ВВЕДЕНИЕ 3
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4
1.1 Акустика 4
1.2 Резонатор Гельмгольца 10
1.3 Литературный обзор 11
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 16
2.1 Описание программного комплекса Flow Vision 16
2.2 Описание эксперимента 20
2.3 Результаты эксперимент 23
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приложение
Резонатор Гельмгольца - акустическое устройство, способное совершать низкочастотные собственные колебания, длина волны которых значительно больше размеров резонатора. На основе подобных резонаторов возможно проектирование излучателей колебаний, предназначенных для решения различных технологических задач. Поэтому актуальным является вопрос взаимосвязи частотных характеристик акустического резонатора с его геометрическими параметрами. На данный момент до сих пор остается открытым вопрос о точной формуле определения резонансной частоты резонатора Гельмгольца, подходящей для резонаторов с разной конфигурацией и разными условиями работы, что является важным, поскольку при вычислении собственной частоты резонатора даже небольшие погрешности в оценке собственной частоты могут в результате привести к заметным ошибкам.
Целью настоящей работы является изучение резонатора Гельмгольца методом численного моделирования. Численное моделирование, иначе, компьютерное моделирование заключается в проведении серии вычислительных экспериментов на компьютере в программе FlowVision. Логичность и формализованность компьютерных моделей позволяет выявить основные факторы, определяющие свойства изучаемого резонатора, в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения ее параметров и начальных условий. Для достижения поставленной цели, ставились следующие задачи:
1) изучение собственных частот резонатора;
2) изучение основ гидродинамики;
3) освоение программного комплекса FlowVision;
4) разработка инструментария для изучения акустического резонатора;
5) экспериментальное исследование влияния геометрии резонатора на его частоту собственных колебаний;
6) анализ полученных данных.
По результатам данной работы можно сделать следующие выводы:
1. современные методы численного исследования позволяют изучать собственные колебания резонаторов различной конструкции;
2. различными методами численного моделирования получены частоты собственных колебаний и резонансные кривые классического резонатора Гельмгольца;
3. полученные данные сходятся с экспериментальными значениями и близки к теоретическим;
4. получение более точного расчета можно путем уменьшения размера измерительной ячейки и соответственно увеличения их количества, но в этом случае потребуется значительно больше времени на расчётную сессию.
В качестве усовершенствования методов численного моделирования резонаторов Гельмгольца, можно предложить моделирование белого шума для возбуждения резонатора. Это позволит воспроизвести натурный эксперимент по изучению акустических резонаторов в рамках численного моделирования. Так же в перспективе определение присоединенной массы горла и определение наиболее точных концевых поправок.
