Турбулентные пульсации давления в гидродинамической акустике: Методы измерений и результаты экспериментов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.06, доктор технических наук Кудашев, Ефим Борисович

• Кудашев, Ефим Борисович
• доктор технических наук
• 2003

Оглавление диссертации доктор технических наук Кудашев, Ефим Борисович

Глава 1. Введение.

Глава 2. Измерение пристеночных турбулентных давлений миниатюрными электроакустическими преобразователями.

2.1. Минитюрные приемники гидродинамических шумов.

2.2. Разработка и исследование пьезоэлектрических приемников стержневого типа. Измерения частотных и взаимных спектров пристеночных турбулентных пульсаций давления в аэродинамических и кавитационных трубах, на всплывающих устройствах в условиях глубокого моря, в гидравлических лотках, на струйных установках.

2.3. Новые методы градуировки электроакустических преобразователей пристенных пульсаций давления.

2.4. Приемники турбулентных давлений с улучшенной разрешающей способностью.

Основные результаты главы.

Глава 3. Определение спектральных компонент турбулентных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое при воздействии физических помех.

3.1. Измерение пристеночных турбулентных давлений при воздействии вибраций.

3.2. Определение спектральных компонент турбулентных пульсаций при воздействии акустических помех.

3.3. Исследование турбулентных давлений при воздействии температурной помехи.

Основные результаты главы.

Глава 4. Разрешающая способность измерений турбулентных пульсаций давления.

4.1. Разрешающая способность измерений турбулентных пульсаций.

4.2. Разрешающая способность пьезоэлектрического приемника пристеночных давлений.

4.3. Избирательность электроакустического преобразователя в поле турбулентных давлений.

4.4. Исследование влияния геометрических размеров приемника на измерение частотных спектров гидродинамических шумов обтекания.

4.5. Экспериментальные исследования разрешающей способности акустического приемника. Измерение частотных спектров шумов обтекания.

Основные результаты главы.

Глава 5. Исследования частотно-волнового спектра пристеночных пульсаций давления акустической решеткой.

5.1. Представление структуры поля пристеночных пульсаций давления в виде частотно-волнового спектра.

5.2. Волновая фильтрация пульсаций давления акустической решеткой

5.3. Измерение частотно-волнового спектра турбулентных давлений решеткой с гармоническим распределением по апертуре.

5.4. Пространственный спектральный анализ пристеночных пульсаций давления (Компьютерное моделирование).

5.5. Пространственный спектральный анализ турбулентных пульсаций давления фазированной акустической решеткой.

Основные результаты главы.

Глава 6. Функциональный подход к статистическим измерениям пристеночных турбулентных давлений.

6.1. Представление поля случайных пристеночных давлений в форме характеристического функционала.

6.2. Экспериментальный метод исследования характеристического функционала пристеночных пульсаций давления.

6.3. Экспериментальное определение многомерных функций распределения вероятностей на основе метода характеристического функционала.

6.4. Исследование многоволновой статистики пристеночных давлений в рамках функционального подхода.

6.5. Простые функциональные модели турбулентных пульсаций давления.

Основные результаты главы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Турбулентные пульсации давления в гидродинамической акустике: Методы измерений и результаты экспериментов»

Модель Коркоса (1.1) получила признание в гидродинамической акустике, была подтверждена экспериментально {Блюдзе, Докучаев, 1969), хотя в дальнейшем и были установлены некоторые ограничения этого представления {Петровский, 1966; Смолъяков, Ткаченко, 1969; Миниович, Перник, Петровский, 1972). Значение модели Коркоса состоит в том, что именно на основе этого представления выполнены многие работы, в которых впервые была предпринята попытка поставить вопрос о влиянии протяженного приемника на измерение пристеночных пульсаций давления {Corcos, 1963; Gilchrist, Strawderman, 1965; Петровский, 1966; Миниович, Перник, Петровский, 1972; Cirby, 1969; Geib, 1969; Kennedy, 1975). Актуальность этой задачи определяется тем, что из-за искажающего влияния приемника практически отсутствует возможность сопоставления результатов измерений пристеночных пульсаций давления, выполненных в различных лабораториях.

В диссертации исследуется разрешающая способность приемника конечных волновых размеров при экспериментальных исследованиях пристеночных пульсаций давления. Это одна из наиболее актуальных проблем в задачах гидродинамической акустики, определяющая эффективность акустических методов измерения статистических параметров пристеночных турбулентных давлений. Улучшение пространственного разрешения спектральных компонент пристеночных пульсаций давления и уменьшение систематической погрешности измерения параметров пристеночных давлений является важным направлением исследований в настоящей диссертации.

Отметим также развитие методов исследования турбулентного пограничного слоя с использованием визуализации потока на основе пузырьковых технологий (Cantwell, 1981). Эти методы, разработанные с целью непосредственного наблюдения сложных нестационарных турбулентных движений, привели, в частности, к открытию вихрей Клайна (Offen, Kline, 1974) и к уточнению существовавших тогда представлений о структуре турбулентного пограничного слоя.

Исследования статистической структуры пристенных турбулентных пульсаций давления и изучение динамического воздействия турбулентного потока на обтекаемые поверхности важны прежде всего для развития представлений о природе физических процессов в турбулентном потоке и для понимания причин возникновения гидродинамических шумов и вибраций при турбулентном обтекании. Общепризнанным достижением в современных исследованиях является обнаружение когерентных структур в турбулентности {Robinson, 1991), которые существенно влияют на тонкую структуру псевдозвука в турбулентном пограничном слое.

Фундаментальная проблема акустики турбулентных потоков состоит в установлении связи между характерными свойствами турбулентного потока и параметрами нестационарной составляющей силового воздействия потока на обтекаемые поверхности, в изучении механизмов и закономерностей формирования динамического турбулентного воздействия, а также в комплексном статистическом описании параметров, существенных для приложений к задачам возбуждения вибраций и звука.

В настоящее время вполне определились актуальные проблемы, связанные с акустическими методами измерения параметров турбулентных давлений. Одна из нерешенных проблем — повышенные требования к точности измерений. Основная трудность при регистрации спектров и корреляций турбулентных пульсаций связана с плохим пространственным разрешением, присущим приемникам конечных волновых размеров. Многочисленные экспериментальные данные (Смолъяков, Ткачепко, 1980) показывают, что традиционные методы измерения пристеночных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое могут привести к ошибочным результатам.

Данные, представленные на рис. 1.6, позволяют сделать вывод, что информация об энергонесущих мелкомасштабных пульсациях не может быть получена протяженным приемником из-за осреднения пульсаций давления на чувствительной поверхности приемника.

-40 -50 С м

-р-60

•-ч

Ьтф э

-70

Mi о

-80 -90

Hiiurc -t Smooth wall pressure spectra, outer variables: flagged points denote where r,J2 Г, % I. Values oft', (ft see) and J A*: □. 164.0.112: O. 124. 0.110: Д, 94. 0.1(N:

O. 73.0.101: from Blake (1470).

Рис. 1.6. Влияние протяженного приемника на измерение пульсаций давления

Blake, 1986)

Экспериментальные данные, представленные на рис. 1.6 и рис. 1.7, подтверждают, что на высоких частотах результаты измерений пристеночных пульсаций давления, выполненные в различных лабораториях, значительно отличаются друг от друга. т—х I 1--г

Hull 11'М»7| (У .>* О.»

WiUmarth & ~

----An . . ,

Si no^S* Wooldridfie chloemer (1966) ^

Schloemer (1966) dj3*=0-406

A^ (1962) <//^ = 0-33

Возникающая систематическая погрешность измерений пульсаций давления обусловлена конечными размерами датчика и препятствует сопоставлению данных, полученных различными исследователями на разных экспериментальных установках.

10

Л, у.

V - % ■ \ \ Y—1 О !--- V о

100 700

300

00

5СО

600 ко

800

900 Ю00

Fifiun• 5 Dependence of the measured root-mean-square uall pressure fluctuation upon the dimensionless pressure transducer diameter: O. Blake (I470i: X. Elmmerlinj: (1473i; □. Schlocmer (14661: Д. Bull (1467): Willmarth & Кооч( 1465): V. Bull &. Willis (1461). ;md O. Harrison (145K): from Kmmerling (147Я|.

Рис. 1.7. Зависимость среднеквадратичных значений турбулентных давлений от приемника конечных волновых размеров (Willmarth, 19756)

Данные на рис. 1.7, полученные Emmerling (Willmarth, 19756), представляют экспериментальную зависимость среднеквадратичной величины пристеночных пульсаций давления от размеров диаметра чувствительной поверхности преобразователя давлений. Результаты измерений свидетельствуют, что интенсивность пульсаций давления резко возрастает при учете вклада мелкомасштабных турбулентных давлений.

Однако уменьшение размеров чувствительного элемента преобразователя пульсаций с целью регистрации высокочастотных пульсаций давления само по себе не решает проблемы, так как приводит к падению его чувствителыюсти, в результате чего возрастает искажающее влияние физических помех на регистрацию турбулентных пульсаций давления.

Снижение искажающего влияния электроакустического преобразователя на измерение турбулентных пульсаций явилось определяющим фактором при развитии современных экспериментальных методов исследования турбулентных давлений. Основные усилия здесь должны быть направлены на разработку высокочувствительных миниатюрных приемников турбулентных пульсаций давления, которые позволили бы избежать искажения турбулентных давлений. Другим перспективным направлением в гидродинамической акустике является разработка методов компенсации воздействия вибраций, акустических шумов и температурных помех на электроакустические преобразователи давления. Улучшение разрешающей способности приемников турбулентных пульсаций связано с необходимостью получения несмещенных оценок спектральных плотностей турбулентных давлений из экспериментальных данных. Неразработанность теории пространственной разрешающей способности приемников турбулентных пульсаций давления безусловно ограничивала развитие экспериментальных методов в акустике турбулентных потоков.

Наконец, обратим внимание на еще одну принципиальную проблему. Важным достижением для гидродинамической акустики явились методы прямого определения частотно-волнового спектра турбулентных давлений Epp(k,f): другой центральной функции, представленной на схеме рис. 1.2. Эти методы впервые были развиты в работах G. Maidanik {Maidanik, Jorgensen, 1967; Maidanik, 1967; 1968a; 6; Maidanik, Reader, 1968), предложившего для измерения частотно-волнового спектра использовать решетку приемников (см. рис. 1.8).

Решетка приемников частотно-волнового фильтра представляет собой периодическую структуру с конечным числом элементарных преобразователей давления; приемники размещаются на обтекаемой стенке в направлении вдоль по потоку с шагом L между центрами элементарных преобразователей. Сигналы на выходе преобразователей суммируются или в фазе или с противоположным знаком, как показано на рис. 1.8, в простейшем случае частотно-волнового фильтра, состоящего из четырех электроакустических преобразователей для двух случаев суммирования сигналов в решетке.

CONVECTINC EODIES

Рис. 1.8. Частотно-волновой фильтр Майданика

Майданик назвал устройство, представленное на рис. 1.8, частотно-волновым фильтром и в цикле работ 1967-1968 гг. показал возможность измерения частотно-волнового спектра Epp{k,f) пристеночных пульсаций давления в области малых волновых чисел.

Подробный анализ работы частотно-волнового фильтра, обеспечивающего подавление турбулентных масштабов в зависимости от настройки фильтра, выполнен в указанном цикле работ G. Maidanik, а также В.С.Петровским в монографии {Миниович, Перник, Петровский, 1972). На рис. 1.10 представлены волновые характеристики решетки частотно-волнового фильтра, определяющие настройку фильтра и эффективность фильтрации преобразователем волновых векторов {Blake, 1986) Ч ■ - Т ~ к'-Ч » » '.д > L vo • 0 - + • L

DIFFERENCE 4- + + >> L v0 • о

Рис. 1.9. Принцип действия пространственного фильтра

Рис. 1.10. Волновая характеристика решетки Майданика (Blake, 1986)

В диссертации реализован новый альтернативный метод пространственного спектрального анализа, обеспечивающий наглядную интерпретацию данных в виде распределения турбулентной энергии по пространственным масштабам пульсаций давления. Метод также обеспечивает подавление акустической помехи от когерентного возбуждения преобразователя.

В некоторых экспериментальных работах, например, в публикациях (Leehey, 1988; Schewe, 1983) сообщалось об отклонении статистики турбулентных пульсаций давления от нормального закона распределения. Примеры измерения одноточечной плотности распределения вероятностей протяженными приемниками давления представлены на рис. 1.11 и 1.12.

Рис. 1.11. Отклонение экспериментального распределения вероятностей от гауссового (Schewe, 1983)

0.2

-0.2

- ■ I

I . I I

Рис. 1.12. Экспериментальные исследования 3-го и 4-го моментов пристеночных пульсаций давления (Schewe, 1983)

Представленные на рис. 1.11 и 1.12 экспериментальные результаты {Schewe, 1983) демонстрируют ограниченность представлений о том, что при исследовании пристеночных пульсациях давления всегда можно оставаться в рамках корреляционной теории, когда для описания структуры поля турбулентных пульсаций давления достаточно использовать результаты измерений двухточечных моментов второго порядка. Тем самым была обнаружена перспективность еще одного направления задач гидродинамической акустики: изучение многомерных вероятностных распределений поля турбулентных пульсаций на обтекаемой поверхности.

Отмеченные перспективные направления предопределили выбор задач, положенных в основу данной диссертации. В сущности, в работе развивается комплексный подход к проблемам гидродинамической акустики, включающий в себя разработку как средств измерений (миниатюрные электроакустические приемники турбулентных пульсаций давления и корреляционные блоки преобразователей турбулентных давлений), так и разработку новых методов гидродинамической акустики, в первую очередь, — методов пространственного спектрального анализа, методов измерения пульсаций давления при воздействии физических помех и функционального подхода в акустике турбулентных потоков.

Эти задачи послужили стимулом для проведения исследований, выполненных в данной работе.

Актуальность исследований

За последние десятилетия гидродинамическая акустика достигла заметных успехов в исследовании взаимодействия звуковых волн с турбулентными течениями и физических механизмов генерации звука турбулентным пограничным слоем, возникающим на поверхности упругих объектов в потоке. Интенсивно изучается возникновение шумов и вибраций, возбуждаемых пристеночными пульсациями давления в турбулентном пограничном слое. В связи с задачей излучения шума турбулентными потоками исследование источников аэродинамического шума и роли пристенных пульсаций давления на плоской безграничной жесткой стенке, обтекаемой турбулентным потоком, является важным аспектом физики акустогидродинамических явлений и постоянно привлекает внимание многих исследователей. Выдающаяся роль в развитии гидродинамической акустики принадлежит экспериментальным исследованиям, выполненным в России научными коллективами JI.M. Лямшева, B.C. Петровского и B.C. Иванова, А.В. Смольякова и В.М. Ткаченко, В.Н. Романова, В.И. Клячкина, Б.М. Ефимцова, Е.В. Романенко.

Конечная цель этих исследований заключается в выявлении фундаментальных физических свойств турбулентных полей, в частности, в установлении связи между свойствами потока и параметрами силового воздействия турбулентного потока на обтекаемую границу, а также в разработке методов управления турбулентным шумом. Решение этой важнейшей задачи предполагает изучение статистических характеристик гидродинамических шумов обтекания и, в первую очередь, изучение статистической структуры полей и выделение энергонесущих масштабов турбулентных пульсаций давления. В связи с этим развитие экспериментальных исследований в гидродинамической акустике приобрело особую актуальность и обусловило появление большого количества экспериментальных и теоретических работ, посвященных формированию динамического турбулентного воздействия на обтекаемые поверхности.

Несмотря на интенсивное становление гидродинамической акустики в последние 30 лет, ряд перспективных направлений в экспериментальных исследованиях пристеночных пульсаций давления еще не получил должного развития. К числу таких проблем относятся: восстановление неискаженных значений спектральной плотности пульсаций давления по экспериментальным данным; разработка методов измерения турбулентных давлений при воздействии вибрационных помех, акустических шумов и температурных флуктуации, разработка методов измерения крупномасштабных компонент частотно-волнового спектра пульсаций давления, пространственное разрешение турбулентных давлений акустическими приемниками конечных волновых размеров. Кроме того, за рамками статистических измерений в акустике турбулентных потоков находятся методы измерений характеристических функционалов и многомерных вероятностных характеристик, в частности, многоточечных функций распределения пристеночных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое.

Именно этим актуальным вопросам гидродинамической акустики и посвящена настоящая диссертация.

Цели и задачи работы

Основной целью работы является развитие экспериментальных методов и технических средств исследований гидродинамических шумов обтекания. Данная научно-техническая проблема включает разработку средств измерений, методов регистрации пристеночных пульсаций давления и алгоритмов восстановления статистик полей давлений в турбулентном пограничном слое, практическое применение которых позволит получить экспериментальные данные о структуре пульсаций давления, не искаженные помехами и погрешностями, создаваемыми как самим исследуемым течением, так и работой оборудования.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:

1. Создать приемники пристеночных пульсаций давления с высокой разрешающей способностью; провести экспериментальные исследования на основе разработанных миниатюрных приемников статистических характеристик пристеночных пульсаций давления турбулентного пограничного слоя.

2. Разработать методы регистрации без искажения турбулентных пульсаций давления при воздействии вибрационных помех, акустических шумов и температурных флуктуаций, создаваемыми как самим исследуемым течением, так и работой оборудования.

3. Провести теоретические и экспериментальные исследования пространственного разрешения пристеночных пульсаций давления турбулентного пограничного слоя акустическими приемниками конечных волновых размеров.

4. Создать методы измерений частотно-волнового спектра турбулентных пульсаций давления.

5. Создать экспериментальный метод изучения характеристических функционалов турбулентных пульсаций давления.

Научная новизна

В диссертации получен ряд принципиальных результатов, важных для развития экспериментальных методов гидродинамической акустики. Во-первых, выполнены теоретические и экспериментальные исследования влияния геометрических размеров приемника на измерение частотных спектров гидродинамических шумов обтекания; впервые в нашей стране разработаны миниатюрные электроакустические приемники турбулентных пульсаций давления; выполнены измерения частотных спектров и взаимных спектров турбулентных давлений в аэродинамических и кавитационных трубах, на всплывающих устройствах, на энергетических установках и гидравлических лотках. Во-вторых, в работе предложены и реализованы оригинальные методы повышения разрешающей способности приемников гидродинамических шумов. В третьих, в диссертации автором разработаны методы определения спектральных компонент турбулентных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое при воздействии вибрационных помех, акустических шумов и температурных флуктуации. В четвертых, в работе автором развиты новые методы измерения частотно-волнового спектра турбулентных пульсаций давления. Наконец, в пятых, в диссертации предложен и апробирован метод экспериментального изучения характеристических функционалов турбулентных пульсаций давления.

Апробация результатов работы и публикации

Основные результаты работы докладывались на отечественных и международных конференциях: на 6, 7, 8, 9 и 10 Всесоюзных акустических конференциях (Москва, 1968, Ленинград, 1971, Москва, 1973, 1977 и 1983 гг.); на 10, 11, 13 Сессиях Российского акустического общества (Москва, 2000, 2001, 2003 гг.); 1, 2 и 3 Всесоюзных Симпозиумах по физике акустико-гидродинамических явлений (Сухуми, 1975, Суздаль, 1979, Ташкент, 1982 гг.); Всесоюзном Симпозиуме «Проблемы турбулентных потоков» (Киев, 1967); 1 и 3 Всесоюзном Совещании «Экспериментальные методы и аппаратура для исследования турбулентности» (Новосибирск, 1968 и 1979 гг.); Втором Всесоюзном Симпозиуме «Методы представления и аппаратурный анализ случайных процессов и полей» (Сухуми, 1980); Всесоюзной конференции «Проблемы турбулентных потоков жидкости и газа» (Донецк, 1984); 9 Всесоюзной школе—семинаре по статистической гидроакустике (Геленджик, 1977); 7 Всесоюзной научно-технической конференции по аэроакустике (Суздаль, 1981); 2 и 3 Дальневосточных акустических конференциях (Владивосток, 1978, 1982); а также международных конференций — Fluid dynamic measurements (Leicester, 1972); Euromech 271: Diffraction of waves by obstacles and inhomogeities in fluids (Киев, 1990); Nonlinear World (Киев, 1989); Euromech 398: Fluid Structure Interaction in Ocean Engineering (Гамбург, 1999); 7th

International Conference FIV- 2000: Flow Induced Vibration (Люцерн, 2000); v 24th General Assembly of European Geophysical Society (Гаага, 1999); 17 International Congress Acoustics (Рим, 2001); 16 International Symposium Nonlinear Acoustics ISNA (Москва, 2002); IX European Turbulence Conference ETC 9 (Southampton, 2002); 5th International Symposium on Fluid-Structure Interactions, Aeroelasticity and Flow-Induced Vibrations and Noise (New Orleans, 2002).

Результаты работы докладывались и обсуждались на Санкт-Петербургском Акустическом Семинаре Научного Совета по акустике РАН, семинарах в ИКИ РАН, Акустическом институте им. Н.Н. Андреева, Институте механики МГУ, ИТПМ СО РАН, ЦНИИ имени академика А.Н. Крылова, ВНИИ метрологии имени Д.И. Менделеева, ВНИИ гидротехники им. Б.Е. Веденеева, ЦНИИ «Морфизприбор», а также в Калифорнийском технологическом институте (проф. Рошко, Пасадена, США), Университете Ратгерс 9 (проф. Забусски, Нью-Брунсвик, США), Массачузетском технологическом институте (проф. Лихи и проф. Дайер, Бостон, США), Университете Wayne State University (проф. Бердичевски, Детройт, США), Аризонском университете (проф. Ньюэлл, Туссон, США), Мак-Гилл Университете (проф. Докакис, Монреаль, Канада), Институте гидродинамики Макса Планка (проф.Мейер, Геттинген, ФРГ), Институте метеорологии Макса Планка (проф. Хассельман, Гамбург, ФРГ), Институте прикладной физики Министерского университета (проф. Пурвинс, Мюнстер, ФРГ).

Основные результаты диссертации опубликованы в 52 научных работах.

Фактический материал и методы исследований

При решении поставленных задач в работе использованы:

1) результаты экспериментальных исследований турбулентных пульса-# ций давления акустическими методами в аэродинамических и кавитационных трубах, на всплывающих устройствах в условиях глубокого моря, на энергетических установках и гидравлических лотках;

2) результаты экспериментальных исследований определения спектральных компонент пристеночных турбулентных давлений при воздействии физических помех, расширяющие возможности экспериментального изучения нестационарных аэрогидродинамических процессов;

3) результаты теоретических исследований и численного моделирования крупномасштабных компонент частотно-волнового спектра турбулентных давлений,

4) результаты измерения многомерных функций распределения пристеночных пульсаций давления при обтекании крыловидного профиля;

5) результаты компьютерной обработки обширных массивов данных, приведшие, в частности, к оценке многомерных характеристических функций пульсаций давления.

Личный вклад автора

Автору принадлежит выбор научного направления, проведение экспериментальных и теоретических исследований, получение основных результатов и их интерпретация. Весь фа!сгический материал, на основании которого подготовлена диссертация, получен в результате многолетних исследований автора. К числу основных научных результатов, полученных автором, относятся:

1) результаты измерений спектров мощности и взаимных спектров пристеночных турбулентных пульсаций давления в аэродинамических трубах и на всплывающих устройствах в условиях глубокого моря; результаты разработки миниатюрных приемников гидродинамических шумов с повышенной разрешающей способностью; результаты разработки на основе методов пространственной фильтрации виброустойчивых и шумокомпенсированных приемников турбулентных давлений; результаты измерений спектральных компонент турбулентных пульсаций давления при воздействии вибраций, акустических шумов и температурной помехи;

2) экспериментальные исследования статистических характеристик турбулентных пульсаций давления на аэродинамических стендах, кавитаци-онных трубах и гидравлических лотках, обработка и интерпретация экспериментальных данных, восстановление неискаженных спектров пульсаций давления по данным измерений;

3) результаты разработки новых методов измерения крупномасштабных компонент частотно-волнового спектра пристеночных турбулентных давлений;

4) результаты разработки экспериментального метода оценки характеристического функционала и многомерных характеристических функций турбулентных пульсаций давления; экспериментальная апробация функционального подхода к изучению турбулентных пульсаций давления.

Результаты измерений получены в коллективе соавторов. Личный вклад автора в них определялся постановкой задачи и руководством ее выполнения; созданием и разработкой миниатюрных приемников турбулентных пульсаций давления; равным или преимущественным участием в подготовке и проведении экспериментов, в обработке и анализе экспериментальных данных, получении выводов и написании статей.

Практическая значимость

Ряд результатов, полученных в данной диссертации, нашел практическое применение, в том числе: Разработанные в диссертации миниатюрные электроакустические приемники турбулентных пульсаций давлений нашли применение в аэродинамических и кавитационных трубах, на всплывающих устройствах в условиях глубокого моря, в гидравлических лотках, на струйных установках в ЦНИИ имени академика А.Н. Крылова, ВНИИМ имени Д.И. Менделеева, ВНИИ гидротехники имени Б.Е. Веденеева, ПО «Кировский завод» в Санкт-Петербурге.

Созданные электроакустические преобразователи турбулентных давлений использованы в системах с активной компенсацией вибраций, акустических шумов и температурной помехи.

Разработанные в диссертации методы градуировок приемников турбулентных пульсаций и методы повышения пространственного разрешения пульсаций давления приемником конечных волновых размеров нашли применение в ВНИИМ имени Д.И. Менделеева.

Разработанный автором метод непосредственных измерений частотно-волнового спектра обеспечил изучение распределения турбулентной энергии по характерным масштабам, определение крупномасштабных компонент частотно-волнового спектра, необходимое для расчета вибраций конструкций под воздействием турбулентного потока.

Разработан метод экспериментального изучения характеристического функционала турбулентных пульсаций давления для исследования вероятностной структуры турбулентных полей давления.

Положения, выносимые на защиту

1. Комплексное исследование гидродинамических шумов обтекания: создание приемников турбулентных пульсаций с высокой разрешающей способностью; способов их градуировки; методов измерений и диагностики турбулентных давлений.

2. Результаты систематических экспериментальных исследований пристеночных пульсаций давления для решения акустикогидродинамических задач приема акустических сигналов в движущейся среде в условиях турбулентной гидродинамической помехи.

3. Методы регистрации спектра пристеночных турбулентных пульсаций давления, основанные на подавлении вибраций, температурной помехи и акустических шумов. Разработанные методы обеспечивают регистрацию без искажений турбулентных давлений при воздействии помех, порожденных как самим течением, так и работой оборудования.

4. В спектрах пульсаций давления в серии экспериментов на всплывающих устройствах проявляется изменение разрешающей способности приемников пульсаций давления в турбулентном пограничном слое, что приводит к систематической погрешности измерений на высоких частотах. Предложен метод корректировки спектров: метод подтвержден в серии экспериментов на всплывающих устройствах непосредственно на основе измерений пульсаций давления в одинаковых условиях миниатюрными и протяженными приемниками.

5. Алгоритмы регистрации статистик полей давления в турбулентном пограничном слое. Методы измерения частотно-волнового спектра турбулентных пульсаций давления.

6. Экспериментальный метод изучения характеристического функционала пристеночных турбулентных пульсаций давления по отклику приемника давления. Функциональная модель гидродинамических шумов обтекания в виде аддитивной смеси гауссовых и пуассоновых полей. Измерения ограниченного числа параметров поля пристеночных турбулентных пульсаций давления на основе функциональной модели могут служить для восстановления характеристических функционалов турбулентных давлений по результатам измерений.

Структура и объем диссертации

Работа общим объемом 325 страниц состоит из шести глав, заключения, приложения, списка литературы из 299 наименований. Она содержит 8 таблиц и 79 рисунков. В первой главе проводится анализ состояния проблемы экспериментальных исследований пристеночных турбулентных давлений, обосновывается выбор направления исследования и сформулированы цели и задачи диссертационной работы. Вторая глава является базовой и содержит результаты измерений спектров мощности и взаимных спектров пристеночных турбулентных давлений; представлены результаты разработки и исследования миниатюрных приемников турбулентных пульсаций давления с повышенной разрешающей способностью. В третьей главе представлены методы измерений спектральных компонент турбулентных пульсаций давления при воздействии на миниатюрный приемник вибраций, акустических шумов и температурных помех. Четвертая глава посвящена исследованию разрешающей способности электроакустических преобразователей пристеночных турбулентных давлений. В пятой главе представлен новый метод измерения крупномасштабных компонент частотно-волнового спектра турбулентных пульсаций давления. В шестой главе развит экспериментальный метод изучения характеристического функционала пристеночных турбулентных пульсаций давления по отклику приемника давления.

Глава 2. ИЗМЕРЕНИЕ ПРИСТЕНОЧНЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ ДАВЛЕНИЙ МИНИАТЮРНЫМИ ЭЛЕКТРОАКУСТИЧЕСКИМИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

2.1. Миниатюрные приемники гидродинамических шумов

Одна из основных проблем экспериментальных исследований пристеночных турбулентных давлений связана с влиянием размеров приемника турбулентных пульсаций на регистрацию пристеночных турбулентных пульсаций давления. В практике экспериментальных акустикогидродинамических исследований погрешность измерения переменного давления, создаваемого пристеночной турбулентностью, существенно зависит от геометрических параметров приемной поверхности преобразователя, формирующего электрический сигнал при воздействии потока на приемную поверхность. Пространственное осреднение (некогерентное суммирование) пульсаций давления на чувствительной поверхности преобразователя приводит к взаимной компенсации турбулентных пульсаций. Совершенствование метода регистрации псевдозвука на обтекаемой поверхности, повышение разрешающей способности регистрации пристеночных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое представляет собой актуальную задачу. Путь к уменьшению возникающей погрешности измерений гидродинамических шумов связан с использованием в эксперименте миниатюрных электроакустических преобразователей. В связи с этим методика расчета и конструирования миниатюрных приемников турбулентных пульсаций давления подробно рассматривается в настоящей диссертации.

Измерения пульсаций давления на обтекаемой поверхности под турбулентным пограничным слоем начались после того, как были получены первые результаты экспериментального исследования турбулентных пульсаций скорости. Реализация измерений пристеночных турбулентных давлений основана на методах обработки сигналов, развитых при изучении турбулентных пульсаций скорости и температуры. Принципиальное отличие связано с используемым при этом чувствительном элементом: при регистрации турбулентного давления осреднение пульсаций происходит не по одномерной нити датчика термоанемометра, а по двумерной области чувствительной поверхности приемника давления. В качестве чувствительного элемента при измерении пристеночных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое традиционно используется конденсаторные микрофоны в воздухе и пьезоке-рамические приемники — в воде. Ниже мы рассматриваем разработанные автором впервые в нашей стране миниатюрные пьезокерамические приемники пульсаций давления.

Пьезокерамические преобразователи широко распространены в технической акустике и при изучении Мирового океана. Их достоинства основаны на технологичности и простоте конструкции, надежности и стабильности характеристик при эксплуатации, прочности при высоких гидростатистических давлениях и устойчивости в морской воде. Важным фактором является возможность обеспечить практически любую форму приемной поверхности при малых размерах и относительной дешевизне.

Пьезоэлектрические приемники представляют интерес и для использования при аэродинамических и гидродинамических исследованиях. Электроакустические преобразователи на основе пьезокерамики получили широкое распространение при исследовании турбулентных пульсаций давления и анализе шумов обтекания. При выборе конструкции миниатюрных пьезоэлектрических преобразователей для регистрации турбулентных давления следует учитывать разнообразные и во многом противоречивые требования.

1. Сформулируем принципиальное требование к приемнику давления: электроакустический преобразователь не должен искажать тонкую структуру поля пристеночных турбулентных пульсаций давления. Приемник должен измерять турбулентные давления без искажения структуры потока.

Очевидно, что вынос чувствительного элемента в турбулентный пограничный слой не желателен, так как вызывает дополнительные аэродинамические возмущения. Однако при измерении пристеночных турбулентных давлений существует возможность избежать возмущений потока, используя совмещение приемника с обтекаемой границей и устанавливая миниатюрный электроакустический преобразователь заподлицо с обтекаемой поверхностью.

Очевидно, что форма обтекаемой поверхности определяет и конструктивные формы преобразователя. При исследовании структуры плоского турбулентного пограничного слоя миниатюрный приемник давления должен иметь плоскую чувствительную поверхность, чтобы исключить любую возможность дополнительной турбулизации потока на рабочей поверхности измерительного преобразователя. Недопустимы шероховатости как на обтекаемой потоком конструкции, так и на поверхности пьезокерамики. Особое внимание следует уделять тщательности совмещения преобразователя заподлицо с обтекаемой конструкцией.

2. Миниатюрный приемник пульсаций давления должен иметь равномерную широкополосную частотную характеристику чувствительности к давлению: обычно от десятков герц до десятков килогерц. Создание такого универсального пьезоэлектрического преобразователя вызывает дополнительные трудности. Практически чувствительность пьезоприемника не зависит от частоты в том случае, когда собственный резонанс механической системы преобразователя расположен вне области измерений. Чувствительность пьезоэлектрического приемника на низких частотах определяется характеристиками приемного усилителя и будет рассматриваться ниже.

3. Изменение чувствительности измерительного преобразователя, вызванное некогерентным суммированием турбулентных пульсаций давления, определяет требования к пространственной разрешающей способности приемника турбулентных давлений.

Истинное переменное давление, создаваемое пристеночной турбулентностью, может быть измерено только приемником давления, размеры чувствительной поверхности которого малы по сравнению с масштабом локальных пульсаций давления. Качественным критерием измерений без искажений мелкомасштабных пульсаций давления является условие {Романенко, 1976):

2.1) где D — диаметр приемной поверхности преобразователя; Хт — характерный масштаб турбулентных давлений. / где Uсо— средняя скорость набегающего потока; 11ф — фазовая скорость переноса волновых компонент поля давлений;/ — частота измеряемых пульсаций.

Оценки влияния размеров приемника на измерение пристеночных турбулентных пульсаций в рамках модели «замороженной» турбулентности (Го-лямина, Грешилов, Миронов, Расторгуев, 2001) показывают, что для приема пульсаций давления без искажений при больших числах Рейнольдса в диапазоне частот

0,1и2 д

2п/< размер приемника должен удовлетворять неравенству: U„

D < ■—23/ ид — динамическая скорость потока, v — коэффициент кинематической вязкости.

В диапазоне частот ОД и я

2тг/ ^ ———, v где высокочастотные пульсации обусловлены нестационарными процессами генерации турбулентности на границе вязкого подслоя, критерий разрешения мелкомасштабных пульсаций выражается соотношением

D < (20-30)—. иД

Отсюда следует общий вывод, что для разрешения турбулентных пульсаций давления без искажения при исследовании пристеночных турбулентных давлений необходимо использовать только миниатюрные электроакустические преобразователи. Оценки показывают, что для измерений пульсаций давления на стенке рабочего участка в малошумной аэродинамической трубе при типичных значениях скорости потока на частоте 3 КГц, например, масштаб приемной поверхности приемника пульсаций должен быть менее 3 мм.

4. Существенным требованием является необходимость обеспечить виброизоляцию приемника от обтекаемой потоком конструкции, чтобы избежать влияния вибрационных помех на измерение спектральных компонент турбулентных давлений. Это требование контролируется специальными измерениями на вибростенде чувствительности преобразователя турбулентных пульсаций давления к вибрациям.

При разработке и применении миниатюрных приемников экспериментатор сталкивается с тем, что, при размещении приемника заподлицо с обтекаемой поверхностью, чувствительный элемент оказывается в зоне интенсивных вибраций, порождаемых турбулентным потоком (.Андреев, Вейп, 1980). Необходимо уменьшать чувствительность приемника к вибрациям.

Однако стандартные методы, связанные с созданием вибродемпфирующих конструкций преобразователей, не эффективны на низких частотах и при этом увеличивают геометрические размеры приемника {Григорьяи, Михайлов, 1978).

Перспективным методом уменьшения виброчувствителыюсти преобразователя и подавления влияния вибраций является использование для компенсации вибрационных сигналов свойства конструкции самого приемника. Реализация помехоустойчивых измерений турбулентных пульсаций давления на основе методов пространственной фильтрации рассматривается в третьей главе работы.

Отметим здесь, что выполнение рассмотренных четырех условий разрешения турбулентных пульсаций обеспечивает согласование электроакустического преобразователя с турбулентной средой.

5. Далее рассмотрим условия согласования преобразователя турбулентных пульсаций давления с приемно-усилительным трактом измерительного комплекса. Эти условия позволяют определить требуемую величину ур чувствительности миниатюрного приемника к давлению и значение его электрического импеданса z.

В акустике принято выражать чувствительность ур преобразователя как отношение развиваемого им электрического напряжения U к воздействующему на приемную поверхность поля давления Р:

Т,=7 (2-3)

Исходным при расчете величины чувствительности ур, необходимой для регистрации пульсационных давлений, является обычное условие корректных измерений полезного сигнала UT на фоне электрических шумов при-емно-усилительного тракта:

UT min>10, (2.4) иш где UTmin — тот минимальный уровень электрического сигнала, что регистрируется приемником турбулентных давлений на фоне собственных шумов тракта 1/ш.

Чувствительность преобразователя определяется в лаборатории для конкретной измерительной установки; перед расчетом необходимо получить экспериментальные соотношения между спектрами турбулентных пульсаций давления и электрическими шумами измерительной установки. В качестве примера на рис. 2.1 показаны спектры псевдозвуковых давлений в аэродинамической трубе ЦНИИ имени Крылова, измеренные разработанным автором миниатюрным приемником пульсаций давления с размером чувствительного элемента 3 мм. Скорости потока равны, соответственно, 15, 20 и 30 м/с; здесь же на рисунке представлены электрические шумы тракта иш. Сигналы приемника подавались на анализатор спектра фирмы «Брюэль и Кьяр» типа

Рис. 2.1. Спектральные уровни турбулентного давления и электрических шумов в аэродинамической трубе

Затем для значения иш уровня шумов, зарегистрированных в аэродинамической трубе, из условия (2.4) можно получить оценку требуемой величины UTmi„.

Далее для наименьших средних скоростей турбулентного потока в области высоких частот спектра турбулентных давлений задается значение Pi{f). Затем по выражению (2.3) рассчитывается значение чувствительности /р, необходимое для корректных измерений турбулентных пульсаций давления.

В логарифмическом масштабе для расчета чувствительности преобразователя турбулентных пристеночных давлений получим:

Для рассматриваемого примера с измерениями пристеночных пульсаций давления в аэродинамической трубе (см. рис. 2.1) оценки показывают, что пьезоэлектрический приемник турбулентных давлений в этих условиях должен иметь чувствительность к турбулентным пульсациям давления порядка 1 мкВ/Па.

6. При разработке миниатюрных пьезоэлектрических преобразователей турбулентных пульсаций определяющим условием является соотношение между входным сопротивлением предварительного усилителя анализатора спектра Явх и электрическим импедансом приемника псевдозвука Znp.

Пьезоэлектрический приемник в области низких частот представляет собой для измерительного усилителя высокоомный источник сигнала, имеющий емкостное сопротивление

Частотная характеристика входной цепи измерительного усилителя, эквивалентная схема которой показана на рис. 2.2, в этом случае имеет вид

20 lg у „ U) = 20 lg UTmin (/) - 20 lg Рт (fb)

2.5)

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА евх епр

Jl + (coRex Cnpf

2.6) где Uex — электрическое напряжение, поступающее на вход усилителя; и„р— напряжение, формирующееся преобразователем при воздействии пульсационного давления; Rex — входное сеточное сопротивление усилителя; со — круговая частота.

4гС пр блув ff>

Рис. 2.2. Эквивалентная схема входной цепи

При фиксированном значении входного сопротивления Rex именно величина электрической емкости Спр, определенная геометрическими параметрами чувствительного элемента пьезоэлектрического преобразователя, влияет на величину погрешности 5 передачи электрического сигнала Unp на вход измерительного усилителя.

Приведем результаты оценки этой погрешности по формуле Uex

5 = 1

Unp

В нашем расчете для безразмерной постоянной цепи Q = соRexCnp частота изменялась от 100 Гц до 10 КГц; фиксированное значение входного сеточного сопротивления усилителя R6X = 2,2x10 Ом.

Таблица 2.1

Постоянная цепи Q = (aRexC„p 7 3 1,7 1,3 1

Погрешность передачи 8, % 0,9 5 10 20 30

Выполненные оценки позволяют сделать общий вывод: погрешность передачи увеличивается, если уменьшается значение электрической емкости преобразователя. Последнее, однако, неизбежно, если использовать в измерениях в турбулентном потоке миниатюрные пьезоэлектрические приемники в форме диска из пьезокерамики.

Влияние электрической емкости на частотную характеристику пьезоэлектрического преобразователя показано на рис. 2.3.

Рис. 2.3. Влияние электрической емкости на частотную характеристику пьезоэлектрического преобразователя

Из рис. 2.3 видно, что чем меньше величина электрической емкости пьезоэлемента, тем значительнее искажение чувствительности преобразователя на низких частотах. Если же увеличивать электрическую емкость Спр, то это неизбежно приведет к росту геометрических размеров чувствительной поверхности, что приводит к ухудшению разрешающей способности приемника при регистрации турбулентности в силу самоподавления мелкомасштабных компонент пульсаций давления при некогерентном суммировании.

Конечно, можно в качестве чувствительного пьезоэлемента применять пьезоэлектрическую пластину: уменьшать ее диаметр для улучшения разрешающей способности и уменьшать толщину — для повышения значения электрической емкости Спр. Однако это неизбежно приведет к заметному уменьшению чувствительности приемника ур — ниже предельно допустимых значений.

На практике минимально допустимое значение электрической емкости для того, чтобы пьезоэлектрический преобразователь, работающий с измерительным усилителем, имеющим входное сопротивление Rex, сохранял равномерную частотную характеристику чувствительности до нижней частоты рабочего диапазона/„, определяется из условия: Rex > (3-5)Znp.

Кроме того, следует учитывать шунтирующее влияние электрической емкости соединительного кабеля между преобразователем и измерительным усилителем. Такое влияние неизбежно, так как измерительный усилитель в эксперименте устанавливается на конечном расстоянии от рабочего участка экспериментальной установки, например, аэродинамической трубы. Это приводит к необходимости обеспечить дополнительное увеличение электрической емкости Спр.

Действительно, легко показать, что на вход измерительного усилителя от приемника пульсаций давления поступает сигнал Uex

Uex — Unp ■-——,

Спр+Скаб где Скаб — электрическая емкость соединительного кабеля.

Например, для пьезоэлектрического преобразователя, работающего на измерительный усилитель спектроанализатора «Брюэль и Къер» с входным сопротивлением Явх = 2,2x106 Ом, в области частот 200-10000 Гц при электрической емкости соединительного кабеля Скаб =7 00 пкф получено, что Спря 1000 пкф.

Рассмотрим технологию изготовления, известные конструкции и характеристики тех типов приемников турбулентных пульсаций давления, которыми были выполнены исследования турбулентных давлений на твердой стенке за три последних десятилетия. Для того чтобы продемонстрировать достигнутый в этой области уровень измерительной техники, мы проанализировали различные сведения о средствах измерения пульсаций давления при описании экспериментов в турбулентном пограничном слое. Основные параметры измерительных преобразователей пристеночных давлений представлены в табл. П.1 Приложения.

Один из первых миниатюрных приемников пульсаций давления, как показывают данные табл. П.1, был разработан Виллмартом (Willmarth, 1956) в Лаборатории аэромеханики Калифорнийского технологического института. На рис. 2.4 представлено устройство приемника Виллмарта.

Рис.2.4. Приемник пульсаций давления Виллмарта (Willmarth, 1956)

Чувствительный элемент приемника выполнен в форме круглой пластинки диаметром 4 мм и толщиной 1 мм из пьезокерамики титаната бария. На внешних поверхностях пластины нанесены электроды. Поляризация пьеизоляционна пластин диск из ВаТЮз

04 мм Д1 мм зоэлемента производится по толщине пластинки таким способом, чтобы вектор поляризации был направлен перпендикулярно плоскости электродов.

Отметим, что электрод пьезоэлемента находится в непосредственном контакте с корпусом, выполненным из латуни; другой электрод соединен микропроводом диаметром 0,076 мм с центральной жилой коаксиального кабеля. Контакт с электродом при этом обеспечен пайкой низкотемпературным припоем. Корпус приемника монтировался заподлицо со стенкой аэродинамической трубы. Для снижения влияния вибраций было применено вибродемпфирование — использованы изолирующие кольца. Заземление преобразователя было выполнено серебряной проводящей краской при вклеивании пьезокерамического диска в латунный корпус.

Виллмарт специально отметил технологические трудности, связанные с изготовлением миниатюрных пьезокерамических чувствительных элементов. Диски были вырезаны из предварительно поляризованной пьезокерамиче-ской пластины с помощью тонкостенной вращающейся медной трубки и шлифовального порошка. Для сохранения поляризации из-за сравнительно невысокой температуры точки Кюри титаната бария пьезокерамическая пластина в процессе изготовления охлаждалась водой.

Приемник пульсаций давления работает следующим образом. Турбулентные давления воздействуют на поверхность пьезокерамического диска и возбуждают в нем продольные механические колебания по толщине, вызванные деформацией сжатие — растяжение. В результате в силу пьезоэффекта на электродах появляется электрический потенциал, передаваемый по соединительному кабелю к измерительному усилителю. Чувствительность этого приемника равна ур = 8,8 мкВ/н/м ; электрическая емкость 110 пкф. Отметим недостатки приемника Виллмарта. Во-первых, он имеет неравномерную амплитудно-частотную характеристику чувствительности в области измерений пристеночных пульсаций давления: от 300 до 1500 Гц (см. рис. 2.5) с резонансом на 6,5 КГц в рабочем диапазоне частот. Во-вторых, для согласования такого приемника с измерительным усилителем было необходимо разработать специальный высокоомный предварительный усилитель с входным со

Рис. 2.5. Частотная характеристика чувствительности приемника (Willmarth, 1956)

Эта конструкция была усовершенствована в следующей работе Вил-лмарта (Willmarth, 1958). Для увеличения электрической емкости преобразователя пульсаций давления и снижения его электрического импеданса было использовано параллельное соединение двух круглых пластинок (дисков) из пьезокерамики титаната бария одинаковых размеров — диаметров 4,12 мм. Верхний пьезокерамический диск имеет отверстие для вывода внутреннего электрода. Между собой пьезодиски электрически соединены серебряной проводящей краской и клеем. Приемник имел емкость 220 пкф; чувствительность ур = 8,8 мкВ/Па и при этом была улучшена частотная характеристика — после заполнения внутренней полости корпуса вокруг второго вывода церезином.

Для повышения чувствительности миниатюрных приемников в следующих работах (Willmarth, 1962) пьезокерамика титаната бария как активный материал для чувствительного элемента была заменена в тех же конструкциях новым, наиболее эффективным пьезокерамическим материалом PZT, представляющим собой твердый раствор цирконата свинца и титаната свинца. противлением Rex = 280x106 ом. те/иная

В России эти пьезоэлектрические материалы получили название пьезо-керамики ЦТС. Существенно, что пьезокерамика ЦТС работоспособна в широком диапазоне температур: от -180 до +250°С; обладает высокими значениями пьезомодулей и коэффициента электромеханической связи. Применение свинцово-содержащих составов пьезокерамики, например, в той же конструкции Виллмарта позволило при чувствительном элементе тех же размеров вдвое увеличить чувствительность измерительного преобразователя {Willmarth, 1962), как показано в табл. ПЛ.

Другой вариант приемника пульсаций давления с улучшенной пространственной разрешающей способностью был разработан Кистлером (Ki-stler, 1964). В конструкции приемника чувствительный элемент был также изготовлен из свинцово-содержащей пьезокерамики PZT и имел форму круглой пластинки-диска диаметром 2,5 мм. Не удались попытки, предпринятые для повышения электрической емкости, смонтировать чувствительный элемент в виде столбика из электрически параллельно соединенных дисков диаметром 2,5 мм, так как тогда в рабочем диапазоне частот измерений пульса-ционных давлений возникали посторонние сигналы-помехи из-за вибраций столбика. Выполненный из одного пьезокерамического диска приемник пульсаций имел чрезвычайно малую электрическую емкость, равную 15 пкф, и мог эффективно работать на частотах 1000-5000 Гц только на специально разработанный согласующий усилитель с входным сопротивлением, превышающим 100х106 Ом.

Приемник Кистлера имел чувствительность 1,5 мкВ/Па. После того, как был устранен «микрофонный» эффект токовыводов от пьезоэлемента — было заполнено свободное пространство внутри корпуса приемника эпоксидной смолой, удалось получить равномерную амплитудно-частотную характеристику чувствительности преобразователя в диапазоне частот от 1 до 600 КГц.

Третий вариант приемника пульсаций давления, применявшийся в зарубежных исследованиях, был разработан Клинчем (Clinch, 1966). Чувствительный элемент был выполнен в форме тонкой круглой пластинки (диска) из свинцово-содержащей пьезокерамики PZT диаметром 0,5 мм и толщиной 0,25 мм. Пластинка имеет серебряные электроды на верхней и нижней поверхности диска. Поляризация пьезоэлемента производится в направлении по толщине пластинки между электродами, так что вектор поляризации направлен перпендикулярно электродам. Конструкция приемника Клинча отличается тем, что миниатюрные чувствительные элементы объединены в многоэлементный блок в общем латунном корпусе диаметром 37,5 мм и высотой 12,5 мм. В корпусе была выполнена Т-образная выемка длиной 25 мм, глубиной 0,75 мм и шириной 2 мм. В этой выемке монтируются 19 миниатюрных чувствительных элементов диаметром 0,5 мм; 10 в продольном и 9 в поперечном направлениях, образуя крестообразную фигуру. Затем многоэлементный блок устанавливается в измерительном участке аэродинамического стенда. Преимущество применения многоэлементного блока приемников связано с возможностью проведения непрерывных корреляционных измерений турбулентных давлений как вдоль потока, так и в поперечном направлении относительно средней скорости. При этом не требуется переставлять миниатюрные преобразователи и прерывать эксперимент. Для измерения продольной и поперечной пространственной корреляции пульсаций давления конструкция многоэлементного блока, разработанного Клинчем, обеспечивает изменение расстояния между приемниками от минимального — 0,75 мм до наибольшего — 2,28 мм.

Технология и разработка многоэлементного блока миниатюрных пье-зокерамических приемников пульсаций давления рассмотрена в работе {Clinch, 1966). Изготовление преобразователя Клинча было выполнено под микроскопом при сорокакратном увеличении. Вначале в латунном корпусе блока для установки миниатюрного чувствительного элемента высверливалось отверстие диаметром 0,5 мм. Корпус нагревался, и посадочное отверстие для чувствительного элемента пропаивалось оловом при температуре припоя 180°С, затем после охлаждения корпуса блока пьезокерамические пластинки диаметром 0,5 мм вклеивались в посадочные отверстия проводящей эпоксидной смолой. Электрический вывод от каждого чувствительного элемента был выполнен тонким золотым микропроводом диаметром 0,0025 мм.

Каждый чувствительный элемент собирался из двух идентичных пье-зокерамических пластин. Вторая пьезопластина соединялась электрически параллельно с первой для повышения электрической емкости миниатюрных преобразователей и уменьшения электрического импеданса. Отрицательные токовыводы от пьезоэлементов заземлялись на латунный корпус. Положительные токовыводы через специальный разъем подсоединялись коротким кабелем к согласующему предварительному усилителю с входным сопротивлением Rex =300x106 Ом и коэффициентом усиления 30 дБ. В собранном виде многоэлементный блок миниатюрных приемников заполимеризовывается в эпоксидную смолу, что позволило избежать в эксперименте дополнительных аэродинамических возмущений. Вибродемпфирование чувствительных элементов обеспечено размещением силиконовой резиновой прокладки между отдельными пьезоэлементами и установкой специального круглого резинового кольца между латунным корпусом блока и стенкой аэродинамической трубы в рабочем участке.

Рассмотрим методику градуировки преобразователя пристеночных пульсаций давления, проведенную в работе (Clinch, 1966). Во-первых, многоэлементный блок был установлен на стенке ударной трубы; так была исследована линейность характеристик миниатюрных приемников во всем диапазоне амплитуд ударных волн. Во-вторых, были получены амплитудно-частотные характеристики чувствительности приемников методом сравнения со стандартным конденсаторным микрофоном. Звуковое давление, создаваемое громкоговорителем, при градуировке изменялось от 135 до 160 дБ относительно порога Pq = 2x10~5 н/Па. Миниатюрные приемники имели равномерную амплитудно-частотную характеристику чувствительности в области от 100 Гц до 20 КГц. Чувствительность приемника была 3 мкВ/Па.

В конструкции всех рассмотренных нами вариантов приемников пульсаций давления чувствительным элементом служит тонкая пьезокерамиче-ская пластинка, работающая на продольных колебаниях по толщине в доре-зонансной области частот электроакустического преобразователя.

Работа в диапазоне частот вдали от резонанса обеспечивает практически безынерционность приемника пульсаций давления. Высокая разрешающая пространственная способность достигается уменьшением геометрических размеров приемной поверхности. Компромисс между стремлением получить высокую чувствительность приемника и сохранить максимальное значение электрической емкости определяет толщину пластинки. Как известно, у пьезокерамических пластинчатых приемников давления чувствительность прямо пропорциональна толщине пластинки, а электрическая емкость — обратно пропорциональна.

При применении пьезокерамических пластинок в качестве чувствительных элементов миниатюрных приемников пульсаций давления для сохранения постоянной величины чувствительности на низких частотах обязательно использование согласующих высокоомных предварительных усилителей с входным сопротивлением порядка 300 МОм. Разработка малошумных миниатюрных усилителей такого типа представляет для экспериментатора самостоятельную задачу.

Заключение диссертации по теме «Акустика», Кудашев, Ефим Борисович

Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом.

1. Для изучения гидродинамических шумов обтекания созданы миниатюрные приемники пристенных пульсаций давления турбулентного пограничного слоя, отличающиеся высокой пространственной разрешающей способностью, малыми размерами чувствительного элемента - порядка 1 мм и высокой чувствительностью в широком диапазоне измерения турбулентных пульсаций давления. На основе миниатюрных приемников разработаны рабочие средства измерения пульсаций давления, способы градуировки и исключения погрешностей измерений, созданы диагностические системы шумов обтекания с высокой разрешающей способностью в форме многоэлементных блоков точечных электроакустических преобразователей и разработано метрологическое обеспечение измерения шумов обтекания.

2. В рамках единого комплексного подхода для решения акусто-гидродинамических задач приема акустических сигналов в движущейся среде в условиях турбулентной гидродинамической помехи выполнены систематические исследования частотных спектров и взаимных спектров турбулентных пульсаций давления во множестве условий и устройств: аэродинамические и кавитационные трубы, всплывающие устройства в условиях глубокого моря, гидравлические лотки, струйные установки. Разработанные автором миниатюрные датчики устойчиво и надежно работают длительное время при изучении источников гидродинамических шумов и при диагностике турбулентных потоков в судовой акустике, в энергомашиностроении и гидротехнических исследованиях.

3. Принципиально новым достижением является создание методов измерений и технических средств регистрации спектра пристеночных турбулентных пульсаций давления, основанных на подавлении вибраций, температурной помехи и акустических шумов, порожденных как самим течением, так и работой оборудования: предложены и реализованы способы определения спектральных компонент турбулентных пульсаций давления на фоне вибрационной помехи; разработаны схемы устройств и конструкции, обеспечивающие диагностику пульсаций давления при воздействии вибраций; уровень вибраций в диапазоне частот от 20 Гц до 3 КГц снижен на 20-30 дБ; предложен и исследован метод подавления акустических помех; создана и экспериментально исследована конструкция компенсированного приемника турбулентных пульсаций давления, подавляющего акустическую помеху в условиях аэродинамических стендов и при проведении исследований шумов обтекания, на натурных объектах; обеспечено подавление акустической помехи на 20 дБ в диапазоне частот от 750 Гц до 3000 Гц при малых дозвуковых скоростях потока; проведены исследования компенсации температурной помехи, обусловленной пироэлектрическими свойствами пьезоэлектрического преобразователя; обеспечено в широком частотно-волновом диапазоне уменьшение чувствительности приемника давления к пристеночным флуктуациям температуры на несколько порядков величин.

4. Разработаны алгоритмы регистрации статистик полей давления в турбулентном пограничном слое. Предложены и исследованы новые методы измерения частотно-волновых спектров турбулентных давлений с помощью пространственных фильтров в виде решеток датчиков, позволяющие восстанавливать волновые спектры по результатам измерений. Предложен и разработан новый способ измерения чувствительности электроакустических преобразователей к волновому спектру. Для прямых измерений спектральной плотности волновых векторов предложена и исследована конструкция волнового фильтра в виде акустического преобразователя с гармоническим законом распределения локальной чувствительности; предложен метод фазированных волновых спектроанализаторов. Практическая реализуемость измерений волнового спектра доказана тем, что в области энергонесущих масштабов турбулентных давлений при количестве элементов в решетке N > 20 отклик преобразователя на 5-7 дБ превышает сигнал одиночного датчика при эквивалентном когерентном воздействии.

5. Построена теория пространственной разрешающей способности приемников турбулентных пульсаций давления. Показано, что осредняющее действие приемника конечных волновых размеров является одним из главных источников погрешности измерений шумов обтекания. Метод исключения погрешности был подтвержден непосредственно на основе измерений спектров пульсаций давления миниатюрными и протяженными приемниками в серии экспериментов на всплывающих устройствах.

6. Предложен и апробирован метод экспериментального изучения характеристического функционала турбулентных давлений. Развит экспериментальный метод оценок характеристических функционалов и функционалов плотности вероятности пульсаций давления. Измерение характеристического функционала турбулентных давлений проводится на основе пространственной фильтрации случайных полей давления с использованием широкого класса функциональных аргументов. Предложена и исследована функциональная модель гидродинамических шумов обтекания в форме аддитивной смеси гауссовых и пуассоновых полей турбулентных пульсаций давления. Показано, что измерения ограниченного числа параметров поля пристеночных турбулентных пульсаций давления могут служить для восстановления характеристических функционалов турбулентных давлений по результатам измерений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Кудашев, Ефим Борисович, 2003 год

1. Кудашев Е.Б. (1969а) Измерение турбулентности акустическими приемниками // Изв. СО АН СССР, сер. технич. наук, 1969, № 3(163), 3. С. 20-24.

2. Кудашев Е.Б. (19696) Избирательность акустического приемника в турбулентном потоке // Инжен.-физич. журн. 1969. Т. 17, № 3. С. 416-422.

3. Кудашев Е.Б. (1969в) Работа электроакустического преобразователя в статистическом поле давления // Труды ЦНИИ им. акад. А.Н. Крылова, 1969. Вып. 42. С. 89-96.

4. Кудашев Е.Б. (1970а) Корреляционные микроприемники пульсационного давления // Турбулентные течения. М.: Наука, 1970. С. 247-250.

5. Кудашев Е.Б. (19706) Проблемы метрологии статистических измерений турбулентного давления // Изв. ВНИИ гидротехн. Т. 94. Л.: Энергия, 1970. С. 238-251.

6. Кудашев Е.Б. (1972) Новые измерительные преобразователи пульсаций давления // Изв. ВНИИ гидротехн. Т. 97. JL: Энергия. 1972. С. 45-48.

7. Кудашев Е.Б. (1980а) К вопросу о компенсации вибраций при исследовании шумов обтекания // Тр. Ленингр. Корабл. ин-та. Судов, акуст. Л.: ЛКИ.1980. С. 41-48.

8. Кудашев Е.Б. (1981) Определение турбулентных пульсаций давления в реальном эксперименте // Докл. 7-я конф. по аэроакустике М.: ЦАГИ. 1981. С. 276-277.

9. Кудашев Е.Б. (19826) Аппаратурный волновой спектральный анализ турбулентных давлений // Анализ и обработка акустической информацией. Третья Дальневосточная акустическая конференция. Часть 3. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1982. С. 140-143.

10. Кудашев Е.Б. (19876) Повышение разрешающей способности измерения турбулентных давлений // Проблемы гидромеханики в освоении океана. Поверхностные и внутренние волны в океане. Часть 1. Киев: Институт гидромеханики АН УССР, 1987. С. 94-95.

11. Кудашев Е.Б. (1986) Активная компенсация шумов и вибраций при измерении гидродинамических нагрузок гидротехническим сооружениям // Изв. ВНИИ гидротех. Автомат, измер. в исслед. по гидротехн. Т. 190. J1.: Энергия, 1986. С. 91-95.

12. Кудашев Е.Б. (1987в) Определение негауссовой статистики пульсаций давления на границе потока как задача обработки сигналов // Изв. ВНИИ гидротехн. Математ. моделирование энергет. сооружений. Т. 202. JL: Энергия, 1987. С. 87-90.

13. Кудашев Е.Б. (2003в) Миниатюрные и протяженные приемники пристеночных пульсаций давления // Акустич. измерения. Аэроакустика. Тр. XIII Сессии Российского Акустического общества. Т. 2. С. 44-47,- М.: ГЕОС, 2003.

14. Кудашев Е.Б., Попов А.И. (1971) Разрешающая способность приемников турбулентных пульсаций скорости и давления в турбулентном потоке // Метрология. 1971. № 7. С. 51-57.

15. Герасимова И.М., Кудашев Е.Б., Степанов Б.М. (1971) Повышение разрешающей способности датчиков турбулентных пульсаций давления // Доклады 7 Всес. акуст. конф. Л.: АН СССР. 1971 С. 258-260.

16. Кудашев Е.Б., Попов А.И. (1971) Влияние пироэлектрического эффекта на измерение турбулентных пульсаций пьезоэлектрическими датчиками // Доклады 7 Всес. акуст. конф. JI.: АН СССР. 1971. С. 260-263.

17. Кудашев Е.Б., Веребъевский И.Д. (1972) Автор, свид. № 329427 ГосКом изо-брет. СовМин СССР на изобрет. «Способ градуировки преобразователей турбулентных пульсаций давления» // Бюлл. изобретений. 1972. № 7.

18. Кудашев Е.Б., Веребъевский И.Д., Волков B.C. (1973) Измерение пульсаций давления на фоне вибрационного шума // Докл. 8 Всес. Акуст. конф.Секция Р. М.: Акуст. ин-т, 1973. С. 44-47.

19. Клещев А.А., Кудашев Е.Б., Попов А.И. (1974) Особенности измерения турбулентных пульсаций // Труды Ленингр. Кораблестр. ин-та. Вып. 89. Л.: ЛКИ, 1974. С. 79-82.

20. Кудашев Е.Б., Веребъевский ИД., Потапенко М.М. (1974) Автор, свид. № 432359 ГосКом изобр.СовМин СССР на изобр. «Способ градуировки преобразователей турбулентных пульсаций давления» // Бюлл. изобр. 1974. №22.

21. Кудашев Е.Б., Камолкин В.В., Степанов Б.М. (1974) Автор, свид. № 415524 ГосКом изобр. СовМин СССР на изобр. «Преобразователь давления» // • Бюлл. изобр. 1974. № 6.

22. Веребъевский И.Д., Кудашев Е.Б. (1975) Градуировка измерительных преобразователей турбулентных пульсаций давления // Исследования в области гидродинамических измерений. Тр. метролог, ин-тов СССР. Вып. 157 (217). М.: Изд.станд., 1975. С.101-106.

23. Кудашев Е.Б., Веребъевский И.Д., Волков B.C. (1975) Автор, свидет. № 469069 ГосКом изобр. СовМин СССР на изобр. «Преобразователь пульсаций давления» // Бюлл. изобр. 1975. № 16.

24. Кудашев Е.Б., Веребъевский И.Д. (1975) Измерение турбулентных пульсаций давления на фоне акустических помех // Исслед. гидродинам, измер. Тр. метролог, ин-тов СССР. 1975. Вып. 157(217). С. 107-111.

25. Кудашев Е Б, Яблоник JI.P. (1977а) Определение частотно-волнового спектра турбулентных пульсаций давления // Акуст. журн. 1977. Т. 23. №. 4. С. 615-620.

26. Кудашев Е.Б., Яблоник JI.P. (19776) О прямых измерениях частотно-волнового спектра турбулентных пульсаций давления // Докл. 9 Всес. акуст. конф. Гидродинам, акустика. М.: Акуст. ин-т, 1977. С. 41-44.

27. Кудашев Е.Б., Кусонин Н.Г., Решетов Л.А., Строчило А.Г. (1977) О волновых спектрах источника звука в случайно-неоднородной среде // Труды Jle-нингр. Кораблестр. ин-та. Судов, акуст. Л.: ЛКИ. 1977. С. 44-47.

28. Жданов А.И., Кудашев Е.Б., Кусонин Н.Г. (1978) О спектральном анализе случайных полей // Труды Ленингр. Кораблестр. ин-та. Судов, акуст. Л.: ЛКИ, 1978. С. 33-37.

29. Кудашев Е.Б., Жданов А.И., Решетов Л.А. (1979) Влияние турбулентности на направленность линейной решетки // НТО им. акад. А.Н. Крылова. Акуст. в судостр. Вып. 259. Дифракц. и вероятн. задачи судов, акуст. Л.: Судостроение, 1979. С.74-79.

30. Жданов A.M., Кудашев Е.Б., Решетов Л.А. (1979) Автор, свид. № 703768 ГосКом изобр. СССР на изобретение «Анализатор спектра» //Бюлл. изобр. №46. 1979.

31. Кудашев Е.Б., Жданов А.И., Решетов Л.А., Строчило А.Г. (1980) Автор, свид. №718787 ГосКом изобр. СССР на изобретение «Способ определения составляющих скорости течения жидкости или газа» // Бюлл. изобрет. 1980. №8.

32. Кудашев Е.Б., Яблоник JT.P. (1980) Автор, свид. № 723418 ГосКом изобрет. СССР на изобретение «Способ определения чувствительности приемника пульсаций давления к волновому спектру» // Бюлл. изобрет. 1980. № 11.

33. Кудашев Е.Б., Аграновский К.Ю., Чернышов А.А., Яблоник JJ.P. (1981) Автор. свид.№ 800746 ГосКом изобр. СССР на изобретение «Способ определения турбулентных пульсаций давления на фоне вибрационной помехи» //Бюлл. изобр. 1981.№4.

34. Кудашев Е.Б., Жданов А.И., Решетов Л.А., Яблоник JI.P. (1981) Автор, свид. №813301 ГосКом изобр. СССР на изобретение «Способ спектрального анализа случайных полей» // Бюлл. изобр. 1981. № 10.

35. Кудашев Е Б, Яблоник JI.P. (1982) Пространственный спектральный анализ турбулентных давлений в пограничном слое // Доклады 2 Всес. Симпоз. по физике акуст.-гидродинам. явлений и оптоакуст. М.: Наука, 1982. С. 170-173.

36. Кудашев Е.Б., Яблоник JI.P. (1983) Измерение пульсаций давления в турбулентном пограничном слое — компенсация вибрационной помехи // Докл. X Всес. акуст. конф. Гидродинам, акустика. М.: Акуст. ин-т, 1983. С. 16-19.

37. Зеликман М.А., Кудашев Е.Б. (1984) Влияние неравновесности функций распределения на величину скачка Капицы на границе между сверхпроводником и диэлектриком // ЖЭТФ. 1984. Т. 87. Вып. 2(8). С. 616-622.

38. Кудашев Е.Б, Яблоник JI.P. (19866) Влияние температурных неоднородностей среды на регистрируемые пьезоприемником шумы обтекания // Акуст. журн. 1986. Т. 32. № 1. с. 127-128.

39. Кудашев Е.Б, Яблоник JI.P. (1986в) Активная компенсация вибрационной помехи при измерении турбулентных пульсаций давления // Изв. вуз. Энергетика. 1986. № 2. С. 72-76.

40. Кудашев Е.Б, Яблоник JI.P. (1986г) Активная компенсация акустических и температурных шумов при измерении турбулентных давлений // Изв. вуз. Энергетика. 1986. № 8. С. 77-81.

41. Кудашев Е.Б., Яблоник Л.Р. (1999) Экспериментальный метод оценки характеристического функционала и многомерных характеристических функций турбулентных пульсаций давления // Акуст. журн., 1999. Т. 45. № 4. С. 524-528.

42. Kudashev Е.В., Yablonik L.R. (2001) Flow noise and functional models of wall-turbulent pressure // 17th Intern. Congress on Acoustics (17th ICA), "17th ICA Proceedings, Rome 2001" CD. V. II. Underwater acoustics. P. 32-33.

43. Кудашев Е.Б., Яблоник JI.P. (2001) Функциональные модели поля пристеночных турбулентных давлений // Распростр. дифракция, волн. Тр. XI Сессии Росс, акуст. общества. Т. 1. М.: Акуст. ин-т, 2001. С. 238-241.

44. Кудашев Е.Б., Яблоник JI.P. (2002) Простые модели характеристического функционала применительно к задачам гидродинамической акустики // Акуст. журн. 2002. Т. 48. № 3. С. 371-375.

45. Авиационная акустика (1973) / В.И. Ганабаев, Е.В. Власов, Б.М. Ефимцов и др. / Под ред. А.Г. Мунина и В.Е. Квитки. М.: Машиностроение, 1973.

46. Акустика турбулентных потоков (1983) / Под ред. А.В. Римского-Корсакова. М.: Наука, 1983.

47. Абаимов С.Г., Рыбак С.А. (1997) Волновые неустойчивости в ламинарном пограничном слое // Акустич. журн. 1997. Т. 43. № 5. С. 581-585.

48. Андреев Н.К, Смольяков А.В., Ткаченко В.М. (1975) О разномасштабных компонентах турбулентных давлений в пограничном слое // Симпозиум по физике акустико-гидродинамических явлений. М.: Наука, 1975. С. 202-205.

49. Аронов Б. С. (1980) Об электромеханическом преобразовании энергии при деформации изгиба тонких пьезокерамических пластин // Докл. АН УССР. Сер. А. 1980. № 3. С. 33-36.

50. Аронов Б.С., Никитин Л.Б. (1981) О расчете колебаний пьезокерамических пластин // Акустич. журн. 1981. Т. 27. № 5. С. 687-696.

51. Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. (1979) Введение в акустическую динамику машин. М.: Наука, 1979.

52. Ахманов С.А., Дьяков Ю.Е., Чиркин А.С. (1981) Введение в статистическую радиофизику и оптику. М.: Наука, 1981.

53. Бендат Дж., Пирсол А. (1974) Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974.408 с.

54. Бендат Дж., Пирсол А. (1983) Применения корреляционного и спектрального анализа. М.: Мир, 1983.

55. Блюдзе Ю.Г., Докучаев О.И. (1969) Измерение пульсаций скорости и давления в турбулентном пограничном слое // Изв. АН СССР. Сер. Механика жидкости и газа. 1969. № 5. С. 175-182.

56. Борн М., Вольф Э. (1970) Основы оптики. М.: Наука, 1970.

57. Брэдшоу П. (1974) Введение в турбулентность и ее измерение. М.: Мир. 1974.

58. Булатов И.Г. (1997) Воздействие турбулентных пульсаций давления на приемники звука, находящиеся в вязкоупругих средах // Акустич. журн. 1997. Т. 43. №5. С. 600-605.

59. Булатов И.Г., Романов В.Н. (1999) Воздействие поля турбулентных пульсаций давления на объемные акустические решетки //Акустич. журн. 1999. Т. 45. № 6. С. 753-758.

60. Ван Трис Г. (1972) Теория обнаружений, оценок и модуляции. В 3 т.: Пер. с • англ. М.: Сов. радио, 1972. Т. 1. 744 с.

61. Василенко Г. И. (1972) Теория восстановления сигналов: О редукции к идеальному прибору в физике и технике. М.: Сов. радио. 1979. 272 с.

62. Власов Е.В., Гиневский А.С., Каравосов Р.К., Франкфурт М.О. (1979) Статистические характеристики пульсаций давления в зоне отрыва на пластине за интерцептором //Акустич. журн., 1976. Т. 25. № 3. С. 367-372.

63. Власов Е.В., Гиневский А.С., Каравосов Р.К, Франкфурт М.О. (1982) Физические аспекты генерации пристеночных пульсаций давления в отрывных течениях. С. 367-372 В кн.: Физика акустико- гидродинамических явлений. - М.: Наука, 1982.

64. Гиневский А.С., Власов Е.В., Каравосов Р.К. (2001) Акустическое управление турбулентными струями. М.: Физматлит, 2001. 240 с.

65. Грешилов Е.М. (1972) Влияние распределенной песочной шероховатости на спектр пристеночных пульсаций давления турбулентного потока в трубе // Акустич. журн. 1972. Т. 18. № 2. С. 212-218.

66. Грешилов Е.М., Евтушенко А.В., Лямшев Л.М. (1969) О спектральных характеристиках пристеночных пульсаций давления при отрыве пограничного слоя за выступом на гладкой стенке // Акустич. журн. 1969. Т. 15. № 1. С. 33-39.

67. Грешилов Е.М., Смирнова И.П., Ткаченко В.Г., Широкова Н.Л. (1981) Вероятностные характеристики пристеночных пульсаций давления в турбулентном пограничном слое в трубе // VII научно-технич. конференция. Доклады. С. 238-239. М.: ЦАГИ, 1981.

68. Грешилов Е.М. (1983) О тонкой структуре псевдозвука // Докл. X Всес. акуст. конф. Секция 3. М.: Акуст. ин-т, 1983. С. 12-15.

69. Грибанов Ю.И., Мальков В.Л. (1974) Спектральный анализ случайных процессов. М.: Энергия, 1974.

70. Грибанов Ю.И., Мальков B.JT. (1978) Выборочные оценки спектральных характеристик стационарных случайных процессов. М.: Энергия, 1978.

71. Григорьян Ф.Е., Михайлов Е.И., Перцовский Е.А. (1978) Снижение шума энергетического оборудования. М.: НИИЭИнформЭнергомаш, 1978.

72. Гудмен До/с. (1970) Введение в фурье-оптику. М.: Мир, 1970.

73. Давенпорт В.Б., Рут B.JT. (I960) Введение в теорию случайных сигналов и шумов. М.: ИИЛ, I960.

74. Докучаев О.Н., Блюдзе Ю.Г. (1967) Статистические характеристики автомодельного турбулентного пограничного слоя в несжимаемой жидкости // Сопротивление движению и мореходность судов. Вып. 89 (Крыловские чтения). Л.: Судостроение, 1967. С.57-63.

75. Докучаев О.Н. (1975) Измерения и расчет характеристик пульсаций давления и их источников в турбулентном пограничном слое на пластине // Симпозиум по физике акустико-гидродинамических явлений. М.: Наука,1975. С. 224-228.

76. Докучаев О.Н. (1976) Пульсации давления на стенке, определяемые взаимодействием среднего сдвига с пульсационным движением в турбулентном пограничном слое // Изв. АН СССР. Сер. Механика жидкости и газа.1976. №4. С. 28.

77. Евсеев В.Н., Иванов B.C., Романов В.Н. (1981) Об определении звукового давления, создаваемого пластиной с ребрами жесткости под воздействием случайной нагрузки // Акуст. журн. 1981. Т. 27. № 2. С. 220-227.

78. Ефимцов Б.М. (1984) Критерии подобия спектров пристеночных пульсаций давления турбулентного пограничного слоя // Акустич. журн. 1984. Т. 30. № 1.С. 58-61.

79. Ефимцов Б.М. (1978) Применение энергетического статистического метода для оценки акустического излучения пластин при псевдозвуковом нагружении // Труды ЦАГИ. 1978. Вып. 1902. Авиационная акустика. С. 38.

80. Ефимцов Б.М. (1980) Влияние пространственных масштабов корреляции случайных пульсаций давления на акустическое излучение пластины // Акуст. журн. 1980. Т. 26. № 4. С. 560-568.

81. Жаффе Г., Берлинкур Д. (1965) Пьезоэлектрические материалы для преобразователей // Труды Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике. 1965. Т. 53. № 10. С. 1552-1567.

82. Зархин В.И., Робиков Д.Г., Ткаченко В.М. (1992) Спектр мощности кольцевых мод пульсаций давления на поверхности продольно обтекаемого цилиндра// Акуст. журн. 1992. Т. 38. Вып. 1. С. 46-51.

83. Заславский М.М. (1970) О спектре турбулентных пульсаций давления на жесткой стенке//Изв. АН СССР. Сер. Физика атмосферы и океана. 1970. Т. 6. №12. С. 1303-1316.

84. Зверев В.А. (1975) Радиоптика (преобразования сигналов в радио и оптике). М.: Сов. радио, 1975.

85. Кадыков И.Ф. (1971) Экспериментальное изучение функции продольной пространственно-временной корреляции турбулентных пристеночных пульсаций давления //Акустич. журн. 1971. Т. 17. № 1. С.50-54.

86. Камолкин В.В. (1976) Малогабаритный датчик пульсаций давления // Методы и средства измерений в гидротехнических исследованиях. Д.: Энергия, 1976. С. 47-48.

87. Клюкин И.И., Колесников А.Е. (1982) Акустические измерения в судостроении. Д.: Судостроение, 1982.

88. Кллчкин В.И. (1980) Стохастические уравнения и волны в случайно-неоднородных средах. М.: Наука, 1980. 336 с.

89. Клячкин В.И. (1974) Функциональные модели в статистической гидроакустике // Труды Пятой Всес. школы-семинара по статистич. гидроакустике. Новосибирск, 1974. С. 5-25.

90. Клячкин В.И. (1979) О вероятностной структуре поля давления звука, порожденного турбулентностью // Изв. АН СССР. Сер. Механика жидкости и газа. 1979. № 1.С.131-145.

91. Колмогоров А.Н. (1941а) Локальная структура турбулентности в несжимаемой вязкой жидкости при очень больших числах Рейнольдса // Докл. АН СССР. 1941. Т. 30. № 4. С.299-303.

92. Колмогоров А.Н. (19416) Рассеяние энергии при локально изотропной турбулентности //Докл. АН СССР. 1941. Т. 32. № 1. С. 19-21.

93. Кондратенков Г.С. (1972) Обработка информации когерентными оптическими системами. М.: Сов. радио, 1972.

94. Конт-Белло Ж. (1968) Турбулентное течение в канале с параллельными стенками. М.: Мир, 1968.

95. Коняев КВ. (1973) Спектральный анализ случайных процессов и полей. М.: Наука, 1973.

96. Коняев КВ. (1981) Спектральный анализ случайных океанологических полей. JL: Гидрометеоиздат, 1981.

97. Котюк А.Ф., Цветков Э.И. (1970) Спектральный и корреляционный анализы нестационарных случайных процессов. М.: Изд. Стандартов, 1970.

98. Красильникова Т.Н. (1968) К расчету статистических характеристик пульсаций давления на поверхности пластины под турбулентным пограничным слоем // Прикл. математика и механика. 1968. Т. 32. № 1. С. 106-111.

99. Кутателадзе С.С., Накоряков В.Е., Гуваков А.И. (1971) Спектральная плотность пульсаций в турбулентном пристенном течении // Докл. АН СССР. 1971. Т. 196. №5. С.28-34.

100. Левин Б.Р. (1974) Теоретические основы статистической радиотехники. Книга 1. М.: Советское радио, 1974.

101. Лямшев Л. М. (1960) К расчету акустического излучения турбулентного аэродинамического потока // Акуст. журн. 1960. Т. 6. № 4. С. 472-477.

102. Лямшев Л.М. (1973) Акустика управляемого пограничного слоя // Вестн. АН СССР. 1973. №7. С. 22-31.

103. Лямшев Л.М., Салосина С. А. (1966) О влиянии размеров приемника на результаты измерений спектра пристеночных пульсаций давления в пограничном слое // Акуст. журн. 1966. Т. 12. № 2. С. 261-263.

104. Лямшев Л.М., Рудаков С.Н. (1967) Измерения пристеночных пульсаций давления в пограничном слое на всплывающем устройстве // Акуст. журн. 1967. Т. 13. №4. С. 591.

105. Ляпунов В.Т. (1978) Спектральное описание неоднородного случайного поля и возможности его анализа пространственным фильтром // Методы представления и аппаратурный анализ случайных процессов и полей. Докл. X Всес. Симпоз. Л.: АН СССР, 1978. С. 49-53.

106. Лятхер В.М. (1968) Турбулентность в гидросооружениях. М.: Энергия, 1968. 408 с.

107. Малахов А.Н. (1978) Кумулянтный анализ случайных негауссовых процессов и их преобразований. М.: Сов. радио, 1978.

108. Марешаль А., Франсон М. (1962) Структура оптического изображения: Пер. с франц. М.: Мир, 1962.

109. Миниович И.Я., Перник А.Д., Петровский B.C. (1972) Гидродинамические источники звука. JL: Судостроение, 1972. 480 с.

110. Мирский Г.Я. (1972) Аппаратурное определение характеристик случайных процессов. М.: Энергия, 1972.

111. Мирский Г.Я. (1982) Характеристики статистической взаимосвязи и их измерения. М.: Энергоиздат, 1982.

112. Монин А.С., Озмидов Р.В. (1981) Океанская турбулентность. Л.: Гидрометео-издат, 1981.320 с.

113. Монин А.С., Яглом A.M. (1965) Статистическая гидромеханика. Механика турбулентности. М.: Наука, 1965. Ч. 1. 639 с.

114. Монин А.С., Яглом A.M. (1967) Статистическая гидромеханика. Механика турбулентности. М.: Наука, 1967. Ч. 2. 720 с.

115. Монин А. С., Полубояринова-Кочина П.Я., Хлебников В.И. (1989) Космология, гидродинамика, турбулентность. М.: Наука, 1989. 326 с.

116. Морозов-Ростовский Г.П. (1967) Методика корреляционного анализа турбулентных пульсаций скорости в узкой полосе частот // Измерит, техника. 1967. №5. С. 14-16.

117. Мунин А.Г., Кузнецов В.М., Леонтьев Е.А. (1981) Аэродинамические источники шума. М.: Машиностроение, 1981.

118. Наугольных К.А., Рыбак С.А. (1980) Об излучении звука турбулентным пограничным слоем // Акуст. журн. 1980. Т. 26. № 6. С. 890-894.

119. Наугольных К.А., Рыбак С.А. (1971) Об излучении звука турбулентным пограничным слоем // Тр. Акуст. ин-та. 1971. № 16. С. 129-135.

120. Новик В.К. и др. (1976) Пироэлектрический датчик турбулентных пульсаций // Вестн. МГУ. Сер. Физика, Астрономия. 1976. Т. 17. № 2. С. 146-150.

121. Новиков А.К. (1971) Корреляционные измерения в корабельной акустике. Л.: Судостроение, 1971. 256 с.

122. Новиков А.К. (1985) Статистические измерения в судовой акустике. Л.: Судостроение, 1985.

123. Обухов A.M. (1941) О распределении энергии в спектре турбулентного потока //Докл. АН СССР. 1941. Т. 32. № 1. С.22-24.

124. Обухов A.M. (1949) Пульсация давления в турбулентном потоке // Докл. АН СССР. 1949. Т. 66. № 1. С. 17-20.

125. Ольшевский В.В. (1983) Статистические методы в гидролокации. Л.: Судостроение, 1983.

126. О'Нейл Э. (1966) Введение в статистическую оптику. М.: Мир, 1966. 254 с. Отт Г. (1979) Методы подавления шумов и помех в электронных системах. М.: Мир, 1979.

127. Панчев С. (1967) Случайные функции и турбулентность. JL: Гидрометеоиз-дат, 1967. 447 с.

128. Петровский B.C. (1966) Гидродинамические проблемы турбулентного шума.

129. Л.: Судостроение, 1966. 252 с. Повх ИЛ. (1959) Аэродинамический эксперимент в машиностроении. M.-JL:

130. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. (1984) Введение в теорию колебаний и волн.

131. Романенко Е.В. (1976) Основы статистической биогидродинамики. М.: Наука, 1976. 168 с.

132. Романов В.Н, Иванов B.C. (1993) Излучение звука элементами судовых конструкций. СПб.: Судостроение, 1993.

133. Романов В.Н. (1999) О возможности определения крупномасштабных компонент частотно-волнового спектра турбулентных пульсаций давления // Акуст. журн. 1999. Т. 45. № 5. С. 673-676.

134. Ротта И.К. (1967) Турбулентный пограничный слой в несжимаемой жидкости. Л.: Судостроение, 1967.

135. Рыбак С.А. (2001) Связь касательных напряжений на жесткой стенке с пульсациями давления, генерируемыми в турбулентном пограничном слое // Акуст. журн. 2001. Т. 47. № 5. С. 717-719.

136. Рытое С.М., Кравцов Ю.А., Татарский В.И. (1978) Введение в статистическую радиофизику. М.: Наука, 1978. Ч. 2. 464 с.

137. Рытое С.М. (1966) Введение в статистическую радиофизику. М.: Наука. 1966. 404 с.

138. Смаэ/севская С.Г., Фельдман Н.Б. (1971) Пьзоэлектрическая керамика. М.: Сов. радио, 1971.

139. Смольяков А.В. (2001) Шум турбулентного пограничного слоя на гладкой и шероховатой пластине при малых числах Маха // Акуст. журн. 2001. Т. 47. № 2. С. 264-272.

140. Смольяков А.В., Ткаченко В.М. (1969) Результаты измерения взаимных спектров турбулентных пульсаций давления // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1969. № 1. С. 134-137.

141. Смольяков А.В., Ткаченко В.М. (1980) Измерение турбулентных пульсаций. Л.: Энергия, 1980.

142. Смольяков А.В., Ткаченко В.М. (1991) Модели поля псевдозвуковых турбулентных пристеночных давлений и опытные данные // Акуст. журн. 1991. Т. 37. №6. С. 1199-1207.

143. Сороко Л.М. (1971) Основы голографии и когерентной оптики. М.: Наука, • 1971.351 с.

144. Татарский В.И. (1967) Распространение волн в турбулентной атмосфере. М.: Наука, 1967. 548 с.

145. Тимошенко С.П. (1959) Колебания в инженерном деле. М.: Физматгиз, 1959. 439 с.

146. Тимошенко С.П. и Войновский-Кригер С. (1963) Пластинки и оболочки. М.: Физматгиз, 1963. 635 с.

147. Франсон М., Сланский С. (1967) Когерентность в оптике: Пер. с франц. М.: Наука, 1967.

148. Фрэнке Л. (1974) Теория сигналов: Пер. с англ. М.: Сов. радио, 1974. Функции с двойной ортогональностью в радиоэлектронике и оптике: Сб. переводов (1971) / Под ред. М.К. Размахнина, В.П. Яковлева. М.: Сов. Радио, 1971.

149. Харкевич А.А. (1973) Спектры и анализ. Избр. труды. Т. 2. М.: Наука, 1973. 236 с.

150. Хинце И.О. (1963) Турбулентность, ее механизм и теория. М.: Госфизматиз-дат, 1963. 680 с.

151. Хургин Я.И., Яковлев В.П. (1971) Финитные функции в физике и технике. М.: Наука, 1971.

152. Цветков Э.И. (1979) Основы теории статистических измерений. JL: Энергия, 1979.

153. Экспериментальное изучение структуры полей пристеночных пульсаций турбулентного пограничного слоя. (1980) Обзор № 579. М.: ЦАГИ, 1980.

154. Andreopoulos J. and Agui J.И. (1996) Wall-vorticity flux dynamics in a two-dimensional turbulent boundary layer // J. Fluid Mech. 1996. V. 309. P. 45.

155. Bakewell H. (1964) Narrow-band investigation on the longitudinal space-time correction function in turbulent air flow // J. Acoust. Soc. Amer. 1964. V. 36, P. 146-148.

156. Banerjee S. (1992) Turbulence structures // Chem. Eng. Sci. 1992. V. 47. P. 1793.

157. Cantwell B.J. (1981) Organized motion in turbulent flow I I Ann. Rev. Fluid Mech. ♦ 1981. V. 13. P. 457-515.

158. Carey, Chlupsa, Schloemer. (1967) Acoustic Turbulent water-flow tunnel // J. Acoust. Soc. Amer. 1967. V. 41. P. 373.

159. Chase D. (1969) Turbulent-boundary-layer pressure fluctuations and wavenumber filtering by nonuniform spatial averaging // J. Acoust. Soc. Amer. 1969. V. 46. N5. P. 1350-1365.

160. Chase DM. (1980) Modeling the wavevector-frequency spectrum of turbulent boundary layer wall pressure // J. Sound Vib. 1980. V. 70(1). P. 29-67.

161. Chase DM. (1987) The character of the turbulent wall pressure spectrum at sub-convective wavenumber and a suggested comprehensive model // J. Sound Vib. 1987. V. 112. P. 125-147.

162. Choi H. and Moin P. (1990) On the space-time characteristics of wall-pressure fluctuations // Phys. Fluids, A. 1990. V. 2(8). P. 1450-1461.

163. Cirby G. (1969) The effect of transducer size, shape and orientation on the resolution of boundary layer pressure fluctuations at a rigid wall // J. Sound Vib.1969. V. 10. P. 361-368.

164. Clinch J. (1966) Miniature transducer assembly for measurement the properties of the wall-pressure field in turbulent flows // J. Acoust. Soc. Amer. 1966. V. 40. P. 254-255.

165. Corcos G. (1963) On the resolution of pressure in turbulence // J. Acoust. Soc. Amer. 1963. V. 35. P. 192-199.

166. Corcos G.M. (1964) The structure of the turbulent pressure field in boundary layer flows // J. Fluid Mech. 1964. V. 18. P. 353-377.

167. Corcos G.M. (1967) The resolution of the turbulent pressure at the wall of a boundary layer//J. Sound Vib. 1967. V. 6. P. 59-70.

168. Crighton D.G. (1979) The free and forced waves on a fluid loaded elastic plate // J. Sound Vib. 1979. V. 63(2). P. 225-235.

169. Crighton D.G. andInnes D. (1983) Low frequency acoustic radiation and vibration response of locally excited fluid-loaded structures // J. Sound Vib. 1983.1. V. 91(2). P. 293-314.

170. Crighton D.G. (1985) Acoustics of a stiff locally reacting structure // Proceedings of the Royal Soc. of London, A. 1985. V. 397. P. 99-120.

171. Dhanak M.R. and Dowling A.P. (1995) On the pressure fluctuations induced by coherent vortex motion near a surface // 26th AIAA Fluid Dynamics Conference. June 1995. Paper N. 95. P. 2240.

172. Dhanak M.R., Dowling A.P. and Chao Si. (1997) Coherent vortex model for surface pressure fluctuations induced by the wall region of a turbulent boundary layer//Phys. Fluids. 1997. V. 9. N. 9. P. 2716-2731.

173. Dinkelacker A. (1966) Preliminary experiments on the influence of flexible walls on boundary layer turbulence // J. Sound Vib. 1966. V. 4(2). P. 187-214.

174. Dinkelacker A., Hessel M„ Meier G.E.A. and Schewe G. (1977) Investigation of pressure fluctuations beneath a turbulent boundary layer by means of an optical method //Phys. Fluids. 1977. V. 20(10). P. S.216-S224.

175. Domaradzki J.A., Liu W. and Kleiser L. (1994) Energy transfer in numerically simulated wall-bounded turbulent flows // Phys. Fluids. 1994. V. 6. P. 1583.

176. Dowling A.P. (1983) Flow-Acoustic interaction near a flexible wall // J. Fluid Mech. 1983. V. 128. P. 181-198.

177. Dowling A.P. (1984) Mean flow effects on the low- wavenumber pressure spectrum on a flexible surface // Proc. of the ASME Symposium on Flow-Induced Vibration. Ed. Paidoussis M.P. and Kalinowski A.J. N.-Y.: ASME, 1984. V. 5. P. 63-74.

178. Dwyer R.F. (1984) Use of the Kurtosis Statistics in the Frequency Domain as an aid in Detecting Random Signals // IEEE J. Ocean. Eng. 1984. V. OE-9. P. 85-92.

179. Dyer J. (1960) Sound radiation into a closed space from boundary layer turbulence // Second Simp, on Naval Hydrodynamics. Hydrodynamic noise cavity flow. Cooper R (ed.). Washington: U.S. Government Print Office, 1960.

180. Eckelmann, Н. (1990) A review of knowledge on pressure fluctuations // Near-Wall Turbulence. Proceedings of the 1988 Zoran Zaric Memorial Conference / Ed. by S.J. Kline and N.H. Afgan. N.-Y.: Hemisphere, 1990. P. 328-347.

181. Emmerling R., Meier G.E.A. and Dinkelacker A. (1973) Investigation of the instantaneous structure of the wall pressure under a turbulent boundary layer flow // AGARD Conference Noise Mech. 1973. Preprint N. 131.

182. Farabee T.M. and Casarella M.J. (1983) Effects of surface irregularity on turbulent layer wall pressure fluctuations // Proc. ASME Symp. On Turbulence Induced Vibrations and Noise of structures. Boston, Massachusetts, 1983. P. 3144.

183. Farabee T.M. and Casarella M.J. (1991) Spectral features of wall-pressure fluctuations beneath turbulent boundary layer // Phys. Fluids. Ser. A. 1991. V 3.P. 2410-2420.

184. Farabee T.M. and Geib F.E., Jr. (1975) Mesurement of boundary layer pressure fields with an array of pressure transducers in a subsonic flow // 6th Intern. Cong. Instrumentation in Aerospace Fac. Ottawa, Canada, 22-24 September, 1975.

185. Favre A.J. (1965) Review on space-time correlations in turbulent fluids //J. Appl. Mech., 1965. V. 32. P. 241-257.

186. Ffowcs Wiliams J.E. (1963) The noise from turbulence convected at high speed // Phil. Trans. Roy. Soc. London, 1963. Ser. A. V. 255. P. 469-503.

187. Ffowcs Wiliams J.E. (1965) Surface pressure fluctuations induced by boundary layer flow at finit Mach number//J. Fluid Mech. 1965. V. 22. P. 507-519.

188. Ffowcs Wiliams J.E. (1975) Sound radiation in a uniformly flowing fluid by compact surface vibration // J. Fluid Mech. 1975. V. 71. P. 689-700.

189. Ffowcs Wiliams J.E. (1982) Boundary layer pressures and the Corcos model: a development to incorporate low-wavenumber constraints // J. Fluid Mech. 1982. V. 125. P. 9-25.

190. Ffowcs Wiliams J.E. (1996) Aeroacoustics // Sound and Vib. 1996. V. 190. № 3. P. 387-398.

191. Amer. 1969. V. 46. P. 130-157. Haj Hariri H. and Akulas T. (1985) The wall-shear-stress contribution to boundary-layer noise// Physics Fluids. 1985. V. 28(9). P. 2727-2729. Hamelin J. and Alving A.E. (1986) A low- shear turbulent boundary layer // Phys.

192. Fluids. 1986. V. 8(3). P. 789-804. Howe M.S. (1979) The role of surface shear stress fluctuations in the generation of boundary layer noise // J. Sound Vib. 1979. V. 65(2). P. 159-164.

193. Jameson P. (1970) Measurement of low-wavenumber components of turbulent boundary layer wall pressure spectrum // Bolt Beranek and Newman Inc. 1970. Rep. 1937.

194. Jameson P. (1975) Measurement of low-wavenumber components of turbulent boundary layer pressure spectral density // Proc. Symposium on Turbulence in Liquids. Rolla: Univ. Missouri. 1975. P. 192-200.

195. Jeong, Hussain F., Schoppa W, Kim J. (1997) Coherent structures near the wall in a turbulent channel flow // J. Fluid Mech. 1997. V. 332. P. 185-214.

196. Johansson A. V., Alfredsson P.H. and Kim J. (1991) Evolution and dynamics of shear-layer structures in near-wall turbulence // J. Fluid Mech. 1991. V. 224. P. 579-599.

197. Jorgensen D.W. and Maidanik G. (1968) The response of point transducer system to turbulent boundary layer pressure field I I J. Acoust. Soc. Amer. 1968. V. 43(6). P. 1390-1394.

198. Karangelen C.C., Wilczynsi V. and Casarella M.J. (1993) Large amplitude wall pressure events beneath a turbulent boundary layer // Journ. Fluids Engineering. 1993. V. 115(3). P. 653-659.

199. Keith W.L., Hurdis D.A. and Abraham B.M. (1992) A Comparison of Turbulent boundary layer wall-pressure spectra // Journ. Fluids Engineering. 1992. V. 14(2). P. 338-347.

200. Kennedy R.M. (1975) Cancellation of turbulent boundary-layer pressure fluctuations//J. Acoust. Soc. Amer. 1975. V. 57. P. 1062-1066.

201. Kim J., Moin P., Moser R.D. (1990) Turbulence statistics in fully-developed channel flow and low Reynolds number // J. Fluid Mech. 1990. V. 177. P. 133-166.

202. Kirby G.J. (1969) The effect of transducer size, shape, and orientation on the resolution of boundary layer pressure fluctuations at a rigid wall // J. Sound Vib. 1969. V. 10. P. 361-368.

203. Kistler А. (1964) Fluctuating wall pressure under a separated supersonic flow // J.

204. Acoust. Soc. Amer. 1956. V. 28. P. 378-390. Landahl M.T. (1975) Wave mechanics of boundary layer turbulence and noise // J.

205. Acoust. Soc. Amer. 1975. V. 57. P. 824-831. Leehey P. (1988) Structural excitation by a turbulent boundary layer: an overview

206. J. Vib., Stress and Reliability in Design. 1988. V. 110. P. 220-225. Leehey P. (1989) Dynamic wall pressure measurements // Advances in Fluid

207. Mech. Measurements. 1989. Lecture Notes Engineering 45. P. 201-225. Lighthill M.J. (1952) On sound generated aerodynamically. 1. General theory //

208. Maidanik G. and Reader W. (1968) Filtering action of a blanket dome // J. Acoust.

209. Soc. Amer. 1968. V. 44. P. 497-502. Martin N.C. and Leehey P. (1977) Low wavenumber wall pressure measurements using a rectangular membrane as a spatial filter // J. Sound Vib. 1977. V. 52. P. 95-120.

210. Amer. 1960. V. 32(8). P. 982-990. Rashidi M. (1997) Burst-interface interactions in free surface turbulent flows //

211. Phys. Fluids. 1997. V. 9(11). P. 3485-3501. Recine E. (1972) Measured discrimination of boundary layer pressure fluctuations by round, square and rectangular transducers // J. Acoust. Soc. Amer. 1972. V. 51. P. 369-377.

212. Richards E.J., Bull M.K. and Willis J.L. (1960) Boundary layer noise research in the USA and Canada. Critical review // Univ. of Southampton. 1960. Report AASU, 131.

213. Robinson S.K. (1991) Coherent motions in turbulent boundary layers // Annu. Rev.

214. Fluid Mech. 1991. V. 23. P. 601. Rogallo R.S. and Moin P. (1984) Numerical simulation of turbulent flow // Annu.

215. Rev. Fluid Mech. 1984. V. 16. P. 99-137. Schewe G. (1983) On the structure and resolution of wall-pressure fluctuations associated with turbulent boundary-layer flow // J. Fluid Mech. 1983. V. 134. P. 311-328.

216. Taylor G.I. (1938) The spectrus of turbulence // Proc. Roy. Soc. 1938. V. A 164. N. 19. P. 476-490.

217. Thomas A.S.W. and Bull M.K. (1983) On the role of wall-pressure fluctuations in deterministic motions in the turbulent boundary layer // J. Fluid Mech. 1983. V. 128. P. 283-322.

218. Uberoi M.S. and Kovasznay L.S. (1953) On mapping and measurement on randomfields // Quarterly Appl. Math. 1953. V. 10. P. 375. Wark, Nagib. (1991) Cogerent structures in turbulent boundary layer // J. Fluid

219. Mech. 1991. V. 230. P. 183-208. White P.H. (1967) Effect of transducer size, shape and surface sensitivity on the measurement of boundary layer pressures // J. Acoust. Soc. Amer. 1967. V. 41. P. 1358-1363.

220. Willis J„ Bull M.K. (1961) Progress report on flow noise investigation // Univ.

221. Willmarth W.W. (1956) Wall pressure fluctuations in a turbulent boundary layer //

222. J. Acoust. Soc. Amer. 1956. V. 28. P. 1048. Willmarth W.W. (1958) Small barium titanate transducer for aerodynamic or acoustic pressure measurements 11 Rev. Sci. Instr. 1958. V. 29(3). P. 218-222.

223. Willmarth W.W., Wooldridge G.E. (1962) Measurements of the fluctuating pressure at the wall beneath a thick turbulent boundary layer // J. Fluid Mech. 1962. V. 14. P. 187-210.

224. Willmarth W. W., Roos F. (1965) Resolution and structure of the wall pressure field beneath a turbulent boundary layer // J. Fluid Mech. 1965. V. 22. P. 81-94.

225. Willmarth W.W. (1975) Structure of turbulence in boundary layers // Advances in Applied Mechanics. N.-Y.: Academic Press, 1975. V. 5. P. 159-254.

226. Willmarth WW. (1975) Pressure fluctuations beneath turbulent boundary layers// Annual Review of Fluid Mechanics / Ed. by M. Wan Dyke, W.G. Vincenti and J.V. Wehausen. N.-Y.: 1975. V. 7. P. 13-38.

227. Willmarth W.W, Yang C.S. (1970) Wall pressure fluctuations beneath turbulent boundary layers on a flat and a cylinder // J. Fluid. Mech. 1970. V. 41(1). P. 47-80.

228. Willmarth WW, Bogar T.J. (1977) Survey and new measurements of turbulent structure near the wall //Phys. Fluids. 1977. V. 20(10). Pt. II. S9-S12.

229. Witting J.M. (1986) A spectral model of pressure fluctuations at a rigid wall bounding an incompressible flow based on turbulent structures in boundary layer//Noise Control Engineering. 1986. V. 26. P. 28.

230. Диссертация выполнена в Институте космических исследований РАН.

231. Особую благодарность хочу выразить С.С. Моисееву!, постоянные общения с которым, советы и критические замечания позволили завершить эту работу.

232. Я искренне признателен сотрудникам ВНИИМ им. Д.И. Менделеева

233. В работах, выполняемых предп£1щз$^м$/я В-8662 использован! следующие научные результаты ст.н.с. к.т.н. Е.Б.Кудашева:

234. Создан многоэлементный блок миниатюрных пьезоэлектричес~ ких датчиков пульсаций давления.

235. Разработанные миниатюрные датчики устойчиво и надежно рабоч ют длительное шремя и показали свою универсальность при изученш аэродинамических шумов и диагностики турбулентных потоков.

236. Разработаны средства измерения гидродинамических давлений, способы градуировки и методы анализа пульсационных давлений на фоне вибраций, акустических шумов.

237. Е.Б.Кудашевым созданы методы активной компенсации и подавле ния помех, имеющие большое прикладное значение. При проведении исследований на предприятии п/я В-8662 использованы эти результаты и показана практическая значимость полученных решений;,

238. На предприятии п/я В-6662 использованы также научные резулх таты Е.Б.Кудашева, изложенные в работах:

239. Корреляционные микроприемники пульсационного давления."?. В кн.: Турбулентные течения.М.: Наука,1970,с.247.

240. Современные преобразователи турбулентных пульсаций давления. -В кн.: Экспериментальные методы и аппаратура для исследово ния турбулентности. /Под ред.акад.С.С.Кутателадзе.Новосибирск, СОАН СССР,I960,0^132. '

241. Начальник лаборатории: Начальник лаборатории: Начальник сектора1. И.Г.Утянский1. Е.Н.Афонин1. А.В.Смоляков1. Vv .нреягсора .ВШШ : • // В «.А* Бал алаев1. S4.1. АКТ ^ Л'ХСПЕДОйЛэкспериментальных. турбулеЕЗшых колей давлена^

242. Настоящий а к т подтверждает ^пракзическоеиспользованне научных. результатов докторской диссертации старшего научного сотрудника, каццадата технических наук Кудашева Ефима Бори со вича в рабо тах, проводимых НП0ПВШЙМ им.Д.И. &ен-делеева".

243. Начальник лаборатории Ведущий инженер

244. В.Г.Ширякин /;.Д.Беребъевскийо практическом использовании научныхрезультатов докторской дкссерташш Е.Б. Кудашева

245. Результаты диссертационной работы Кудашева Е.Б. могут быть использованы в хоздоговорной НИР "Сапфир" выполняемой в ДЫМ.

246. Зав. кафедрой "Гидроакустики" к.ф.-м.н.,доцент

247. Зав.лабораторией J3 5 ЮЮ ТСОИ, с.н.с.1. В.И.Корочениев1. Б.А.Сальников1. УТВЕРЖДАЮ"n

248. Заместитель директора ВНИИ гидротехники имени академика Веденеева Б.Е. ,.jio научной работе1. И.Б.Соколов1. ВЫПИСКА ИЗ ПРОТОКОЛА

249. Объединенного Лабораторного Совета Комплексной Лаборатории гидравлики и Отдела физических методов исследований и измерении ЕНИИГ/ присутствовало 13 человек/ от 31 мая 1984 г.1. Ленинград

250. Датчики,разработанные Е.Б.Кудашевым,использовались во ВНИИ гидротехники имени академика Б.Е.Веденеева для регистрации пульсаций гидродинамического давления при решении задач определения гидродинамических нагрузок на крепления нижних бьефов.

251. Малогабаритный датчик пульсаций давления был внедрен в практику гид1. ПОСТАНОВИЛИ:

252. Точность практических расчетов гидродинамическихравлических исследований при проведении работ по теме 0.01.289.ж-4 "Исследование гидроджнамнческжх нагрузок на поверхностях водобойных устройств высоконапорных гидроузлов".

253. При проведении гидрофизических исследований в Институте пршслад-ной физики АН СССР использовали следующие паучние результаты Е.Б. Кудашева,изложенные в работах:

254. А.с.!Л329427 Способ градуировки преобразователей турбулентных пульсаций давления.-Еюлл. из обр. ,1972,1137.

255. A.C.IP4I5524 Преобразователь давления.-Балл.изобр.,1974,!1-б.

256. А. с.№432359 Пьезоэлектрический преобразователь давления.-Еюлл.изобр.,1974,^22.

257. Определение частотно-волнового спектра турбулентных пульсаций давления.-Акуст л.1977,т.23,№4,с.615.1. Сташий научный сотбулник1. Jj.1. Е.Н.Пелииовский

258. Предприятие,' организация, ' учряждем'о ' ••"„драддр. п/я Ал1У42• Л ■ к . ^ ■• °. ;. -.А' .»<'. v- + .V^V• . v. !"> V/, . ■-Л/.1. Пр^тохсошю С

259. Типовая междупедомсгссниля форма Nt Р-21. Утг-ерждо! шприкзоом ЦСУ.СССР N? 681 . ; ' от 18 тагу ста 1970 г.об кспольсоваит ,преяло«окля20маяl0SOr.\ ЧлегнстрашюниыЛ помер (рпгоюналпзаторского предложения 'авторского сввдетелыугса)

260. Авторское свидетельство 32942?•:' : .• • •

261. Heautuuso яреягожеши Способ градуировки преобразователей турбулентных пульсаций давления ■ ' .' . " •■■■"■ ■ • 1v

262. Заявка В 1403788/18-10 с приоритетом от 16.11.70

263. КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ при СОВЕТЕ МИНИСТРОВ СССР

264. Действие авторского свидетельства распространяется на всю территорию Союза ССР1. Председателе Комитета1. Начальник отделаш1. ХШ-'ИШ'РЦ

265. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙe/V?415524

266. Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений Союза ССР18 октября 1973 г.

267. Действие авторского свидетельства распространяется на всю территорию Союза ССР.

268. Председатель ГоскомитетсТ Начальник отдела

269. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ1. НИОИМОЕ Ш81ШВШГОe/V? - 432359 у i

270. На основании полномочий, предоставленных Правительством СССР, Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий выдал настоящее авторское свидетельство