Передача звука через стенки канала
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
ыми данными. Измеренные данные были взяты на длинном шве канала, например, одни единичные, осевые, со шва, этот шов связан со значительной степенью уплощения стены протока по обе стороны от него. Предсказанный чертеж основан на несвязанной структурной / акустической модели. Очень высоко предсказанный плоский режим значений TL на низких частотах возникают из-за плоской волны возбуждения - стены идеально круглого протока подвергаются только мембранному напряжению, и поэтому имеют весьма высокое сопротивление к внутренним звуковым волнам. Видно, что измеренные TL для этого протока на низких частотах падают намного ниже прогнозов для идеального канала, на целых 60 дБ на 63 Гц. Основной причиной этого является то, что стенки протока существенно искажены от округлости поперечного сечения. Heckl [39] отметил это, так же как Bentley и Ферт [40]. Юсри и Fahy [16], Ферт [17], и Heckl Рамамурти [18], и Фокс [41] все представили теоретические трактовки структурных реакций стен заполненных жидкостью труб и цилиндрических оболочек к внутреннему звуковому полю. Каммингс и др. [10], и Каммингс и Чжан [19] смоделировали как реакцию стенки трубы для внутреннего звукового поля, так и для внешнего излучения структурно искаженных круглых воздуховодов, ведущих к TL прогнозов. Для плоского внутреннего акустического режима, это явление можно назвать режим связи, поскольку оно связано с возбуждением высших структурных режимов в стене протока ненулевой обобщенной силой, возникающей от искажения стенки воздуховода, и порожденной внутренним звуковым полем.
Предсказанное изображение TL для плоского внутреннего акустического режима, взятое из работы [10] также показано на рисунке 8 (а), где искажение стены протока учитывается. Это гораздо лучше согласуется с данными измерений, и предлагает убедительные доказательства того, что искажение стены отвечает за дополнительное излучение звука, более того, что излучают неискаженные трубы. Также может быть видно, что в случае акустических режимов более высокого порядка, которые могут распространяться в протоке, TL падают значительно ниже прогнозируемых потерь для искаженных каналов в полосе более двух октав шириной, центрированной на 1 кГц. Это не удивительно, поскольку эти режимы высокого порядка могут возбудить еще более высокие структурные режимы, вызывая расширение структурного излучения. На рисунке 8 (б) показаны измеренные круговые образцы вибрации стен на 40 и 80 Гц, соответственно, TL для искаженного кругового протока показаны на рисунке 8 (а). Это характеристики структурных m=2 и 3 окружных режимов неискаженной оболочки, имеющей в противном случае те же параметры, и частоты измерений соответствуют прогнозируемой максимальной реакции в этих режимах искаженного кругового цилиндра, возбуждаемой плоским акустическим режимом. Конечно, многие другие структурные режимы будут возбуждаться на этих частотах, что объясняет, почему амплитуда перемещения не близка к нулю на своих минимумах. Но эти модели измеренной вибрации предлагают дополнительные доказательства роли искажения стены в повышении общей излучаемой звуковой мощности из стены протока.
Плоскоовальное сечение
Плоскоовальные протоки имеют геометрические характеристики прямоугольных и круглых воздуховодов, две противоположные плоские стены и две противоположные полукруглые стены. Как отмечалось во введении, динамическое поведение вибрации стены на самом деле является гибридом прямоугольных и круглых воздуховодов. На низких и средних частот, потери в стене имеют положительный наклон около 3 дБ / октаву, с наложенными на нее затухающими резонансами. Кольцо резонанса (для эквивалентного кругового протока состоят из двух объединенных полукруглых стен) появляется при ожидаемых частотах.
Рис. 9. Потери при передаче в стальной плоскоовальной трубе 776 мм*254 мм, с толщиной стенки 0-64 мм
Рис. 10. Вычисленные периметральные перемещения стенок образцов
Измеряемые и прогнозируемые TL данные для типичной оцинкованной стальной плоскоовальной трубы показаны на рисунке 9, они взяты из работы [24]. Предсказанные потери даются в виде сплошной линии, происходящей из FD решения уравнений движения для цилиндрической оболочки с произвольной геометрией и эквивалентной модели излучения цилиндров (см. [10] и раздел 2.3). Пунктирная линия получается из массового типового закона сопротивления для плоских стен и модели кругового цилиндра для изогнутых стен. Предполагается, что это вносит независимость перемещения стен. Кривые прогноза TL основаны на плоском режиме распространения звука внутри трубопроводов и не включают в себя связь между внутренним звуковым полем и движением стены. Потери хорошо предсказаны для обоих методов описания до 800 Гц, при частотах выше теоретическая кривая, как правило, стремится переоценить TL. Это может быть частично обусловлено более высоким порядком режима акустического распространения в пределах канала. Чанг и Каммингс [25] опубликовали исследование воздействия режима более высокого порядка на потери плоских овальных труб, в которых проблема прогнозирования частично решена за счет включения ряда режимов высшего порядка в вычислениях. Этот подход может становится громоздким, и они предложили статистический подход как более уместный, когда многие режимы могут распространяться. TL сплошная линия на рисунке 9 четко показывает основной резонанс на 12 Гц (эквивалентно, тому, что в прямоугольных трубах) и уклон около 3 дБ / октаву до 3-5