Анализ акустического сигнала, генерируемого осесимметричной локализованной областью кавитационной природы

Abstract

Представлены результаты анализа акустических сигналов, генерируемых затопленными осесимметричными струями жидкости, формирующими периодически схлопывающиеся локализованные тороидальные кавитационные области. Получено трансцендентное дисперсионное уравнение, описывающее этот процесс, и установлена аналитическая зависимость частоты генерируемых колебаний от рабочих параметров излучающей системы. Введены и количественно оценены коэффициенты, определяющие часть расхода жидкости, идущего на образование кавитационной области, скорость изменения давления внутри нее и отношение ее объема к объему, отсекаемому струей жидкости. Приведены графики экспериментальных и теоретических зависимостей частоты колебаний от рабочих параметров исследованной системы.

Представлені результати аналізу акустичних сигналів, які генеруються осесиметричними затопленими струменями рідини, що формують періодично колапсуючу локалізовану тороїдальну кавітаційну зону. Одержано трансцендентне дисперсійне рівняння та встановлено аналітичну залежність частоти генерованих коливань від робочих параметрів випромінюючої системи. Запропоновані та кількісно оцінені коефіцієнти, які визначають частину витрати рідини, що йде на утворення кавітаційної зони, швидкість зміни тиску всередині неї та відношення її об'єму до об'єму, який відсікається струменем рідини. Наведені графіки експериментальних і теоретичних залежностей частоти коливань від робочих параметрів дослідної системи.

The results of analysis are presented for acoustic signals generated by submerged axi-symmetric fluid flows that form periodically collapsing localized thoroidal cavitational areas. A transcendental dispersion equation describing the above process is obtained, and an analytical dependence for frequency of generated oscillations as a function of the radiating system parameters is evaluated. The coefficients are introducted and quantifiable evaluated that determine the part of a cavitation fluid flow rate, the pressure changes inside the cavitational area, ratio of the cavitation area volume to the volume of area cutted off by the flow. Plots of the experimental and theoretical dependences of the generated oscillation frequency on the operating parameters of considered system are presented.