Obrazowanie wartości skutecznej prędkości akustycznej na bazie pomiarów PIV

摘要

Laser Particle Image Velocimetry is a modern method for visualisation of a velocity field, commonly used in fluid mechanics in order to describe the distribution of mass flows. Recently, this method has been applied to acoustic field visualisation, where the instantaneous particle velocity varies in terms of direction and vector orientation. The paper discusses utility of that approach in comparison to the full sound intensity description. A widely applied parameter describing the energy flow in an acoustic field is the intensity vector (formula (1)). In order to evaluate this parameter, there are needed measurements of the acoustic velocity and pressure to be taken. The evaluation of the parameter needs two basic measurements: acoustic velocity and pressure. In case of the lack of the direct pressure or velocity data, the output is a scalar value. The paper describes the distribution of velocity vectors in several subsequent phases (Fig. 1) and presents a mathematical formula (formula (11)) which provides possibility to obtain the main direction of the acoustic energy propagation. The data obtained from the laser system (Figs. 2 and 3) is compared with the hot-wire anemometry (Fig. 4 left) and the sound intensity distribution (Fig. 4 right).%Laserowa anemometria obrazowa (PIV) służy obrazowaniu pól prędkości i jest stosowana do przepływów masowych, a w ostatnich latach również do pól akustycznych, w których chwilowa prędkość akustyczna w danym punkcie pola jest wielkością wektorową zmienną w czasie. W artykule zaproponowano sposób wizualizacji pola prędkości akustycznej w formie rozkładu odcinków, których długość odpowiada wartości skutecznej prędkości a nachylenie jest związane z kierunkiem przepływu energii akustycznej.