Journal articles - Техническая акустика
All articles: 277
Определение коэффициентов энергетической связи двух балок с использованием метода конечных элементов
Scientific article
Среди исходных данных при расчете звука и вибрации энергетическим методом особенно важны коэффициенты энергетической связи (КЭС) подсистем, которые наряду с коэффициентами внутренних потерь составляют матрицу системы уравнений энергетического баланса. КЭС могут быть определены аналитически, экспериментально или путем численного моделирования. Наиболее универсальным, но менее разработанным на сегодняшний день, является последний способ. В данной работе представлено определение КЭС двух балок в угловом соединении путем моделирования системы методом конечных элементов. Показано, что полученные таким способом КЭС отличаются от аналитических значений, но дают лучшие результаты при использовании для расчета вибрации в конструкции, состоящей из четырех последовательно соединенных балок.
Free
Оптико-акустический метод дистанционного контроля размеров дисперсных частиц
Scientific article
Предлагается новый метод измерения размера и числа частиц в проточных средах, в объёмах технологических аппаратов, для оценки качества и эффективности технологических процессов. Объем с дисперсными частицами зондируют пучком маломощного лазерного излучения. Одновременно с зондирующим лазерным излучением исследуемый объем подвергают воздействию ультразвуковых колебаний. Колеблющиеся дисперсные частицы можно считать рассеивателями с динамически изменяющейся формой поверхности. Интенсивность света, рассеянного на таких частицах, также испытывает временные колебания. По динамической составляющей рассеянного и отраженного от дисперсных частиц излучения определяют их собственные частоты механических колебаний, из которых находят размер частиц.
Free
Оптимизация активности кавитации в импульсно модулированном ультразвуковом поле
Scientific article
Исследовано влияние режима озвучивания на активность акустической кавитации в импульсно модулированном ультразвуковом поле. Активность кавитации оценивалась по интенсивности звуколюминесценции. Показано, что зависимости звуколюминесценции от приложенного к излучателю напряжения от длительности и периода следования импульсов ультразвука имеют вид кривой с максимумом. Такой характер полученных зависимостей обусловлен конкурирующм влиянием двух факторов, связанных с увеличением концентрации кавитационных полостей и их размеров в кавитационной области: с увеличением числа кавитационных событий (коллапсов) в единицу времени, с одной стороны, и с уменьшением эффективности концентрации энергии пузырьками при захлопывании - с другой. Установлено, что максимальная активность кавитации, достигаемая при варьировании интенсивности ультразвука в достаточно широких пределах, растёт при увеличении периода следования импульсов и при уменьшении длительности импульсов ультразвукового поля.
Free
Особенности модуляции звука звуком в гранулированной среде
Scientific article
Представлены результаты лабораторного эксперимента по наблюдению модуляции непрерывной низкочастотной волны, распространяющейся в сухом речном песке под действием модулированного по амплитуде интенсивного высокочастотного сигнала. Приведены осциллограммы и спектрограммы акустических сигналов. Эффект связывается с параметрической модуляцией слабого низкочастотного сигнала, вызванной изменением характеристик среды под воздействием изменений амплитуды интенсивного высокочастотного сигнала.
Free
Особенности поля сферически выпуклого излучателя
Scientific article
Проведено сравнение двух подходов к описанию высокочастотных звуковых пучков, излучаемых сферически выпуклыми излучателями с равномерным распределением амплитуды, в основу которых положены интеграл Рэлея и параболическое уравнение дифракции. В рамках полученных решений на примере амплитудно-фазовой структуры поля и пространственной динамики кривизны фазового фронта прослежены особенности, обусловленные совместным влиянием дифракции и геометрической расходимости волны.
Free
Особенности прохождения ультразвуковым импульсом гидроволновода с неоднородными граничными условиями
Scientific article
Рассмотрена задача прохождения ультразвуковым импульсом комбинированного струйного волновода. Волновод представлен в виде последовательности «камера - струеобразующее устройство - струя». Решена задача возбуждения и преобразования мод в тех сечениях системы, где изменяются граничные условия. Рассмотрены дисперсионные искажения звукового импульса и предложен способ их уменьшения.
Free
Отражение продольной бегущей волны от надреза в стержне
Scientific article
Исследуется отражение от поперечного надреза и прохождение продольной волны, распространяющейся по бесконечному стержню. Получена зависимость отраженной волны от параметров надреза. Постановка обратной задачи позволяет определить координату надреза и параметр, содержащий его глубину и длину, по данным падающей и отраженной волн в месте наблюдения.
Free
Оценка влияния помех на точность определения пола диктора методом кумулянтных коэффициентов
Scientific article
В работе произведена оценка влияния аддитивного шума и погрешности измерений классификационных признаков на точность классификации пола диктора по классификационным признакам в виде кумулянтных коэффициентов и выборок анализируемого речевого сигнала. Показана целесообразность построения адаптивной системы классификации, функционирующей с учетом влияния помех. Сравнение предложенного метода классификации пола дикторов с конкурентными методами свидетельствует, что предложенный метод обеспечивает более высокую точность классификации, устойчив к влиянию шумовых помех и намного проще при технической реализации
Free
Пеленг двух сосредоточенных источников при наличии помехи
Scientific article
Найдено аналитическое решение задачи определения интенсивностей и направлений на два сосредоточенных источника акустического шума в безграничной среде при наличии изотропной в горизонтальной плоскости помехи. Исходными данными для решения являются сигналы комбинированного векторного приемника. Проверена работоспособность алгоритма на модельных и на реально полученных в море сигналах.
Free
Пеленг малошумного объекта комбинированным приемником
Scientific article
Рассматривается задача определения направления на малошумный объект и определения его уровня подводного шума при наличии шума поверхности моря. Результат получают, основываясь на усредненных во времени полиномах второй степени относительно акустического давления и/или компонент колебательной скорости. Точность пеленга вырастает более чем в 3 раза по сравнению с пеленгом по потоку мощности. Помехоустойчивость увеличивается на 4-5 дБ. Снижаются требования к точности изготовления приемника. Алгоритм дает наибольший выигрыш в частотном диапазоне выше 2 кГц.
Free
Плотность частот свободных колебаний помещения, заполненного оборудованием
Scientific article
Частоты и плотности частот свободных колебаний пустого и частично заполненного оборудованием помещения в форме прямоугольного параллелепипеда рассчитаны с использованием МКЭ и по известной простой формуле. Сделан вывод о возможности расчёта плотности частот частично заполненного помещения по простой формуле, но входящие в формулу объём и площадь ограждений помещения следует рассчитывать с учётом объёма и площади поверхности установленного в помещении оборудования.
Free
Scientific article
В работе предлагается решение проблемы локализации места излучения сигнала, порождающего дискретную составляющую спектра сигнала источника, расположенного на движущемся объекте, с использованием метода компенсации нестационарностей и последующей идентификацией стационаризованного сигнала на основе вероятностного критерия. В работе используется характеристика узкополосного случайного процесса — вероятность идентификации сигнала, отфильтрованного в узкой полосе частот, как гармонического сигнала. Фрагменты автокорреляционных функций эталонного и натурного сигналов сравниваются по статистическому критерию согласия с использованием функций распределения их значений. По зависимости времени когерентности от координаты предполагаемого источника квазигармонической составляющей определяется его местоположение на объекте. Выполнены оценки точности локализации квазигармонического сигнала по сравнению с методом компенсации только эффекта Доплера.
Free
Scientific article
Статья посвящена решению проблемы повышения эффективности работы ультразвуковых технологических аппаратов за счет оптимизации электрического согласования электронных генераторов и ультразвуковых колебательных систем при всех возможных изменениях свойств обрабатываемых сред и параметров технологических процессов. В статье представлены результаты исследований по созданию нового способа автоматического установления и поддержания режима оптимального электрического согласования. Предложенный способ и его практическая реализация позволяют получить эффективное ультразвуковое воздействие при любых изменениях параметров обрабатываемых сред в ходе реализации технологических процессов.
Free
Поглощение звука решеткой резонаторов с трением в стоячем звуковом поле
Scientific article
Рассмотрена задача о рассеянии звука от решетки резонаторов Гельмгольца с трением. Эта решетка расположена на расстоянии D от стенки, характеризуемой реактивным импедансом. Решение получено методом самосогласованного поля. Показано, что решетка резонаторов с определенным трением, расположенная в пучности давления суммарного поля падающей и отраженной волн, полностью поглощает отраженную волну резонансной частоты.
Free
Полный цикл турбулентности в жидкостях и газах
Scientific article
Приводятся уравнения, описывающие полный цикл турбулентности в вязком газе, включающий различные этапы: усиление низкочастотных возмущений, возникновение волн Толлмина-Шлихтинга, возникновение вихревых трубок, деформация и растяжение вихревых трубок, распад вихревых трубок, сопровождающийся взрывным, асимптотическим ростом пульсации давления, распространение возмущений давления по вихревым трубкам с образованием турбулентных пятен Эммонса, возникновение пульсаций скорости различных частот и интенсивностей. Представлен график полного цикла турбулентности. Выполнено обобщение уравнений, полученных для полного цикла турбулентности в вязком газе на жидкости.
Free
Полуволновые пьезоэлектрические ультразвуковые колебательные системы
Scientific article
Статья посвящена решению проблемы повышения эффективности ультразвуковых технологических процессов за счет создания условий, обеспечивающих увеличение ввода энергии ультразвуковых колебаний в обрабатываемые технологические среды. Рассматривается один из возможных путей решения проблемы - разработка и применение ультразвуковых колебательных систем (УЗКС), объединяющих в полуволновой конструктивной схеме пьезоэлектрический преобразователь и ступенчато-радиальный концентратор с грибовидным рабочим инструментом. Для создания практических конструкций таких УЗКС предложены и реализованы: методика инженерного расчета - для определения основных параметров и методика моделирования процесса формирования УЗ колебаний - для определения технических характеристик УЗКС. Полученные результаты позволили создать практические конструкции колебательных систем для различных типов технологических аппаратов.
Free
Последствия воздействия повышенного шума на слух жителей г. Калабар (Нигерия)
Scientific article
Последствия воздействия шума на слух жителей г. Калабар (Нигерия) оценены с использованием субъективных и объективных критериев. Анкета, включающая 39 вопросов, использовалась для оценки субъективного восприятия шума. В шумных (с уровнями шума выше 80 дБА) и тихих районах (с уровнями шума ниже 50 дБА) города в исследование было вовлечено по 1000 человек, выбранных случайным образом. Результаты аудиометрических измерений использовались для оценки остроты слуха респондентов и для определения, действительно ли шум отрицательно влияет на слух в районах с высокими уровнями окружающего шума. Выполнен анализ результатов исследования.
Free
Применение вейвлет-преобразования к определению характеристик волн Лэмба
Scientific article
Предлагается использование вейвлет-преобразования для анализа волн Лэмба в тонких изотропных пластинах. Методом конечных элементов с использованием пакета Comsol Multiphysics определены смещения в волне. Последующая обработка результатов моделирования выполняется на основе вейвлет-преобразования. Целью является определение дисперсионных кривых симметричных и антисимметричных волн Лэмба нулевого порядка в плоской стальной пластине. Такие кривые получены вейвлет-преобразованием поля смещения и близко совпадают с аналитическими кривыми. Обнаружено, что некоторые виды вейвлет-преобразования дают лучшие результаты по сравнению с другими
Free
Scientific article
При создании инженерных конструкций подобных рамным разветвленным трубопроводам систем охлаждения, систем вентиляции и кондиционирования возникают проблемы расчета внешнего шума, создаваемого при работе этих установок. Первым шагом решения этой проблемы является расчет распределения уровней вибраций по таким системам. Настоящая работа посвящена разработке алгоритмов расчета распространения упругих волн по таким установкам.
Free
Scientific article
Представлен способ определения с применением метода конечных элементов (МКЭ) коэффициентов энергетической связи, используемых в статистическом энергетическом методе (ЭМ). При моделировании МКЭ системы, состоящей из двух подсистем, энергия, приходящая в подсистему, удаленную от источника, полностью поглощается. Способ применен для определения коэффициентов энергетической связи двух балок, соединенных под прямым углом. Результаты численного расчета хорошо согласуются с известным аналитическим решением для такого соединения полубесконечных балок. С использованием полученных МКЭ коэффициентов связи энергия колебаний конструкции в виде "лесенки" из четырех балок рассчитана ЭМ (приближенным методом). Эта же конструкция рассчитана МКЭ (точным методом). Получено хорошее совпадение точного и приближенного решений в октавных полосах частот, содержащих не менее двух резонансных частот конструкции.
Free
