- очень хороший сайт об акустике сякухати. Есть темы, связанные с настройкой передувов, выбором формы лабиума, канала флейты, выравниванием тембра на инструментах различного диапазона. Отлично дополнит материалы предыдущего сайта.
Крыло, обтекаемое потоком воздуха, создает в нём возмущения, приводящие к отклонению воздушной массы потока вниз. Согласно закону сохранения импульса, это приводит к возникновению подъемной силы, направленной в противоположную сторону, т.е вверх.
Одним из популярных объяснений принципа действия крыла является ударная модель Ньютона: частицы воздуха, сталкиваясь с нижней поверхностью крыла, стоящего под углом к потоку, упруго отскакивают вниз («скос потока»), толкая крыло вверх. Данная модель учитывает закон сохранения импульса, но полностью игнорирует обтекание верхней поверхности крыла, вследствие чего она даёт заниженную величину подъёмной силы.
В другой популярной модели возникновение подъемной силы приписывается разности давлений на верхней и нижней сторонах профиля, возникающей согласно закону Бернулли. Обычно рассматривается крыло с плоско-выпуклым профилем: нижняя поверхность плоская, верхняя — выпуклая. Набегающий поток разделяется крылом на две части — верхнюю и нижнюю, — при этом верхняя часть вынуждена проходить более длинный путь, чем нижняя, вследствие выпуклости крыла. Исходя из условия о неразрывности потока, делается заключение, что скорость потока сверху крыла должна быть больше, чем снизу, что вызывает разность давлений и подъёмную силу. Однако, данная модель противоречит закону сохранения импульса, так как поток после крыла считается невозмущённым и неотклонённым. Кроме того, эта модель не объясняет возникновение подъёмной силы на двояко-выпуклых симметричных или на вогнуто-выпуклых профилях, когда потоки сверху и снизу проходят одинаковую длину.
Для устранения этих недостатков идеализации необходимо искусственно вводить циркуляцию скорости потока, что приводит к теореме Жуковского. Циркуляция скорости позволяет учесть скос потока и позволяет получать правильные результаты при расчётах.
Одной из главных проблем вышеприведённых объяснений является то, что они не учитывают вязкость воздуха, то есть перенос энергии и импульса между отдельными слоями потока (что и является причиной циркуляции). Так как этот перенос происходит со скоростью звука, то при расчёте дозвукового обтекания необходимо учитывать полное поле скоростей потока. Например, существенное влияние на крыло может оказать поверхность земли, «отражающая» возмущения потока, вызванные крылом и возвращающая часть импульса обратно — см. экранный эффект.
Также в приведённых объяснениях не раскрывается детальный механизм передачи энергии от крыла к потоку, то есть совершения работы самим крылом. Хотя верхняя часть воздушного потока действительно имеет повышенную скорость, геометрическая длина пути не имеет к этому отношения — это вызвано взаимодействием слоёв неподвижного и подвижного воздуха и верхней поверхности крыла. Поток воздуха, следующий вдоль верхней поверхности крыла, «прилипает» к ней и старается следовать вдоль этой поверхности даже после точки перегиба профиля — эффект Коанды. Благодаря поступательному движению крыло совершает работу по разгону этой части потока. Достигнув точки отрыва у задней кромки, воздух продолжает своё движение вниз по инерции вместе с массой, отклонённой нижней поверхностью крыла, что в сумме вызывает скос потока и возникновение реактивного импульса. Вертикальная часть этого импульса и вызывает подъёмную силу, уравновешивающую силу тяжести, горизонтальная же часть уравновешивается лобовым сопротивлением.
В реальности, обтекание крыла является очень сложным трехмерным нелинейным и зачастую нестационарным процессом. Подъемная сила крыла зависит от его площади, профиля, формы в плане, а также от угла атаки, скорости и плотности потока, числа Маха и от множества других факторов.
Жуковский показал, что механизм образования подъёмной силы можно описать в рамках модели идеальной жидкости (см. Жуковского теорема). Он ввёл понятие о вихрях присоединённых, связанных с крылом, и предложил схему обтекания (схему несущей нити), которая легла в основу всех вихревых методов расчёта крыла и воздушного винта, а Чаплыгина — Жуковского условие о конечности скорости на задней острой кромке профиля дало простой и универсальный подход к выделению решения, имеющего физический смысл. Согласно этой схеме, крыло заменяется одним прямолинейным присоединённым вихрем с переменной по размаху циркуляцией скорости Г, и с него по направлению невозмущенной скорости сбегает слой полубесконечных вихрей свободных, что обеспечивает выполнение теоремы о постоянстве циркуляции скорости.
__________________
Бойтесь своих желаний,ибо они исполнятся.
Последний раз редактировалось DED; 18.05.2010 в 16:47..
А к тому , что вихри на крыле все-таки есть. И без них внятно объяснить работу крыла не получается. Ктому-же вихри переносят энергию. И мне кажется, что это может быть полезно при осмыслении работы в т.ч. и флейты.
Если это не так, то можете удалить это сообщение.
__________________
Бойтесь своих желаний,ибо они исполнятся.
Последний раз редактировалось DED; 18.05.2010 в 16:55..
В основном предыдущее сообщение - это ответ на
это:
Цитата:
Сообщение от Wild Falcon
Простите, но этот момент не имеет ничего общего с реальностью. Аэродинамика крыла самолета - это в первую очередь аэродинамика ламинарного потока, и никаких вихрей крыло образовывать не должно (это в идеале, на практике оно конечно порождает вторичные вихри, но к основной функции крыла они не имеют отношения).
Вообще острый клин сам по себе никаких вихрей в ламинарном потоке создать не может, единственное что он делает - это делит поток и меняет направление разделенных частей. А уже они ударяясь о неподвижный воздух вне флейты (и частично внутри нее) образуют завихрения. Это если ОЧЕНЬ грубо говоря.
Лабиум не образует вихрей, их образует мундштук как устройство, одной из частей которого является лабиум.
__________________
Бойтесь своих желаний,ибо они исполнятся.
И мне кажется, что это может быть полезно при осмыслении работы в т.ч. и флейты.
Очень пакостное это слово... "кажется" :)
На самом деле - нет. Вихри сами по себе не имеют практически никакого отношения к механизму звукообразования на флейте. Вихрь - это побочный продукт, результат инертности и вязкости воздуха.
Эффект Коанды — физическое явление, названное в честь румынского учёного Генри Коанды, который в 1932 году обнаружил, что струя жидкости, вытекающая из сопла, стремится отклониться по направлению к стенке и при определенных условиях прилипает к ней. Это объясняется тем, что боковая стенка препятствует свободному поступлению воздуха с одной стороны струи, создавая вихрь в зоне пониженного давления. Аналогично и поведение струи газа. На основе этого эффекта строится одна из ветвей пневмоники (струйной автоматики).
Этот эффект создается за счёт зоны пониженного давления возле поверхности (струя прилипает к поверхности и движется по ней).
__________________
Бойтесь своих желаний,ибо они исполнятся.
Очень пакостное это слово... "кажется" :)
На самом деле - нет. Вихри сами по себе не имеют практически никакого отношения к механизму звукообразования на флейте. Вихрь - это побочный продукт, результат инертности и вязкости воздуха.
Ну ладно, замолкаю...
__________________
Бойтесь своих желаний,ибо они исполнятся.
...
Вспомним еще что прямая это кривая бесконечного радиуса.
(это никакого отношения к теме не имеет, просто нафига залазить так глубоко от темы, если хватало основных принципов? А то окажется - о ужас! - что флейта, такая твердая и привычная на самом деле на 99,999...% состоит из пустоты (кошмар!). К теме тоже не имеет отношения).
Очень пакостное это слово... "кажется" :)
На самом деле - нет. Вихри сами по себе не имеют практически никакого отношения к механизму звукообразования на флейте. Вихрь - это побочный продукт, результат инертности и вязкости воздуха.
АЭРОАКУСТИКА
АЭРОАКУСТИКА - раздел физики, находящийся на стыке аэродинамики и акустики, в к-ром изучаются проблемы аэродинамич. генерации звука, акустики движущихся газовых потоков, взаимодействия звука с потоком и методы снижения аэрошумов. А. в осн. имеет дело со звуком, создаваемым аэродинамич. силами и возмущениями, к-рые возникают в самом потоке, а не приложенными извне силами или колебаниями, как в классич. акустике. Впервые теоретич. вопросы образования звука при движении потоков жидкости были рассмотрены Дж. Рэлеем (1877). Однако практич. применение А. получила позднее, после работ Л. Я. Гутина о шуме вращения винта (1936), Д. И. Влохинцева по акустике движущейся среды (1946) и M. Д. Лайтхилла (M. J. Lighthill) о шуме турбулентных струй (1952-54).
Аэрошумы можно разделить на два класса: образующиеся при смешении частиц среды в потоке и при обтекании потоком твёрдых тел. К первому классу можно отнести шум струи, ко второму - шум обтекания проводов (т. н. эоловы тона), винтов, вентиляторов и т. д.
Осн. причиной аэродинамич. генерации звука является образование вихрей (см. Вихревое движение)и их ускоренное движение в неоднородном поле течения при обтекании тел, помещённых в поток, а также при истечении газа в покоящуюся или движущуюся среду. Нестационарные составляющие потока в пограничных слоях около обтекаемых тел или в свободных слоях, таких как зона смешения струи, приводят к непрерывной генерации вихрей и увеличению турбулентности потока. Вследствие сжимаемости среды часть энергии потока уходит на бесконечность в виде акустич. излучения.
Источники звука локализуются в тех областях потока, где завихренность и градиенты энтропии отличны от нуля; вне этих областей звук только распространяется, взаимодействуя с безвихревым изоэнтропийным осн. потоком.
Для турбулентных струй применяется аналогия Лайтхилла, согласно к-рой значения энтропии и плотности струи считаются постоянными и равными значениям этих величин в окружающей среде, а также считается, что излучение звука струёй происходит в неподвижную среду; обратное воздействие излучённого звука на поток при этом не учитывается.
Предположения, лежащие в основе теории Лайтхилла. справедливы при малых числах M потока (M - Маха число ).
Для дозвуковых турбулентных струй Лайтхилл установил подтверждённый впоследствии экспериментально "закон восьмой степени" зависимости мощности шума от скорости истечения струи. В результате для турбулентной струи оказалось возможным найти спектр шума, создаваемого всей струёй и её отд. участками, расположенными на разл. расстояниях от начала истечения.
Турбулентная струя создаёт широкополосный, практически сплошной шум; максимум звуковой мощности наблюдается при Струхаля числе Sh=fD/v (где D и v - диаметр и скорость струи в нач. сечении на выходе из трубы, сопла, f- характерная частота звуковых колебаний). Вблизи выходного сопла излучается высокочастотный шум, вдали - низкочастотный. Осн. часть звуковой мощности (~80%) генерируется участком струи длиной, равной 10 диаметрам струи на выходе из сопла.
Аакустич. энергия струи составляет всего 0,1% её кинетич. энергии.
__________________
Бойтесь своих желаний,ибо они исполнятся.
Последний раз редактировалось DED; 20.05.2010 в 12:52..
Линейный вид
