О звукопоглощающем покрытии в виде слоя вязкой жидкости с пузырьками

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Рассмотрена возможность создания широкополосного звукопоглощающего покрытия для гидроакустических измерительных бассейнов и камер с инерционными, либо звуконепроницаемыми стенками, состоящего из слоя вязкой жидкости с газовыми пузырьками. Расчет покрытий основан на известной теории распространения звука в жидкой среде с пузырьками, а также на использовании интегральных дисперсионных уравнений Крамерса–Кронига. Показано, что объемная функция распределения пузырьков по размерам должна быть постоянной во всем диапазоне их размеров. Назначение вязкой жидкости – увеличить затухание пузырьков до оптимальной для покрытий величины порядка единицы путем добавления к малым термическим потерям вязких потерь в окружающей жидкости. В покрытиях для звуконепроницаемых стенок использованы низкочастотные компенсирующие резонаторы. Приведено несколько примеров расчета акустических характеристик покрытий.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Л. И. Казаков

Author for correspondence.
Email: lev-kazakov@rambler.ru
Russian Federation

References

  1. Оберст Г. Резонансные звукопоглотители // Некоторые вопросы прикладной акустики. Ультразвук, гидроакустика. Сб. статей. Под ред. Ричардсона И. Дж. Пер. с англ. М.: Воениздат, 1962. С. 262–300.
  2. Meyer E. Wave Absorbers – a Historical Survey // Applied Acoustics. 1970. V. 3. P. 169–180.
  3. Глотов В.П. Метод реверберационного бака для исследования поглощения звука в море // Акуст. журн. 1958. Т. 4. № 3. С. 239–243.
  4. Исакович М.А. Общая акустика. Учебное пособие. М.: Наука, 1973. 495 с.
  5. Devin Ch., Jr. Survey of Thermal, Radiation, and Viscous Damping of Pulsating Air Bubbles in Water // J. Acoust. Soc. Am. 1959. V. 31. № 12. P. 1654–1667.
  6. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М.: Наука, 1984. 400 с.
  7. Foldy L.L. Multiple scattering of waves // Phys. Rev. 1945. V. 67. № 3/4. P. 107–119.
  8. Алексеев В.Н., Рыбак С.А. Распространение стационарных звуковых волн в пузырьковых средах // Акуст. журн. 1995. Т. 41. № 5. С. 690–698.
  9. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Часть 1. 3-е изд., дополн. М.: Наука, 1976. 584 с.
  10. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. 2-е изд., перераб. и дополн. М.: Наука, 1982. 623 с.
  11. Гинзбург В.Л. Об общей связи между поглощением и дисперсией звуковых волн // Акуст. журн. 1955. Т. 1. № 1. С. 31–39.
  12. Беккер Р. Теория теплоты. Пер. с нем. М.: Энергия, 1974. 504 с.
  13. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. 5-е изд., стереотипное. М.: Наука, 1971. 1108 с.
  14. Андреева И.Б. О рассеянии звука газовыми пузырями рыб в глубоководных звукорассеивающих слоях океана // Акуст. журн. 1964. Т. 10. № 1. С. 20–24.
  15. Казаков Л.И. Резино-жидкостный резонатор // Акуст. журн. 2020. Т. 66. № 4. С. 357–365.
  16. Казаков Л.И. Резонансный звукопоглотитель воздушного шума // Акуст. журн. 2021. Т. 67. № 5. С. 475–481.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Modulus of the sound reflection coefficient for different values of ζ: ζ = 2; ζ = 4; ζ = 6; ζ = 8; ζ = 10.

Download (16KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Frequency dependences of the viscous and thermal parts of bubble damping: δvis(f) (26), ηl = 0.5 Pa s: ––– R = 5 mm; ––– R = 1 mm; ––– R = 0.2 mm; δT(f) (5): ••••• R = 5 mm; ••••• R = 1 mm; ••••• R = = 0.2 mm.

Download (13KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Checking the approximate solution (23): ––– initial conductivity P(f); • – substitution (23) into (7) for δ according to (4); ■ – substitution of (23) into (7) at δ according to (27), ηl = 0.5 Pa s; ○ – substitution (28) into (7) with δ according to (4).

Download (13KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Frequency dependences of the components of the conductivities of the coating with castor oil reduced to water: ––– – total active conductivity of bubbles P(f); ••••• – total reactive conductivity of bubbles Q(f); –––– – conductivity of the original system –Qss(f); – – – reactive conductivity of the coating Q(f) + Qss(f).

Download (14KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Calculated module r(f) of the coefficient of sound reflection from the coating in Fig. 4.

Download (11KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Components of the conductivities of the coating with castor oil and compensators: ––– – the sum of the active P(f) conductivities of all bubbles; ••••• – the sum of the reactive Q(f) conductivities of all bubbles; –––– – elastic reactive conductivity of the original system –Qss(f); – – – total reactive conductivity of the coating Q(f) + Qss(f).

Download (15KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Modulus r(f) of the coefficient of sound reflection from the coating in Fig. 6.

Download (11KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Coating conductivity components with glycerin and compensators. The designations are the same as in Fig. 6.

Download (13KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Module r(f) of the coefficient of sound reflection from the coating in Fig. 8.

Download (11KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Conductivity components of a six-element coating with compensators. The designations are the same as in Fig. 6.

Download (14KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Module r(f) of the coefficient of sound reflection from the coating in Fig. 10.

Download (13KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences