Авторы
Верещагина Т.Н., Кудряева Ю.В., Михеев А.С.
Организация
АО «Государственный научный центр Российской Федерации – Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского», Обнинск, Россия
Верещагина Т.Н. – главный научный сотрудник, доктор технических наук. Контакты: 249033, Калужская обл., Обнинск, пл. Бондаренко, 1. Тел.: (484) 399-83-60; e-mail:
Михеев А.С. – старший научный сотрудник.
Кудряева Ю.В. – инженер-конструктор 1 категории.
Аннотация
В статье приведены результаты расчетов акустических
характеристик резонаторов Гельмгольца, связанных отверстием в общей диафрагме.
Расчеты выполнены с помощью программы DeltaEC. Цель работы – освоение программы
и верификация результатов расчета путем сопоставления с экспериментальными
данными, полученными ранее в ГНЦ РФ – ФЭИ.
Экспериментальная модель связанных
резонаторов Гельмгольца состояла из двух цилиндрических камер, сообщающихся
между собой через отверстие в тонкой диафрагме. Гармонические колебания
давления создавались с помощью подвижного поршня виброэлектродинамического
стенда ВЭДС-200. Корпус модели был закреплен на неподвижной станине вибратора
через небольшую переходную камеру. Амплитуда и частота колебаний поршня
контролировалась установленным на нем акселерометром. Пульсации давления
измерялись с помощью микрофонов, установленных заподлицо с внутренней поверхностью
каждой камеры на середине ее высоты. Сигналы с микрофонов оцифровывались и
подвергались спектральному анализу. После вычислений амплитуды и фазы строились
амплитудно- и фазо-частотные характеристики колебаний давления.
В программе DeltaEC создана
расчетная модель связанных резонаторов Гельмгольца и получены
амплитудно-частотные характеристики пульсаций давления в экспериментальной
модели при пяти размерах отверстия в диафрагме. Коэффициент местного
гидравлического сопротивления отверстия в диафрагме подбирался по совпадению
максимальной амплитуды рассчитанных и экспериментальных амплитудно-частотных
характеристик. Присоединенная масса воздуха, отвечающая за мнимую часть
импеданса диафрагмы, рассчитывалась с использованием формулы Фока. Получено хорошее
согласие результатов расчетов с данными экспериментов, что позволяет говорить
об адекватности расчетной модели и о применимости программы DeltaEC для
подобных расчетов.
Ключевые слова
резонатор Гельмгольца, связанные резонаторы, акустический импеданс, присоединенная масса, гидравлическое сопротивление, термоакустика, программа DeltaEC, расчетная модель,
амплитудно-частотные характеристики
УДК 534.2
Вопросы атомной науки и техники. Cерия: Ядерно-реакторные константы, 2022, № 1, c. 220–229