doi:
УДК: 534.286

ФОРМИРОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ ВБЛИЗИ ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТЬ – ТВЕРДОЕ АБСОЛЮТНО ТЕПЛОПРОВОДНОЕ ТЕЛО

Григорьева Н. С., Легуша Ф. Ф., Клюбина К. А.
Язык статьи: русский

Аннотация

Проведено сопоставление теоретических описаний физических процессов возбуждения неоднородных вязких и тепловых волн, полученных Г. Кирхгофом и Л.Д. Ландау. Неоднородные волны возбуждаются в вязкой и теплопроводной среде, контактирующей с плоской поверхностью твердого абсолютно теплопроводного тела, при взаимодействии с поверхностью тела плоской бегущей звуковой волны. Показано, что анализируемые решения задач являются физически обоснованными, независимыми и дополняющими друг друга. На этом основании можно утверждать, что при формировании акустического пограничного слоя, возникающего в жидкой среде вблизи отражающей звук поверхности, вязкие и тепловые волны возбуждаются синхронно парами. При этом в каждой паре неоднородные волны распространяются внутри акустического пограничного слоя навстречу друг другу. Неоднородные волны зарождаются на параллельных поверхностях, ограничивающих объем акустического пограничного слоя с двух сторон. Установлено также, что в результате трансформации тепловых волн в пограничном слое появляются дополнительно две неоднородные одномерные продольные волны. Этот эффект в 1868 году был предсказан Г. Кирхгофом. Получены уравнения движения неоднородных волн, существующих в акустическом пограничном слое. Проведен анализ физических свойств вязких и тепловых волн. Представленные в работе выражения позволяют в дальнейшем провести численную оценку диссипации энергии в акустическом пограничном слое и оценить влияние диссипативных процессов на параметры звуковой волны, отражающейся от поверхности твердого абсолютно теплопроводного тела. На практике полученные в статье результаты могут быть использованы, например, в задачах борьбы с воздушным шумом в судовых помещениях. в частности, эти результаты позволяют вычислить долю энергии акустического поля, поглощаемую поверхностями, ограничивающими внутренний объем помещения. Ключевые слова: звуковая волна, плоская твердая поверхность, вязкая волна, тепловая волна, неоднородная волна, затухание, диссипация энергии,акустический пограничный слой,абсолютно теплопроводное тело

Список литературы

1.Kirchoff, G. Ueber den Einfluss der Warmeleitung in einem Gase auf die Schallbewegung / G. Kirchoff // Poggendorf`s Annalen und Chemie. - 1868. - Bd. 134. - №6. - P. 177-193.
2. Константинов, Б.П. Поглощение звуковых волн при отражении от твердой границы / Б.П. Константинов // Журнал технической физики. - 1939. - Т. 9(3). - С. 226-238.
3. Константинов, Б.П. Гидродинамическое звукообразование и распространение звука в ограниченных средах / Б.П. Константинов. - Ленинград : Наука, 1974. - 144 с.
4. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц : в 10 томах. Т.6. Гидродинамика. - Москва : Наука, 1988. - 736 с.
5. Легуша, Ф.Ф. Колебания температуры в бегущей плоской звуковой волне / Ф.Ф. Легуша, Е.Ю. Рытов // Морские интеллектуальные технологии. - 2018. - Т.1, № 4(42). - С. 167-170.
6. Легуша, Ф.Ф. Излучение звука поверхностью, температура которой изменяется по гармоническому закону / Ф.Ф. Легуша, К.В. Невеселова // Тр. XXIV сессии РАО. Физическая акустика. - Москва : ГЕОС, 2011. - С. 83-86.
7. Легуша, Ф.Ф. Широкополосные источники звука - термофоны / Ф.Ф. Легуша, К.В. Невеселова // Морские интеллектуальные технологии. - 2014. - Т.1, № 3(25). - С. 71-77.
8. Легуша, Ф.Ф. Экспериментальные исследования современных термофонов/ Ф.Ф. Легуша, К.В. Невеселова // Морские интеллектуальные технологии. - 2015. - Т.1, № 4(30). - С. 60-65.
9. Васильев, Б.П. Экспериментальные исследования пленочных термофонов / Б.П. Васильев, Ф.Ф. Легуша, К.В. Разрезова, Г.В. Чижов // Морские интеллектуальные технологии. - 2016. - Т.1, № 4(34). - С. 118-123.
10. Vasiliev, B.P. Active elements of film sources of sound-thermophones / B.P. Vasiliev, F.F. Legusha, K.V. Razrezova, G.V. Chizhov // 13th International Conference on Films and Coatings.; J. Phys. - 2017. Conf. Ser. 857 012051.
11. Легуша, Ф.Ф. Эффект Константинова и поглощение звука в неоднородных средах / Ф.Ф. Легуша // УФН. - 1984. - Т.144, № 3. - С. 509-522.
12. Легуша, Ф.Ф. Расчет коэффициентов отражения и прохождения плоской волны на границе раздела жидких сред с учетом их вязкости и теплопроводности / Ф.Ф. Легуша // Письма в журнал технической физики. - 1982. - Т.9, № 22. - С. 1390-1392.
13. Легуша, Ф. Ф. Импеданс границы раздела жидких сред с учетом эффекта Константинова / Ф.Ф. Легуша // Письма в журнал технической физики. - 1984. - Т.54, № 1. - С. 181-183.
14. Легуша, Ф. Ф. Поглощение Константинова на границе раздела жидких полупространств / Ф.Ф. Легуша// Письма в журнал технической физики. - 1984. - Т.54, № 4. - С. 671-678.