Акустическое Течение

АКУСТИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ (акустический, или звуковой, ветер), регулярное течение среды в звуковом поле большой интенсивности. Возникает как в свободном неоднородном звуковом поле, так и (особенно) вблизи различного рода препятствий. Теоретические исследования акустического течения проведены в 1883 году Дж. Рэлеем. Скорость акустического течения пропорциональна коэффициенту поглощения звука и его интенсивности, но обычно не превосходит величины колебательной скорости частиц в звуковой волне. После включения источника звука акустическое течение устанавливается не сразу, а «разгоняется» постепенно до тех пор, пока торможение за счёт вязкости среды не скомпенсирует увеличение его скорости под действием звука.

В свободном неоднородном звуковом поле характерный масштаб течения l определяется размером неоднородности [например, радиусом r звукового пучка (рисунок)], при этом l» λ, где λ - длина звуковой волны; в стоячих волнах масштаб течения полностью определяется длиной стоячей волны (l порядка λ); в пограничном слое вблизи препятствий, помещённых в акустическом поле, масштаб течения определяется толщиной акустического пограничного слоя, то есть коэффициентом кинематической вязкости и частотой звука, а l«λ.

Схема акустического течения, вызванного ограниченным пучком звука: 1 - излучатель; 2 - поглотитель звука; 3 - звуковой пучок. Стрелками указано направление акустического течения.

При измерении звуковых полей с помощью акустического радиометра и диска Рэлея акустическое течение является помехой. Вместе с тем акустическое течение имеет полезное применение в технике и технологии. Например, возникновение акустического течения у поверхности препятствий может увеличить процессы массо- и теплопередачи через их поверхность. Акустическое течение один из существенных факторов, обусловливающих очистку различных деталей посредством ультразвука.

Лит.: Ивановский А. И. Теоретическое и экспериментальное изучение потоков, вызванных звуком. М., 1959; Зарембо Л. К., Красильников В. А. Введение в нелинейную акустику. М., 1966; Физика и техника мощного ультразвука. М., 1968. Кн. 2: Мощные ультразвуковые поля; Nyborg L. Acoustic streaming // Nonlinear acoustics / Ed. by М. Hamilton and D. Blackstock. San Diego, 1998.