Моделювання акустичних характеристик у векторно-фазовому полі рупора на низьких частотах

Автори Г.І.Сокол, О.В.Алхімов, Т.С.Молнар, Є.О.Загревський
Приналежність

Кафедра механотроніки Дніпровського національного університету імені Олеся Гончара, Дніпро, Україна

Е-mail
Випуск Том 15, Рік 2023, Номер 5
Дати Одержано 15 серпня 2023; у відредагованій формі 18 жовтня 2023; опубліковано online 30 жовтня 2023
Посилання Г.І.Сокол, О.В.Алхімов, Т.С.Молнар, Є.О.Загревський, Ж. нано- електрон. фіз. 15 № 5, 05026 (2023)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.15(5).05026
PACS Number(s) 43.25, 43.25 Cb, 43.55 Ka
Ключові слова Низькочастотні, Векторно-фазові характеристики, Моделювання (75) , Процес (26) , Розповсюдження, Друга га-рмоніка, Рупор, Катеноїд, ANSYS.
Анотація

У сучасній акустиці широко застосовуються методи обчислювальної техніки. Вони використовуються для візуалізації структур хвильових полів, коли відомі геометрія кордонів і фізичні властивості області, де поширюються хвилі. При використанні цих методів зазвичай контролюється розташування випромінювачів і приймачів. В даний час відомі методи, засновані на використанні інформації, що реєструється тільки датчиками тиску, досягли межі. Для дослідження просторового розподілу основних характеристик звукового та інфразвукового полів раніше використовувалися методи векторно-фазових характеристик. Але для вивчення структури акустичного поля в колонках скінченної довжини вони досі не використовувалися. У цьому і полягає актуальність обраної теми. У роботі наведено дослідження акустичних характеристик катеноїдного гучномовця на низьких частотах та векторно-фазового поля гучномовця чисельними методами. Вирішуються наступні завдання: складання аналітичного огляду методів дослідження звукових полів; опис математичного апарату поширення хвилі в катеноїдному мундштуку; моделювання акустичних характеристик у векторно - фазовому полі гучномовця на низьких частотах в ANSYS. У гучномовцях нелінійні спотворення, пов'язані з неоднорідністю магнітного поля в розриві магнітопровода і порушенням закону Гука, не настільки значні. Визначальним моментом у розвитку теорії випромінювання хвиль гучномовцями стала публікація роботи Вебстера, в якій наведено хвильове рівняння. Хоча мембрана здійснює прості гармонійні коливання. Вирішено задачу посилення дії та направлення акустичного сигналу, при цьому обрано катеноідний рупор. Поширення хвилі більше не є синусоїдальним, а містить крім основних гармонік вищих порядків. Тобто виявляються нелінійні ефекти всередині динаміка. Раніше в конструкції звукогенераторів не передбачалися конструктивні елементи, що зменшують або повністю усувають нелінійні ефекти в гучномовці, що знижувало ефективність генерації звуку основного тону. Розглянуто рішення задачі моделювання процесу поширення другої гармоніки по рупору. Щоб розрахувати акустичні характеристики в порожнині катеноїдного гучномовця, необхідно в ANSYS CAD.

Перелік посилань