Parametrii ce caracterizează câmpul sonor
Sub zvukovympolem să înțeleagă regiunea limitată, în co-Tora se aplică pachetul sonar. Câmpul de sunet poate sushchest-Vova orice mediu elastic și este o oscilație a particulelor sale, tam-tam-tic din cauza factorilor perturbatori externi. Caracteristica distinctivă a procesului menționat-clorhidric oricărei alte ordonate mișcare a particulelor medii este că pentru perturbatii mici propagarea undelor nu este asociată cu transferul substanței în sine. Cu alte cuvinte, vibrațiile fiecărei părți-gical are loc în ceea ce privește poziția pe care a ocupat înainte de efectele perturbatori.
Un mediu elastic ideală, în care câmpul de sunet răspândire poate fi reprezentat ca un set de elemente absolut rigide interconectate prin legături elastice (fig.2.2). Starea actuală a unei particule hr vibrator mediu este caracterizat prin U offset poziție de echilibru relativ, viteza v și oscilații de frecvență de vibrație. Viteza de vibrație este determinată de derivata prima dată a deplasării particulelor și este o caracteristică importantă a procesului. Ca o regulă, ambii parametri sunt funcții armonice de timp.
Particula 1 (fig. 1.1), au fost transferate la rangul-U din poziția de echilibru său, che
Res conexiune elastică are un impact asupra particulelor din jur, ceea ce le face bine CME schatsya. Ca urmare, perturbație a introdus din exterior, începe să se propage în cursele
avute în vedere de mediu. Dacă legea de variație a deplasării particulelor este definită prin 1 U U sint, unde Um - particulele de amplitudine a vibrațiilor și a - frecvență de oscilație, legea altă mișcare i - a particulelor poate fi reprezentat ca:
Ui Umi sin (t i), (2.1)
în care Umi - amplitudinea de oscilație i - lea particula, i - defazaj oscilațiilor. Pe măsură ce distanța față de mediul sursă de excitație (1 particulă) amplitudinile Umi de oscilații datorate disipării energiei va scădea, iar defazajele datorate limitat de propagare a vitezei i excitația - pentru a crește. Astfel, la timp, în câmpul de sunet poate fi înțeleasă ca totalitatea vibrare particulelor în mediu.
Dacă câmpul de sunet izola particule având aceeași fază de oscilație, obținem o curbă sau suprafață, care se numește frontul de undă. Valul din față este îndepărtată în mod constant de la sursa de perturbație la o anumită viteză, care se numește viteza de propagare a undei față, viteza de propagare a undei sau viteza sunetului în mediu. Vectorul este perpendiculară pe suprafața frontală a undei vitezei Set clorhidric la un anumit punct și determină direcția fasciculului de sunet, de-a lungul care se propagă unda. Această viteză depinde în mod esențial de proprietățile de starea actuală a mediului și. În cazul în care viteza de propagare a undei de sunet a sunetului în apă de mare depinde de tempera-excursii, densitate, salinitate și alți factori. Astfel, prin creșterea temperaturii cu 1 0C, viteza crește sunet de aproximativ 3,6 m / s, în timp ce creșterea adâncimea de 10 m crește cu aproximativ 0,2 m / s. In medie, mare-yc loviyah vitezei sunetului poate varia de 1440 - 1585 m / s. În cazul în care mediul este anizotrop-Ani, și anume având proprietăți diferite în direcții diferite din centrul perturbației, viteza de propagare a undei de sunet va fi, de asemenea, diferite supra-agățat de aceste proprietăți.
In general, viteza de propagare a undei sonice într-un lichid sau gaz se determină prin următoarea expresie:
unde K - modul în vrac al mediului, 0 - densitatea mediului neperturbat, densitatea sa este static. modul în vrac este numeric egală cu tensiunea care apare în mediu în timpul unității sale de deformare relativă.
Valul elastic se numește oscilație longitudinală dacă particulele respective apar în direcția de propagare a undei. val transversă se numește dacă particulele oscilează în planuri perpendiculare pe direcția undei-propagare.
unde transversali poate avea loc numai într-un mediu care are forme yn-rugostyu, adică este capabil să reziste la forfecare. Această proprietate este posedat numai solide. unde longitudinale asociate cu deformarea volumetrică a mediului, astfel încât acestea să poată propaga atât în solide și lichide și gazoase. Excepțiile de la această regulă sunt val de suprafață HN formată pe suprafața liberă sau suprafețe Sec a la fluide nemiscibile cu caracteristici fizice diferite. In acest SLU-ceai particule lichide efectua simultan longitudinală și transversală vibrații-TION, care descrie calea eliptică sau mai complexe. Proprietăți speciale sunt valuri de suprafață, datorită faptului că, în formarea și distribuirea definite decisiv rolul jucat de gravitație și tensiunea superficială a acestora.
In timpul oscilațiilor apar în zona de mediu perturbat ridicată și este coborâtă în raport cu presiunea de echilibru și densitate. PRESIUNE set p r1 r0 unde p1 - valoarea instantanee în câmpul de sunet și p0 - presiunea fluidului Stat-cal în absența excitație, și se numește sunet Num Lenno egală cu forța cu care unda actioneaza pe o unitate de suprafață, set-ing perpendicular pe direcția sa de propagare. Presiune acustică este Xia una dintre caracteristicile majore ale mediului.
Pentru a evalua schimbările în densitatea fluidului utilizând valoarea relativă numit sigiliu , care este determinată de următoarea ecuație:
în cazul în care 1 - densitatea instantanee a mediului la punctul de interes, și 0 - densitatea sa statică.
Toți parametrii menționați mai sus pot fi determinate dacă este cunoscută nekoto-paradis scalar funktsiya numit potențial de viteză de vibrație. În conformitate cu teorema lui Helmholtz acest potențial caracterizează pe deplin acusto terorist-valuri în lichide și gaze și este conectat cu oscilând în curând Stu v prin următoarea ecuație:
Longitudinal unda de sunet se numește plat dacă potențial i alte cantități sale con-cu acestea care caracterizează câmpul de sunet, depinde numai de timp și de a coordona una carteziene, de exemplu, x (fig.2.3).
Dacă valorile de mai sus depind numai de timpul și distanța r de la roi nekoto de puncte ale spațiului, numit centrul de val, unda acustică longitudinală este numit sferic. În primul caz, frontul de undă va fi
z val plan z val sferic
Fig. 2.3 frontul de undă
line sau avion, în al doilea - un arc sau o porțiune dintr-o suprafață sferică.
Mediile elastice atunci când se analizează procesele din câmpurile de sunet pot fi principiul superpoziției cis-polzovat. Deci, în cazul în care într-un mediu supus la sistem
valuri, determinat de potențialul 1 ... n, potențialul va fi egală cu suma acestor potențiale:
Cu toate acestea, având în vedere procesele din câmpurile de sunet puternice să ia în considerare posibilitatea efectelor neliniare care pot face invalide, prin utilizarea directă a principiului superpoziției. niveluri În plus, la ridicat de
impactului asupra mediului deranjant mediul elastic TION poate fi radical afectată. Astfel, în mediul lichid se poate produce discontinuități, umplut cu aer, schimba structura chimică etc. Intr-o maniera prezentată anterior (fig. 2.2), dacă ar fi echivalentă cu ruperea legăturilor dintre particulele medii elastic. În acest caz, energia consumată pentru a crea vibratii, vor fi mici forehand-on la orice alte straturi, care va face imposibilă pentru a rezolva acest lucru sau că XYZ Sarcina practică. Fenomenul descris este numit kavitatsii.1
Din punct de vedere al energiei câmpului de sunet poate fi caracterizat homo-com energie acustică sau putere P sunet, care sunt definite de ieșire audio stvom energie sonică W, trecând prin suprafața perpendiculară propagarea undei de bord, în unitatea de timp:
Sunet de putere împărțită la aria suprafeței s, definită doresc să creeze o intensitate de undă de sunet:
Ea a făcut în ultima expresie care energia este distribuită uniform pe pătrat-ke s.