ГІДРОДИНАМІКА І АКУСТИКА

2022 ◊ Том 2 (92) ◊ Номер 3 ◊ с. 273-299

Т. П. Коновалюк^*

^* Інститут гідромеханіки НАН України, Київ, Україна

Вплив ускладнення вихрової моделі на оцінку звукових полів, які є результатом вихрової взаємодії

Gidrodin. akust. 2022, 2(3):273-299

МОВА ТЕКСТУ: Українська

АНОТАЦІЯ

У межах моментної MZS-моделі першого та другого порядків виконано оцінки акустичних ефектів, породжених взаємодією кількох когерентних вихрових структур між собою. У MZS-моделі першого порядку вони описуються вихровими точками, а в моделі другого порядку - вихорами Кірхгофа. Звукові поля як результат вихрової взаємодії розраховуються в межах акустичної аналогії Лайтхілла в формулюванні Пауелла. Показано, що їхні характеристики суттєвим чином залежать від порядку моментної моделі, яка описує вихрові структури. Досліджуються лише пружні взаємодії. Це дозволяє виділити в акустичному спектрі смуги, які виникають внаслідок ускладнення моментної моделі. При описі когерентних структур точковими вихорами спектр звукового поля характеризується однією частотною смугою, яка відтворює рух центрів завихреності (великомасштабні вихрові рухи). Урахування внутрішньої динаміки вихорів при переході до еліптичної моделі призводить до розширення спектру. Внаслідок цього зростає рівень розрахованого звукового поля, яке генерується при взаємодії таких вихрових структур. При цьому більш низькочастотна смуга відтворює рух центрів завихреності плям, а високочастотна - внутрішню динаміку завихреності. Показано, що великомасштабні рухи вихрових плям можна моделювати точковими вихорами за тієї умови, що звуковий спектр вихрових плям чітко поділений на смуги, а низькочастотні смуги таких систем мають близьку ширину. Неврахування внутрішньої вихрової динаміки при побудові звукового джерела призводить до суттєво занижених оцінок рівня звукового поля.

КЛЮЧОВІ СЛОВА

когерентна вихрова структура, MZS-модель, точковий вихор, вихор Кірхгофа, акустична аналогія Лайтхілла, флуктуації звукового тиску, амплітудно-частотний спектр

ЛІТЕРАТУРА