Раскрыта сущность понятия о явлении динамического хаоса в нелинейных системах (НС). Показано, что открытие хаотических режимов в НС, моделируемых детерминированными соотношениями, явилось одним из важнейших достижений науки второй половины ХХ ст. Приведены начальные сведения о фрактальных структурах, которые можно встретить во многих явлениях природы и которые используются при описании хаотических процессов в НС.

Рассмотрен ряд волновых задач классической акустики с использованием модели идеальной сжимаемой жидкости, большая часть которых относится к классу гармонических, т. е. монохроматических задач. Изложены задачи излучения звука электроакустическими пьезокерамическими преобразователями и составленными из них антенными решетками при возбуждении их гармоническим и импульсным сигналами. Исследовано прохождение звука через одно- и двуслойные решетки из упругих оболочек неканонической формы. Изучены акустические свойства шумозащитных барьеров, предназначенных для снижения уровня транспортного шума на автомагистралях и городских улицах. Рассмотрены процессы дифракции волн на параболическом рефлекторе и угловом отражателе. Исследованы особенности прохождения звуковых волн через бронхиальное дерево и легкие человека. Показаны особенности распространения волн в нерегулярных волноводах.

Исследованы шумозащитные свойства барьеров, размещенных на краях тротуаров вдоль обеих сторон городской улицы с многоэтажными домами. Шум транспортного потока моделировался источником звука в виде бесконечной пульсирующей полосы, расположенной на проезжей части улицы. Рассмотрены барьеры с акустически жесткими и звукопоглощающими стенками. В качестве критерия, характеризующего шумозащитные свойства барьеров, выбрано усредненное давление на окнах зданий. Показано, что для барьеров с акустически жесткими поверхностями характерно появление ряда резонансных явлений в областях между барьерами, между домами, а также между барьерами и домами. Таким образом, установка жестких барьеров не приводит к существенному повышению шумозащищенности окон домов и зон тротуаров. В отличие от этого, использование барьеров с поглощающими поверхностями ослабляет резонансные явления и тем самым существенно улучшает шумозащищенность указанных зон.

На основе ранее разработанных математических моделей грудной клетки (ГК) и бронхиального дерева (БД) предложен обобщенный метод, который позволяет количественно оценивать на поверхности ГК уровни звука, прошедшего от трахеи 2-мя путями - "структурным" (через средостение) и "воздушным" (через БД). Результаты численного анализа показали, что уровни звука на поверхности ГК в основном определяются той частью звука, который прошел через БД. Установлено, что частотная зависимость колебательной скорости на поверхности ГК имеет 3 характерных пика. Низкочастотный максимум обусловлен резонансом между паренхимой легких и реберно-мышечным слоем, а среднечастотный и высокочастотный - резонансными явлениями в столбе воздуха в БД.

Рассмотрена плоская задача взаимодействия группы точечных источников с уголковым отражателем. Исследованы дальнее и ближнее поля излучения уголковой антенны в зависимости от геометрии уголка и местоположения источников. Показана возможность рационального подбора амплитудно-фазового распределения возбуждения источников для улучшения излучающих свойств антенны. Исследованы особенности излучения уголковой антенной узкополосного импульса.

Досліджено випромінювання звуку з відкритого клиновидного хвилепроводу, у якого кінці обмежуючих площин не лежать на одному колі. Основну увагу приділено опису аналітичної структури хвильових полів та обговоренню особливостей розрахункового алгоритму. Доведено, що у розглянутих задачах виникає неоднозначність під час формування алгебраїчних співвідношень, які визначають умови спряження поля на границях підобластей. Шляхом аналізу чисельних результатів розроблено рекомендації щодо подолання вказаної неоднозначності з метою поліпшення точності розрахунків.

Проаналізовано кількісні дані про структуру й енергетичні характеристики ближнього та дальнього полів за умов випромінювання звуку з відкритого кінця клиновидного хвилепроводу. Як вихідні співвідношень для розрахунків використано результати роботи. Особливістю геометрії хвилепроводу є асиметрія меж відносно вершини клина. Додаткове продовження однієї з меж розглянуто як екран. Воно є важливим елементом у керуванні структурою ближнього і дальнього полів. Наведено кількісні оцінки впливу довжини екрану на величину звукоізоляції в зоні акустичної тіні. Дані про зміну напрямленості випромінювання у разі зміни параметрів хвильоводу визначають складну структуру поля та її суттєву залежність від структури поля в нормальній хвилі, яка переносить енергію до розкриву хвилепроводу. Кількісний опис структури дальнього поля доповнено даними про коефіцієнт концентрації звукової енергії та розподіл енергії між хвилею, що пройшла, і відбитою. Доведено, що за певних геометричних параметрів збільшення довжини екрану може призвести до зменшення концентрації випромінювання.

Розв'язано задачі випромінювання звуку системою, яка складається зі скіченного набору співосних циліндричних п'єзокерамічних оболонок, закритих з торців жорсткими півсферичними кришками. Розглянуто ефективність використаного методу розв'язку задачі і проаналізовано енергетику процесу випромінювання.

Наведено розв'язок задачі про розповсюдження звуку у структурі, що є спряженням плоского та клиноподібного хвилепроводів. Характеристики поля подано як власні функції плоского і клиноподібного хвилепроводів. З метою узгодження полів двох хвилепроводів розглянуто проміжну ділянку як частину кола. Запровадження даної ділянки дозволило строго узгодити звукові поля у хвилепроводах різної геометрії. Досліджено залежність енергетичного коефіцієнта проходження звуку зоною спряження від параметрів хвилепроводу, а також зміну за даних умов структури звукового поля. Проаналізовано умови випромінювання поршня, розташованого у плоскому хвилепроводі з рупором.

Подано розв'язок задачі про розповсюдження звуку у хвилепроводі зі зламом. Досліджено залежність проходження звукової хвилі за злам від параметрів хвилеводу. Проаналізовано умови випромінювання поршня у хвилепроводі зі зламом.

На базі методу часткових областей розроблено спосіб розрахунку акустичних властивостей гратки, утвореної з п'єзокерамічних оболонок, що має на торцях екрани у вигляді зрізаних сферичних секторів. Установлено кількісні зв'язки між акустичними характеристиками гратки та фізичними властивостями екранів. Проведено оцінку величин відхилів за звуковим тиском, коливальною швидкістю й акустичною енергію. Показано, що досягнута точність розрахунку фізичних полів є прийнятною для проведення кількісного аналізу випромінювальних властивостей гратки.

Досліджено дальнє поле випромінювання звуку гратками, утвореними співвісними циліндричними п'езокерамічними оболонками з торцевими екранами. Як вихідні використано розрахункові співвідношення, одержані в попередніх роботах. Розраховано характеристики напрямленості грат з різними властивостями поверхонь екранів. Показано, що найефективнішими є екрани, які повністю складаються з акустично м'яких поверхонь. Установлено факт зниження рівня бічного поля випромінювання за збільшення довжини конічної поверхні торцевих екранів. Показано, що заповнення внутрішнього об'єму грат водою не призводить до якісної зміни напрямних властивостей випромінювальної системи. Продемонстровано задовільний збіг результатів розрахунків з експериментальними даними, одержаними на макеті випромінювача.

Розглянуто деякі методи керування характеристиками випромінювальної системи, утвореної співвісними циліндричними п'єзокерамічними оболонками з торцевими екранами у вигляді зрізаних конусів. Показано, що за допомогою спеціального вибору електричних напруг для кожної з оболонок можна здійснити ефективне керування акустичною потужністю, забезпечивши для цього відсутність електричних і механічних перевантажень.

Індекс рубрикатора НБУВ: В376.1

Рубрики:

Твердість. Пружність. Поширення звуку (пружних коливань) в монокристалах

Шифр НБУВ: Ж16099 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено акустичні властивості граток, складених зі співвісних п'єзокерамічних оболонок і торцевих екранів у вигляді акустично м'яких зрізаних сферичних конусів. Показано, що у разі збудження всіх оболонок однаковою електричною напругою спостерігаються істотні відмінності в коливальних швидкостях оболонок і випромінюваних ними потужностях, що обумовлено взаємодією через акустичне поле. Ці відмінності є особливо значними в області частот, близьких до власних частот пульсуючих коливань оболонок. Встановлено, що за певних частот деякі оболонки можуть переходити з режиму випромінювання енергії в режим поглинання її з навколишнього середовища. Встановлено, що у випадках, коли внутрішній об'єм грат цілком заповнений рідким середовищем, на відносно низьких частотах виникає резонанс цього об'єму, який зумовлює істотне (більше, ніж на порядок) підвищення потужності, випромінюваної граткою. Виявлено, що керування сумарною енергетичною ефективністю гратки в низькочастотній області легко реалізується шляхом варіювання кількості оболонок у гратці.

У межах методу часткових областей розв'язано двовимірну задачу розсіювання плоскої хвилі на скінченних клинах з різними геометричними параметрами. На підставі оцінювання похибок виконання граничних умов та умов спряження проаналізовано точність одержаного розв'язку. Основну увагу приділено одержанню кількісних даних про такі інтегральні характеристики як повний, позиційний і зворотний перетини розсіювання у разі різних хвильових розмірів клинів. У випадку малих хвильових розмірів спостерігається плавна зміна характеристик розсіювання залежно від кута падіння плоскої хвилі. Однак навіть у цих випадках вплив розсіювання в околі кутових точок є істотним. У разі розсіювання відносно коротких хвиль спостерігається високий ступінь порізаності для всіх трьох характеристик розсіювання залежно від напрямку падіння плоскої хвилі.

За допомогою методу часткових областей розв'язано задачу про розсіяння звуку на шумозаглушувальному бар'єрі та розроблено ефективний алгоритм для числового аналізу звукового поля в освітленiй, перехідній та тіньовій зонах. Проведено розрахунки звукового поля на віддалі та поблизу бар'єра у широкому діапазоні частот, а також за умови різних розміщень джерела відносно бар'єра. Наведено два приклади оцінки ефективності бар'єрів для цікавих з практичної точки зору випадків.

На базі методу часткових областей розв'язано задачу про випромінювання звуку відкритим п'єзокерамічним кільцем, розміщеним поблизу екранів скінченних розмірів. Досліджено вплив екранів на характеристики звукового поля у неперервному та імпульсному режимах роботи кільця для різних значень відстані між екранами й кільцем і властивостей поверхні екранів.

Предложена усовершенствованная конструкция шумоподавляющего барьера. С помощью метода частичных областей проведено эффективное численно-аналитическое моделирование звукового поля, рассеянного барьером. Результаты расчетов отображены в наглядной графической форме. Показано и обосновано преимущество нового типа барьера по сравнению с традиционным (в виде простой стенки).

На основании обобщенного метода частичных областей исследованы локальные и интегральные акустические свойства излучателей звука, содержащих колеблющийся диск. Рассмотрены случаи, когда диск размещен в различных по форме и свойствам экранах или без экрана.