Силы радиационного давления, действующие па препятствия

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

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]

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]

Радиационное давление проявляется в пондеромоторном действии акустического поля на препятствие. Измеряя радиационные силы, можно получать сведения о связанных с ними величинах, среди которых наибольший интерес представляет плотность энергии акустического поля. Кроме того, может оказаться необходимым знать радиационные силы при анализе некоторых явлений, возникаюш их в акустическом поле. Здесь,, не вдаваясь в подробности, мы обсудим возможности использования эффектов, вызываемых радиационным давлением. [c.79]

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]

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 ...