TO THE QUESTION OF SOLVING THE PROBLEM OF SOUND RADIATION IN A CONFINED LIQUID SPACE OF A WAVEGUIDE TYPE
DOI:
https://doi.org/10.34169/2414-0651.2020.3(27).85-94Keywords:
acoustic fi eld, spherical radiator, boundary, acoustically rigid, soft, waveguide, excitation coeffi cientsAbstract
A method for solving the acoustic problem of sound emission by a spherical transducer in confi ned liquid spaces is considered. A new formulation and a method for solving the acoustic problem of sound radiation by a spherical source in the presence of ideal boundaries of an acoustically rigid type are proposed. The method does not involve the usage of traditional integral methods and methods of imaginary sources. The procedure of the method includes the usage of solutions of only the homogeneous Helmholtz equation, according to the Fourier method, of boundary conditions such as the Neumann problem and the Fresnel zone method. The result is considered the distribution of amplitudes and phases of acoustic pressures (vibrational velocities) in the near and far fi eld of the radiator, produced by a source of the selected type. The possibility and application of solutions to the problem for generating excitation coeffi cients by a pulsating source of a plane-parallel waveguide with rigid bounda ries is shown. At the same time, explanations of the physical nature of the accompanying effects are given – a change in vibrational movements due to the coupling of the vibration modes of the sphere and the type of electrodes. The article is basic and has the prospect of development, by increasing the number of options for working situations, combinations of boundary conditions, circumstances of the source in accordance with the requirements of the present. The aim of the work is to expand the methodological capabilities of theoretical research, statements and solutions of wave acoustics problems.
Downloads
References
Sommerfeld, A. Über die Ausbreitung der Wellen in der drahtlosen. Munich: Telegraphie von Arnold Sommerfeld Yorgelegt. 1909. 19 p. DOI: https://doi.org/10.1002/andp.19093330402
Liu, J., Liu, Y. & Bolton, J. S. (2019). Calculation of acoustic radiation modes by using spherical waves and generalized singular value decomposition. J. of the Acoustical Society of America. Vol. 146 (4). Pp. EL347− EL351. DOI: https://doi.org/10.1121/1.5128139. DOI: https://doi.org/10.1121/1.5128139
Godim, O. (2011). Scattering of a spherical wave by a small sphere: an elementary solution. J. of the Acoustical Society of America. Vol. 130 (4). Pp. EL135-EL41. DOI: https://doi.org/10.1121/1.3629140. DOI: https://doi.org/10.1121/1.3629140
Wiener, F. M. (1947). Sound diffraction by rigid spheres and circular cylinders. J. of the Acoustical Society of America. Vol. 9(3). Pp. 444−451. DOI: https:// doi.org/10.1121/1.1916501. DOI: https://doi.org/10.1121/1.1916501
Бреховских Л. М. Волны в слоистых средах. М.: АН СССР. 1957. 503 с.
Шендеров Е. Л. Излучение и рассеяние звука. Л.: Судостроенеие. 1989. 304 с.
Хвильовізадачі акустики. Київ: Інтерсервіс. 2013. 572 с.
Грінченко В. Т., Вовк І. В., Маципура В. Т. Основи акустики. Київ: Наукова думка. 2007. 640 с.
Hasheminijad, S. V. & Badsad, A. (2005). Scattering of rigid sphere in an acoustics quarterspace. JSME J. Series B. Vol. 48 (4). Pp. 776−783. DOI: https://doi.org/10.1299/jsmeb.48.776
Kleshchev, A. (2019). Difraction, radiation and propagation of elastics waves in isotropic and anisotropic bodies. Cambridge: Cambridge Sholars Publision. 113 p.
Nawaz, R., Ayub, M. & Javaid, A. Plane wave diffraction by a fi nite plate with impedance boundary conditions. PLoS ONE. 2014. Vol. 9 (4). Pp. e92566. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0092566. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0092566
Савін В. Г., Моргун І. О. Перетворення електричних імпульсів в акустичні екранованою сферичною п’єзокерамічною оболонкою. Прикладна механіка. 2007. Т. 43. № 2. C. 133–142.
Савін В. Г., Моргун І. О. Перетворення акустичних імпульсів в електричні сферичною п’єзокерамічною оболонкою, екранованою ззовні пружною оболонкою. Акустичний вісн. 2007. Т. 10. № 3. С. 60–69.
Дюбченко М. Е. Влияние осесимметричных мод колебаний на чувствительность и характеристики направленности пьезокерамической сферы. Акустический журнал. 1984. Т. ХХХ. № 4. С. 477–481.
Толоконников Л. А. Дифракция плоской звуковой волнына упругомшаре с неоднороднымпокрытием, расположенном вблизи плоскости. Чебышевский сб. 2018. Т. 19. № 2. С. 199–216. DOI: https://doi.org/ 10.22405/2226-8383-2018-19-2-199-216. DOI: https://doi.org/10.22405/2226-8383-2018-19-2-199-216
Chepkov, I. B., Lapitskii, S. V., Zinkovskii, A. P., Leiko, A. G. & Derepa, A. V. (2019). Resonances in the System of Shield-Coupled Hydroacoustic Piezoceramic Transducers. Strength of Materials. Vol. 51. Pp. 834−842. DOI: https://doi.org/10.1007/ s11223-020-00134-5. DOI: https://doi.org/10.1007/s11223-020-00134-5
Толоконников Л. А. Моделирование непрерывнонеоднородного покрытия упругого шара системой однородных упругих слоев в задаче рассеяния звука. Прикладная математика и механика. 2017. Т. 81. № 6. С. 699–707.
Петрищев О. Н., Шарапов В. М., Сотула Ж. В., Базило К. В. Принципы расчета пьезоэлектрических элементов с частично электродированными поверхностями. Radio Electronics. Computer Science. Control. 2015. № 1. С. 15–25.
Коржик О. В. Врахування типу електродування сферичного електропружного перетворювача в наскрізних задачах прийому звуку багатомодовими системами. Електроніка і зв’язок. 2013. № 1. С. 76–86
Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям, с формулами, графиками и математическими таблицами. M.: Наука. 1979. 832 с.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2020 Олексій Коржик,Олександр Чайка,Валерія Ніжинська,Наталія Богданова,Ольга Позднякова,Сергій Курдюк

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.