Influence of the internal dynamics of the interacting coherent vortex structures to the generated sound field
DOI:
https://doi.org/10.17721/1812-5409.2021/3.7Ключові слова:
когерентна вихрова структура, звуковий спектрАнотація
The article is dedicated to the glowing memory of the talented Ukrainian scientist-mechanic, professor, doctor of physical and mathematical sciences Vyacheslav Vladimirovich Meleshko. The sound fields of several coherent vortex structures interacting with each other were calculated using the moment model (MZS-model) of the first and second orders. In the first-order MZS-model, vortices are described by point vortices, in the second-order MZS-model--by Kirchhoff vortices. Sound fields as a result of vortex interaction are calculated using the Lighthill's acoustic analogy under Powell's formulation. The spectrum of the sound field in the description of coherent vortices by point vortices is characterized by a single frequency band, which reflects the motion of the vortex centers of vortices (large-scale vortex movements). Taking into account the inner vortex dynamics leads to the expansion of spectrum and level increasing of calculated sound: the lower band describes the motion of the vorticity centers of spots, the higher band describes the internal dynamics of the vorticity. It is shown that large-scale vortex movements can be modeled by point vortices, when the sound spectrum of distributed vortices is clearly divided into bands and the width of the lower frequency band is close to the width of the sound spectrum from point vortices. The presence of an upper frequency band in the sound field of interacting vortex spots does not allow us to describe the distributed vortices as point vortices when constructing a sound source, since such a simplification leads to a significant underestimation of the level of the calculated sound field.
Pages of the article in the issue: 51 - 54
Language of the article: Ukrainian
Посилання
Lele, S.K. & Nichols, J.W. (2014) A second golden age of aeroacoustics. Phil. Trans. Roy. Soc. A372. p. 1-18.
Hussain A.K.M.F. (1983) Coherent structures - reality and myth. Phys. Fluids. 26(10). p. 2816-2849.
Melander M.V., Zabuzky N.J. & Styczek A.S. (1986) A moment model for vortex interactions of two-dimensional Euler equations. Part I. Computational validation of a Hamiltonian elliptical representation. J. Fluid Mech. 167. p. 95-115.
Powell A. (1964) Theory of vortex sound. J. Acoust. Soc. Amer. 36(1). p. 177-195.
Meleshko V.V. and Konstantinov M.Yu. (1993) Dinamika vihrevyh struktur. Kyiv: Naukova dumka.
Konovalyuk T.P. (2018) Zvukovi polya, generovani kogerentnymy vyhrovymy strukturamy, yaki vzaemodijut` (Candidate`s dissertation).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, роботи яких публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
- Автори зберігають авторські права та надають журналу право на першу публікацію роботи, яка одночасно ліцензується згідно із Creative Commons Attribution License, тобто надається дозвіл іншим ділитися роботою з визнанням авторства роботи та першої публікації в цьому журналі.
- Автори можуть укладати окремі додаткові угоди щодо невиключного розповсюдження опублікованої журналом версії роботи (наприклад, розмістити її у репозитарії наукової установи чи опублікувати у книзі) з підтвердженням її початкової публікації у цьому журналі.
- Дозволяється та заохочується розміщення своїх робіт в мережі Інтернет авторами (наприклад, у репозитаріях наукових установ або на особистих веб-сторінках) до та під час процесу подання, оскільки це може призвести до продуктивного обміну, а також до більш ранніх цитувань опублікованої роботи та їх більшої кількості (див. The Effect of Open Access).
