Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика»




НазваниеУчебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика»
страница6/21
Дата публикации09.03.2014
Размер1.31 Mb.
ТипУчебно-методическое пособие
shkolnie.ru > Биология > Учебно-методическое пособие
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21
^

1.3. Линеаризация полной системы уравнений акустики




Так как уравнения нелинейные, а мы будем интересоваться звуковыми волнами малых амплитуд, надо произвести линеаризацию уравнений и привести их к линейной системе.

– начальные равновесные характеристики,

– добавки, они несильно изменяют среднее значение, т.е. Введем коэффициент Маха: .

Подставляем в уравнение Эйлера: . Пренебрегаем нелинейностью второго порядка - , получаем:



Слагаемое – второй порядок малости, в итоге получим уравнение:

.

Уравнение Эйлера для гидростатики: . Тогда .

(1.5)

- уравнение акустики идеальной жидкости.

Подставляем (*) в уравнение непрерывности: .

. Тогда зависимостью от времени для начального значения плотности можно пренебречь и

где – второй порядок нелинейности, получим

(1.6)

– линеаризованное уравнение непрерывности.

Рассмотрим уравнение состояния, оно нелинейно: И будем рассматривать трехмерный случай , а – меняется сильно по координате z: , . Найдем полную производную давления по времени .

С другой стороны по определению полной производной:.

Получаем .

Учитывая слабую зависимость и от x, y и t ( и зависят от z), имеем:

(1.7)

- уравнение состояния для нашего частного случая.

Если можно пренебречь изменениями давления и плотности по координате z, то полная система линеаризованных уравнений акустики идеальной однородной жидкости выглядит следующим образом:


(1.8)

Так как при линеаризации мы пренебрегали слагаемым , то , такое движение называется безвихревым и можно ввести потенциал , . Подставим в систему: . Из третьего уравнения системы: и подставим в уравнение непрерывности:



Отсюда: – волновое уравнение.

Можно показать, что такому же уравнению удовлетворяют . Решением волнового уравнения являются две плоские волны: – две волны бегут в разные направления.

Перейдем к одномерному случаю :

Перепишем волновое уравнение в переменных и :



Подставив все слагаемые в уравнение, получим:

, то есть, звуковые волны – это продольные полны.

Соотношения между характеристиками плоской бегущей волны:



Таким образом,

В плоской волне: – акустический закон Ома. Похожее выражение встречается в радиотехнике: тогда – акустическое сопротивление, .

Оценим для воды: м/с, кг/м3, . Для воздуха:

м/с, кг/м3, .

Величина – называется волновой проводимостью среды.

Если в качестве функций и g брать тригонометрические функции, то такие волны носят название монохроматических плоских волн.

, где – комплексная амплитуда,

Подставим в волновое уравнение: .

Получим – уравнение Гельмгольца (распределение амплитуды в пространстве).

Введем понятие неоднородной плоской волны: , амплитуда изменяется.

Фазовая скорость: – характеризует направление распространения, – направлено вдоль фронта волны. – поверхность постоянной фазы, – поверхность постоянной амплитуды, . Фазовая скорость неоднородной волны меньше, чем скорость распространения звука в среде.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21

Похожие:

Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» iconВ. А. Берендеев История политических учений Запада Учебно-методическое пособие
Рекомендовано методической комиссией факультета международных отношений для студентов ннгу, обучающихся по направлениям подготовки...
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» iconУчебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией...
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов факультета физической культуры и спорта ннгу, обучающихся по направлению...
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» iconОсновы стиховедения
...
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Физика сплошных сред»
Учебно-методическое пособие предназначено для студентов ннгу, обучающихся по направлению подготовки 011800 «Радиофизика», изучающих...
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» icon-
Рекомендовано методической комиссией филологического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлению подготовки 031300...
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» iconМетодическая разработка Часть Рекомендовано методической комиссией...
Рекомендовано методической комиссией механико-математического факультета для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлениям...
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» iconУчебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией...
Абсолютная ссылка – указывает на ячейку или группу ячеек, безотносительно к активной ячейке электронной таблицы
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» iconУчебное пособие Рекомендовано методической комиссией физического...
Целью этого пособия является обучение студентов основам физики поверхностных электрических явлений в полупроводниках для понимания...
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» iconРоссийской федерации
Рекомендовано методической комиссией факультета вмк для студентов ннгу, обучающихся по направлениям подготовки 010500 «Прикладная...
Учебно-методическое пособие Рекомендовано методической комиссией радиофизического факультета для студентов ннгу, обучающихся по направлениям 011800 «Радиофизика» iconУчебно-методическое пособие для абитуриентов, выпускников, учителей...
В 75 Воробьёва М. С. Н. В. Гоголь. «Шинель», «Ревизор», «Мёртвые души». Учебно-методическое пособие для абитуриентов, выпускников,...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
shkolnie.ru
Главная страница