google-site-verification: google52572f315c4b9a26.html
نشریه علمی صوت و ارتعاش

نشریه علمی صوت و ارتعاش

بررسی شرایط مورد نیاز انتشار موج تخت در موج‌برهای آکوستیکی پر شده از هوا و آب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
چکیده
برای اندازه‌گیری دقیق خواص آکوستیک در تجهیز لوله امپدانس، لازم است موج آکوستیکی تولید شده، به صورت موج تخت درون این موج‌بر منتشر شود. در استانداردهای لوله امپدانس، ابعاد موج‌بر، به نحوی انتخاب شده‌اند که انتشار موج تخت در آن تضمین شود. با توجه به عدم وجود استاندارد برای لوله امپدانس در محیط آب و نزدیک‌تر بودن امپدانس آکوستیکی آب و دیواره موج‌بر نسبت به محیط هوا، نیاز است که انتشار موج تخت درون موج‌بر پر شده از آب مورد بررسی قرار گیرد. در این مقاله به شبیه‌سازی انتشار موج درون لوله امپدانس پر از آب و بررسی شکل مودها، به روش اجزای محدود پرداخته شده است. دو نمونه لوله امپدانس در محیط هوا و سه نمونه در محیط آب شبیه‌سازی و مقدار حداکثر انحراف از موج تخت در همه مودها، گزارش شده است. همچنین مودهایی که در آن‌ها موج از حالت تخت خارج شده گزارش و شکل مودهای آن‌ها نمایش داده شده‌اند. در نهایت موج‌بری با ابعاد بهینه‌ و بازه فرکانسی عریض‌تر نسبت به پژوهش‌های پیشین پیشنهاد شده است. علاوه بر آن انتشار موج تخت در موج‌بر پیشنهادی در سه حالت با دیواره صلب، ابعاد پیشنهادی مطابق با پیشینه و ضخامت بیش‌تر بررسی شده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation of the Conditions Required for the Propagation of Plane Waves in Air- and Water-Filled Acoustic Waveguides

نویسندگان English

Ali Loghmani 1
Alireza Khakpour 2
1 Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology
2 Department of Mechanical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
چکیده English

For accurate measurement of acoustic properties using an impedance tube, the generated acoustic wave must propagate within the waveguide as a plane wave. In impedance tube standards, the dimensions of the waveguide are selected such that plane-wave propagation is ensured. Owing to the absence of a standard for impedance tubes operating in water and the closer acoustic impedance matching between water and the waveguide walls compared with air, it is necessary to investigate plane-wave propagation in water-filled waveguides. In this study, wave propagation inside a water-filled impedance tube and the corresponding mode shapes are simulated using the finite element method. Two impedance tube configurations in air and three configurations in water are analyzed, and the maximum deviation from plane-wave behavior is reported for all modes. Furthermore, the modes in which the wave departs from plane-wave propagation are identified, and their mode shapes are presented. Finally, a waveguide with optimized dimensions and a broader operating frequency range than those reported in previous studies is proposed. In addition, plane-wave propagation in the proposed waveguide is examined under three conditions: rigid walls, dimensions suggested in the literature, and increased wall thickness.

کلیدواژه‌ها English

Underwater Acoustics
Impedance Tube
Plane Wave
Finite Element Simulation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 13 مهر 1405