바람 소리의 강도

바람 소리의 생성은 공기역학적 소리에 대한 이론으로 해석됩니다. 이를 수행하기 위해 방출된 소리의 강도는 저 마하 수에서 이러한 힘이 흐름의 비압축성을 가정하여 계산할 수 있다는 근사를 사용하여 움직이는 강체에 대한 힘의 변동으로 표현됩니다. 레이놀드 수가 40에서 160 사이인 원형 실린더에 대한 리프트와 드래그의 변동은 코바스나이(Kovasznay) (1949)의 실험 데이터를 사용하여 와류의 각적 잔여량의 변동을 적분하여 계산됩니다. 단위 길이당 변동 리프트는 대략 fₗ = 0 38 U²dcos2 nt로, 여기서 ρ는 유체의 밀도, t는 시간이며, 드래그의 변동 크기는 이의 약 10% 정도로 나타났습니다. 이러한 힘의 변동의 축 방향 길이 척도는 레이놀드 수가 100 이하인 경우 매우 큰 것으로 보완 실험을 통해 발견되었습니다. 100 < R < 160인 경우, 길이 척도는 대략 17 d로, 이는 층류의 와류 잔여량에 대한 3차원 교란의 불안정성의 결과로 보입니다. 이 데이터를 사용하여, 이러한 레이놀드 수에서 원주 주위의 운동에 의해 생성된 평균 제곱 음압은 P² (r) 0 27 cos² ² ldU⁶ S²a²r²로 나타나며, 여기서 θ는 관측 방향과 유입 흐름 간의 각도, l은 실린더의 길이, a는 매체에서의 음속입니다. 이러한 결과를 직접 확인하기 위한 실험은 음향적으로 조용한 방에서 와이즐링 암 장치의 소리 강도 측정을 사용하여 매우 좋은 일치를 보였습니다. 더 높은 레이놀드 수에서는 실린더의 잔여량이 난류가 되었을 때 이론은 P²에 대한 유사한 표현으로 이어지지만 수치 인자는 더 작습니다. 이러한 기반으로 이전 실험 데이터 분석은 약 0·037의 수치 상수 값을 갖는 좋은 일치를 제공합니다. 이러한 점을 고려할 때, M 4의 마하 수 의존성을 보였던 이전 데이터 중 일부가 잘못 해석되었을 가능성이 있습니다. 마지막으로, 와류 생성 주파수가 와이어의 고유 주파수와 동일할 때의 조건을 언급하며, 소리의 강도가 크게 증가하는 이유가 힘의 변동의 축 방향 길이 척도 증가에서 기인함이 관찰됩니다. 이러한 현상의 상대적인 단순성은 공기역학적 소리에 대한 이론의 일부 핵심 아이디어를 찾아낸 가장 모호하지 않은 확인을 가능하게 합니다.