых обнаруживается в виде изображения на предварительно засвеченном, а затем проявленном в звуковом ноле, фотослое [97, 112]. Если плоскость фотопластинки (спектрографическая, тип 1) расположить в проявителе вдоль направления распространения бегущей звуковой волны частоты 800 кгц (колебательная скорость У(,=6,3 см сек), то плотность почернения фотослоя (кривая 2 на рис. 28) при вычете почернения за счет обтекания акустическим крупномасштабным потоком (звуковым ветром) будет незначительно отличац>ся от плотности почернения в отсутствие звука (прямая 1). [c.555]

Различают потоки трех типов [28] а) потоки, возникающие в вязком пограничном слое вблизи препятствий, и микропотоки около колеблющихся пузырьков (шлихтинговское течение) б) потоки вне пограничного слоя (релевское течение) в) макропотоки в свободном неоднородном звуковом поле, в котором масштаб неоднородности значительно больше длины волны (эк-картовское течение). [c.26]

При очень точных измерениях поглощения необходимо более строго соблюдать полную плоскопараллельность поверхностей излучателя и отражателя интерферометра, чем при измерениях скорости звука ничтожные отклонения могут вызвать существенные ошибки. Пумпер [1646] экспериментально установил при измерениях в воздухе, аргоне и гелии, что неоднородности звукового поля влияют на результаты измерения поглощения. Помимо этого, следует учитывать коэффициенты отражения от отражателя и излучателя. Эти коэффициенты были сначала рассчитаны Хаббардом 928], а затем впервые измерены Кертисом [473] в воздухе и в СОд для металлических отражателей. Полученные значения оказались существенно меньше теоретических значений и, кроме того, обнаружили [c.330]

Линейный рост поглощения с частотой согласуется по Хютеру с наблюдаемым в твердых телах явлением, согласно которому механизм поглощения в первую очередь обусловлен величиной зерен вещества, т. е. степенью его неоднородности. При повышении частоты главным образом увеличиваются сдвиги и скольжения внутри вещества, определяющие внутреннее трение. В тканях с сильно выраженной упругой неоднородностью, в которых за счет неоднородности звукового поля возникают сильные сдвиговые колебания, имеет место повышенное рассеяние энергии звуковой волны это наблюдали как Хорват [914], так и Петцольд и Борн [1492]. [c.544]

Проблема равномерного озвучивания входной пластины ЭАП легко решается применением ультразвукового возбуждающего преобразователя, работающего в дальней зоне. Опыт показывает, что если расстояние от преобразователя до входной поверхности ЭАП в 16 раз больше диаметра преобразователя, то практически звуковое поле представляет собой плоскую однородную волну. Так как реакция системы практически мгновен-на, во многих приложениях может быть допустима небольшая степень неоднородности звукового поля ). В некоторых случаях объект контроля необходимо перемещать в звуковом поле. Это помогает в распознавании неоднородности свойств объекта. В системе обычно используются такие типы волн, при которых [c.103]

Лит. А р ц и м о D и ч Л. А., Элементарная физика п,дая-мы, 3 изд.. М., 1969 Тверской В. А., Динамика радиационных поясов Земли, М., 19 8 Хесс В., Радиационный пояс и магнитосфера, пер. с англ.. М., 1972. Ю. И. Логачев. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ АКУСТИКА — упрощённая теория распространения звука, пренебрегающая дифракц. явлениями (см. Дифракция волн., Дифракция звука). В Г. а. звуковое поло представляют в виде лучевой картины, пе зависящей от длины волны, и считают, что звуковая энергия распространяется вдоль каждой лучевой трубки независимо от остальных лучей это даёт обратную пропорциональность между плотностью потока энергии вдоль луча и площадью поперечного сечения лучевой трубки, Б однородных средах лучи — прямые линии, в неоднородных они искривляются (см. Рефракция звука). [c.437]

ДИФРАКЦИЯ ЗВУКА — отклонение распространения звука от законо) геометрической акустики, обусловленное его волновой природой. Результаты Д. з,— расхождение У 3-пучков при удалении от излучателя или после прохождения через отверстие в экране, загибание звуковых волн в область тони позади препятствий, больших по сравнению с длиной волны л, отсутствие тени позади препятствий, малых по сравнению с к, и т. п. Звуковые поля, создаваемые дифракцией исходной волны на препятствиях, помещённых в среду, на неоднородностях самой среды, а также па неровностях и неоднородностях границ среды, наа. рассеянными полями (см. Рассеяние звука). Для объектов, на к-рых происходит Д. 3., больших по сравнению с X, степень отклонений от геом. картины зависит от значения волнового параметра Р=Укг11), де D — поперечник объекта (папр., поперечник У 3-излучателя или пре- [c.667]

В кШ1ге с позиций современной теории нелинейных волн рассматриваются процессы распространения, взаимодействия и генерации интенсивных звуковых полей. Последователыю обсуждается влияние на эти процессы эффектов диссипации, дисперсии, геометрической расходимости и дифракции. Описаны разнообразные модели нелинейных сред в акустике (жидкость с пузырьками газа, структурно-неоднородная упругая среда и др.). [c.2]

На высоких частотах показатель затухания механических колебаний в метериале диффузора возрастает и стоячие волны не образуются. Вследствие ослабления интенсивности механических колебаний, излучение высоких частот происходит преимущественно областью диффузора, прилегающей к звуковой катушке. Поэтому для увеличения воспроизведения высоких частот применяют рупорки, скрепленные с подвижной системой головки громкоговорителя. Для уменьшения неравномерности частотной характеристики в массу для изготовления диффузоров головок громкоговорителей вводят различные демпфирующие (увеличивающие затухание механических колебаний) присадки. Что касается нелинейных искажений, то основными причинами их являются во-первых, нелинейная зависимость деформации (сжатия и растяжения) подвеса диффузора и центрирующей шайбы от приложенной силы во-вторых, неоднородность магнитного поля в воздушном зазоре, так как магнитная индукция больше в середине зазора и меньше у краев. А это, в свокх очередь, приводит к тому, что при одной и той же величине тока в звуковой катушке сила, действующая на нее, различна в зависимости от того, вся ли катушка или часть ее находится внутри зазора. В первом случае витки ка тушки пронизываются полным магнитным по током зазора, во-втором — лишь частью его Таковы причины Нелинейных искажений гром коговорителей в области низких частот, об ласти основного резонанса подвижной сис темы, где они достигают своего максимума вследствие максимальных амплитуд колебаний диффузора. На средних и высоких частотах искажения обусловлены другими причинами, поскольку амплитуда колебаний диффузора здесь ничтожна и измеряется десятыми долями миллиметра. [c.115]

Что касается нелинейных искажений, то основными причинами их являются во-первых, нелинейная зависимость деформации (сжатия н растяжения) подвеса диффузора и центрирующей шайбы от приложенной силы, во-вторых, неоднородность магнитного поля в воздушном зазоре, так как магнитная индукция больше в середине зазора и меньше у краев. А это, в свою очередь, приводит к тому, что при одной и той же величине тока в звуковой катушке сила, действующая на нее, различна в зависимости от того, вся ли катушка или часть ее находится внутри зазора. В первом случае витки катушк.ч пронизываются полным магнитным потоком зазора, во втором — лишь частью его. [c.148]

Последовательной теории акустической эмиссии при пластическом деформировании, которая могла бы связать статистические характеристики излучаемого акустического поля с параметрами деформирования для различных материалов, в настоящее время не существует. Тем не менее закономерности элементарных актов излучения, сопровождающего различные виды движения отдельных дислокаций и их скоплений, в том числе и упомянутые выше процессы, достаточно хорошо изучены [52, 65, 661. Согласно этим работам при описании создаваемых движущимися дислокациями звуковых полей удобнее пользоваться вектором колебательной скорости Уг=Ыг, а не вектором смещений И . С учетом сказанного излучение, создаваемое системой произвольно движущихся дислокаций, может быть описано с помощью следующего неоднородного уравнения, вытекающего из основных уравнений кристаллоакустики (см. гл. 9) [c.272]

Волновые уравнения (1.11) и (1.15) описывают звуковые поля в неоднородной и нестационарной жидкости весьма общего вида, В различных задачах полезны разные частные случаи этих уравнений. Простейшим является случай однородной неподвижной стационарной среды (р = onst, с = onst, Vo = 0). Тогда из уравнения (1.11) получаем [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...