Радиационное давление на препятствия

РАДИАЦИОННОЕ ДАВЛЕНИЕ НА ПРЕПЯТСТВИЯ 187 [c.187]

Радиационное давление на препятствия [c.187]

При определении радиационного давления на препятствия по Ланжевену — Бриллюэну необходимо учитывать полное изменение импульса волны, связанное как с рассеянием волны на препятствии, так и, вообще говоря, с возможным нелинейным взаимодействием падающей и рассеянной волн. Для радиационного давления во втором приближении взаимодействием падающей и рассеянной волн можно пренебречь. Тогда для k-h компоненты радиационной силы по (5.2) [c.187]

РАДИАЦИОННОЕ ДАВЛЕНИЕ НА ПРЕПЯТСТВИЯ 189 [c.189]

РАДИАЦИОННОЕ ДАВЛЕНИЕ НА ПРЕПЯТСТВИЯ 193 [c.193]

В этом случае радиационное давление на препятствие полностью определяется величиной р [см. (33)]. Около твердой стенки образуются стоячие волны. Взаимодействие звукового поля с невозмущенной средой, обращающее константу в формулах (21) и (57) в нуль, осуществляется через боковые границы звукового луча. Согласно формулам (33) и (57), радиационное давление на неподвижное твердое препятствие равно [c.63]

Задача о радиационном давлении на препятствие распадается на две случай малых частиц, размеры которых много меньше длины звуковой волны, и случай больших препятствий, сравнимых или больших длины волны. [c.647]

С прохождением звуковой волны связан не только эффект Рэлея. Например, звуковая волна оказывает постоянное, так называемое радиационное, давление на находящиеся на ее пути препятствия. Радиационное давление никоим образом не следует смешивать с переменным звуковым, являющимся основным признаком существования волны. [c.18]

Если ограничиться первым приближением для р я V (считая, что р=р +р", и=и +и",, штрих означает первое приближение и два штриха — второе), то, поскольку для гармонической волны р —О, из (1.1) и (1.2) следует, что радиационное давление на полностью поглощающее препятствие действует вдоль направления распростра- [c.119]

ДАВЛЕНИЕ ЗВУКОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ (радиационное давление, давление звука) — среднее по времени избыточное давление на препятствие, помещённое в звуковое поле. Д. з. и. определяется импульсом, передаваемым волной в единицу времени единице площади препятствия. Поскольку плотность потока импульса есть тензор, Д. з. и. имеет тензорный характер, что проявляется, в частности, в зависимости Д. 3. и. от ориентации препятствия относительно направления распространения звуковой волны. Теоретически наличие Д. з. и. было установлено Дж. У. Рэлеем в 1902. Он показал, что Д. 3. и. Р на полностью отражающую звук плоскую поверхность прп нормальном падении на неё плоской волны определяется с точностью до членов 2-го порядка включительно ф-лой [c.99]

Давление звукового излучения (радиационное давление) — среднее по времени избыточное давление на препятствие, помещенное в звуковом поле. Радиационное давление определяется импульсом, передаваемым в единицу времени единице площади препятствия. Лавление звукового излучения на полностью отражающую звук плоскую поверхность при нормальном падении на нее плоской волны определяется формулой [c.155]

Радиационное давление на частично отражающее твердое препятствие [c.155]

В переменных Лагранжа Рл есть радиационное давление на движуш,иеся частицы среды. На неподвижную частицу или на неподвижное твердое препятствие величина радиационного давления в переменных Лагранжа [c.59]

Определим радиационное давление на те участки препятствия, около которых звуковое поле можно аппроксимировать плоской стоячей волной. Проведем ось х перпендикулярно поверхности рассматриваемого участка, с которым свяжем начало координат. Поле плоской стоячей волны в линейном приближении характеризуется значениями [c.64]

Численное значение радиационного давления на поверхность твердого препятствия, расположенного параллельно вектору колебательной скорости в плоской стоячей волне, определяется формулой (63). Направлено оно перпендикулярно поверхности. [c.64]

На основе всего сказанного о радиационном давлении на малые препятствия можно сделать вывод о роли этого эффекта в процессе взаимодействия частиц аэрозоля в звуковом поле. Силы радиационного давления [c.648]

Отличие акустических радиационных сил от электромагнитных заключается не только в том, что уравнения гидродинамики нелинейны, но также и в том, что в акустическом случае ореда и поверхность препятствия, вообще говоря, совершают колебания под действием волны, в то время как в электродинамике типичным является случай, когда среда или поверхность препятствия неподвижны. Поэтому при рассмотрении акустического радиационного давления существенным является вопрос о том, в каких координатах определяется давление. Как всегда, радиационные силы в эйлеровой системе координат — постоянные силы, действующие на поверхность или объем, фиксированный относительно неподвижного пространства. Радиационные силы в лагранжевой системе координат — постоянные силы, действующие на поверхность или объ- [c.178]

Плоское препятствие конечного размера (диск, полоска). Радиационное давление плоской волны на плоское [c.194]

Примечательно, что соотношение (11) отличается от соотношения (7) лишь тем, что в знаменателе вместо 2 стоит 3, т. е. радиационное давление пилообразной волны, имеющей амплитуду р (на плоское отражающее препятствие), в 1,5 раза меньше радиационного давления синусоидальной волны с такой же амплитудой (на то же препятствие). [c.355]

Силы радиационного давления, действующие на препятствия [c.109]

Общий случай. Полученные ранее формулы для радиационного давления относятся к отдельным частным случаям, допускающим простой расчет. В общем случае радиационные силы могут быть вычислены на основании соотношения (V. 2), в котором нужно учесть изменение импульса волны, связанное с ее рассеянием на препятствии. Тогда для г-й компоненты радиационной силы получим выражение [c.112]

Давление излучения характерно для волн любой природы, в том числе для электромагнитных волн (вспомним давление света). Его происхождение связано с изменением в некотором объеме (например, у препятствия или вследствие поглощения волн на пути их распространения) среднего по времени переносимого волной импульса. Отличие звукового радиационного давления от давления света состоит в том, что волновое уравнение для световых волн линейно (еслн не рассматривать задач нелинейной оптики, имеющей дело с мощным лазерным излучением), тогда как в акустике, даже при относительно небольших интенсивностях звука, возникают нелинейные эффекты (см. гл. 3, 4), которые в ряде случаев приходится принимать во внимание. [c.118]

Кроме того, в акустических задачах поверхность препятствия, на которую падают звуковые волны, может испытывать колебания под действием волн, и при определении радиационного давления часто требуется учитывать эти движения. Возникает необходимость принимать во внимание целый ряд обстоятельств каково акустическое поле и вид звуковой волны какова геометрия задачи — в свободном ли пространстве имеется акустическое поле или это пространство ограничено каково препятствие, на которое падают волны — поглощает оно звук или отражает и в какой степени нужно ли учитывать нелинейные свойства среды или можно ограничиться линейной акустикой велико или мало препятствие по сравнению с длиной звуковой волны и в какой степени следует учитывать рассеяние волн на этом препятствии существенную ли роль играют диссипативные свойства среды и т. д. [c.118]

Если, однако, учитывать ограниченность звукового пучка, то поджатие будет иметь место до тех пор, пока статическое давление в пучке не станет равным гидростатическому давлению в среде, где пучка нет. Поэтому радиационное давление пучка на полностью поглощающее препятствие оказывается равным [c.120]

Остановимся на задаче о радиационном давлении в другом предельном случае, когда взвешенные в среде препятствия (частицы) малы по сравнению с длиной звуковой волны X. Для простоты ограничимся рассмотрением препятствия в виде шара радиуса 7 1, причем X. Решение такой задачи в определенной степени проясняет физический механизм поведения пузырьков в звуковом поле, а также явление левитации (см. ниже). Этому решению посвящено много работ, однако нельзя сказать, что здесь все выяснено даже в простейшем случае отсутствия в среде вязкости. [c.126]

Ещё одна весьма важная особенность УЗ — возможность получения высоких значений интенсивности при относительно небольших амплитудах колебательного смещения, т. к. при данной амплитуде интенсивность прямо пропорциональна квадрату частоты. (Амплитуда колебательного смещения на практике лимитируется прочностью акустич. излучателей.) Существенно возрастает с частотой и роль нелинейных эффектов в звуковом поле, поскольку при заданном значении амплитуда колебательной скорости V и, следовательно, акустич. число Маха М растут с частотой / для гармонич. волн V = 2я/5 В УЗ-вом поле большой интенсивности развиваются значительные акустич. течения, скорость к-рых, как правило, мала в сравнении с колебательной скоростью частиц. Течения могут быть обусловлены поглощением звука, могут возникать в стоячих волнах или в пограничном слое вблизи препятствий разнообразного вида. Радиационное давление также возрастает с увеличением частоты, т. к. величина его пропорциональна интенсивности звука в УЗ-вом диапазоне частот оно используется в практике акустич. измерений для определения интенсивности звука. Пондеромоторные силы как акустич., так и гидродинамич. происхождения, действующие на находящиеся в звуковом поле тела, приобретают в УЗ-вом диапазоне частот заметную величину, поскольку онп пропорциональны либо квадрату колебательной скорости, либо колебательной скорости в первой степени, как, напр., в случае звукового давления. Для того чтобы определяющие разнообразные эффекты звукового поля параметры — интенсивность звука, звуковое давление, колебательная скорость, радиационное давление — достигли заметной величины, с увеличением частоты требуется всё меньшее значение амплитуды колебательного смещения (см. табл. 1). [c.12]

РАДИОМЕТР — прибор для определения давления звукового излучения и, следовательно, плотности звуковой энергии, интенсивности звука и других параметров волны. В звуковом поле возникает постоянное радиационное напряжение, пропорциональное плотности энергии звуковой волны. Поэтому на препятствие действует давление звукового излучения, вызывающее (в зависимости от формы, размеров и ориентации препятствия относительно направления распространения звука) постоянную радиационную силу [c.290]

Вычислить радиационное давление, оказываемое плоской звуковой волной на препятствие, если известно прираше-иие давления в звуковой волне. [c.18]

Под давлением звука (радиационным давлением) обычно понимают среднее по времени давление, действующее на препятствие в звуковом поле. Препятствие при этом понимается в самом широком смысле — это и тела в звуковом поле, и граница раздела двух сред, и одни частицы среды но отношению к другим частицам этой же среды. [c.51]

Цель настоящей части — изложение теоретических основ радиационного давления звука и вопросов, связанных с ним, импульс и энергия звуковых волн, а также пондеромоторное действие звукового поля на находящиеся в нем препятствия. [c.52]

Представим, что звуковая волна падает на препятствие и полностью им поглощается. Тогда на поверхность препятствия, расположенную перпендикулярно к направлению скорости (п у), должна действовать нормальная составляющая радиационного давления [c.57]

Тангенциальные составляющие радиационного давления в этих двух случаях равны нулю. Если звуковая волна падает под углом к поверхности препятствия, то на последнее будет действовать радиационное давление с отличными от нуля тангенциальной и нормальной составляющими, причем [c.57]

Перейдем теперь к рассмотрению сил радиационного давления на препятствия. Рассдютрим сначала простой случай, когда плоское препятствие достаточно велико по сравнению с длиной звуковой волны и в свою очередь площадь сечения 5 пучка, падающего нормально на препятствие, достаточно велика и S В этом случае сила Fx для полностью поглощающего или полностью отражающего препятствия в направлении распространения волны определяется соответственно по (1.22) или (1.23) с учетом того, что 1=Ес. [c.125]

Получим теперь формулы для ланжевенова радиационного давления на препятствие, полностью поглощающее звук, препятствие с коэффициентом отражения, равным единице, и на границу раздела двух жидкостей. Рассмотрение этих вопросов проведем так, как это обычно делается (см., например, [10,15, 31, 43]). Затем в 2 гл. 3 мы вернемся к этим задачам, чтобы показать, что с нашей точки зрения некоторые результаты в случае плоских волн должны быть изменены. [c.63]

Возникает вопрос можно ли теперь эту onst приравнять нулю, удовлетворяя условию отсутствия поля в невозмущенной среде Казалось бы да, что означало бы отсутствие потока импульса, а значит и радиационного давления, в плоских звуковых полях. Однако экспериментальные работы Альтберга, Зернова и других авторов [3, 4,10, 42, 43] показали, что и при контакте звукового поля с невозмущенной средой плоские стоячие и бегущие волны оказывают радиационное давление на препятствие. Возможно, что наблюдавшееся отличное от нуля ланжевеново давление звука обусловлено отличием звукового поля от плоского или образующимся звуковым ветром [61]. [c.70]

В случае квавистационарного периодического звукового поля (см. гл. 1, 3), как это следует из (1.57), радиационное давление на замкнутый в звуковом поле объем должно обращаться в нуль. Этот результат естествен, так как в таком звуковом поле средний по времени импульс в трубке тока сохраняется. Условие квазпстационарно-сти не выполняется, например, на границе звукового пучка, при отражении звука от препятствий конечного размера. Эти случаи требуют более тщательного анализа. Из (1.58) следует, что радиационное давление Р на идеальный поглотитель направлено вдоль трубки тока и равно [c.182]

При измерении интенсивности поля радиометром отрицательное действие оказывает явление акустического ветра. В случае же одномерного плоского звукового поля плотность потока импульса в направлении распространения волны постоянна [см. (97)]. Даже при наличии акустического ветра этот результат сохраняется в областях, где движение можно считать одномерным плоским. Это позволило Боргнису [32] сделать вывод, что радиационное давление на полностью поглощающее звук препятствие в этом случае не зависит от расстояния между источником [c.81]

Для огранлченного звукового пучка, как это следует из (5.12), радиационное давление во втором приближении равно удвоенной плотности кинетической энергии. Связь плотности звуковой энергии с плотностью потока энергии в плоской волне из-за нелинейного искажения профим волны, вообще говоря, не определяется условием J = с Е (см. гл. 2, 4). Однако при у = — 1, т. е. в гипотетической среде, где распространение волны происходит без изменения ее профиля, / = qE. Кроме того, в этой среде средняя по времени плотность кинетической энергии равна средней по времени плотности потенциальной энергии, т. е. радиационное давление из (5.12) равно средней по времени плотности полной звуковой энергии. Сред с у = — 1 нет, однако реализация волнового процесса, в котором профиль волны не изменяется, возможна, когда учитывается вязкость среды (см. гл. 3, 2) и акустические числа Рейнольдса малы. В этом линейном приближении обычно рассматриваются задачи о радиационных силах, действующих на препятствия. В этом приближении из (5.18) может быть определена сила в направлении распространения волны, возникающая изнза разницы имшульсов в падающей, и прошедшей волнах [c.189]

К нелинейным эффектам в известном смысле можно причислить и так называемое радиационное давление или давление ультразвукового излучения, которое, в частности, проявляется в виде постоянных пондеромоторных сил, действующих на препятствия, расположенные на пути распространения ультразвуковой волны. Давление ультразвуковою излучения существует и в свободном ультразвуковом поле в виде постоянной составляющей давления. Радиационное давление присуще любому волновому процессу независимо от его природы отю связано с изменением у препятствия величины переносимого волной импульса. Возникающие прп этом пондеромотор-ные силы малы известно, что для регистрации, например, давления света требуются весьма чувствительные приспособления. Давление ультразвукового излучения также является малой величиной по сравнению с амплитудой переменного давления в ультразвуковой волне. Тем не менее радиационный эффект следует непосредственно из линейных уравнений электродинамики и линеаризованных уравнений гидродинамики. Нелиней1юсть же точных уравнении гидродинамики приводит при расчете давления ультразвукового излучения к поправкам , соизмеримым с величиной эффекта, вычисленной в первом ириблпженни, в отличие от нелинейных поправок к другим акустическим параметрам, таким, например, как скорость звука, плотность энергии и т. д., в которые они входят в качестве величин второго и более высоких порядков малости. Эти сравнительно большие поправки к давлению ультразвукового излучения и представляют собой собственно нелинейный эффект. Отличие акустических [c.104]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...