Форум » Снег, освещенность, погода » О турбулентности и инфразвуке » Ответить

О турбулентности и инфразвуке

Владимир Сидоров: Считаю полезным осветить некоторые вопросы, относящиеся к возможности возникновения инфразвука на Перевале. Как показало предварительное обсуждение этого вопроса, в среде читателей бытуют некоторые распространённые заблуждения. Этих заблуждений не избежали даже некоторые профильные специалисты. Сначала кратко о предмете. 1. Турбулентность - явление, возникающее в потоке жидкости или газа, при котором скорости частиц в поперечном направлении становятся сравнимыми с продольными. Турбулентность возникает всегда, когда скорость потока превышает некую предельную для вещества потока величину. Турбулентность возникает и в том случае, если в потоке находится тело, форма которого препятствующее его плавному обтеканию потоком. На практике турбулентность всегда имеет вид вихрей, образующихся в движущемся потоке. 2. Дорожка Кармана - явление периодического срыва турбулентных вихрей с поверхности обтекаемого потоком тела. 3. (Инфра)звук (т.е. и звук или инфразвук) в воздухе - явление колебаний давления воздуха. В случае, если колебания давления периодические и имеют частоту не менее 20 Гц, то человеческое ухо способно воспринимать такие колебания (т.е. звук) (разумеется, при достаточной мощности колебаний). Если колебания имеют частоту менее 20 Гц, то наши уши их не воспринимают. Некоторые животные способны воспринимать и инфразвуковые колебания. Итак, некоторые заблуждения. Заблуждение 1. Дорожка Кармана (периодический срыв вихрей) может возникать только в некоторых случаях при соблюдении определённых условий: цилиндрическое (двумерное вытянутое в высоту) тело поперёк потока. В остальных случаях дорожка не образуется, несмотря на наличие турбулентности. В действительности это совсем не так. Срыв вихрей с поверхности обтекаемого потоком тела происходит всегда, если имеет место турбулентность. Другое дело, что форма и параметры вихрей (величина скачков давления в потоке, дальность распространения и т.д.) в этом случае будут иными, не такими, как в "классическом" случае. Различные формы вихрей можно посмотреть в альбоме click here Заблуждение 2. Турбулентность может возникнуть, а (инфра)звук при этом - нет. В действительности любая турбулентность, то есть вихревое движение всегда сопровождается колебаниями давления внутри потока, которые, разумеется, распространяются и во внешнюю среду. То есть (инфра)звук всегда возникает при турбулентности. Вопрос заключается лишь в частоте и мощности этого (инфра)звука. Заблуждение 3. Инфразвук не воспринимается человеком. Действительно, инфразвук небольшой мощности неслышим ухом. Однако, при большой мощности инфразвука, колебания давления действуют и на другие органы, например на вестибулярный аппарат человека, некоторые полостные органы, в результате человек не только осознаёт факт некоего внешнего воздействия, но и может определить направление на источник такого воздействия. Если вы слышали раскаты канонады или раскаты грома, то наверняка наряду с собственно звуком почувствовали и толчки давления, идущие с определённого направления. Более того, в природе нет ничего химически чистого. Поэтому природный инфразвук сопровождается также колебаниями в звуковом диапазоне, слышимыми нами как шорохи, гул, завывания, и которые однозначно указывают на их источник. Таким образом, мнения некоторых участников данного форума о принципиальной невозможности генерации инфразвука при обдувании останцев сильным ветром на основе представленных этими участниками доводов, являются неверными. Спасибо всем за внимание. Апд. от 26.02.2013 v1096 В результате последующего просмотра большого количества фотографий и рисунков, иллюстрирующих турбулентность при обтекании препятствий разного вида, я несколько изменил свою точку зрения. Сейчас я считаю, что более правдоподобным является случай, когда сама палатка и уступ, устроенный туристами на склоне при расчистке площадки под палатку (высотой от 0.6 до 1.0 м ориентировочно) послужили тем аэродинамическим препятствием, на котором могла возникать турбулентность при скоростном обтекании их воздухом во время прохождения серии шквалов. В этом случае образование длинной вихревой дорожки за препятствием уже не имеет значения, поскольку сама палатка находится в эпицентре вихреобразования и непосредственно испытывает пульсации давления воздуха при периодическом срыве вихрей, в отличие от случая, когда палатка находится в полосе следа дорожки, а вихри, возникающие за препятствием, а затем ветром сносятся на расстояние от аэродинамического препятствия до палатки. Апд. от 01.03.2013 v1096: В результате переписки и личных бесед с профильными специалистами по аэрогазодинамике были несколько скорректированы основные положения данного топика. В новой редакции они выглядят так. Заблуждение 1. Вихреобразование, сопровождаемая периодическим срывом вихрей с поверхности аэродинамического препятствия, может возникать только в некоторых случаях при соблюдении определённых условий: цилиндрическое (двумерное вытянутое в высоту) тело поперёк потока. В остальных случаях это не наблюдается, несмотря на наличие вихрей. В действительности это не так. Срыв вихрей с поверхности обтекаемого потоком тела происходит всегда, если имеет место турбулентность. Другое дело, что форма и параметры вихрей (величина скачков давления в потоке, дальность распространения и т.д.) в этом случае будут иными, не такими, как в случае классической дорожки Кармана. Заблуждение 2. Вихреобразование может возникнуть, а (инфра)звук при этом - нет. В действительности любое вихревое движение всегда сопровождается колебаниями давления внутри потока, которые, разумеется, распространяются и во внешнюю среду. То есть (инфра)звук всегда возникает при вихревом движении газа. Вопрос заключается лишь в спектре и мощности этого (инфра)звука. Заблуждение 3. Инфразвук не воспринимается человеком. Действительно, инфразвук небольшой мощности неслышим ухом. Однако, при большой мощности инфразвука, колебания давления действуют и на другие органы, например на вестибулярный аппарат человека, некоторые полостные органы, в результате человек не только осознаёт факт некоего внешнего воздействия, но и может определить направление на источник такого воздействия.-

Ответов - 53, стр: 1 2 3 All

Shura: Превышение необходимого порога (дБ, время воздействия) для резкого ухудшения состояния, на Ваш взгляд, тоже легко реализуется в данном случае? Есть цифры и примеры?

Владимир Сидоров: Shura пишет: Есть цифры и примеры? Готовлю материал.

Pepper: Владимир Сидоров пишет: Заблуждение 1. Дорожка Кармана (периодический срыв вихрей) может возникать только в некоторых случаях при соблюдении определённых условий: цилиндрическое (двумерное вытянутое в высоту) тело поперёк потока. В остальных случаях дорожка не образуется, несмотря на наличие турбулентности. В действительности это совсем не так. Срыв вихрей с поверхности обтекаемого потоком тела происходит всегда, если имеет место турбулентность. Другое дело, что форма и параметры вихрей (величина скачков давления в потоке, дальность распространения и т.д.) в этом случае будут иными, не такими, как в "классическом" случае. Различные формы вихрей можно посмотреть в альбоме click here Спасибо, что открыли отдельную тему. По данному конкретному вопросу: надеюсь увидеть от вас обоснование того, что дорожка Кармана может образовываться за телом произвольной формы, а не только цилиндрическим, расположенным поперек потока. Нецилиндрическое тело (например, параллелепипед и пр.) рассматривается в данном случае как частный случай обтекания цилиндрического тела, если оно также расположено длинной осью поперек потока, либо если поток ограничен сверху и снизу. Так, по приведенной Вами ссылке, все случаи демонстрации дорожки Кармана специально снабжены пояснениями, что производились съемки обтекания потока за цилиндром. Остальные примеры вихрей нас не интересуют.

Владимир Сидоров: Pepper пишет: По данному конкретному вопросу: надеюсь увидеть от вас обоснование того, что дорожка Кармана может образовываться за телом произвольной формы, а не только цилиндрическим, расположенным поперек потока. Вот это да! Первый пример - поток в аэродинамической трубе с винтом за отверстием. Как винт может быть цилиндрическим? Второй пример - вытекание воды из кругового сопла. Это разве цилиндр? Третий пример - выпускание дыма в воздух из трубы. Это что, по-Вашему, тоже цилиндр? Четвёртый пример - ....тоже Пятый пример - ...тоже. Может я что-то не понял?

Pepper: Владимир Сидоров пишет: Может я что-то не понял? Похоже, что да. В каком из перечисленных Вами примеров зафиксирована дорожка Кармана? Даю подсказку: в статье дорожка Кармана изображена в примерах 94-98. Впрочем, если Вы считаете, что дорожка Кармана не является обязательным условием возникновения ИЗ колебаний - я не настаиваю. Откажемся от нее. Что тогда является генератором ИЗ? Каков его механизм, кто и когда открыл, изучил или обосновал его?

Владимир Сидоров: Предлагаю посмотреть снимки вихревых дорожек, образующихся за двумя островами в Тихом океане. Длина дорожек - 280 км. Особо подчёркиваю: острова не цилиндрические и не вытянутые вверх. click here Аналогичные примеры: click here

Pepper: Владимир Сидоров пишет: Предлагаю посмотреть снимки вихревых дорожек, образующихся за двумя островами в Тихом океане. Уважаемый Владимир Сидоров! Ссылку на фотографии вихревых дорожек за островами ранее Вам уже приводил коллега NordSerg, в предыдущей теме об инфразвуке. Вот эта ссылка: http://oceanfromspace.scanex.ru/index.php/atmosphere/jets В ней, в частности, приведено и исследование вихревых дорожек за тем же самым островом Александра Селкирка. Рекомендую ее внимательно изучить, поскольку в ней приведены условия, при которых наблюдаются эти вихревые дорожки. Если Вы знакомы с гидродинамикой, то легко их найдете, и поймете их смысл. Если не получится - я вечером буду дома (сейчас некогда), и попытаюсь Вам разъяснить.

Владимир Сидоров: Уважаемый Пеппер! Смысл моего комментария в том, что я просто привожу Вам пример нецилиндрического невытянутого и не расположенного строго поперёк потока тела, которое, тем не менее, образует за собой дорожку Кармана. Какие при этом выполняются условия - дело второстепенное. Важно совсем другое: пример демонстрирует, что высказанный Вами ранее тезис о необходимости соблюдения триединого условия - цилиндричности + вытянутости в высоту + ориентации поперёк потока - неверен. А то, обстоятельство, что для островов установили некую закономерность между параметрами препятствия, потока и возникновением дорожки отнюдь не означает, что эта закономерность должна обязательно выполняться на объектах, линейные размеры которых в 500 раз меньше. То есть эта закономерность аргументом о невозможности дорожки Кармана на останце служить не может, как и Ваш предыдущий тезис - о необходимости триединого условия.

wolker: Владимир Сидоров пишет: То есть эта закономерность аргументом о невозможности дорожки Кармана на останце служить не может, как и Ваш предыдущий тезис - о необходимости триединого условия. Гы Если учесть, что снимок дорожки Кармана (предлагаю на будущее сократить до ДК) за островами привели именно вы, очень мне любопытно - что именно по вашему мнению эти снимки должны были подтверждать? Поясню вопрос. Что именно эти снимки опровергли, я понял, но каким образом это подтвердило возможность образования ДК за маломерным объектом, типа останец? Другими словами - к чему этот очередной абсолютно абстрактный пример? В результате изучения вихревых цепочек по снимкам облачного покрова, метеорологическим и подспутниковым измерениям было установлено, что вихревые цепочки возникают в стратифицированной атмосфере при боковом обтекании препятствий, высота которых не меньше 800 м

Pepper: Владимир Сидоров пишет: пример демонстрирует, что высказанный Вами ранее тезис о необходимости соблюдения триединого условия - цилиндричности + вытянутости в высоту + ориентации поперёк потока - неверен. Ответ неверный. http://pereval1959.forum24.ru/?1-1-0-00000014-000-10001-0#070.001 Pepper пишет: Дорожка Кармана в акустике рассматривается в двух случаях: либо при обтекании потоком жидкости или газа в свободном пространстве препятствия, которое может рассматриваться как струна (протяженность которой много больше диаметра), либо при обтекании препятствия в потоке, который ограничен стенками (канал, труба и пр.). Только в этих двух случаях может образовываться система пар взаимодействующих вихрей, собственно и образующих "дорожку Кармана". Pepper пишет: Нецилиндрическое тело (например, параллелепипед и пр.) рассматривается в данном случае как частный случай обтекания цилиндрического тела, если оно также расположено длинной осью поперек потока, либо если поток ограничен сверху и снизу. Иначе говоря, Вы обратили внимание только на первую половину моего тезиса (которая как раз к обтеканию островов отношения не имеет), и упустили вторую. (Это и неудивительно, если знания по гидродинамике черпать из Гугля). Цитирую начало статьи: Вихревые цепочки образуются в тех случаях, когда нижний слой атмосферы ограничен сверху инверсией, располагающейся гораздо ниже вершины острова или гребня хребта. Инверсия препятствует обтеканию препятствия сверху, в результате чего реализуется исключительно боковое обтекание. Именно на этом принципе (образование дорожки Кармана в результате бокового обтекания препятствия в потоке, ограниченном с двух сторон) работают вихревые расходомеры. В трубу, по которой движется поток жидкости или газа, поперек потока встроено препятствие, на котором происходит срыв вихрей (оно может иметь форму цилиндра, трапеции, или просто пластинки), причем это препятствие с обоих концов ограничено стенками трубы, что является обязательным условием возникновения бокового обтекания. Вот, например: Что именно играет роль ограничителя потока в случае с островами - снизу, естественно, поверхность моря (в случае с останцами это будет земля на вершине ХЧ или перевала), сверху - см. цитату выше.

Владимир Сидоров: Pepper пишет: Это и неудивительно, если знания по гидродинамике черпать из Гугля Уважаемый Пеппер! Хотел бы попросить Вас не использовать в дискуссии риторику, присущую сами знаете кому. Если Вы желаете что-нибудь конкретное возразить, возражайте, пожалуйста, конкретно. Если не желаете, лучше так и скажите: я с Вами разговаривать по данному вопросу не желаю. Я по этому поводу не стану устраивать ритуальных плясок, как сами знаете кто. На Ваш комментарий по существу отвечу чуть позже. С наилучшими пожеланиями.

Pepper: 2 Владимир Сидоров Обиделись насчет Гугля? ИМХО, напрасно. Разве это неправда? Или это неприличное слово? Ваше "благородное негодование" можно было бы понять, если бы Вы сами предусмотрительно избегали комментировать уровень знаний своих оппонентов (и мой - в том числе). Но увы, такой щепетильности за Вами не наблюдается. Так что свои обиды оставьте, пожалуйста, при себе. Владимир Сидоров пишет: На Ваш комментарий по существу отвечу чуть позже. А ничего больше от Вас и не требуется. Надеюсь, ответ по существу будет.

Владимир Сидоров: Здравствуйте ещё много раз! Насчёт обиды Вы напрасно беспокоитесь. Я обижаюсь только на себя. Если Вас чем обидел, прошу простить: это не со зла, а по глупости. Теперь по существу. Чтобы спор не перешёл на выяснение мелких вопросов, я предлагаю следующее. Мы с Вами согласовываем перечень спорных вопросов и обращаемся с ними к экспертам, обладающим необходимой квалификацией. Я провёл некоторую работу в этом направлении и могу предлежить трёх человек. 1. Зав. кафедрой ***, профессор; 2. Старший научный сотрудник лаборатории ***, к.ф.м.н; 3. Начальник экспериментальной установки (аэродинамической трубы) с многолетним стажем лаборатории экспериментальной аэродинамики того же института, учёную степень уточню, по-моему д.ф.м.н. В качестве вопросов предлагаю следующие: 1. Возможно ли в принципе образование пульсации давления в воздушной струе, обтекающей стоящее на ровной поверхности аэродинамическое препятствие, высотой примерно 3-5 метров и размером в плане примерно 5х5 метров при скорости в диапазоне от 10 до 60 м/с? 2. Может ли в этих условиях за препятствием образовываться вихревая дорожка, распространяющаяся на достаточно большое расстояние: 10, 50, 100, 200 метров ()? 3. Если да, то может ли эта дорожка называться дорожкой Кармана? Отредактировано по просьбе автора сообщения из соображений конфиденциальности. Борода Лопатой

Pepper: Владимир Сидоров пишет: я предлагаю следующее. Мы с Вами согласовываем перечень спорных вопросов и обращаемся с ними к экспертам, обладающим необходимой квалификацией. Я провёл некоторую работу в этом направлении и могу предлежить трёх человек. День добрый! В принципе, возражений против названных кандидатур не имею, а Ваш подход к проверке считаю совершенно правильным. Предлагаю только уточнить следующее: мы знакомим экспертов с содержанием предметной части предшествующего обсуждения (как минимум - этой ветки), чтобы они понимали предмет обсуждения и суть аргументов каждого из участников, включая конечную цель - генерацию инфразвука. Вдруг они укажут на какие-то нюансы, которых мы с Вами не заметили? В идеале - было бы здорово предложить им зарегистрироваться в теме в качестве участников. Это облегчило бы диалог с ними. Но это только в качестве пожелания... Желаю удачи!

Владимир Сидоров: Pepper пишет: Предлагаю только уточнить следующее: мы знакомим экспертов с содержанием предметной части предшествующего обсуждения (как минимум - этой ветки), чтобы они понимали предмет обсуждения и суть аргументов каждого из участников, включая конечную цель - генерацию инфразвука. Не очень здорово. Я знаком лично с некоторыми и знаю, что они заняты круглые сутки по самые уши. Лучше было бы чётко и кратко сформулировать вопросы. Тогда можно было бы без напряжения привлечь к опросу ещё кого-нибудь. Хочу от Вас получить Вашу редакцию вопросов. Pepper пишет: ...было бы здорово предложить им зарегистрироваться в теме в качестве участников Да Вы что??? Ни за что никому такой подлянки, как предложение об участии в этом форуме я подкладывать не стану. Хотя сообщу им о наличии данного форума.

Pepper: Владимир Сидоров пишет: Не очень здорово. Я знаком лично с некоторыми и знаю, что они заняты круглые сутки по самые уши. Ну, в этой ветке пока еще всего одна страница - полагаю, чтение ее займет не так много времени. Но если им действительно нет на это времени, тогда согласен ограничиться вопросами. Я бы заменил три вопроса одним, в такой редакции (все-таки они специалисты, и сами понимают, что если дорожка Кармана - то это и есть вихри): 1. Возможно ли в принципе образование "дорожки Кармана" в ветровом потоке, обтекающем с боков и сверху стоящее на ровной поверхности аэродинамическое препятствие, высотой примерно 3-5 метров и размером в плане примерно 5х5 метров, при скорости ветра в диапазоне от 10 до 60 м/с Можно прямо конкретизировать тип препятствия: скальный останец, и показать фото. И не ограничиваться только останцем на вершине ХЧ, а включить и останцы на перевале (их высота побольше, полагаю, метров 10). Не уверен, надо ли добавить вопрос про инфразвук (если первый ответ будет положительным): 2. Может ли дорожка Кармана в описываемых условиях генерировать инфразвуковые колебания, и если да - то какова может быть их мощность на расстояниях порядка от 300 метров до километра? (Я понимаю, что это не совсем их предметная область, но, возможно, они с этим уже сталкивались). ЗЫ. Добавил еще условие про обтекание с боков и сверху.

Владимир Сидоров: Pepper пишет: 1. Возможно ли в принципе образование "дорожки Кармана" в ветровом потоке, обтекающем сверху и с боков стоящее на ровной поверхности аэродинамическое препятствие, высотой примерно 3-5 метров и размером в плане примерно 5х5 метров при скорости ветра в диапазоне от 10 до 60 м/с Я думаю, что этого будет пока достаточно, поскольку ни я ни Вы, надеюсь, не станем утверждать, что периодические колебания давления в открытом потоке могут происходить без распространения волн давления в окружающее пространство. Кроме того опасаюсь, что тема инфразвука и акустики им вообще чужда. Их стихия - аэрогазодинамика. Итак, запускаю?

Clinteastwood: Владимир Сидоров пишет: на ровной поверхности Извините, что вмешиваюсь. Поверхность на горе в данной модели корректно считать ровной?

helga-O-V: Pepper пишет: Я бы заменил три вопроса одним, в такой редакции (все-таки они специалисты, и сами понимают, что если дорожка Кармана - то это и есть вихри): 1. Возможно ли в принципе образование "дорожки Кармана" в ветровом потоке, обтекающем с боков и сверху стоящее на ровной поверхности аэродинамическое препятствие, высотой примерно 3-5 метров и размером в плане примерно 5х5 метров, при скорости ветра в диапазоне от 10 до 60 м/с Может быть стоит дать фото останцев и их расположение на вершине - и ориентацию их навершине?

Владимир Сидоров: Clinteastwood пишет: Поверхность на горе в данной модели корректно считать ровной? В каком смысле ровной? Горизонтальной или гладкой?



полная версия страницы