بررسی شرایط لازم برای انتشار موج تخت در موجبرهای آکوستیکی در محیط هوا و آب

در صوت شناسی اندازه گیری خواص آکوستیکی مواد اعم از ضریب جذب یا بازتاب صوت اهمیت دارد. لوله امپدانس به عنوان روش استاندارد شده برای اندازه گیری خواص آکوستیک، مواد متشکل از یک موجبر استوانه ای، یک منبع صوت و تعدادی حسگر است. برای اندازه گیری دقیق و محاسبه کمیت های آکوستیکی در این تجهیز لازم است موج آکوستیکی تولید شده توسط منبع صوت به صورت موج تخت درون موجبر منتشر شود. در استانداردها ابعاد اجزای موجبر شامل قطر لوله، محل حسگرها و محل نمونه به نحوی طراحی شده است که انتشار موج تخت در آن تضمین شود. با توجه به عدم وجود استاندارد برای لوله امپدانس در محیط آب و نزدیک تر بودن امپدانس آکوستیکی آب و دیواره موجبر که معمولا از جنس آلومینیوم یا استیل می باشد نسبت به محیط هوا نیاز است که انتشار موج تخت درون موجبر پر شده از آب مورد بررسی قرار گیرد. در این مقاله به شبیه سازی عددی انتشار موج درون لوله امپدانس پر شده از آب و بررسی شکل مودهای لوله به روش اجزای محدود پرداخته شده است. در ابتدا یک مدل برای موجبر آکوستیکی در نرم افزار کامسول تبیین و معیار قضاوت تخت بودن موج تعیین شده است. سپس دو نمونه لوله امپدانس در محیط هوا و سه نمونه در محیط آب شبیه سازی و انتشار موج تخت در آن ها بررسی شده است. همچنین مودهایی که در آن ها موج از حالت تخت خارج شده گزارش و شکل مودهای آن ها نمایش داده شده اند. در نهایت موجبری با ابعاد بهینه و بازه فرکانسی عریض تر نسبت به پژوهش های پیشین پیشنهاد شده است. علاوه بر آن انتشار موج تخت در موجبر پیشنهادی در سه حالت بررسی شده است.

کلیدواژه ها:

آکوستیک زیر آب ، لوله امپدانس ، موج تخت ، شبیه سازی اجزا محدود