مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی تحلیلی و تجربی پاسخ فرکانسی سیستم میکروفن از راه دور جهت تخمین نوسانات فشار سطحی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری/دانشگاه یزد
2 دانشیار دانشگاه یزد
3 استادیار/دانشگاه یزد
چکیده
اندازه‌گیری دقیق نوسانات فشار ناپایا روی سطح نیازمند روش‌های تجربی است که از نظر مکانی دارای تراکم زیادی بوده و محدوده فرکانسی بالایی را در برگیرد. بدین منظور در دهه‌های اخیر مطالعات گسترده‌ای روی روش میکروفن از راه دور انجام گرفته است. در این روش به جای نصب مستقیم سنسور فشار روی سطح، سنسور در دوردست نصب و از طریق چند لوله متوالی با سطح ارتباط می‌یابد. نوسانات فشار روی سطح در داخل لوله‌ها به صورت امواج صوتی حرکت کرده و در هنگام عبور از روی سنسور فشار که به صورت عمود بر لوله نصب شده، اندازه‌گیری می‌شوند. در مطالعه حاضر به منظور مدلسازی تحلیلی سیستم میکروفن از راه دور و بررسی اثر پارامترهای مختلف هندسی سیستم روی پاسخ دینامیکی آن، از حل تحلیلی انتشار امواج صدا داخل لوله‌های صلب استفاده شده است. همچنین به منظور بررسی صحت نتایج مدلسازی، پاسخ دینامیکی یک سیستم میکروفن از راه دور نمونه از طریق کالیبراسیون تجربی بدست آمده است. مقایسه نتایج حل تحلیلی با نتایج حاصل از کالیبراسیون تجربی نشان‌دهنده کارایی مناسب مدل‌ تحلیلی است. نتایج نشان‌ می‌دهد که تغییر قطر لوله‌های سیستم میکروفن از راه دور می‌تواند منجر به رخ دادن پدیده تشدید و ایجاد هارمونیک‌هایی در دو ناحیه فرکانسی شود. دامنه هارمونیک‌های فرکانس پایین وابسته به طول لوله استهلاک بوده و با افزایش آن کاهش می‌یابد. همچنین دامنه و فرکانس هارمونیک‌های فرکانس بالا وابسته به طول لوله اول بوده و با افزایش آن کاهش می‌یابند. بعلاوه افزایش طول لوله اول و دوم باعث افزایش تاخیر فاز پاسخ دینامیکی سیستم خواهد شد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Analytical and Experimental investigation of remote microphone system response for prediction of surface pressure fluctuations

نویسندگان English

Abbas Afshari 1
Ali Akbar Dehghan 2
Vali Kalantar 3
Mohammad Farmani 1
1 phs student/yazd university
3 assistant professor/yazd university
چکیده English

Accurate measurement of unsteady pressure fluctuations along a surface requires experimental set up with high spacing resolution and high frequency domain. Therefore, in recent decades extensive studies have been conducted on remote microphone approach. In this method, instead of using flash mounted sensors, they installed remotely and connected to the model surface through one or several continuously connected tubes. Surface pressure fluctuations will travel within the tubing in the form of sound waves and they will be measured when passing over the remote pressure sensor, mounted perpendicular to the tubing. In the present study, an analytical solution of sound waves propagation inside the rigid tubes is used for modelling of the remote microphone system and to investigate the effects of its parameters on dynamic response. In order to verify the accuracy of proposed modeling, the dynamic response of a typical remote microphone has been obtained through experimental calibration. Comparing the analytical and experimental results indicates high accuracy of the analytical modeling. Results show that changes in tubing diameter leads to occurrence of resonance and creating harmonics in two frequency regions. The amplitude of low-frequency harmonics depends on the length of the damping duct and decreases with increasing of its length. Instead, the amplitude and frequency of high-frequency harmonics depend on the length of the first tube and they decrease with the increase of first tube length. Also, Increase of the first and second tube lengths lead to an increase in phase of dynamic response of the remote microphone system.

کلیدواژه‌ها English

Remote microphone system
Analytical solution of sound propagation
dynamic response
Unsteady pressure fluctuations
Experimental calibration