Когерентные структуры в турбулентных струях и их связь с акустическими характеристиками струн

• Автор: Макаренко, Татьяна Михайловна
• Шифр специальности: 05.07.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ СТРУКТУР
11. ПРЯМЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ СТРУКТУР
1.1.1. ВИЗУАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1.2. ТЕРМОАНЕМОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ИЗМЕРЕНИЯ С ПОМОЩЬЮ МИКРОФОНОВ
1.1.3. МЕТОД УСЛОВНЫХ ВЫБОРОК
1.2. КОСВЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ СТРУКТУР
1.3. СВЯЗЬ КОГЕРЕНТНЫХ СТРУКТУР С ШУМОМ СТРУИ
ГЛАВА 2. ВИЗУАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ
СТРУКТУР В ДОЗВУКОВЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ СТРУЯХ
2.1. ТЕНЕВАЯ ФОТОСЪЕМКА
2.2. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ СТРУИ ПОМОЩЬЮ СДВИГОВОГО ИНТЕРФЕРОМЕТРА
2.2.1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.2.2. УСТАНОВКА И АППАРАТУРА
2.2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2 .3. ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ КИНОСЪЕМКА
2.3.1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И АППАРАТУРА
2.3.2. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.4. ИССЛЕДОВАНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ СТРУКТУР С ПОМОЩЬЮ ЛАЗЕРНОГО
НОЖА
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБУЛЕНТНОЙ СТРУИ И КОГЕРЕНТНЫЕ СТРУКТУРЫ
3.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА. ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
3.2. УСИЛЕНИЕ И ПОДАВЛЕНИЕ ТУРБУЛЕНТНОСТИ СТРУИ ПРИ НАЧАЛЬНОМ ЛАМИНАРНОМ И ТУРБУЛЕНТНОМ ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЯХ
3.3. ВЛИЯНИЕ ПОПЕРЕЧНОГО АКУСТИЧЕСКОГО ОБЛУЧЕНИЯ НА ДЕФОРМАЦИЮ СЕЧЕНИЙ КРУГЛОЙ СТРУИ
3.4. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ СКОРОСТИ
3.5. АЗИМУТАЛЬНАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ ПУЛЬСАЦИЙ СКОРОСТИ
ГЛАВА 4. СВЯЗЬ КОГЕРЕНТНЫХ СТРУКТУР С АКУСТИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СТРУИ
4.1. ЧАСТОтаО-АМПЛИТУДНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ В БЛИЖНЕМ ПОЛЕ СТРУИ
4.1.1. СПЕКТРАЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ В
БЛИЖНЕМ ПОЛЕ СТРУИ И ИХ СВЯЗЬ С КОГЕРЕНТНЫМИ СТРУКТУРАМИ
4.1.2 О ПОЛОЖЕНИИ ИСТОЧНИКОВ ШУМА В СТРУЕ
4.2. ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛЯ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ
4.2.1 ВЫБОР СИСТЕМЫ ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ЗАДАЧИ
РАСЧЕТА КОРРЕЛЯЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ
4.2.2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ И АППАРАТУРА
4.2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ
4.3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВЯЗИ ПУЛЬСАЦИЙ СКОРОСТИ И ДАВЛЕНИЯ В СТРУЕ С ПУЛЬСАЦИЯМИ ДАВЛЕНИЯ В БЛИЖНЕМ ПОЛЕ СТРУИ
4.3.1. КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ ПУЛЬСАЦИЯМИ ДАВЛЕНИЯ В СТРУЕ И В БЛИЖНЕМ ПОЛЕ СТРУИ
4.3.2. КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ ПУЛЬСАЦИЯМИ СКОРОСТИ В СТРУЕ И ПУЛЬСАЦИЯМИ ДАВЛЕНИЯ ВНЕ СТРУИ
4.4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОГЕРЕНТНЫХ СТРУКТУР НА
ХАРАКТЕРИСТИКИ БЛИЖНЕГО ПОЛЯ СТРУИ
4.5. РОЛЬ КОГЕРЕНТЫХ СТРУКТУР В ФОРМИРОВАНИИ ДИАГРАММЫ НАПРАВЛЕННОСТИ ИЗЛУЧАЕМОГО ДОЗВУКОВОЙ СТРУЕЙ ШУМА В ЕЕ ДАЛЬНЕМ АКУСТИЧЕСКОМ ПОЛЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Развитие авиационного транспорта вызвало резкое возрастание шума, создаваемого самолетами. Увеличение вместимости самолетов и интенсивности их эксплуатации привело к росту тяги двигателей, установленных на самолетах, и увеличению числа взлетов и посадок в аэропортах. В результате этого возросла зашумленность местности в зонах размещения аэропортов. Проблема снижения шума самолетов на местности является одной из важнейших экологических задач. Не менее серьезной задачей является снижение шума в кабине и салоне самолета. Основными отрицательными факторами воздействия шума на пассажиров и членов экипажа являются его раздражающее и утомляющее действие. Кроме того, для членов экипажа, работающих в условиях сильного шума, имеется опасность повреждения слуха. Таким образом, снижение шума самолетов является важной задачей авиационной промышленности.
Еще одной проблемой современной авиации является обеспечение акустической прочности летательных аппаратов. Акустические нагрузки, воздействующие на конструкции самолета, достигают значительных величин и вызывают в некоторых случаях усталостное разрушение этих конструкций. Поэтому необходимо проводить исследования таких нагрузок и разработку методов их расчетного определения.
Одним из основных источников шума самолета и акустических нагрузок на поверхности самолета является реактивная струя (особенно истекающая из двигателя с малой степенью двухконтурности), поэтому снижение шума самолета во многом может быть обеспечено за счет снижения шума струи. Решение этой задачи, а также вопросов, связанных с акустической прочностью конструкций и звукоизоляцией пассажирского

помощью высокоскоростной киносъемки. Фильм, в котором наглядно демонстрируется образование, развитие и разрушение когерентных структур, является приложением к настоящей работе.
2.3.1. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ И АППАРАТУРА
Необходимость наблюдения динамики процесса привела к использованию высокоскоростной киносъемки, которая проводилась камерой ’’Пентазет - 35" с частотой 2000 кадров в секунду и размером кадра 18 мм х 22 мм. Время экспонирования определялось по формуле I = 8/(тхУ), где з - допустимый сдвиг изображения, равный порогу чувствительности человеческого глаза - ОД мм; т - масштаб изображения, в нашем случае, при диаметре отражающего зеркала 250 мм, т = 0.1; V - скорость движения объекта.
В съемочной камере предусмотрена возможность уменьшения времени экспонирования. При максимальной частоте киносъемки Г = 2000 к/с, при полностью открытой экспозиционной щели Ь = 18 мм, при шаге кадра х = 19 мм, это время составит 1 = 1/2105 с. В этом случае величина сдвига изображения при V = 30 м/с составит в = 300 мм, что существенно больше допустимого, т.е. изображение будет абсолютно нерезким. При уменьшении величины экспозиционной щели до Ъ = 3 мм можно уменьшить время экспонирования до 1=1/12666с, Тогда максимальная величина скорости движения объекта с допустимой величиной сдвига изображения будет равна V = б /(плТ) = 12.67 м/с.
Для получения достаточной оптической плотности изображения при малой величине времени экспонирования были опробованы различные типы высокоэффективных источников освещения. Эксперименты проводились с лампой дугового разряда типа ДРШ-500 с форсированным режимом горения в момент съемки (и=110У; 1=9А) . Работа с лампами подобного типа,