Цитата:
Сообщение от Злое Сердце
Очень пакостное это слово... "кажется" :)
На самом деле - нет. Вихри сами по себе не имеют практически никакого отношения к механизму звукообразования на флейте. Вихрь - это побочный продукт, результат инертности и вязкости воздуха.
|
АЭРОАКУСТИКА
АЭРОАКУСТИКА - раздел физики, находящийся на стыке аэродинамики и акустики, в к-ром изучаются проблемы аэродинамич. генерации звука, акустики движущихся газовых потоков, взаимодействия звука с потоком и методы снижения аэрошумов. А. в осн. имеет дело
со звуком, создаваемым аэродинамич. силами и возмущениями, к-рые возникают в самом потоке, а не приложенными извне силами или колебаниями, как в классич. акустике. Впервые теоретич. вопросы образования звука при движении потоков жидкости были рассмотрены Дж. Рэлеем (1877). Однако практич. применение А. получила позднее, после работ Л. Я. Гутина о шуме вращения винта (1936), Д. И. Влохинцева 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.
Осн. причиной аэродинамич. генерации звука является образование вихрей (см. Вихревое движение)и их ускоренное движение в неоднородном поле течения при обтекании тел, помещённых в поток, а также при истечении газа в покоящуюся или движущуюся среду. Нестационарные составляющие потока в пограничных слоях около обтекаемых тел или в свободных слоях, таких как зона смешения струи,
приводят к непрерывной генерации вихрей и увеличению турбулентности потока. Вследствие сжимаемости среды часть энергии потока уходит на бесконечность в виде акустич. излучения.
Источники звука локализуются в тех областях потока, где завихренность и градиенты энтропии отличны от нуля; вне этих областей звук только распространяется, взаимодействуя с безвихревым изоэнтропийным осн. потоком.
Для турбулентных струй применяется аналогия Лайтхилла, согласно к-рой значения энтропии и плотности струи считаются постоянными и равными значениям этих величин в окружающей среде, а также считается, что излучение звука струёй происходит в неподвижную среду; обратное воздействие излучённого звука на поток при этом не учитывается.
Предположения, лежащие в основе теории Лайтхилла. справедливы при малых числах M потока (M - Маха число ).
Для дозвуковых турбулентных струй Лайтхилл установил подтверждённый впоследствии экспериментально "закон восьмой степени" зависимости мощности шума от скорости истечения струи. В результате для турбулентной струи оказалось возможным найти спектр шума, создаваемого всей струёй и её отд. участками, расположенными на разл. расстояниях от начала истечения.
Турбулентная струя создаёт широкополосный, практически сплошной шум; максимум звуковой мощности наблюдается при Струхаля числе Sh=fD/v (где D и v - диаметр и скорость струи в нач. сечении на выходе из трубы, сопла, f- характерная частота звуковых колебаний). Вблизи выходного сопла излучается высокочастотный шум, вдали - низкочастотный.
Осн. часть звуковой мощности (~80%) генерируется участком струи длиной, равной 10 диаметрам струи на выходе из сопла.
Аакустич. энергия струи составляет всего 0,1% её кинетич. энергии.