Научная Сеть >> Акустические течения

Наука >> Физика >> Общие вопросы >> Справочники >> Физическая энциклопедия | Словарные статьи

Написать комментарий

Добавить новое сообщение

См. также

Акустический ветер

Акустоэлектрический эффект

Экспериментальное изучение сейсмического режима: Канун разрушения (эксперимент)

Основные научные достижения Российской Академии наук в 1999 году в области физики

По течению Эридана

Дисфункция слуховой трубы. Новые аспекты диагностики и лечения: Литература:

Механика сплошных сред: Уравнения Эйлера для идеальной жидкости.

Флуктуации реликтового излучения

Ио, сильный и шумный

Отоакустическая эмиссия: исследование нормы: (1)

Состояние фетоплацентарной системы при высоком риске внутриутробного инфицирования плода: плод, внутриутробное инфицирование, ультразвуковое исследование плода, фетоплацентарная недостаточность, задержка внутриутробного развития плода.

Состояние слуха у детей с нейропсихологическими особенностями: (1)

Особенности микрофлоры носоглотки и функциональное состояние среднего уха у детей: экссудативного среднего отита

Выявление патологии органа слуха в системе медицинского обеспечения детей раннего возраста: новорожденные, слух, тугоухость, глухота, факторы риска, аудиологический скрининг, отоакустическая эмиссия.

Число Маха

Загадки простой воды

Ближнее акустическое поле импульсной струи: (1)

Механика сплошных сред: О турбулентности атмосферы.

Диагностика холелитиаза у детей: picsecond

Основные особенности течения и лечения инфекционного эндокардита (анализ 135 случаев заболевания в 1990-99 гг.)

Акустические течения
9.08.2001 17:26 | Phys.Web.Ru

Акустические течения (акустический, или звуковой, ветер) - регулярные течения среды, возникающие в звуковом поле большой интенсивности. Акустические течения могут быть как в свободном неоднородном звуковом поле, так и вблизи различного рода препятствий. Возникновение акустических течений обусловлено законом сохранения колическтва движения: переносимое звуковой волной количество движения, связанное с колебаниями частиц среды, при поглощении волны передается среде в другой форме, вызывая ее регулярное движение. Поэтому скорость акустических течений пропорциональна коэффициенту поглощения звука и его интенсивности, но обычно не превосходит величины колебательной скорости частиц в звуковой волне. Акустические течения всегда имеют вихревой характер.

В зависимости от соотношения характерного масштаба течения l и длины звуковой волны $\lambda=2\pi/k$ , где k - волновое число, различают 3 типа акустических течений: 1) течения в свободном неоднородном поле, где l определяется размером неоднородности, например, радиусом звукового пучка r (рис.), при этом $kl\gg 1$ ; 2) течения в стоячих волнах, масштаб которых определяется длиной волны, a $kl\sim 1$ ; 3) течения в пограничном слое вблизи препятствий, помещенных в акустическое поле; в этом случае l определяется толщиной акустического пограничного слоя $\delta=\sqrt{\eta/ \omega}$ ( $\eta$ - кинематическая вязкость среды, $\omega$ - круговая частота звука), a $kl\ll 1$ .

Скорость акустических течений u обычно мала по сравнению с амплитудой колебательной скорости v частиц в звуковой волне и характеризуется величиной $M_a kl$ , где M_a = v/c - акустическое Маха число, c - скорость звука. Скорость течения 1-го типа, вызванного ограниченным звуковым пучком лри условии M_akl $\ll$ 1, по порядку величины определяется соотношением
${\displaystyle u\over\displaystyle v}={\displaystyle b\over\displaystyle 4\xi}M_a(kr)^2$ ,
где $b={\displaystyle 4\over\displaystyle 3}\xi+\zeta$ , $\xi$ и $\zeta$ - коэффициенты сдвиговой и объемной вязкости. При M_akl $\lesssim$ 1
${\displaystyle u\over\displaystyle v}=ARe_{ат}M_a(kr)^2$ ,
где $Re_{ат}=v\lambda\rho\xi$ акустическое Рейнольдса число для акустических течений, $\rho$ - плотность среды, А - константа (для воды $\approx$ 10^-4). Скорость акустического течения в стоячих звуковых волнах рассчитана Рэлеем при условии M_akl $\ll$ 1; по порядку величины она определяется соотношением $u/v\approx M_a$ . Скорость течения в пограничном слое толщиной $\delta$ , согласно Г. Шлихтингу (Н. Schlichting), оценивается по формуле $u/v\approx M_a k\delta$ , применимой при условии $M_a k\delta\ll 1$ . Экспериментально наблюдались течения со скоростью 0,1 м/с в воде, вызванные звуковым пучком частоты 1,2 МГц при амплитуде звукового давления р = 10 атм и v = 1 м/с. В воздухе в стоячей волне с уровнем интенсивности 167 дБ (и v = 17 м/с) наблюдались течения со скоростью u $\approx$ 5 м/с.

Акустические течения являются помехой при измерениях звуковых полей с помощью радиометра акустического и Рэлея диска, но они имеют и полезные применения. Пропорциональность скорости течений Эккарта величине $b/ \xi \sim 1+\zeta/ \xi$ позволяет по измерениям акустических течений определять отношение коэффициенты объемной и сдвиговой вязкости. На явлении акустического течения основано действие некоторых типов насосов, удобных для работы в агрессивных средах. Возникновение акустических течений у препятствий, помещенных в звуковое поле, усиливает процессы массо- и теплопередачи через их поверхность. Акустические течения являются одним из факторов, обусловливающих УЗ-очистку.

Написать комментарий