Задания и методические указания по их выполнению Тема 1: «Звуковое поле»

Цель: «Научиться выполнять расчет основных характеристик звукового поля»

1.1. Задания на практическую работу

1. Источник звука малых размеров создаёт звуковую волну частоты . Определить расстояние от источника звука до приёмника градиента давления, если сила, действующая на приёмник, в поле сферической волны в два раза больше силы, действующей на этот же приёмник в поле плоской волны той же интенсивности, падающей на приёмник под тем же углом .

2. Каким должен быть радиус осциллирующего шара, чтобы эффективно излучать такую же нижнюю частоту, что и пульсирующий шар диаметром ?

3. В некоторой точке поля пульсирующего шара, колеблющегося с частотой отношение реактивного безразмерного коэффициента сопротивления излучения к активному, составляет 0,2. Определить расстояние от центра шара до этой точки.

4. Какова нижняя граничная частота области эффективного излучения пульсирующего и осциллирующего шаров радиуса ?

5. Определить фазовые сдвиги между давлением и колебательной скоростью частиц среды в звуковых полях пульсирующего и осциллирующего шаров, радиусы которых  на частоте .

6. На какой частоте фазовый сдвиг  между давлением и колебательной скоростью частиц среды в звуковом поле пульсирующего шара радиуса  будет равен 0,01?

7. Какова нижняя граничная частота области эффективного излучения плоской поршневой диафрагмы радиуса ?

8. Определить собственную частоту резонатора Гольмгольца. Резонатор сферический имеет следующие размеры (см. рис.1.1). Данные для каждого варианта указаны в таблице 1.1.

Рисунок 1.1 Резонатор Гельмгольца

Таблица 1.1

Номер варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
D, см	6	6	7	8	9	10	10	15	15	15
d, см	1	2	2	2	2	2	2	2	3	4
h, см	1	1	2	2	2	3	4	4	4	6

1.2. Методические указания по выполнению задания

Модуль акустической характеристики приемника градиента давления, работающего в поле плоской волны  и  в  поле шаровой волны,  где 

 - волновое число;

S – площадь диафрагмы;

r – расстояние от приемника до источника.

Границы области эффективного излучения источника звука определяются в зависимости от значений ka:

1) пульсирующий шар – ka = 1;

2) поршень в бесконечном щите – ka = 1,38;

3) осциллирующий шар – ka = 1,69;

4) односторонне излучающий поршень – ka = 1,85;

осциллирующий поршень – ka =2,05;

где  волновое число;

а – радиус излучателя.

 

Безразмерные коэффициенты сопротивления излучения для пульсирующего шара   X^` _R= (ka)/(1+(ka))

Угол сдвига фаз между давлением и колебательной скоростью ,

где а – радиус шара.

Резонатор Гельмгольца представляет собой акустическую колебательную систему, резонансная частота которой   , где

C – скорость звука;

S – площадь горла резонатора;

h – высота горла резонатора;

V – внутренний объем резонатора.