Акустика движущихся сред

Частота ультразвука, принятого от движущегося отражателя (или рассеивателя), отличается от частоты излученного сигнала. Это явление называют эффектом Доплера, а величину

Акустика движущихся сред

Информация

Физика

Другие материалы по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией
ктичное применение. А получила позднее, после работ Л Я Гутина о шуме вращения винта (1936), Д И Блохинцева по акустике движущейся среды (1946) и M Д Лайтхилла (M J Lighthill) о шуме турбулентных струй (1952-54). Аэрошумы можно разделить на два класса: образующиеся при смешении частиц среды в потоке и при обтекании потоком твёрдых тел К первому классу можно отнести шум струи, ко второму - шум обтекания проводов (т н эоловы тона), винтов, вентиляторов и т. д.

Необходимо отметить, что Н.Н. Андреев и И.Г. Русаков, Д.И. Блохинцев разработали основы акустики движущихся сред.

 

2.3 Ученые, которые повлияли на развитие акустики движущихся сред

 

Блохинцев Дмитрий Иванович

 

Блохинцев Дмитрий Иванович [р. 29.12.1907 (11.1.1908), Москва], советский физик, член-корреспондент АН СССР (1958), Герой Социалистического Труда (1956). Член КПСС с 1943[3].

Д. И. Блохинцев перед и во время Великой Отечественной войны активно занимался изучением возникновения звука в потоке и распространения звука к атмосфере. Его работы в этой области принесли большую пользу при разработке комплексов для обнаружения вражеских самолетов. Теоретическую часть своей работы Д. И. Блохинцев опубликовал в 1946 г. в книге «Акустика неоднородной движущейся среды». Книга получила широкую известность у нас и за рубежом, она была переведена на английский язык.

В 1944 году построил, исходя из уравнений газогидродинамики, теорию звуковых явлений в движущихся и неоднородных средах, получив уравнения акустики самого общего вида (уравнения Блохинцева), на основе которых вывел ряд акустических законов, объяснил и рассчитал разнообразные акустические явления в движущихся и неоднородных средах (в том числе турбулентных), касающихся, с одной стороны, механизма генерирования шума, а с другой методов и средств его приема. Сформулировал уравнения геометрической акустики.

В последние годы своей жизни Д. И. Блохинцев возвратился к проблемам аэроакустики и решил переиздать свою книгу с учетом последних достижений в области аэроакустики. К сожалению, неожиданная смерть помешала ему осуществить этот замысел. Учитывая, что книга Д. И. Блохинцева не потеряла своей актуальности и сейчас и выводы ее широко используются специалистами в практической деятельности, было решено, исправив замеченные опечатки, переиздать ее без изменения, как одну из фундаментальных работ в области аэроакустики[1].

 

Андреев Николай Николаевич

 

 

Андреев Николай Николаевич [р. 16(28).7.1880, с. Курмане Полтавской губернии], советский физик, академии АН СССР (1953; член-корреспондент 1933), создал школу советских акустиков. Окончил Базельский университет в 1909. С 1912 преподавал и вёл научную работу в Московском университете. С 1917 работал в ряде вузов и научно-исследовательских учреждений СССР (с 1940 в физическом институте, с 1954 в Акустическом институте АН СССР).

Труды относятся к физической и технической акустике и теории колебаний, к распространению звуковых волн, дал строгую теорию распределения звука в движущихся средах. Осуществил исследования по теории распространения звука вдоль поглощаемых поверхностей, теории акустических фильтров и звуковых волн конечной амплитуды. Ряд работ связан с изучением спектра затухающих колебаний, с исследованием колебаний кристаллических и анизотропных сред, вопросов реверберации звука и звукоизоляции. Под его руководством в нашей стране были начаты исследования по нелинейной акустике, по распространению звука в слоистых средах, электромеханическим активным материалам. Создал школу в области физической и технической акустики. В 194145 под руководством А. проводились работы, положившие начало советской гидроакустике. Автор многих научно-популярных статей и книг. Награжден 3 орденами Ленина и орденом Трудового Красного Знамени[4].

 

Стретт Джон Уильям, лорд Рэлей

 

 

Английский физик Джон Уильям Стретт, третий барон Рэлей, родился в Ленгфорд-Гроув, Мелдон (Эссекс), 12 ноября 1842 г. В 1861 г. Стретт поступил в Тринити-колледж в Кембридже, где изучал математику и физику у Э. Дж. Роуса, окончил его с отличием в 1865 г. Год спустя ему предложили стать членом ученого совета Тринити-колледжа. Этот пост он занимал до 1871 г.

В 1868 г. Стретт создал научную лабораторию в своей родовой усадьбе в Терлинг-Плейс, Уитхем (Эссекс), где занялся интересующими его явлениями излучения. В результате этих исследований он опубликовал статьи по акустике и оптике. В 1871 г. он вывел соотношение между интенсивностью рассеяния света очень малыми частицами и длиной его волны (известное как закон рассеяния света Рэлея). Среди проведенных им исследований мы встречаем экспериментальные и теоретические работы по оптическим приборам, в результате которых впервые была определена разрешающая способность дифракционной решетки, а также был сделан фундаментальный анализ оптических свойств спектроскопов. Спектроскоп в конце 1870-х годов становился все более важным прибором при исследованиях солнечного света и излучении атомов и молекул.

В 1879 г. стал профессором экспериментальной физики (пост, учрежденный в 1871 г.) и директором Кавендишской лаборатории (открытой в 1874 г.).В 1892 г. Стретт начал серию измерений плотностей газов в соотношении с их атомными весами. Стретт опубликовал десяток работ по таким вопросам, как интерференция и рассеяние света, телефонная связь, звуковые измерения. В 1900 г. он опубликовал вывод о соотношении между температурой и длиной волны в спектре абсолютно черного тела, основанный на существующих физических законах. В 1904 г. Стретт был награжден Нобелевской премией по физике «за исследования плотностей наиболее распространенных газов и за открытие аргона в ходе этих исследований». (Рамзай получил Нобелевскую премию 1904 г. по химии.)

Стретт опубликовал свыше 400 работ за более чем пятьдесят лет своей исследовательской деятельности. С 1908 г. до самой смерти он был номинальным президентом Кембриджского университета.Умер 30 июня 1919 г. в Терлинг-Плейс.

Кроме Нобелевской премии, Стретт был награжден Королевской медалью (1882), медалью Копли (1899) и медалью Румфорда (1914) Лондонского королевского общества; золотой медалью Маттеучи Итальянской национальной академии наук (1895); медалью Фарадея Британского химического общества (1895); медалью Альберта Королевского общества искусств (1905) и медалью Эллиота Крессона Франклиновского института (1914). Ему было присвоено тринадцать почётных учёных степеней, и он был принят в члены свыше 50 научных обществ[4].

 

2.4 Применение акустики движущихся сред

 

При перемещении тела на высокой скорости возникает Акустика движущихся сред применяется при создании аэродинамических корпусов для машин, самолётов, космической техники, вертолётов и т. п. для реверберации звука и звукоизоляции. Также она используется для распространения звука в движущейся среде, например в воздухе или воде. Применяется аэродинамическая труба для исследования аэродинамических свойств.

Аэродинамическая труба это экспериментальная установка, разработанная для изучения эффектов, проявляющихся при обтекании твёрдых тел (самолётов, автомобилей, ракет, мостов, зданий и др.) потоком, а также для экспериментального изучения аэродинамических явлений.

В машиностроении применяются различные бампера, спойлеры, юбки и т.д. для улучшения управления и уменьшения потребления горючего.

В авиа- и космо- строение отличается более высокой скоростью передвижения, чем усложняет задачу строительства. Но есть и другиеотличия в аэродинамике автомобилей и аэродинамике воздушного транспорта. Во-первых, характерная форма дорожного транспорта намного менее обтекаемая в сравнении с воздушным транспортом. Во-вторых, для автомобилей необходимо учитывать влияние дорожного покрытия на потоки воздуха. В-третьих, скорости наземного транспорта намного меньше. В-четвертых, у наземного транспорта меньше степеней свободы, чем у воздушного, и его движение меньше зависит от аэродинамических сил. В-пятых, Наземный транспорт имеет особые ограничения во внешнем виде, связанные с высокими требованиями безопасности. И, наконец, большинство водителей наземного транспорта менее обучены чем пилоты и обычно водят, не стремясь достичь максимальной экономичности.

Используется в гидролокации и аэролокации, так как источник звуковых импульсов находитса в движении.

 

3.Эффект Доплера

 

3.1 Основные положения эффект Доплера

 

В отличие от эффекта Доплера для электромагнитных волн, обусловленного только относительным движением источника и приёмника, изменения частоты акустич. волны при движении источника и приёмника различны. Этот эффект появляется, если наблюдатель или источник (или они оба) движутся или если излучение от неподвижного источника к неподвижному наблюдателю приходит, отражаясь или рассеиваясь от движущегося объекта. В отличие от эффекта Доплера для электромагнитных волн, обусловленного только относительным движением источника и приёмника, изменения частоты акустич. волны при движении источника и приёмника различны.

Если источник и наблюдатель движутся вдоль одной прямой со скростями соответственно Vs и Vr , то наблюдаемая частота определяется выражением:

 

 

где fs частота колебаний источника, с скорость распространения излучения. Отсюда получаем выражение для доплеровского смещения:

 

 

В ультразвуковой доплеровской локации обычно имеются неподвижный источник (излучатель), неподвижный наблюдатель (приемный преобразователь) и движущийся отражатель (или рассеиватель) ультразвука.

При измерении скорости кровотока

Похожие работы

< 1 2 3 4 > >>