Аннотация результатов, полученных в 2025 году
1) Разработана численная модель для параметрического исследования влияния геометрических характеристик конструкционных элементов низкочастотных резонаторов на увеличение доли турбулентной энергии в резонаторе в случае падения на него волны с высоким уровнем звукового давления. Проведены исследования влияния разных турбулизаторов, расположенных на внутренней поверхности удлиненной шейки низкочастотного резонатора на коэффициент звукопоглощения при высоких уровнях звукового давления. Отмечено возрастание коэффициента звукопоглощения с увеличением масштаба турбулизаторов. Данный эффект объясняется увеличением турбулизации течения, что было подтверждено расчетами суммарной завихренности на основе численного моделирования распространения звука в импедансной трубе с присоединенным к ней резонатором. 2) Установлены модификации конструкционных элементов низкочастотных резонаторов, позволяющих увеличить долю рассеиваемой резонатором акустической энергии при высоких уровнях звукового давления. Определены геометрические характеристики конструктивных элементов, увеличивающих долю турбулентной энергии в резонаторе. 3) В результате выполненных работ по исследованию серии образцов низкочастотных звукопоглощающих конструкций с удлиненной шейкой отверстий, используемых при высоких уровнях звукового давления, получены следующие результаты: - Чем меньше диаметр отверстий, тем выше действительная часть импеданса, аналогично в случаях базовых отверстий, без удлиненной шейки. - У образцов с удлиненной шейкой действительная часть импеданса выше, чем в исполнении образцов с двумя и тремя отверстиями, без удлиненной шейки. Следовательно, чем выше степень перфорации, тем слабее выражено смещение в область низких частот при удлинении шейки и менее выражена диссипация при высоких уровнях звукового давления. - Хорошо выражена высокая диссипация при 160 дБ у образца с отверстием в форме звезды. Форма отверстий значительно влияет на действительную часть импеданса в случае, когда шейка горла не увеличена. Данное заключение необходимо проверить на низкочастотном интерферометре с большим рабочим диаметром на больших количествах резонаторов и отверстий в образце. - При уровнях звукового давления 160 дБ действительная часть импеданса образцов с круглыми отверстиями мало отличается от действительной части импеданса образцов с щелевым отверстием и в виде звезды. - Сохраняя эквивалентную площадь для разной геометрии отверстия, как с удлиненной шейкой, так и без нее, удалось сохранить проектную резонансную частоту резонатора. 4) Усовершенствована конструкция интерферометра, позволяющая исследовать акустические характеристики низкочастотных резонаторов. Данный результат позволяет проводить синхронные измерения низкочастотных резонаторов методом передаточной функции и методом Дина. В результате проведенных исследований серии низкочастотных образцов на двух интерферометрах установлено, что в случае использования сигнала «Белый шум» возможно качественное определение акустических характеристик образцов ЗПК за пределами рекомендуемого международными стандартами частотного диапазона измерений. При этом такая возможность ухудшается с повышением уровня звукового давления. Данные выводы подтверждены измерениями на интерферометрах с диаметрами импедансной трубы 30 и 50 мм. Повысить качество получаемых акустических характеристик при низкочастотных измерениях в интерферометре на «Белом шуме» можно путем увеличения расстояния между микрофонами, а также путем увеличения расстояния от лицевой поверхности образца до первого микрофона. Удлинение импедансной трубы для низкочастотных измерений на «Белом шуме» не приводит к заметному изменению в получаемых акустических характеристиках. 5) Произведен анализ однородности звукового поля на задней стенке (днище) базовых низкочастотных образцов ЗПК с удлиненной шейкой горла путем установки зондовых микрофонов в различные точки относительно положения шейки. Выявить тенденции однородности звукового поля в натурном эксперименте при высоких уровнях звукового давления не удалось, в связи с различными погрешностями измерений (погрешность микрофона, положение и перекос зонда, утечки акустической энергии через различные источники и т.д.). В связи с этим, данный эффект был проанализирован в ходе нестационарного газодинамического расчета распространения звуковой волны в канале интерферометра нормального падения с установленным низкочастотным образцом ЗПК с удлиненной шейкой. При уровне звукового давления на лицевой поверхности 140 дБ изменение звукового поля не превышает 0,1 дБ на рекомендуемых для установки микрофонов расстояниях относительно отверстия (более 1 диаметра отверстия). Наблюдается небольшое увеличение неоднородность поля акустического давления с ростом частоты. Проведенный анализ демонстрирует, что данным эффектом можно пренебречь при проведении натурных испытаний на высоких уровнях звукового давления.