ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Акустический пограничный слой твёрдой абсолютно теплопроводной поверхности

1Легуша Ф.Ф., 2Кузькин В.М., 3Разрезова К.В., 4Переселков С.А.
1Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, https://www.smtu.ru/
Санкт-Петербург 190121, Российская Федерация
2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, http://www.gpi.ru/
Москва 119991, Российская Федерация
3Звукоизоляционные Европейские Технологии, https://soundguard.ru/
Санкт-Петербург 195027, Российская Федерация
4Воронежский государственный университет, https://www.vsu.ru/
Воронеж 394006, Российская Федерация
E-mail: legusha@smtu.ru, kumiov@yandex.ru, kv_neveselova@mail.ru, pereselkov@yandex.ru

Поступила 16.03.2024, рецензирована 19.03.2024, принята 20.03.2024, опубликована 25.04.2024

Аннотация: В работе представлены результаты анализа теоретических описаний формирования акустического пограничного слоя вблизи твёрдой абсолютно теплопроводной поверхности, полученных Г. Кирхгофом и Л.Д. Ландау. В обоих случаях акустический пограничный слой формируют неоднородные вязкие и тепловые волны в пристеночном слое жидкой среды, контактирующей с поверхностью твёрдого тела, от которой отражается плоская бегущая звуковая волна. На основании анализа можно сделать выводы: анализируемые решения задач являются физически обоснованными, независимыми и дополняющими друг друга. При формировании акустического пограничного слоя вязкие и тепловые волны возбуждаются синхронно парами. Внутри акустического пограничного слоя каждая пара неоднородных волн распространяется навстречу друг другу. Неоднородные волны зарождаются на параллельных поверхностях, ограничивающих объём акустического пограничного слоя. Проведён анализ процесса трансформации тепловых волн в дополнительные одномерные неоднородные волны, появление которых в пограничном слое предсказано Г. Кирхгофом. Показано, что при взаимодействии с поверхностью тела бегущей звуковой волны в звуковом диапазоне частот эти волны не влияют на процесс формирования пограничного слоя. Уточнены выражения, позволяющие провести численную оценку плотности мощности тепловыделения в пограничном слое. Получена формула, позволяющая определить долю энергии звуковой волны, которая поглощается в акустическом пограничном слое. На практике полученные в статье результаты могут быть использованы, например, в аэроакустике для оценки диссипативных свойств поверхностей твёрдых тел.

Ключевые слова: звуковая волна, поверхность твёрдого абсолютно теплопроводного тела, вязкая волна, тепловая волна, акустический пограничный слой, диссипация энергии

УДК 534.21

РЭНСИТ, 2024, 16(2):275-290 DOI: 10.17725/rensit.2024.16.275

Полнотекстовая электронная версия статьи – на вебсайтах http://elibrary.ru и http://rensit.ru/vypuski/article/552/16(2)275-290.pdf