Статьи журнала - Техническая акустика
Все статьи: 276
Статья научная
В рамках известных аналитических решений уравнения Хохлова- Заболотской-Кузнецова рассмотрена теоретическая модель нелинейного акустического излучателя с трехчастотной волной накачки для 1-й гармоники волны разностной частоты, учитывающая диссипацию и дифракционные процессы в гауссовом пучке. Представляя во втором приближении волну разностной частоты как суперпозицию двух синхронно и коллинеарно распространяющихся компонент с одинаковыми частотами, показано, что ее пространственные и амплитудно-фазовые характеристики помимо амплитудно-фазовых соотношений в спектре накачки существенно зависят от дифракционных изменений амплитуд и фаз первичных волн. Наиболее явно эта зависимость проявляется в режиме фазового запрета, когда подбором амплитудного и фазового спектров накачки практически полностью прекращается ("запрещается") генерация волны разностной частоты в среде. Результаты численного анализа теоретической модели для условий пресной воды хорошо согласуются с данными экспериментальных исследований. Область практического использования исследуемого режима включает высокочувствительную диагностику неоднородностей сред, обнаружение объектов вблизи границ раздела, уменьшение нелинейного затухания и др.
Бесплатно
Статья научная
Теоретически обоснована возможность усиления ультразвуковых колебаний по амплитуде с помощью составных кольцевых упругих элементов, состоящих из двух кольцевых сегментов, выполненных из материалов с различным модулем упругости. Основными преимуществами концентраторов на основе кольцевых упругих элементов по сравнению со стержневыми концентраторами являются простота изготовления, малые габаритные размеры и масса. Рассмотрена методика расчета собственных частот и форм колебаний кольцевых концентраторов, основанная на использовании метода сингулярного разложения. Приведен численный пример расчета кольцевого концентратора с коэффициентом усиления K = 1,53. Показано, что, как и в случае составных стержневых концентраторов, усиление обеспечивается при введении колебаний в сегмент с более высоким модулем упругости.
Бесплатно
Термоакустические эффекты поперечной неоднородности средней температуры в каналах без массопереноса
Статья научная
Малоразмерные термоакустические устройства могут применяться в высокоэффективными компактных системах преобразования энергии. Одним из последствий уменьшения размеров является возникновение больших градиентов температуры поперечных акустичеким колебаниям в пористых компонентах термоакустических двигателей. В этой статье представлено развитие термоакустической теории, включающей поперечный градиент средней по времени температуры. Продемонстрировано влияние этого градиента на акустическую скорость и давление, а также на потоки термоакустической энтальпии и акустической энергии, в условиях стоячей акустической волны и при отсутствии усреднённого по времени массопереноса.
Бесплатно
Трехфазный пьезоэлектрический композит для датчика регистрации артериальной пульсовой волны
Статья научная
Рассмотрены особенности создания трехфазного пьезоэлектрического композита, состоящего из поливинилиденфторида, эпоксидной смолы ЭД-20, пьезокерамики семейства цирконата-титаната-свинца (ПКР-3М) для датчика регистрации артериальной пульсовой волны. Показано, что композиты с пьезочувствительностью g33= 0,10,35 Вм/Н и модулем упругости Е=(0,71,5)1010 Н/м2 являются эффективным пьезоматериалом для создания датчика регистрации артериальных пульсовых волн.
Бесплатно
Угловая структура акустических импульсов в горизонтально-неоднородном подводном звуковом канале
Статья научная
Рассматривается задача о дальнем распространении звука в глубоком океане. Представлен новый метод вычисления углового спектра импульсных сигналов. Метод основан на преобразовании Хусими и может быть реализован с помощью короткой вертикальной антенны, состоящей из ненаправленных гидрофонов. Получена диаграмма принимаемого сигнала в плоскости «время прихода - угол прихода». Метод применен для модели подводного звукового канала в Японском море. Отдельное внимание уделено рассеянию звука на холодном синоптическом вихре, расположенном вдоль трассы волновода. Показано, что синоптический вихрь приводит к расщеплению лучевых приходов на кластеры с близкими углами и временами прихода.
Бесплатно
Ультразвуковая обработка молочных систем для улучшения их свойств
Статья научная
В статье описаны результаты последних исследований в области пищевой сонохимии молочных продуктов, проведенных в университетах Австралии, России и Эстонии. Работа относится к области техники и технологий приготовления составных молочных смесей из натурального молока, растительных жиров и сухих молочных продуктов с помощью кавитационной обработки используемой воды. Она посвящена получению гомогенного молочного полупродукта, из которого в дальнейшем производят такие молочные продукты, как творог или сыр, где основная часть воды отделяется в составе сывороток. Показано, что сонохимическая водоподготовка оказывает положительное действие на весь процесс и его конечный результат
Бесплатно
Ультразвуковой аппарат для повышения эффективности распыления жидких металлов
Статья научная
Статья посвящена созданию специализированного ультразвукового аппарата, комплектуемого колебательной системой для наложения механических колебаний на распылительную форсунку в процессе распыления жидкого металла. Полученные результаты свидетельствуют об эффективности ультразвукового воздействия для увеличения количества мелкодисперсной фракции алюминиевого порошка.
Бесплатно
Упругие волны, излучаемые при торможении тела, движущегося по границе полупространства
Статья научная
Анализируются упругие волны, генерируемые в однородном полупространстве телом, движущимся по границе с резким торможением. Моделируется сейсмический отклик в виде поверхностных рэлеевских и поперечных объемных волн на касательное воздействие метеорита на ровную поверхность грунта на заключительном этапе приземления с горизонтальной ориентацией при равнозамедленном движении со спадом скорости от некоторой начальной до нуля.
Бесплатно
Физические механизмы кавитационной эрозии
Статья научная
В работе анализируются физические механизмы кавитационной эрозии. Обсуждаются результаты комплексных испытаний гидроагрегата Саяно-Шушенской ГЭС. При испытаниях получены результаты, ставящие под сомнение существующие взгляды на физическую природу кавитации. Анализ существующих публикаций и результатов испытаний даёт основание полагать, что реальную воду при течении в гидротурбине нельзя считать ньютоновской жидкостью. Она обладает упруго-вязкими свойствами и способна отрывать микрообъёмы твёрдого вещества. Поэтому вероятной причиной кавитационной эрозии являются не столько гидроудары, вызванные схлопыванием каверн, сколько «гидроразрывы», действующие на отрыв фрагментов поверхности.
Бесплатно
Фракталы и крупномасштабная временная структура акустического речевого сигнала и музыки
Статья научная
В статье рассматриваются Хаусдорфова размерность и Колмогоровская энтропия последовательности длительностей голосовых сегментов в речи (V- ритма). Хаусдорфовы размерности и Колмогоровская энтропия вычисляются из экспериментально определенных V-ритмов образцов как нормальной речи, так и речи при заикании. Эти вычисления оказались возможными благодаря введению в рассмотрение обобщенной размерности Реньи и обобщенной энтропии Реньи. В статье показано, что V-ритм речи образует фрактальную структуру, причем соответствующая Хаусдорфова размерность больше топологической размерности. В свою очередь, фрактальная размерность нормальной речи больше фрактальной размерности участков речи, состоящих из запинок. Кроме того, обнаружено, что Колмогоровская энтропия ритма нормальной речи положительна и конечна, что является необходимым и достаточным условием существования детерминированного хаоса в структуре ритма. Нижняя граница Колмогоровской энтропии для запинок отрицательна, что говорит в пользу регулярности структуры запинок в речи. На примере пьес Вивальди и Паганини показано, что Хаусдорфова размерности музыки ниже размерности запинок, что позволяет сравнить структуру V-ритма музыки со структурой ритма ранней фонетики у детей.
Бесплатно
Цифровая обработка акустических импульсов в системе акустико-эмиссионной диагностики КАЭМС
Статья научная
Представлена блок-схема платы сбора и предварительной обработки акустических импульсов, реализованной в новом поколении системы акустико-эмиссионной диагностики КАЭМС. Детально описываются модули цифровой обработки акустических импульсов, встроенные в микросхему FPGA Altera Stratix, и дополнительная обработка данных в процессоре NIOS
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются обратные экстремальные задачи минимизации мощности звукового поля в двумерном многомодовом волноводе. Приводятся результаты вычислительных экспериментов по минимизации мощности первичного звукового поля с помощью вторичных антенных решеток различной конфигурации. Полученные результаты анализируются.
Бесплатно
Численное моделирование шума горения
Статья научная
Численно исследуется формирование шума во фронте горения пламени, связанного с турбулентным взаимодействием, выделением теплоты и химическими флуктуациями. Расчеты показали, что положение максимума шумоизлучения совпадает с областью наибольшей температуры. Шумоизлучение и спектры для разных типов пламени отличаются. Представленная методология подтверждается экспериментально.
Бесплатно
Эквивалентные параметры кольцевой однородной мембраны
Статья научная
С помощью энергетического метода определены эквивалентные параметры кольцевой однородной мембраны. Под эквивалентными параметрами понимаются параметры замещающей мембрану системы, представляющей собой линейный осциллятор (система груз-пружина), массовым элементом которого является плоский кольцевой поршень тех же размеров, что и рассматриваемая мембрана. Замещающая мембрану система используется для расчета акустических колебательных систем, составной частью которых являются мембраны. Оценена точность определения резонансной частоты кольцевой мембраны (при различных значениях внешнего и внутреннего радиусов) с помощью эквивалентных параметров, которая, как и для круглой мембраны, оказалась достаточно высокой. Это позволяет использовать эквивалентные параметры кольцевой однородной мембраны для расчета акустических колебательных систем, включающих в свой состав эту мембрану. Могут рассматриваться как свободные (слабозатухающие), так и вынужденные колебания систем с малым затуханием.
Бесплатно
Эквивалентные параметры круглой однородной мембраны
Статья научная
Кратко рассмотрена существующая методика определения эквивалентных параметров круглой однородной мембраны. Проанализирован недавно предложенный (в 2013 г.) новый подход к проблеме определения эквивалентных параметров круглой однородной мембраны. В рамках этого подхода параметры эквивалентного поршня определяются из условия тождественности законов движения при вынужденных колебаниях «усредненной» мембраны и эквивалентного поршня того же диаметра, помещенного на место мембраны, т.е. в тех же условиях возбуждения. Параметры эквивалентного поршня оказываются при этом зависящими от частоты возбуждения (кроме массы поршня). Введение дополнительного условия равенства средней за период кинетической энергии поршня и мембраны позволяет однозначно определить массу эквивалентного поршня, которая также становится частотно зависимым параметром. Аналогичные действия с потенциальной энергией поршня и мембраны позволяют определить параметр жесткости эквивалентного поршня другим способом. Сравнение этих результатов с помощью расчета показывает их полное совпадение. Произведено сопоставление нового метода со старым методом упрощенного расчета акустических систем, включающих мембраны. Расчетные формулы проиллюстрированы графиками, построенными для реальной мембраны. Приведены примеры расчета акустических колебательных систем, включающих круглую мембрану. Учтены поправки, связанные с излучением звука мембраной, совершающей колебания под действиемвынуждающейсилы
Бесплатно
Статья научная
Проведено экспериментальное исследование электромагнитного соединения волноводов. Показано, что акустический контакт в значительной степени определяет свойства составной колебательной системы. В частности, акустический контакт может быть генератором высших гармоник. Определена экспериментальная зависимость эквивалентной податливости акустического контакта от входного сигнала и тока соленоида при электромагнитном соединении волноводов.
Бесплатно
