Асимптотическое аналитическое исследование взаимодействия акустического поля с колеблющейся заряженной каплей

• Автор: Гаибов, Алексей Рамазанович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 133 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Введение
Глава I. Заряженная капля в электрическом и акустическом полях.
роспектива классических представлений
1. Заряженная капля в электрическом поле: осцилляции и устой-ость
Ы. Описание явления
1.2. Теоретические методы исследования
1.3. Современное состояние проблемы
2. Классические представления об излучении акустических волн
2.1. Общий принцип расчета излучения от осциллирующей капли
2.2. Пульсирующая сфера. Монопольное излучение
2.3. Дипольнеє излучение. Осциллирующая сфера
2.4. Излучение звука при сложном колебании поверхности
юры. Мультипольнеє излучение
2.5. Излучение звука осциллирующей свободной поверхностью
3. Классические представления о рассеянии акустических волн
3.1. Общие положения
3.2. Рассеяние звука на одиночном препятствии
3.3. Рассеяние звука на сфере
3.4. Рассеяние звука на газовом пузырьке
3.5. Рассеяние звука на нескольких пузырьках
4. Акустическое зондирование атмосферы. 37 Глава 2. Акустическое излучение линейно колеблющейся заряжен-
[ капли
Глава 3. Взаимодействие линейно колеблющейся заряженной капли шешним акустическим полем
Глава 4. Акустическое излучение нелинейно колеблющейся заряжен-Ї капли
1. О возможности монопольного акустического излучения нелиней-колеблвдейся капли
2. О возможности дипольного акустического излучения нелинейнс еблющейся капли
Приложение А
Приложение Б
Приложение С
Результаты и выводы
Список, использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ.
Исследование взаимодействия акустической волны с заряженной жид-каплей представляет интерес в связи с многочисленными приложе-т в геофизике, физике аэрозолей, физике грозового электричества, ктроакустической левитации капель в экспериментах по получению экочистых веществ (см., например, [33, 36, 84, 86, 96, 100, 115] и занную там литературу). Тем не менее некоторые вопросы, связанные юзбуждением акустическими волнами капиллярных колебаний капли и сеянием звука на осциллирующей капле, остались малоизученными.
Большая часть проведенных ранее исследований взаимодействия кап-и акустической волны связана с силовым воздействием интенсивного стического поля на каплю при ультразвуковом рассеивании туманов и аков (33, 36] или в электроакустических левитаторах [84, 86, 96,
, 115]. Но до сих пор в инженерных расчетах, проводимых при струировании электроакустических левитаторов, а так же в вычисле-х, связанных с акустическим зондированием атмосферы, капля счита-я твердым шариком идеально сферической формы и используется тео-!, разработанная еще в начале прошлого столетия [93]. Общие выводы >й теории нашли удовлетворительное подтверждение в экспериментах ']. Но улучшенные конструкции левитаторов позволяют четко выделить ( явлений, причиной которых является нежесткость капли, ее способ-;ть совершать колебания, рассеивать и излучать звук в процессе копаний [115].
Наиболее перспективные конструкции левитаторов работают с заря-шыми каплями. В этих установках капля находится под влиянием элек-1ческого и акустического полей. Одно из них используется для ком-юации поля тяжести, а другое - для создания дополнительного влия-1 (вращающего момента, силового влияния с определенной частотой).

1 = ---------- — ехр[-ікг(1-созв)-іа],
^ /((о)о/о)}2 -1 ]г +(В/о))2 г а
- модуль коэффициента рассеяния; а
/ [ (ио/и)2-1 ]г +(П/и) т.
Эффективное сечение рассеяния, т. е, полная мощность рассеянно? мы, отнесенная к интенсивности волны падающей, определяется фор-юй
Р*Р , 4т
0. - —•-?- 4%г =
р20 [ (ыо/ы)г-1 Ґ +(д/и)
Это выражение показывает, что для частот ш « шо, значительнс ъших резонансной, эффективное сечение рассеяния близко к нулю. При лоте, совпадающей с частотой резонанса, эффективное сечение рассе-:я
4%а2 о/

Учет видов потерь в объеме пузырька осуществляют введением поленика поглощения фа, т. е. отношения средней мощности, поглощенной ырьком, к интенсивности падающей волны.
Полное эффективное поперечное сечение есть сумма поперечных се-ий поглощения и рассеяния: ^ 0а -
Можно показать, что
4тгаг[1+6/(ка)]

[ (ю/ш) -1 ] +6 (и»
6(0)) - вежчина, характеризующая затухание колебаний пузырька за
т поглощения и излучения; ка - ча/сх .