Поглощение волн конечной амплитуды

Рис. 3. Зависимость относительного коэффициента поглощения волны конечной амплитуды от акустического числа Рейнольдса. Сплошная линия—результат расчёта по формуле (3), значки — экспериментальные данные.

Искажение волн конечной амплитуды, рассмотренное ранее в этой главе, может быть представлено (при излучении монохроматической волны) как появление и рост в процессе распространения высокочастотных гармоник. Поскольку поглощение в жидкостях и газах со , то качественно совершенно очевидно, что нелинейное искажение должно сопровождаться увеличением поглощения. Следует ожидать, что коэффициент поглощения волны конечной амплитуды зависит от ее спектрального состава, а поскольку последний мол<ет меняться по мере распространения волны, то меняется в пространстве и коэффициент поглощения. Поэтому в отличие от поглощения волн малой амплитуды, для которых коэффициент поглощения оо постоянен, в случае волн конечной амплитуды, как будет видно пз дальнейшего, коэффициент поглощения зависит от координат, и в дальнейшем, говоря о коэффициенте поглощения, мы будем иметь в виду дифференциальный коэффициент. [c.113]

Рис. 10. Максимальное значение коэффициента поглощения волны конечной амплитуды а и парциального коэффициента поглощения первой гармоники 1.

До сих пор шла речь о поглощении волны конечной амплитуды, спектральный состав которой мог только обогащаться высокочастотными компонентами. При нелинейном взаимодействии двух волн может появляться волна разностной частоты. Вообще говоря, в волне любого спектрального состава могут появляться помимо высокочастотных компонент, которые являются своеобразными стоками акустической энергии, еще и низкочастотные компоненты (в случае монохроматической волны такой низкочастотной компонентой в некоторой мере можно считать нелинейное акустическое течение ). Эти низкочастотные крылья спектра поглощаются медленнее, чем компоненты исходного спектра. С другой стороны, низкочастотное крыло спектра также и нарастает медленнее, чем высокочастотное. Динамика спектра немонохроматической волны конечной амплитуды в вязкой среде исследована еще недостаточно. [c.121]

Выше было рассмотрено поглощение волн конечной амплитуды в средах, где поглощение волны малой амплитуды квадратично зависело от частоты. Отметим, что из [c.122]

J ПОГЛОЩЕНИЕ ВОЛН КОНЕЧНОЙ АМПЛИТУДЫ 169 [c.169]

Часть экспериментальных данных, приведенных на рис. 30, получена еще в то время, когда особенности поглощения волн конечной амплитуды были изучены недостаточно. [c.169]

Зарембо Л. К., К вопросу о температурной зависимости поглощения волн конечной амплитуды в вязких жидкостях. Акуст. ж. 3, 164 (1957). [c.177]

Кавитация не является единственной причиной такого рода нелинейности. Э.то явление может быть также связано с особенностями поглощения волн конечной амплитуды (см. 4 гл. 3 п 3 гл. 4). [c.269]

В силу этих обстоятельств коэффициент поглощения волны конечной амплитуды (а) не является постоянной величиной он возрастает по мере удаления волны от источника и с искажением ее формы, достигая максимальной величины в области стабилизации, а затем убывает. Поэтому по отношению к волне конечной амплитуды следует говорить о дифференциальном коэффициенте погл(пие-ния, который в области стабилизации может намного превышать коэффициент поглощения волны бесконечно малой амплитуды а , определенный соотношениями (111.37) или (111.40). При фиксированных расстояниях от источника дифференциальный коэффициент поглощения зависит также от амплитуды волны у источника. [c.87]

Следовательно, относительный коэффициент поглощения волны конечной амплитуды при малых числах Не изменяется с расстоянием от источника как функция Ф (а л ), график которой приведен на рис. 23. При л = О и л = оо Ф (а х) = О и а — о- Избыточное погло- [c.99]

Возвратимся теперь снова к предыдущим разделам, в которых мы говорили о распространении ультразвуковых волн конечной амплитуды. Те измерения искажения и поглощения волн конечной амплитуды, которые там обсуждались, относились к случаю, когда кавитационные процессы в полной мере еще не успевали возникнуть, поскольку применявшиеся частоты были достаточно высоки, а время излучения ультразвука (время экспозиции) составляло всего несколько секунд. Однако при больших интенсивностях даже уже при малых экспозициях кавитация развивается в сильной степени, и это приводит к некоторым новым эффектам при распространении волн. К числу таких эффек- [c.404]

Измерения поглощения волн конечной амплитуды показали, что коэ(] ициент поглощения не является величиной постоянной. Напомним, что в линейной акустике коэффициент поглощения оп- [c.75]

Поглощение волн конечной амплитуды происходит не по экспоненциальному закону, и на расстоянии г от источника описывается следующими соотношениями [c.231]

Из (49) видно, что характер зависимости коэффициента поглощения от Ti различен в предельных случаях больших и малых значений этого параметра, что позволяет, как это было сделано 3. А. Гольдбергом [10], услов-во выделить два режима поглощения волны конечной амплитуды — режим пилообразной волны и режим синусоидальной волны. [c.25]

В этом случае коэффициент поглощения первой гармоники отличен от коэффициентов поглощения гармоник более высоких номеров [см. (54)] и соответственно не равен уже просто половине коэффициента поглощения по интенсивности. Здесь мы сталкиваемся с тем обстоятельством, что при поглощении волны конечной амплитуды, форма которой меняется в процессе распространения, уменьшение энергии волны и затухание ее гармоник происходит, вообще говоря, по разным законам. [c.26]

При увеличении интенсивности звука крутизна волновых фронтов возрастает, что, в свою очередь, вызывает увеличение поглощения волны. Исследуя зависимость коэффициента поглощения от амплитуды волны, можно, как отмечалось ранее, условно выделить два режима поглощения волны конечной амплитуды, соответствующие в случае плоской волны двум предельным выражениям для коэффициента поглощения — при Г 1 [c.33]

Отметим некоторые особенности поглощения волны конечной амплитуды. В тех случаях, когда первым членом в знаменателях (74) — (76) по сравнению со вторым можно пренебречь (это можно сделать, например, на достаточно больших расстояниях от излучателя), затухание пикового значения в пилообразной волне будет описываться следующими выражениями для плоской волны [c.34]

При малых значениях Re доминирует влияние вязкости и волна затухает раньше, чем нелинейные эффекты успевают развиться. При больших значениях e осн. роль играет нелинейность, приводящая к искажению формы волны по мере её распространения и к образованию слабых ударных волн. Ширина 6 фронта ударной Волны также определяется акустич. Р. ч. согласно ф-ле б/Х. = 1/Леа- Коэф, поглощения волны конечной амплитуды превышает малоамплитуд-ВЫЙ коэф. поглощения а в Re раз. к, л. Наугольных. РЕЙНОЛЬДСА ЧИСЛО магнитное, Д ,,— безразмерный параметр в магн. гидродинамике, характеризующий взаимодействие проводящих движущихся жндкостей и газов (плазмы) с магн. полем [c.319]

При малых числах Маха искажение формы профиля волны на расстояниях порядка длины волны невелико. В невязкой и нетеплопроводящей среде такая волна может рассматриваться как немонохроматическая со слабо взаимодействующими гармониками. Введение линейных диссипативных сил не может привести к изменению взаимодействия гармонических составляющих. Это позволяет подойти к вопросу о поглощении волн конечной амплитуды с квазилинейной точки зрения рассматривать раздельно искажение и поглощение гармоник [2, 4, 5, 15, 16]. Несмотря на то, что этот подход не может считаться в достаточной мере строгим, он позволяет получить некоторые качественные закономерности поглощения волн конечной амплитуды, а в некоторых случаях — даже вполне удовлетворительное количественно согласие с экспериментальными результатами. Если Еп — средняя по времени плотность энергии в п-й гармонике, то изменение этой энергии определяется, с одной стороны, потерями [c.114]

Квазилинейный метод описания поглощения волн конечной амплитуды применен также в [5, 4, 16]. В этих работах использовались идеи, содержащиеся в [2], т. е. предполагалось, что искажение волны происходит так же, как и в недиссипативной среде (по Бесселю — Фу-бини см. (2.74)), а поглощение каждой из гармоник — по закону для волн малой амплитуды. Применение электронной счетной машины позволило рассчитать по этой схеме различные величины, характеризующие поглощение. На рис. 8 показана зависимость амплитудного коэффициента поглощения волны конечной амплитуды от [c.116]

Подводя итог, можно сказать, что поглощение волн конечной амплитуды существенно отличается от поглощения волн малой амплитуды. Это различие заключается не только в том, что поглощение волны конечной амплитуды неэксиоиенциально (и, следовательно, коэффициент поглощения зависит от координат), но также и в том, что оно при больших числах Рейнольдса намного превосходит поглощение волн малой амплитуды. Хотя поглощение и определяется вязкостью и теплопроводностью, коэффициент поглощения пилообразных волн в явном виде не зависит от этих характеристик среды. В области больших звуковых интенсивностей газы и жидкости мановятся значительно менее прозрачными для звука, чем в области малых интенсивностей. [c.121]

Таким образом, релаксирующие среды, вообще говоря, не являются средами, где коэффициент поглощения квадратично зависит от частоты. Высокочастотные гармоники, появляющиеся в процессе нелинейного искажения формы профиля волны, могут попадать в область ot 1, где релаксационная часть поглощения не зависит от частоты. Уже одно это может привести к некоторому отличию процессов пскажения и поглощения волн конечной амплитуды. Другим существенным обстоятельством является то, что в релаксирующих средах имеет место дисперсия скорости звука. то приводит к тому, что между появляющейся в области дисперсии гармоникой и порождающей ее волной могут в процессе распространения изменяться фазовые соотношения или, как иногда говорят, не выполняться условия синхронизма. [c.131]

Наибольшее количество работ по измерению поглощения волн конечной амплитуды проведено в жидкостях на частотах ультразвукового диапазона [24, 36, 42, 45, 48—54). На рис. 30 показаны результаты измерения поглощения волн конечной амплитуды в воде в области стабилизации по данньш различных авторов. Сплопгная кривая проведена для рх/Ьсо > 1 по (3.38) при Г = у = ге = 7,1. Наблюдающийся разброс экспериментальных результатов связан, с одной стороны, с теми трудностямп измерения коэффициента поглощения, о которых пита речь выпге, и, с другой стороны, с тем, что не все данные, по-видимому, относятся к области стабилизации волны ) этим можно объяснить отклонение экспериментальных резумьтатов в меньшую сторону. При наибольших интенсивностях ультразвука измерение поглощения в воде было проведено в [45]. Числа Рейнольдса в этих измерениях были 10 . В этой области а остается пропорциональным [c.169]

Рис. 32. Зависимость относи гельного коэффициента поглощения волны конечной амплитуды от безразмерного расстояния при разных Rea (неэкспоненциальный характер поглощения волн конечной амплитуды).

С увеличением тe шepaтypы вязкость жидкостей убывает и числа Рейнольдса растет. Если коэффициент поглощения монохроматической волпы о зависит от температуры слабее, чем вязкость, то поглощение волны конечной амплитуды может возрастать с температурой вследствие усиления нелинейных эффектов. Иллюстрацией к этому служит приведенная на рис. 25 экспериментальная кривая аномальной температурной зависимости поглощения ультразвука в транс- форматорном масле при частоте 1,5 МГц и интенсивности у источника 9 Вт/см [32]. [c.101]

Убывание амплитуды с расстоянием может происходить и не по экспоненциальному, а более сложному закону (см. гл. VIII, где идет речь о поглощении волн конечной амплитуды). Там же смотри о поглощении, значительно превышающем поглощение, которое получается по указанным выше формулам. [c.86]

Эксперименты по измерению поглощения волн конечной амплитуды. Выше уже говорилось о том, что поглощение волн конечной амплитуды может быть су цественно большим, чем поглощение волн малой амплитуды. Другим отличием поглощения волн конечной амплитуды является [c.394]

Изменение формы волны конечной амплитуды при распространении влияет на ее поглоп ение. Поглощение волны конечной амплитуды, имевшей первоначально синусоидальную форму, оказывается зависящим от расстояния вблизи излучателя, где форма волны близка к синусоидальной, поглощение невелико и описывается обычными выражениями линейной акустики, затем оно возрастает, и в области наибольших искажений формы волны (а я/2) достигает максимума, после чего убывает. При этом интенсивность поглощения в данной точке пространства зависит от амплитуды волны, возрастая с ее увеличением. Это можно интерпретировать, в частности, как результат увеличения диссипации энергии на слабом разрыве с ростом скачка давления на нем. В принципе количественное описание поглощения синусоидальной волны конечной амплитуды может быть получено на основе решений, приведенных в предыдущих параграфах. [c.24]

ПОГЛОЩЕНИЕ ВОЛН КОНЕЧНОЙ АМПЛИТУДЫ В РЕЛАКСИРУЮЩНХ СРЕДАХ И В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ [c.41]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...