Диссипация акустической энергии

Диссипация акустической энергии [c.100]

Для того чтобы учесть диссипацию при помощи полученных результатов для плоских волн, некоторые из положений теории, развитой в этой главе, нужно несколько видоизменить. Например, внутри компактной области источников и в окрестности этой области диссипация акустической энергии не может оказывать значительное влияние на процессы генерирования п распространения звука к порогу дальнего поля, так как он расположен на расстоянии всего одной-двух длин волн. Однако такое дальнее поле, будь то поле точечного источника или диполя, на каждой длине волны имеет характеристики плоской волны, за исключением множителя г , учитывающего постепенное распределение энергии по площади, увеличивающейся как г, В частности, относительные потери акустической энергии на длине волны должны быть почти такими же, как и для [c.100]

Диссипация акустической энергии 101 [c.101]

Диссипация акустической энергии 103 [c.103]

Диссипация акустической энергии 105 [c.105]

Диссипация акустической энергии 107 [c.107]

Диссипация акустической энергии 109 [c.109]

Звук, распространяющийся в узких трубах, таких, что основная диссипация акустической энергии происходит в тонких пограничных слоях на стенках трубы (разд. 2.7), генерирует совершенно иной тип потока. Распределение средней силы вдоль трубы, описываемое законом (190), по-прежнему имеет место, хотя соответствующее уменьшение энергии р на единицу длины дается уже не формулой (189), а выражением [c.417]

Импульсы повторяются через регулярные интервалы. Частота повторения импульсов должна быть достаточно низкой, чтобы отражения и реверберация затухли между импульсами. С другой стороны, частота -повторения должна быть достаточно высокой, для того чтобы измеритель или самописец могли работать без дрожания. Постоянная времени записывающей системы обычно достаточно мала при частотах повторения импульсов больше 10 Гц. Эти противоречивые требования к частоте повторения импульсов заставляют применять импульсный режим в условиях заглушенных бассейнов. Без использования акустического поглотителя на стенках, ускоряющего диссипацию акустической энергии, в небольших бассейнах пришлось бы применять очень малые частоты повторения импульсов. [c.167]

В качестве примера рассмотрим поглощение волны в наиболее интересной области а я/2, где нелинейные эффекты проявляются особенно сильно. С физической точки зрения поглощение волны наиболее естественно характеризовать степенью диссипации ее энергии. Однако в акустической практике часто представляют интерес и амплитудные коэффициенты поглощения. Рассмотрим поэтому сначала затухание основной гармоники волны конечной амплитуды. [c.24]

В этом случае диссипация энергии определяется квантовым к.п.д. АЭ -10 , среднее значение которого оказывается близким к постоянной тонкой структуры а 1/137. Сценарий формирования и развития иерархии структурных уровней в конденсированных системах, согласно [15], может быть описан с помощью итерационного процесса. Его математическое выражение базируется на том, что характерные линейные размеры структурных изменений и связанные с ними длины цугов индуцированного акустического излучения являются членами геометрической прогрессии [c.202]

В случае адиабатического течения в акустическом приближении разностная схема из [22] получается из семейства 1ПБ при h = = Z4 = Л/2тя. Таким образом, в этой схеме /з = 4 = 0.5 лишь при соотношении шагов та/Л — 1. Аналогичным свойством обладает схема, описанная в [23], которая получается из семейства ПШ при h = h = 0.5 h xa) . В двух указанных схемах при т 0 Z3 = Z4 -> оо. Значит, при уменьшении т диссипация энергии возрастает. [c.235]

Рассмотрим теперь колебания реальных систем при наличии потерь. Эквивалентные механическая, электрическая и акустическая системы для этого случая изображены на рис. 55. В качестве элемента, в котором сосредоточена диссипация энергии в механиче- [c.186]

До сих пор, рассматривая распространение волн в кристаллах, мы не принимали во внимание дискретную структуру кристаллической решетки. Так можно поступать до тех пор, пока длина акустической волны X остается много большей, чем постоянная решетки а, или до частот 100 ГГц. Выше этого предела дисперсионные кривые, получаемые из уравнений классической теории упругости, уже плохо согласуются с микроскопическими расчетами, базирующимися на уравнениях динамики решетки. Поэтому, если оставаться в рамках феноменологических моделей механики сплошных сред, то уравнения состояния кристалла необходимо модернизировать для учета дискретности среды, макроскопически проявляющейся в нелокальности ее реакции на приложение переменного в пространстве внешнего воздействия. Это можно сделать с помощью так называемой нелокальной теории упругости [19], представляющей собой феноменологическое обобщение классической механики сплошной среды. Одно уравнение состояния элемента сплошной среды, описывающее как пространственную, так и временную нелокальность, уже приводилось нами при рассмотрении релаксационных процессов. Если не учитывать временную нелокальность (которая, в частности, ответственна за диссипацию энергии в среде), то для твердого тела нетрудно получить следующее уравнение состояния (нелокальный закон Гука) [c.231]

Мы закончим эту главу изучением механизмов, которыми до сих пор пренебрегали и которые способствуют диссипации акустической энергии в тепло, а также остановимся па тех модификациях линейной теории, к которым приводит учет этих механизмов. Рассмотрим прежде всего плоские бегущие волны. Для обычных жидкостей мы найдем, что, хотя в случае таких волн, соответствующих слыптимым или даже ультразвуковым частотам, достигающим нескольких мегагерц, потери энергии на каждой длине волны за счет диссипации очень малы на расстояниях, много больших длины волны, они приводят к экспоненциальному уменьшению амплитуды, называемому затуханием. [c.100]

Подход Ирвина был аналогичен подходу Орована, но он потратил больше усилий на доказательство возможности применения линейно-упругих соотношений между напряжением разрушения и длиной трещины в случае, если разрушению предшествовала пластическая деформация у вершины трещины. Его результаты были выражены через критическую величину высвобождающейся энергии деформации (или потенциальной энергии), при которой происходит нестабильное развитие трещины. Это значение G p явилось удобным параметром, включающим все дополнительные, зависящие от диссипации энергии составляющие, такие как пластическое течение, могущее в свою очередь привести к выделению тепла или акустической энергии, в дополнение к работе, требуемой для разрушения решетки. Постоянство G p и, следовательно, его использование как меры сопротивления металла разрушению оказалось зависящим от условий эксперимента, но в случаях, называемых квазихрупким разрушением , когда развитию трещины предшествует малое пластическое течение, критическое значение всегда может быть связано с напряжением разрушения методами линейной упругости. Параметр Ирвина Gj(p стал известен как вязкость разрушения материала, хотя в настоящее время этот термин закреплен за параметром интенсивности напряжений Ккр, определяемым из соотношений (257) или (258). Развитие испытательных методов механики разрушения, происшедшее со времени выхода работы Ирвина, определило воспроизводимые экспериментальные условия измерений вязкости, соответствующие условиям службы и поддающиеся [c.105]

Тот факт, что диссипация энергии пропорциональна квадрату градиента скорости, как в формуле (203), приводит, как будет видно, к двум следствиям. Для волн произвольной формы четко выраженные максимумы скорости диссипации всюду, где градпеиты дщ/дх оказываются особенно большими, имеют тенденцию уменьшать такие большие градиенты. Кроме того, для бегущих волн синусоидальпой формы влияние диссипации очень существенно зависит от частоты о. Действительно, средняя скорость диссипации (203) для таких волн равна отношению б (оз/с) к средней акустической энергии (51), что на каждом периоде 2л /со распространения волны дает относительную потерю акустической энергии, равную [c.103]

Для многих жидкостей справедлива линейная зависимость (204) относительных потерь акустической энергии на длине волны от частоты со (во всяком случае, когда эти потери остаются малыми, как здесь предполагалось, но не настолько, чтобы их невозможно было измерить ). Для таких жидкостей измеренный наклон кривой этой зависимости определяет величину б, так чтО можно предполагать, что формула (200) служит хорошей аппроксимацией в рассматриваемом интервале частот. Такой способ определения б может оказаться практически более полезным, чем любая теория, учитываюш,ая вклады в б от эффектов вязкости, теплопроводности и запаздывания при установлении термодинамического равновесия, в частности потому, что эффекты запаздывания не легко оценить количественно посредством иных измерений. Тем не менее мы изложим теорию в обш,их чертах для частного случая совершенного газа в основном для того, чтобы показать, каким образом можно отделить эффекты вязкости и теплопроводности от эффектов запаздывания, и понять, почему для некоторых газов диссипация энергии на длине волны нмеет более сложную зависимость от со с резонансными никами . [c.105]

Представляет интерес выяснить, при каких обстоятельствах постоянство потока энергии может быть нарушено продольной неоднородностью поперечного сечения трубки лучей (или даже плотности и температуры жидкости, через которую она проходит), что делает возможным отражение части акустической энергии вдобаво к ее диссипации, рассмотренной вразд. 1.13. В настоящей главе содержится общее исследование [c.116]

Выше отмечалось, что трибосистемы относятся к открытым термодинамическим системам, обменивающимся энергией и веществом с внешней средой. Трение является процессом преобразования внеи1ней механической энергии во внутреннюю в виде колебательных и волновь]х движений частиц трибосистемы, сопровождаемым термическими, термоэлектронными, акустическими, химическими и другими явлениями. Основная часть этой энергии превран ается в тепловую и отдается во внешнюю среду, другая идет на изменение физико-химического состояния поверхностных слоев трущихся материалов. Диссипация энергии соответствует увеличению энтропии (dS > 0). Энергетический баланс трибосистемы описывается уравнением [9] [c.112]

Результаты сравнения изменения давления по времени при движении ударной волны в воде и в смеси жидкости с пузырьками газа, полученные на описанной выше экспериментальной трубе, приведены в [13]. Из анализа, приведенного в этой работе, следует, что волна давления, распространяющаяся в жидкости при отсутстии пузырьков воздуха, является акустической и распространяется со скоростью, равной скорости звука в воде (примерно 1400 м/с), как в прямом, так и в обратном (отраженная волна) направлении. С введением незначительного по объему количества газа резко снижается скорость распространения прямой волны. За фронтом волны наблюдается интенсивный осцилляционный процесс, вызванный дисперсией и диссипацией энергии, который с течением времени затухает. Распространение отраженной ударной волны в пузырьковой смеси существенно отличается от распространения волны давления в жидкости, не содержащей пузырьков газа. Существенно возрастает амшгитуда отраженной волны по сравнению с прямой. В несколько раз возрастает и скорость распространения обратной волны по сравнению с прямой. Для безразмерной скорости распространения волны давления в газожидкостной среде однородной пузырьковой структуры в [76] получена следующая зависимость ее от отношения давления Pi во фронте волны к его значению ро в невозмущенной части среды [c.38]

При выводе этого уравнения в исходной системе уравнений использовалось, кроме уравнения сохранения массы и количества движения для однородной газожидкостной смеси, уравнение Херинга-Флина, характеризующее колебание пузырьков с учетом диссипации энергии на вязкие потери и акустическое излучение. Как справедливо замечено в [36], попытка такой записи уравнения состояния газожидкостной смеси является некорректной, так как рассматривает колебание одиночного пузырька в бесконечной среде несжимаемой жидкости и не учитывает, таким образом, влияние колебания близлежащих пузырьков друг на друга. В этой же работе в качестве уравнений состояния среды используются обобщенные уравнения Рэлея-Ламба. От аналогичных уравнений для одиночного пузырька они отличаются поправками на газосодержание /3. В [36] с помощью уравнений сохранения, уравнений Рэлея-Ламба и уравнения политропы получено уравнение БК в виде [c.45]

Для подтверждения различий механизмов диссипации энергии при 6>6s и 6<6s были проведены специальные опыты по сопоставлению сигналов АЭ при 6>6s и 6<6s, так как смена механизма диссипации энергии должна сопровождаться сменой характера накопления этих сигналов. Опыты проводили на образцах сечением 10X20 мм из сплава Д1Т в условиях циклического нагружения, отвечающего реализации стадий I и II автомодельного роста трещины. Определяли зависимость суммарной акустической эмиссии Л АЗ от числа циклов (совместно с Д. А, Троенкиным). На основе фрактографических исследований определяли также зависимость шага бороздки от длины трещины и числа цик- [c.229]

Отсюда следуют и выражения для энергии и импульса, отличные от приведенных выше. Нужно, однако, иметь в виду, что для реальных пучков даже малая диссипация приводит к появлению акустических течений, гораэдо более сильных, чем и иэ (9.16). [c.74]

Приведенные связи обусловлены — внутренним трением в газогидродинамическом слое эти связи изучены наиболее полно [12, 112] Га — квазигидродинамическим (рубежным) режимом трения (нематического скольжения) [11 Г3 — скольжением в граничном слое [11 Г4 — текстурированием в тончайшем (100—400 А) поверхностном слое металла [51, 56] — упруго-колебательными процессами в подповерхностном слое [431 Гд—деформированием макроскопических поверхностных объемов [25, 26], называемых механической составляющей [59, 64] Г, — разрушением диффузионных связей [40, 47, 99, 103] (в работе [99] называются адгезионной составляющей) — взаимодействием молекулярных полей твердых фаз [1, 17, ПО] — поля Ван дер Ваальса и поля поверхности как дефекта кристаллического строения [1, 74, 86] Гя — механизмами разрушения — накопления повреждений и диспергирования вторичных структур [51 ] Тд — различными механизмами разрушения макроскопических объемов металла [64, 77, 99 [ Гю — внешней диссипацией энергии (возбуждением акустических колебаний среды, экзоэлектронной эмиссией и т. п.) [22, 39]. [c.95]

Плети нагружали давлением воды по трубопроводу с силь-фоном для снижения уровня акустических шумов нагружающего насоса. Обе плети были доведены до разрушения. Разрушение первой плети произошло при 150 атм, второй - при 130 атм. Для измерения АЭ использовали следующую аппаратуру. Шестиканальный прибор АС-6А/М разработан в НПФ Диатон для измерений на магистральных трубопроводах на базе облегченного каркаса КАМАК со встроенным блоком питания оригинальной разработки. Система построена по модульному принципу, в основе которого лежит независимый АЭ-канал. Одним из важнейших вопросов регистрации АЭ на реальных объектах является способ расстановки датчиков (антенн). Расстояния между датчиками антенны определяются затуханием упругих волн в объектах контроля, которое, в свою очередь, определяется геометрической формой объекта контроля, дисперсией волн по скоростям, диссипацией энергии за счет внутреннего трения в материале и потерь энергии за счет излучения в пограничную среду. В данном испытании распространение волн исследовалось как на пустой плети, так и на плети, заполненной водой в системе АС-6А/М были установлены частотные фильтры на диапазон 10-200 кГц. Для регистрации уп-152 [c.152]

Предположим, что среда и источники звука (или некоторые из них) движутся с ускорением. Свяжем с этой ускоренно движущейся средой (областью) систему координат f(y i, i ). При ускоренном движении тела или жидкого объема внутри покоящейся или равномерно движущейся среды появляется реакщ1я со стороны окружающей жидкости. Если движется ускоренно твердое тело определенной формы, то реакция среды учитывается введением дополнительно к собственной массе соответствующей так называемой фиктивной или присоединенной массы, отражающей тот факт, что при ускоренном движении сообщаемая телу энергия тратится также на придание движения дополнительной массе жидкости. Эта дополнительная энергия в сжимаемой жидкости трансформируется частично в акустическое излучение и последующую диссипацию в виде тепловой энергии. Значение дополнительной присоединенной массы зависит от формы и ориентации движущегося тела по отношению к его осям инерции. [c.44]

Таким образом, при ббльших акустических мощностях область звукового ветра принимает форму узкой струи, которая при мощностях, равных 10 Вт или превосходящих это значение, является турбулентной. В любом случае узкой струи никакого граничного влияния такого типа, как показано на рис. 83, практически не должно быть. Диссипация энергии происходит главным образом внутри струи, и при необходимом вовлечении жидкости в струю имеет место небольшое сопротивление со стороны любых границ, размеры которых намного превышают ширину струи. [c.417]

ОБЪЁМНАЯ ВЯЗКОСТЬ (вторая вязкость), величина, феноменологически характеризующая процесс диссипации энергии при объёмных деформациях среды. В отличие от обычной стоксовой, или сдвиговой, вязкости, характеризующей необратимую передачу энергии поступат. движения среды от одних слоёв к другим, О. в. характеризует квазиравновесный обмен энергией между поступат. и внутр. степенями свободы в каждой ч-це в-ва, т. е. релаксац. процесс (см. Релаксация акустическая). О. в. проявляется, напр., при распространении звуковых и особенно УЗ волн в жидкостях и газах. Величина коэфф. о. в. так же, как и коэфф. сдвиговой вязкости г , определяет величину поглощения звука. Если при распространении звука равновесное состояние среды практически не нарушается, что справедливо, когда время релаксации очень мало по сравнению с периодом звук, волны, то коэфф. О. в. не зависит от частоты. Если же при распространении звука термодинамич. равновеспе нарушается, то принимает аномально большие значения и становится ф-цией частоты звука. [c.482]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...