Способ определения диаграммы направленности излучающих объектов в гидроакустическом бассейне

 

Изобретение относится к гидроакустическим измерениям и может быть использованопри исследовании акустических полей слоеных излучающих объектов . Цель изобретения - расвшрение частотного диапазона в сторону низких частот и увеличение точности определения диаграммы направленности (ДН). ДН объекта определяют по результатам измерений в двух средах - воде и воздухе . В гидроакустическом бассейне измеряют нормальную составляющую вибрационной скорости поверхности возбужденного объекта. В воздушную заглушенную камеру помещают акустически жесткую модель объекта с геометрически подобными внешними обводами. По поверхности модели перемещают точечный акустический источник и измеряют в дальней зоне модели распределение звукового давления по замкнутой поверхности, охватывающей модель. По распределениям вибрационной скорости и звукового давления определяют ДН объекта по формуле. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (IQ) (И) 4 А1 д)) 4 С 01 Н 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ)М (21) 4120839/25-28 (22) 17.09..86 (46) 07 ° 03 ° 88 ° Бюл. lP 9 (71) Институт прикладной физики

hH СССР (72) А.Э.Екимов, Д.M.Äîíñêîé и А.В.Лебедев (53) 534.23(088.8) (56) Боббер P. Гидроакустические измерения.- M.: Июр, 1974, с. 89-96, 189-196, 216-224. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИАГРАММ

НАПРАВЛЕННОСТИ ИЗЛУЧИЩИХ ОБЪЕКТОВ

В ГИДРОАКУСТИЧЕСИЖ БАССЕЙНЕ (57) Изобретение относится к гидроакустическим измерениям и мо)кет быть использовано нри исследовании акустических полей слокных излучающих объектов. Цель изобретения - расщирение частотного диапазона в сторону низких частот и увеличение точности определения диаграммы направленности (ДН).

ДН объекта определяют по результатам измерений в двух средах - воде и воздухе. В гидроакустическом бассейне измеряют нормальную составляющую внбрационной скорости поверхности возбулденного объекта. В воздушную saглущенную камеру помещают акустически хесткую модель объекта с геометрически подобньааа внеиними обводами.

По поверхности модели перемещают точечный акустический источник и измеряют в дальней зоне модели распределение звукового давления по замкнутой поверхности, охватывающей модель.

По распределениям вибрационной ско- ф рости и звукового давления определяют

ДН объекта по формуле. 1 ил. С:

1379643

Изобретение относится к гидроакустическим измерениям н может быть,использовано при исследовании акустических полей сложных излучающих объектов.

Цель изобретения — расширение частотного диапазона н сторону низких частот и увеличение точности определения диаграммы направленности (ДН). 1О

Согласно способу в гидроакустическом бассейне н качестве параметра акустического поля колеблющегося объекта измеряют нормальную составляющую вибрационной скорости V„ поверх- 15 ности объекта. В воздушную заглушен ную камеру помещают акустически жесткую модель объекта с геометрически подобными внешними обводами. По поверхности модели перемещают точечный 20 монопольный акустический источник и измеряют в дальней зоне модели распределение звукового давления Р„ по замкнутой поверхности, охватывающей модель, определяя тем самым функцию 25

Грина второй краевой задачи. Знание распределения вибрационной скорости и знукового давления позволяет определить ДН с помощью следующей формулы: 30

f P А

f,Ð Q(f2)G О -О

" Р (г е i э ps) э где о, и — плотности соответственно воды и воздуха; 35 и f — частота рабочего диапазона соответственно в воде и в воздухе (f

С 1, 40 определяется как --f -)

С, "А

С, и С вЂ” скорость звука в воде и в воздухе;

А — масштаб моделирования;

Q(f2 ) производительность моно 45 польного источника на частоте f п, ш — индексы, соответствующие пт-му пространстненному положению точки на 50 поверхности объекта и соответствующей ей точки на поверхности модели;

s — индексы, соответствующие

Чэ му угловому положению 55 точки ДН, г — расстояние от модели до точки измерения давления;

G, — плотность распределения точек измерения V

N М вЂ” количество точек измерения.

На чертеже изображена блок-схема устройства, с помощью которого может быть реализован способ.

В гидроакустический бассейн 1 помещен излучающий объект 2, Геометрические размеры бассейна 1 выбраны из условия R > D, где R — расстояние от объекта 2 до границ бассейна 1, D —максимальный геометрический размер объекта. Для возбуждения вибраций объекта 2 предназначен генератор 3, выход которого соединен с входом усилителя 4 мощности, выход которого соединен с входом вибровоэбудителя 5.

Виброметр 6 включает зонд 7 и усилитель 8. Перемещение зонда 7 по поверхности объекта 2 осуществляется с помощью механического сканера 9.

Блок 10 управления служит для управления перемещением сканера 9 и определения местоположения зонда 7. В месте установки вибровоэбудителя 5 установлен неподвижно нибродатчик 11, выход которого соединен с входом усилителя 12,.выходы виброметра 6 и уси лителя 12 соединены с аналоговыми входами ЭВМ 13. В воздушную заглушенную камеру 14 помещена акустически жесткая модель 15 объекта 2. Масштаб моделирования определяют иэ соотношения MHN С2

А ——

С гр \ где f низшая частота рабочего диапазона объекта, f, — низшая граничная частота измерений заглушенной камеры.

Источник 16 акустических колебаний установлен на поверхности модели 15 BosMcNKHocTblo перемещения, он подключен к генератору 17, выход которого соединен с входом усилителя 18 мощности. В дальней зоне модели 15 установлен микрофон 19, перемещение которого осуществляется с помощью сканера 20. Блок 21 управления служит для управления перемещением сканера 20 и определения местоположения микрофона 19. Выход микрофона 19 соединен с входом усилителя 22. Выходы последнего и генератора 17 соединены с аналоговыми входами ЭВМ 13.

Способ осуществляют следующим образом.

1379643

45 формула изобретения

Способ определения диаграммы направленности излучающих объектов в гидроакустическом бассейне, эаключа50 ющийся в том, что объект помещают в гидроакустический бассейн, возбуждают объект в рабочей полосе частот и регистрируют возникающее акустическое поле, по параметрам которого опреде-. ляют диграмму направленности, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона

Объект 2 возбуждают вибровозбудителем 5 подачей на вход последнего сигнала с генератора 3 через усилитель 4 мощности. Определение распределения нормальной составляющей вибрационной скорости поверхности объекта 2 осуществляют путем измерения зондом 7 в точках, расположенных по поверхности объекта 2 с плотностью

4 4 „„„j 9„ å,f, (где ц — длина изгибной волны объекта, % — длина звуковой волны в воде), модуля амплитуды виброскорости (Ч„ ) и фазы скорости ц„ относительно фазы д, в опорной точке и О, m = О, используя для этого сигнал с вибродатчика

11. С помощью ЭВМ 13 определяют

Ч„, /Ч„ /sign соэс „

На поверхности модели 15 последовательно в точках, соответствующих точкам измерения Ч„„„ помещают источник 16 акустических колебаний, который возбуждают подачей на него сигнала в рабочей полосе частот с генератора 17 через усилитель 18 мощности. Определение распределения звукового давления, создаваемого источником 16, осуществляют микрофоном 19 в точках, расположенных с шагом ьу(0,1-0,2) ", ар = (О, 1-0,2) " на сферической поверхности, охватывающей модель измерением модуля амплитуды звукового давления /Р„ (т,,, 8 ) / и фазы, относительно фазы.Ч

Сигнал с микрофона, пропорциональный мгновенному значению давления, и с генератора 17, служащий для определения фаз (p, подают на аналоговые 40 входы ЭВМ 13, с помощью которой определяют Р„(г, I|,Ps) (Р (г,25 р )(. х

nm сову . ДН объекта 2 определяют по приведенной формуле.

С 1 г

С, и С скорость звука в воде и воздухе соответственно; масштаб моделирования, производительность монопольного источника на частоте Е индексы, соответствующие тпп-му положению точки на поверхности объекта и соответствующей ей точки на поверхности модели, индексы, соответствующие qs-му угловому положению точки диаграммы направленности; плотность распределения точек измерения нормальной составляющей вибрационной скорости по поверхности объекта; давление в дальней soне модели в точке с угловыми (r g,,p ) .координатами g, я, созда) (5 ваемое точечнь м монопольным акустическим источником, расположен,А

q(f, ) и, ш и увеличения точности определения диаграммы направленности, в качестве параметра акустического поля измеряют распределение нормальной составляющей вибрационной скорости по поверхности Чд„объекта,дополнительно в воздушную акустическую камеру помещают жесткую модель объекта с расположенным на ее поверхности точечным акустическим источником, перемещая источник по поверхности модели и измеряют в дальней зоне модели распределение звукового давления по замкнутой поверхности, охватывающей модель, а диаграмму направленности определяют с учетом формулы

Е,P А

Р(г/Аэ 1" эйэ) Гэ f,р g(fZ)G, (У (з) где Р, и p — плотность соответственно воды и воздуха, f u f — частота рабочего диапазона соответственно в воде и воздухе, 1379643

К, M- количество точек измерения. ным в nm-й точке поверхности модели, Составитель Д.йнрочин

Техред Л.Олийныс

Редактор М.Вланар

Корректор С.Черни

Заказ 972/43

Тирам 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, X-35, Рауиская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уигород, ул. Проектная, 4