Acoustics of interaction of unsteady flows with periodic structures
Akustika interakcí vířivého proudění s periodickými strukturami
rigorózní práce (UZNÁNO)

Zobrazit/ otevřít
Trvalý odkaz
http://hdl.handle.net/20.500.11956/171908Identifikátory
SIS: 245223
Kolekce
- Kvalifikační práce [11264]
Autor
Vedoucí práce
Fakulta / součást
Matematicko-fyzikální fakulta
Obor
Učitelství fyziky - matematiky pro střední školy
Katedra / ústav / klinika (externí)
Informace není k dispozici
Datum obhajoby
17. 2. 2022
Nakladatel
Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakultaJazyk
Angličtina
Známka
Uznáno
Klíčová slova (česky)
aeroakustika|nestacionární proudění|periodické struktury|sonické krystaly|numerické simulace|vroubkované trubiceKlíčová slova (anglicky)
aeroacoustics|unsteady flows|periodic structures|sonic crystals|numerical simulations|corrugated pipeAkustika interakcí vířivého proudění s periodickými strukturami Viktor Hruška ABSTRAKT Tématem této dizertace je studium vybraných případů z oblasti aeroakustiky periodických struktur. Kritická analýza použitelnosti linearizovaných Navierových-Stokesových rovnic ve frekvenční oblasti na problém přenosu zvuku nad vroubkovanou deskou s prouděním ukázala, že aplikace tohoto výpočetního schématu odpovídá experimentu jen v hrubých rysech kvůli problémům s linearizací hydrodynamických poruch. Dříve navržený fenomenologický model generování zvuku ve vroubkovaných trubicích byl rozšířen a některé jeho aspekty byly blíže fyzikálně objasněny. Fenomenologický model byl srovnán s experimentálními daty a bylo navrženo jeho další rozšíření s ohledem na šíření slabě nelineárních vln konečných amplitud. V další části práce byly studovány vlivy periodicity uspořádání trubic tepelného výměníku na šíření akustických vln a možnost jejich popisu pomocí teorie sonických krystalů. Ta se podle srovnání s experimentem ukázala být relevantní už pro struktury o čtyřech řadách trubic. Generování šumu kvůli obtékání trubic bylo zkoumáno pomocí numerických simulací. Ukázalo se, že intenzita vyzářeného zvuku odpovídá tendencím odvozeným pro generování zvuku nestacionárním prouděním kolem válce a základní frekvence vyzařovaného zvuku se...
Acoustics of interaction of unsteady flows with periodic structures Viktor Hruška ABSTRACT This thesis deals with chosen topics from the aeroacoustics of periodic structures. A critical analysis of the application of the frequency-domain linearized Navier-Stokes equations on the case of sound transmission above a corrugated plate with non-zero airflow was conducted. It was found out that the correspondence with the experiment is very limited in this case due to problems with the linearization of the hydrodynamical perturbations. An extension and clarification of the previously proposed phenomenological model for sound generation in corrugated pipes were given and the model was tested against the experimental data. In order to assess the influence of finite-amplitude sound propagation on the source-resonance coupling, a weakly-nonlinear model was proposed as an extension to the linear one. Next, it was investigated how the periodic arrangement of heat exchanger coolant tubes affects the sound propagation and whether it can be described as a sonic crystal. It was shown that even for finite structures consisting of four rows of coolant tubes the theory of wave propagation through periodic media is applicable and proves to be in accordance with the experiment. The noise generated by the unsteady flow through...