Διάδοση ήχου υψηλής έντασης

Loading...
Thumbnail Image

Date

2024-07-05

Authors

Σιταράς, Βασίλειος

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Abstract

Η διάδοση του ήχου από ηχητικές πηγές υψηλής έντασης όπως τα μαχητικά αεροσκάφη, τα υπερηχητικά αεροσκάφη και οι ισχυρές εκρήξεις, εμφανίζει κάποια ιδιαιτερότητα. Εξαιτίας της σφοδρότητας των ακουστικών σημάτων που προέχονται από τέτοιου είδους πηγές, τα μοντέλα της γραμμικής ακουστικής αδυνατούν να περιγράψουν το φαινόμενο της διάδοσής τους. Αυτό που παρατηρείται στην διάδοσή τους είναι φαινόμενα μη γραμμικότητας, γεγονός που μεταφράζεται σε στρέβλωση της κυματομορφής και στη δημιουργία σοκ μετά από κάποια συγκεκριμένη απόσταση. Έτσι στην παρούσα διπλωματική εργασία θα παρουσιάσουμε έναν αλγόριθμο δύο πεδίων (χρόνου και συχνοτήτων), ο οποίος περιγράφει την διάδοση επίπεδων ακουστικών κυμάτων στην ατμόσφαιρα η οποία για τις ανάγκες της εργασίας θεωρείται ομογενές θερμοϊξώδες μέσο με κύριους μηχανισμούς απορρόφησης τη μοριακή χαλάρωση του οξυγόνου και του αζώτου. Τα φαινόμενα της μη γραμμικότητας και της ατμοσφαιρικής απορρόφησης (θερμοϊξώδες και μοριακή χαλάρωση) περιγράφονται από μια ειδική μορφή της εξίσωσης Burgers. Σε κάθε βήμα της διάδοσης η εξίσωση λύνεται τμηματικά ως εξής: τα φαινόμενα της μη γραμμικής διάδοσης και της θερμοϊξώδους διάχυσης της ατμόσφαιρας στο πεδίο του χρόνου και της μοριακής χαλάρωσης της ατμόσφαιρας (των μορίων οξυγόνου και αζώτου) στο πεδίο των συχνοτήτων. Ο αλγόριθμος αυτός εφαρμόζεται σε αρχικά ημιτονοειδή σήματα. Καταρχάς γίνεται έλεγχος της ακρίβειας του αλγορίθμου μόνο για φαινόμενα μη γραμμικότητας, συγκρίνοντας ένα ημιτονοειδές σήμα με διάφορες αναλυτικές λύσεις σε διάφορες αποστάσεις από την πηγή (πριν και μετά τον σχηματισμό σοκ). Έπειτα γίνεται και έλεγχος της ακρίβειας του συντελεστή απορρόφησης που χρησιμοποιούμε στον αλγόριθμό μας συγκρίνοντάς τον με συντελεστή από πίνακες του προτύπου ANSI SI.26-1995. Στη συνέχεια παρουσιάζονται αποτελέσματα: (ι) για την επίδραση των χαρακτηριστικών του αρχικού σήματος στη διάδοσή του στην ατμόσφαιρα και (ιι) για την επίδραση των ατμοσφαιρικών συνθηκών στη διάδοση του κύματος. Σήματα με υψηλή αρχική πίεση και μικρή συχνότητα παρουσιάζουν αυξημένη θορυβότητα κατά τη διάδοσή τους στην ατμόσφαιρα (δηλαδή μεγάλες τιμές ακουστικής πίεσης και μικρούς χρόνους ανύψωσης από την μηδενική στη μέγιστη τιμή της πίεσης). Ένα ακουστικό σήμα χαμηλής συχνότητας παρουσιάζει αυξημένη θορυβότητα όταν διαδίδεται υπό συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών και υψηλών σχετικών υγρασιών. Ένα ακουστικό σήμα υψηλής συχνότητας παρουσιάζει αυξημένη θορυβότητα όταν διαδίδεται υπό συνθήκες χαμηλών θερμοκρασιών και χαμηλών σχετικών υγρασιών.

Description

Keywords

Εξίσωση Burgers, Πεδίο χρόνου και συχνοτήτων, Μη γραμμικότητα, Ατμοσφαιρική απορρόφηση, Αυξημένη θορυβότητα

Citation