Пристрій для моделювання шуму

Винахід належить до галузі містобудівної акустики, зокрема до техніки безпеки життєдіяльності людини і може бути використаний при моделюванні шуму безперервних транспортних потоків та аналогічних джерел для розробки заходів та засобів боротьби з ним. У містобудівній акустиці для прямого фізичного моделювання шуму міських та промислових джерел використовуються різноманітні пристрої, наприклад СФ-11 [1], виконаний у вигляді тарілки з металевими кульками, насадженої на вертикальний вал електродвигуна. Недоліком цього пристрою є те, що він здатний генерувати лише сферичну звукову хвилю локальної дії, що не завжди відповідає заданим параметрам шуму джерела, яке модулюється. Зокрема, безперервні транспортні потоки створюють звукові хвилі, що мають форму, близьку до циліндричної. Найбільш близьким до пропонуємого є лінійний генератор звукових хвиль циліндричної форми [2], виконаний у вигляді суцільної секційної труби, у порожнині якої вільно розміщені металеві кульки. В результаті перекочування кульок в обертовій трубі джерело випромінює хвилі циліндричної форми. Однак, цей пристрій дає можливість генерування шуму лише визначеного діапазону частот, що суттєво обмежує його використання в різномасштабному моделюванні. Крім того, електродвигун, що обертає трубу, створює додатковий шум, який є некогерентним з модельованим джерелом шуму, що спричиняє спотворення його звукового поля, знижуючи, таким чином, чистоту проведення експерименту. Основою винаходу є задача удосконалення пристрою для моделювання шуму, в якому за рахунок особливостей конструктивного виконання лінійного генератора звукових хвиль досягається одержання безупинних циліндричних звукових хвиль з регульованим діапазоном частот, а також усунення акустичних перешкод при роботі пристрою. Означена задача вирішується за рахунок того, що пристрій, який являє собою лінійний генератор звукових хвиль циліндричної форми, згідно з винаходом, виконаний у вигляді пучка струн з регульованим натягом, що коливаються за допомогою електромагнітних збудників. Суть винаходу пояснюється малюнком, на якому зображена конструкція пристрою для моделювання шуму безперервних транспортних потоків. Пропонуємий пристрій містить пучок струн 1, скріплених між собою за допомогою колодок 2 на основі 3 з можливістю регулювання їх натягу гвинтами 4, електромагнітні збудники 5 та акустичний відбивач 6. Пристрій працює таким чином: при включенні пристрою, струни 1, розтягнуті між колодками 2, опинившись в електромагнітному полі, наведеному електромагнітними збудниками 5, починають коливатися з частотами, що визначаються ступенем їх натягу гвинтами 4, при цьому випромінювані струнами акустичні хвилі підсилюються відбивачем 6. Коливання струн, що мають період « t » і частоту « 1 / t », можуть бути розкладені у спектр, що відповідає власним гармонічним коливанням струн, частоти яких «fn» для випадку твердих опор визначаються співвідношенням: T s n× n× r× S r n×c Fn = = = , c -1 2L 2L 2L , де: n=1,2,3.......; с - швидкість поширення початкових зсувів уздовж струни, м/с æ T ö çc = ÷ ç r× S ÷ è ø; Т - сила натягу струни, Н; r - щільність матеріалу струни, кг/м 3; S - площа поперечного перерізу струни, м 2; L - довжина струни, м; æ ö çs = T ÷ ç S÷ s - напруга в струні, Н/м 2, è ø , [3]. З формули видно, що частота звуку, що випромінюється струною залежить від її довжини, діаметра, сили натягу і матеріалу, з якого вона виготовлена. Можливість регулювання сили натягу стр ун, а також підбору їхньої кількості, довжини і діаметра шляхом розрахунків, дозволяє в широких межах змінювати діапазон частот шуму який випромінюється пристроєм. Таким чином, пропонуємий пристрій дозволяє генерувати звуки з будь-якими заданими частотними параметрами, що, на відміну від прототипу, дає змогу моделювати шум безперервних транспортних потоків, різноманітних за своїм якісним складом, а також інших аналогічних джерел шуму, та, крім цього, дозволяє проводити експерименти методом прямого фізичного моделювання в різноманітних масштабах моделі. Джерела інформації. 1. Осипов Г.Л., Прутков Б.Г., Шишкин И.А., Карагодина И.Л. Градостроительные меры борьбы с шумом. - М.: Стройиздат, 1975. -С.92-94 2. Авторское свидетельство №482793. СССР МКИ G10К1/062. 3. Физический энциклопедический словарь. Главный редактор Введенский Б.А.-М, 1966, т.5, С.98.