Передача звука через стенки канала
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
кГц, с наложенными на нее резонансными волнами. Выраженный резонанс кольца становятся очевидными на 6-4 кГц. Измеренные данные также показывают, это кольцевой резонанс. Другие предсказанные и измеренные данные для потерь плоскоовальных труб следуют аналогично модели на рисунке 9.
Вычисленное перемещение стен моделей (от разработки FD) на трех частотах на другой оцинкованной стальной плоскоовальной трубе показано на Рисунке 10. Основная резонансная частота стены в данном случае 35 Гц. Звуковое давление в трубе принималось максимальным положительным значением во всех трех случаях. На 20 Гц, перемещение изогнутых стенок очень мало, в то время как плоские стенки кривятся наружу. Сопротивление стены четко контролируется жесткостью, так как перемещение и звуковое давление находятся в одной фазе. На 50 Гц выше основного резонанса стен плоские стены отражают масс-сопротивление, в которых перемещение и давление находятся в разных фазах. На 6-2 кГц (близкой к кольцевой резонансной частоте), движение плоских стен ограничивается серией неровностей коротких длин волн, но трубы с изогнутыми стенами показывают значительное общее поведение режима дыхания, в соответствии с существованием резонанса кольцевого типа. Измеряемые данные вибрации по всему периметру протока в целом согласованы с прогнозами на Рисунке 10.
Акустическое излучение стенок вентиляционных каналов
Неотъемлемой частью прогнозирования потерь стены протока является расчет излучаемой звуковой мощности в стенках вентиляционных каналов, основанный на знании области вибрации стен. Это требует соответствующей модели для излучения. Возможно, самая простая подходящая модель излучения для акустического излучения от стен протока является разработка линейного источника Брауна и Rennison [7].
Рис. 11. Линейный источник конечной длины.
Линейный источник предполагается расположенным в свободном поле, а геометрия его показана на Рисунке 11. Объемная скорость на единицу длины - t, а звуковое давление в точке P области (на позиции вектора r по отношению к центру источника), если предположить наличие структурных перистальтических волн, движущиеся в обоих направлениях [8], т.е. если А, В-амплитуды волн и ф - фазовый угол, то это выражение может быть вставлено в выражение для среднего квадрата звукового давления в точке P.
Интегрирование полученного выражение для интенсивности звука по сферической поверхности дает излучаемую мощность звука.
Браун и Rennison [7] рассмотрели ситуацию, когда В = 0 и х2 1, нанесены Cr против X1. Для X1 = 0 (т.е., скорость звука волн), Cr = 0-5. Этот рисунок представляет собой разумное приближение к эффективности излучения труб от резонансных частот стен (так что скорость волны составляет примерно скорость звука) и для больших длин каналов, чем акустическая длина волны.
Эта простая модель достаточна для излучения труб, в которых внутреннее звуковое поле доминировано плоским режимом, даже на частотах, где длина акустической волны того же порядка, что и большее измерение протока. Но она недостаточна, где рассматриваются режимы более высокого порядка - распространение в рамках канала. Возьмем, к примеру, самые низкие перекрестные режимы, распространяющиеся в прямоугольном канале. Очевидно, что, поскольку внутреннее распределение звукового давления несимметрично, профиль стены перемещения будет также несимметричен, и тогда V (X, T) = 0 при всех условиях, из-за отмены объемной скорости около периметра стены. Таким образом, звук не будут излучать стенки вентиляционных каналов в соответствии с приведенной выше моделью, и это явно неправильно. Успех в простой модели линейного источника - цилиндрический излучатель модель Каммингса [27]. В этом случае рассмотрен эквивалент бесконечно длинного цилиндрического излучателя радиуса R, с тем же периметром, что и фактическая труба (независимо от формы ее поперечного сечения), а также с фактическим периметральным распределением скорости по поверхности, создаваемой одним внутренним акустическим режимом, расширенным по периметру. Она относительно проста для расчета звуковой мощности, излучаемой из таких труб. Эвристический подход (несомненно, не хуже, чем приближение выше), принимается в письменном виде выражение для излучаемой звуковой мощности из протока как Сr, где находится из модельного ряда линейных источников выше. В работе [27] связь между внутренней областью звука и вибрацией стен была проигнорирована, и поэтому кх - это просто акустическое форменное осевое волновое число, а формы излучающего тела должным образом не учитываются, но оказалось, это мало, что изменило точность численных прогнозов, Astley и Каммингс (9) сообщили FK расчеты для потерь прямоугольных труб для внутреннего распространения звука в режиме более высокого порядка. Реакция стены протока была найдена с помощью схемы FE решения, в котором вибрации стен принимались несвязанными с удерживаемым внутренним звуком но связанными с излучаемым звуком. Внешнее FE решение области в соответствии с цилиндрической излучающей поверхностью и W определяются, т.е. для бесконечно длинной трубы. W затем было найдено с помощью уравнения (11). Этот метод представляет собой дальнейшее усовершенствование метода Каммингса [27] в том, что геометрия излучающей поверхности правильно смоделирована. Сравнения [9] между моделью FE и моделью цилиндрического излучателя показало, как правило, очень тесное соответствие между излучаемой мощностью звука, вычисляемой по двум моделям, даже д?/p>