Спектр кавитационного шума дискретный субгармонически

Из рис. 16 видно, что с увеличением амплитуды Р/ давления ультразвукового поля наступает момент, когда кавитационный пузырек вырастает до таких больших размеров, что не успевает захлопнуться в фазе сжатия первого периода Г, совершает вторичную пульсацию и лишь только в конце второго периода окончательно захлопывается. Эти пульсации достаточно четко повторяются в дальнейшем, но период изменения функции В (1) становится в этом случае в два раза большим, чем период ультразвукового поля, т. е. равен 2 Т. Аналогичное увеличение периода пульсаций в два раза наблюдается при увеличении начального размера пузырька Во при постоянном, даже достаточно малом, Ру , равном нескольким атмосферам. Излучаемое при пульсациях такого кавитационного пузырька давление имеет период, ровнов два раза больший, чем период Г ультразвукового поля, поэтому в спектральном представлении такого сигнала в виде ряда Фурье будут спектральные составляющие частоты т/2 /, где т = 1, 2, 3,... При четном т получим дискретные составляющие, частоты которых равны частотам уже присутствующих в спектре кавитационного шума дискретных гармонических составляющих. Но при нечетном т получим совершенно новые дискретные составляющие частоты nf — /2 /. Это так называемые субгармонические составляющие кавитационного спектра, которые наблюдались различными исследователями [40, 41], но о происхождении которых высказывалось много противоречивых гипотез [12]. [c.158]

Численными методами можно исследовать сильно нелинейные явления в кавитационной области, например излучение кавитационного шума. Спектр этого шума состоит из дискретных гармонических и субгармонических составляющих и белого шума. Одним из механизмов излучения гармонических составляющих является возбуждение собственных пульсаций пузырька при совпадении частоты его резонанса с гармониками основного тона /р=п/, где /р — резонансная частота пузырька, f — частота звука, возбуждающего кавитацию, п=1, 2, 3,. .. [c.157]

При дальнейшем увеличении амплитуды давления ультразвукового поля или начального размера кавитационный пузырек может не успеть захлопнуться даже в конце второго периода ультразвукового поля, в этом случае характерный период пульсаций такого пузырька станет равным ЗГ (что было показано в гл. 2, 2). Поэтому в спектре излучаемого таким пузырьком звукового давленргя появятся субгармонические дискретные составляющие частоты //3/, где / = 1, 2, 3... Аналогичным является механизм появления субгармонических дискретных составляющих частоты (//4/, где 1, 2, 3... Указанные спектральные составляющие наблюдались экспериментально многочисленными исследователями. Эше [40], применив для получения кавитации фокусированный ультразвук достаточно большой интенсивности, по-видимому, первый наблюдал в спектре кавитационного шума субгармоническую составляющую частоты V2/. Несколько позже Кикучи [41] удалось получить и наблюдать субгармоники частоты V. / и /4 /. [c.160]

Совершенно очевидно, что в спектре принятого от такого пузырька сигнала, кроме гармонических (и субгармонических) дискретных спектраль ных составляюш их частоты гг/, будут наблюдаться спектральные составляюш ие, обусловленные нестационарными пульсациями на собственных частотах. Поскольку при этом довольно значительна меняется во времени амплитуда и фаза (частота) собственных колебаний, то в спектре кавитационного шума увеличится амплитуда сплошной части спектра в некоторой полосе частот, расположенной в области, определяемой частотой резонанса пульсируюш его пузырька. [c.162]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...