آکوستیک منطقه باریک

View Categories

آکوستیک منطقه باریک

5 min read

آکوستیک منطقه باریک
گره آکوستیک منطقه باریک یک مدل سیال را برای تلفات چسبناک و حرارتی ناشی از لایه مرزی در کانال ها و مجاری با مقطع ثابت تعریف می کند. تلفات ناشی از اتلاف ویسکوز و حرارتی در لایه مرزی آکوستیک همگن شده و روی سیال آغشته می شود. این مدل سیال معادل را می توان در لوله های بلند با مقطع ثابت (یا فقط در یک مقطع متغییر آهسته) به جای مدل آکوستیک ترموویسکوز با جزئیات کامل استفاده کرد. این نوع مدل در مقایسه با مدل آکوستیک ترموویسکوز هزینه محاسباتی پایینی دارد. مدل ها برای همه سیالات، یعنی هم برای گازها و هم مایعات قابل استفاده هستند. در مورد موجبرهایی با ضخامت های متفاوت یا به طور کلی ساختارهای دیگر با سطوح منحنی، یک جایگزین استفاده از امپدانس لایه مرزی ترموویسکوز است.وضعیت.
 
درباره مدل های آکوستیک منطقه باریک
خواص کانال
نوع کانال را انتخاب کنید : مجرای تقریبی عریض (پیش‌فرض)، مجرای دایره‌ای بسیار باریک (همدما) ، شکاف ، مجرای دایره‌ای ، مجرای مستطیلی ، مجرای مثلثی متساوی الاضلاع ، یا تعریف شده توسط کاربر .
 
مدل های مجرای شکاف ، داکت دایره ای ، مجرای مستطیلی و مجرای مثلثی متساوی الاضلاع تا زمانی که ابعاد مقطع بسیار کوچکتر از طول موج و ضخامت لایه مرزی کوچکتر از طول موج باشد قابل استفاده هستند. پارامتر مقطع می تواند تابعی از فضا باشد که به آرامی تغییر می کند. اینها به عنوان مدل فرکانس کاهش یافته پایین (LRF) شناخته می شوند.
برای تقریب مجرای عریض، قطر هیدرولیک d (واحد SI: m) را وارد کنید .
تا زمانی که قطر هیدرولیک کانال (چهار برابر سطح مقطع تقسیم بر محیط) بسیار بزرگتر از ضخامت لایه مرزی چسبناک باشد، این مدل را می توان در کانال هایی با هر مقطعی استفاده کرد.
برای مجرای دایره ای بسیار باریک (همدما) وارد مجرای شعاع a (واحد SI: m) شوید.
این مدل فقط برای مجاری دایره ای بسیار باریک که شرایط همدما اعمال می شود معتبر است. شعاع مجرا باید بسیار کوچکتر از ضخامت لایه مرزی حرارتی باشد. برای این مدل فرض می شود که تراکم پذیری (مدول توده ای) سیال نیز مقدار همدما را می گیرد.
برای Slit شکاف ارتفاع h (واحد SI: m) را وارد کنید. از این مدل در حوزه‌های شکاف باریک استفاده کنید تا میرایی و میرایی را که در اینجا به دلیل تلفات در لایه مرزی چسبناک و حرارتی رخ می‌دهد، شامل شود.
برای داکت دایره ای داکت را وارد کنید Radius a (واحد SI: m). این مدل برای مدل سازی میرایی و میرایی که هنگام انتشار امواج صوتی در تمام سیستم های لوله با ابعاد مقطع کوچک اتفاق می افتد مفید است.
برای داکت مستطیلی ، طول ضلع W و H را وارد کنید (واحد SI: m). از این مدل برای موجبرها و مجاری با مقطع مستطیلی استفاده کنید. همچنین برای تنظیمات بیشتر به گزینه های فیزیک پیشرفته مراجعه کنید.
برای مجرای مثلثی متساوی الاضلاع، مجرا را وارد کنید طول ضلع d (واحد SI: m). از این مدل برای موجبرها و مجاری با سطح مقطع مثلثی متساوی الاضلاع استفاده کنید.
 
برای تعیین ثابت های انتشار پیچیده برای یک موجبر، با مقطع دلخواه، از Thermoviscous Acoustics، Boundary Mode Interface استفاده کنید . آن را روی هندسه مقطع موجبر اعمال کنید. رابط حالت های انتشار را حل می کند و تمام تلفات را با جزئیات در بر می گیرد. سپس عدد موج مختلط kc توسط حالت موج صفحه حل شده برای آن داده می شود این متغیر tabm.kn است . متغیر از پیش تعریف شده tabm.Zc امپدانس پیچیده مشخصه خاص Zc را می دهد . نزدیکترین حالت به حالت موج هواپیما (بدون ضرر) را جستجو کنید.
خواص سیالات
بر اساس انتخاب شما در ویژگی های کانال ، ویژگی های مختلف سیال باید وارد شود.
برای User تعریف شده ، مقدار موج مختلط kc (واحد SI: راد/متر) و (ویژگی خاص) امپدانس صوتی پیچیده c (واحد SI: Pa·s/m) را وارد کنید. از این مقادیر می توان برای مدل سازی انتشار در مجاری با مقاطع عرضی دلخواه استفاده کرد.
برای انواع مجرای دیگر، چندین ویژگی سیال دیگر مورد نیاز است. مقادیر پیش فرض برای موارد زیر از مواد گرفته شده است .
سرعت صدا c (واحد SI: m/s)
چگالی ρ (واحد SI: kg/ m3 )
نسبت گرمای ویژه γ (واحد SI: 1). در بسیاری از مایعات مقدار γ نزدیک به 1 است، مقدار دقیق را می توان از عبارتی که در آن ضریب (ایزوباریک) انبساط حرارتی αp و تراکم پذیری همدما β T استفاده می شود، به دست آورد.
ویسکوزیته دینامیکی μ (واحد SI: Pa·s)
موارد زیر برای تقریب مجرای عریض ، شکاف ، مجرای دایره ای ، مجرای مستطیلی و مجرای مثلثی متساوی الاضلاع موجود است :
ظرفیت گرمایی در فشار ثابت p (واحد SI: J/(kg·K))
هدایت حرارتی k (واحد SI: W/(m·K))
گزینه های فیزیک پیشرفته
برای نمایش این بخش، روی دکمه Show More Options ( ) کلیک کنید، Advanced Physics Options را انتخاب کنید و Rectangular duct را به عنوان نوع داکت انتخاب کنید .
تعداد اصطلاحات برای مجموع N (که برای توصیف مدل کانال مستطیلی استفاده می شود) را می توان تنظیم کرد. پیش‌فرض N  = 100 است و باید بیشتر موارد را پوشش دهد، به بخش شکاف‌ها، مجرای دایره‌ای، مجرای مستطیلی و مجرای مثلثی متساوی الاضلاع مراجعه کنید .
 
گیرنده توده‌ای متصل به راه‌اندازی آزمایشی با کوپل ۰.۴ سی‌سی : مسیر کتابخانه برنامه Acoustics_Module/Electroacoustic_Transducers/lumped_receiver_04cc
جفت کننده عمومی 711 — شبیه ساز کانال گوش مسدود شده : مسیر کتابخانه برنامه Acoustics_Module/Tutorials,_Thermoviscous_Acoustics/generic_711_coupler
 
مدل‌های آکوستیک منطقه باریک ، به اصطلاح مدل‌های سیال معادل هستند که وابستگی غیرخطی (غیرخطی) به فرکانس دارند. این بدان معناست که انجام تجزیه و تحلیل فرکانس ویژه باید با دقت مورد توجه قرار گیرد، به مطالعه فرکانس ویژه مراجعه کنید . علاوه بر این، فرآیند خطی‌سازی (خطی‌سازی با توجه به فرکانس) مدل‌های ریاضی زیربنایی می‌تواند باعث مشکلات عددی شود (یک پیام خطا پرتاب می‌شود). برای مجرای مستطیلی یک راه حل کاهش تعداد اصطلاحات استفاده شده در مجموع است، برای مجرای دایره ای ممکن است لازم باشد به مدل دیگری مانند مجرای دایره ای بسیار باریک (همدما) تغییر دهید .