Турбулентные пульсации давления в гидродинамической акустике : Методы измерений и результаты экспериментов

• Автор: Кудашев, Ефим Борисович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 345 с. : ил.

Оглавление
ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Введение

Глава 2. Измерение пристеночных турбулентных давлений миниатюрными электроакустическими преобразователями

2.1. Минитюрные приемники гидродинамических шумов

2.2. Разработка и исследование пьезоэлектрических приемников стержневого типа. Измерения частотных и взаимных спектров пристеночных турбулентных пульсаций давления в аэродинамических и кавитационных трубах, на всплывающих устройствах в условиях глубокого моря, в гидравлических лотках, на струйных установках
2.3. Новые методы градуировки электроакустических преобразователей пристенных пульсаций давления

2.4. Приемники турбулентных давлений с улучшенной разрешающей способностью

Основные результаты главы

Глава 3. Определение спектральных компонент турбулентных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое при воздействии физических помех

3.1. Измерение пристеночных турбулентных давлений при воздействии вибраций

3.2. Определение спектральных компонент турбулентных пульса-
Оглавление
ций при воздействии акустических помех
3.3. Исследование турбулентных давлений при воздействии температурной помехи
Основные результаты главы
Глава 4. Разрешающая способность измерений турбулентных пульсаций давления
4.1. Разрешающая способность измерений турбулентных пульсаций
4.2. Разрешающая способность пьезоэлектрического приемника пристеночных давлений
4.3. Избирательность электроакустического преобразователя в поле турбулентных давлений
4.4. Исследование влияния геометрических размеров приемника на ^ измерение частотных спектров гидродинамических шумов обтекания
4.5. Экспериментальные исследования разрешающей способности акустического приемника. Измерение частотных спектров шумов обтекания
Основные результаты главы
Глава 5. Исследования частотно-волнового спектра пристеночных пульсаций давления акустической решеткой
5.1. Представление структуры поля пристеночных пульсаций давления в виде частотно-волнового спектра
5.2. Волновая фильтрация пульсаций давления акустической решеткой
5.3. Измерение частотно-волнового спектра турбулентных давлений решеткой с гармоническим распределением по апертуре
5.4. Пространственный спектральный анализ пристеночных пуль-
♦ саций давления (Компьютерное моделирование)

Оглавление
5.5. Пространственный спектральный анализ турбулентных пульсаций давления фазированной акустической решеткой
Основные результаты главы
Глава 6. Функциональный подход к статистическим измерениям
пристеночных турбулентных давлений
6.1. Представление поля случайных пристеночных давлений в форме характеристического функционала
6.2. Экспериментальный метод исследования характеристического функционала пристеночных пульсаций давления
6.3. Экспериментальное определение многомерных функций распределения вероятностей на основе метода характеристического функционала
6.4. Исследование многоволновой статистики пристеночных давлений в рамках функционального подхода
6.5. Простые функциональные модели турбулентных пульсаций давления
Основные результаты главы
Заключение
Приложение
Список литературы

Глава
Измерения пульсаций давления на обтекаемой поверхности под турбулентным пограничным слоем начались после того, как были получены первые результаты экспериментального исследования турбулентных пульсаций скорости. Реализация измерений пристеночных турбулентных давлений основана на методах обработки сигналов, развитых при изучении турбулентных пульсаций скорости и температуры. Принципиальное отличие связано с используемым при этом чувствительном элементом: при регистрации турбулентного давления осреднение пульсаций происходит не по одномерной нити датчика термоанемометра, а по двумерной области чувствительной поверхности приемника давления. В качестве чувствительного элемента при измерении пристеночных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое традиционно используется конденсаторные микрофоны в воздухе и пьезокерамические приемники — в воде. Ниже мы рассматриваем разработанные ав-тором впервые в нашей стране миниатюрные пьезокерамические приемники пульсаций давления.
Пьезокерамические преобразователи широко распространены в технической акустике и при изучении Мирового океана. Их достоинства основаны на технологичности и простоте конструкции, надежности и стабильности характеристик при эксплуатации, прочности при высоких гидростатистических давлениях и устойчивости в морской воде. Важным фактором является возможность обеспечить практически любую форму приемной поверхности при малых размерах и относительной дешевизне.
Пьезоэлектрические приемники представляют интерес и для использования при аэродинамических и гидродинамических исследованиях. Электроакустические преобразователи на основе пьезокерамики получили широкое распространение при исследовании турбулентных пульсаций давления и анализе шумов обтекания. При выборе конструкции миниатюрных пьезоэлектрических преобразователей для регистрации турбулентных давления следует ет учитывать разнообразные и во многом противоречивые требования.