LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Фізика. Астрономія → Акустичні поля в неканонічних областях



Національна академія наук України

Інститут гідромеханіки



УДК 534.1





МАЦИПУРА Володимир Тимофійович







АКУСТИЧНІ ПОЛЯ В

НЕКАНОНІЧНИХ ОБЛАСТЯХ



01.04.06 - Акустика










Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фізико-математичних наук





Київ - 2003

Дисертація є рукопис


Робота виконана в Інституті гідромеханіки НАН України

і на кафедрі акустики та акустоелектроніки НТУУ "КПІ"



Науковий консультант:

академік НАН України,

доктор фізико-математичних наук, професор


Грінченко Віктор Тимофійович,


Інститут гідромеханіки НАН України, директор

Офіційні опоненти:



Доктор фізико-математичних наук, професор

Селезов Ігор Тимофійович,

Інститут гідромеханіки НАН України, завідувач

відділу гідродинаміки хвильових процесів



Доктор фізико-математичних наук

Коміссарова Галина Леонідівна,

Інститут механіки НАН України,

провідний науковий співробітник



Доктор технічних наук, професор

Сторожев Валерій Іванович,

Донецький державний університет,

декан математичного факультету


Провідна установа:

Інститут прикладних проблем механіки і математики

ім. Я.С. Підстригача НАН України (м. Львів)



Захист відбудеться " 26 " лютого 2004 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.196.01 в Інституті гідромеханіки НАН України за адресою: 03680, м. Київ, вул. Желябова, 8/4.


З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту гідромеханіки НАН України за адресою: 03680, м. Київ, вул. Желябова, 8/4.


Автореферат розіслано " 25 " грудня 2003 р.


Вчений секретар

спеціалізованої ради Д26.196.01

доктор технічних наук С.І.Криль

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Визначаючи актуальність поданої дисертаційної роботи, слід зупинитися на двох моментах:

  • перший – характеризує загальну ідею і спрямованість роботи;

  • другий – визначає актуальність конкретних задач, які розглядаються в дисертації.

Сучасна акустика являє собою розділ фізики, в якому для великої кількості прикладних задач можливо сформулювати адекватні математичні моделі. Робота над складними проектами в різних областях науки дозволила сформулювати концепцію ієрархії спрощених моделей. Можна сказати, що основним досягненням і основною метою досліджень при вирішені складних задач є побудова ієрархії спрощених моделей. При цьому повинно бути встановлено, який рівень моделі доречно використовувати в тих чи інших випадках.

В теперішній час дослідник використовує персональний компютер, як правило, більш потужний, ніж ЕОМ, котрі мали учасники перший ядерних або космічних проектів. Йому самому доводиться будувати моделі, вибирати алгоритми, створювати або використовувати існуючі програми. На жаль, досить часто дослідник використовує модель, властивості котрої незрозумілі і, не замислюючись над алгоритмами, застосовує будь-який стандартний пакет компютерних програм. Такі дії рідко приводять до успіху і майже ніколи не дають розуміння процесів, які вивчаються.

Отже можна відзначити таке:

  • модель повинна бути узгоджена з тими даними, котрі відомі і з тими питаннями, відповіді на котрі мають намір отримати з її допомогою;

  • розвиток обчислювальної техніки в останні кілька десятиріч учинив великий вплив на формування нових методів в математичні фізиці. Але одним з цікавих результатів цього процесу є розуміння того, що орієнтація тільки на збільшення продуктивності обчислювальних машин є нераціональною, оскільки аналіз результатів виявляється занадто складним.

Відмічена обставина, очевидно, є основним стимулом до розвитку різного типу чисельно-аналітичних методів в математичній фізиці. Мова йде про попередню аналітичну роботу при дослідженні граничної задачі. По суті можна говорити про виникнення і розвиток нової технології наукових досліджень. Ця тенденція характерна практично для всіх прикладних напрямків математичної фізики.

В акустиці, в задачах випромінювання і розсіювання звуку, побудова базових математичних моделей обумовлена, в основному, визначенням звукових полів в канонічних областях. (Під неканонічними будемо розуміти області, котрі не допускають вирішення граничної задачі методом безпосереднього розділення змінних). Прикладом можуть служити задачі розсіювання або випромінювання звуку канонічними тілами (сфера, циліндр та інші). Одначе, природа неканонічних областей широка і різноманітна. Механізми їх утворення можна умовно розділити на природні і інженерні. Тому із задачами випромінювання і розсіювання звуку в неканонічних областях досліднику доводиться зустрічатися буквально на кожному кроці.

Отже актуальність загальної тематики дисертаційної роботи є очевидною і зараз слід звернутися до другого моменту, тобто до актуальності конкретних граничних задач, які розглядаються в дисертації. В третьому розділі досліджується розповсюдження звуку в нерегулярних хвилеводах. Хвилеводні системи з неоднорідностями знаходять широке використання в акустичних і радіоелектронних пристроях. Аналіз звукового поля в хвилеводі зі зламом і хвилеводі з відгалуженням, вирішення задачі проходження звуку крізь зону спряження плоского і клиновидного хвилеводів, дослідження випромінювання звуку із відкритого кінця клиновидного хвилеводу з асиметричними поверхнями знаходить своє застосування в архітектурній акустиці, в електроакустиці, при вирішенні проблем екології, обумовлених захистом від шуму, при проектування медичних акустичних апаратів. В четвертому розділі досліджується розсіювання звуку на клиновидних обєктах кінцевих розмірів, що дає корисну інформацію при проектуванні локаційних систем. Нарешті, в пятому розділі вивчаються енергетичні і направлені властивості випромінювача у вигляді гратки із пєзокерамічних оболонок з торцевими екранами у формі зрізаних кульових секторів. Ці дослідження актуальні при проектуванні ефективних гідроакустичних випромінювачів.

Слід підкреслити, що особлива роль математичного моделювання в теорії випромінювання і розсіювання звуку міститься в розширенні