Engineering

अस्थिर सतह दबाव के मापन के लिए एक दूरस्थ माइक्रोफोन जांच का उपयोग

Published: December 3, 2016 doi: 10.3791/53627

Yaoyi Guan¹, Carl R. Berntsen¹, Michael J. Bilka¹, Scott C. Morris¹

¹Department of Aerospace and Mechanical Engineering, University of Notre Dame

Introduction

सतहों पर द्रव का प्रवाह आम तौर पर अस्थिरता और अशांति कि अस्थिर सतह दबाव (खासियत) में परिणाम की ओर जाता है। प्रवाह प्रेरित ध्वनि और कंपन अक्सर इस अस्थिरता का एक सीधा परिणाम हैं। प्रशंसकों ठंडा, प्रोपेलर, और हवा टर्बाइनों द्वारा उत्पन्न निकलने वाली ध्वनि खासियत ¹ से संबंधित सूत्रों का प्रभुत्व है। अशांत प्रवाह में खासियत के स्थानिक और लौकिक विशेषताओं की माप आम तौर पर आदेश निकलने वाली ध्वनि की भविष्यवाणी करने के लिए आवश्यक हैं।

खासियत के सांख्यिकीय लक्षण वर्णन आम तौर पर ऑटो वर्णक्रमीय घनत्व के रूप में दिया जाता है, दो बिंदु पार वर्णक्रमीय घनत्व, और स्थानिक सहसंबंध कार्यों ^{2, 3।} आवृत्ति प्रतिक्रिया आवेदन के आधार पर भिन्न हो सकते हैं की आवश्यकता है। कई हवा सुरंग अनुप्रयोगों में, 10 kHz से 20 किलोहर्ट्ज़ के लिए एक प्रतिक्रिया के लिए पर्याप्त है। अशांत गति के छोटे तराजू अक्सर संवेदन क्षेत्रों और सेंसर कम से कम 1 मिमी होना करने के लिए रिक्ति की आवश्यकता होती है।

extensive प्रयोगात्मक अध्ययन के क्रम में अशांति प्रेरित दबाव उतार चढ़ाव प्राप्त करने के लिए आयोजित किया गया है। एक सीधा तरीका फ्लश घुड़सवार एम्बेडेड सेंसरों का उपयोग करता है। इस विधि अक्सर, माइक्रोफोन की बड़ी सरणियों कार्यरत हैं क्योंकि प्रत्येक संवेदक केवल एक असतत बिंदु पर दबाव अस्थिरता उपाय कर सकते हैं। ठेठ सेंसर इस पद्धति में उपयोग पीजोइलेक्ट्रिक ट्रांसड्यूसर, Gautschi ⁴ से सुझाव दिया है। पीजोइलेक्ट्रिक सेंसर की सारणियों महंगा हो सकता है, और माप की आवृत्ति रेंज अक्सर कम से कम 10 kHz है।

प्रत्यक्ष सतह पर चढ़कर माइक्रोफोन अक्सर सस्ती खासियत सेंसर ⁵ के रूप में इस्तेमाल कर रहे हैं। माइक्रोफोन जो कम गति प्रवाह के लिए एक बड़ा लाभ है उच्च संवेदनशीलता, लोगों की है। बहरहाल, यह भी सेंसर संतृप्ति का जोखिम होता है जब दबाव में बड़े आयाम उतार चढ़ाव मौजूद हैं। इस विधि बड़े curvatures, discontinuities, या geometries वह भी पूरे सेंसर को रोकने के लिए पतली हैं साथ सतहों के लिए उपयुक्त नहीं है।

से 6 पतली झिल्ली फ्लश घुड़सवार का उपयोग करने के लिए है। समय और अंतरिक्ष पर निर्भर कंपन गतियों मापा जाता है और फिर झिल्ली के यांत्रिक गुणों में जाना जाता है का उपयोग कर दबाव सांख्यिकी सतह के लिए बदल दिया। इस विधि को सावधान डिजाइन, क्रियान्वयन, और झिल्ली के गतिशील प्रतिक्रिया की सटीक अंशांकन की आवश्यकता है। इसके अतिरिक्त, इस तरह के लेजर डॉपलर vibrometers के रूप में कंपन माप उपकरण, महंगे हैं। अन्त में, इस पद्धति का ही फ्लैट सतहों के लिए लागू किया जा सकता है।

दबाव के प्रति संवेदनशील रंग (पीएसपी) एक और तकनीक है कि अस्थिर सतह दबाव को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इस तकनीक सतहों एक पारदर्शी बहुलक बांधने की मशीन है, जो के रूप में वे एक विशेष तरंगदैर्ध्य के प्रकाश से प्रकाशित कर रहे हैं एक उच्च ऊर्जा राज्य के लिए उत्साहित होने का कारण बनता है के भीतर अणुओं में लिपटे होने की आवश्यकता है। अणुओं में ऑक्सीजन शमन गुजरना रूप में, ऊर्जा पुन हैएक दर ऑक्सीजन आंशिक दबाव के लिए आनुपातिक, luminescence में जिसके परिणामस्वरूप है कि विपरीत रूप से सतह दबाव ⁷ के लिए आनुपातिक है पर प्रकाश के रूप में काम पर रखा। PSP के तरीकों के लिए बड़ी खामी माप की अपेक्षाकृत कम संवेदनशीलता जब माइक्रोफोन की तुलना में है। इस PSP करने के लिए अपेक्षाकृत उच्च गति प्रवाह के आवेदन की सीमा।

वर्तमान संचार दूरदराज के एक माइक्रोफोन जांच (आरएमपी) का उपयोग करता है खासियत के लिए एक विधि का वर्णन है। इस विधि को पहले Englund और रिचर्ड्स ⁸ से वर्णित किया गया था। अवधारणा एक मानक लघु माइक्रोफोन है कि एक खोखले ट्यूब के साथ सतह दबाव नल से जुड़ा है उपयोग करता है। मॉडल सतह पर अस्थिर दबाव ध्वनि तरंगों के रूप में ट्यूबिंग में यात्रा करेंगे। एक 'लहर-गाइड "के रूप में कार्य करता है ट्यूबिंग ध्वनि तरंगों को मापने के लिए माइक्रोफोन, जो ट्यूबिंग के लंबवत मुहिम शुरू की है अनुमति देने के लिए। लहरों फिर एक और ट्यूब कि काफी लंबे समय के बड़े आयाम ध्वनिक आर समाप्त करने के लिए है में जारीeflections।

Englund और रिचर्ड्स बेर्घ और Tijdeman ⁹ द्वारा उल्लिखित आरएमपी के गतिशील प्रतिक्रिया निर्धारित करने के लिए एक विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण लागू होता है। Perrenes और रोजर ¹⁰ एक आरएमपी उपयोग किया उच्च लिफ्ट उपकरणों के साथ एक दो आयामी airfoil के ऊपर सतह दबाव को मापने के लिए। वे सतह है कि एक 27 सेमी लंबे कठोर ट्यूब है कि दो अलग कदम परिवर्तन के माध्यम से 2.5 मिमी 0.7 मिमी से विस्तार से जुड़ा था पर एक 0.5 मिमी व्यास केशिका ट्यूब के साथ एक जांच विकसित की है। हर कदम परिवर्तन ट्यूब के ध्वनिक प्रतिबाधा में एक अपेक्षाकृत बड़े परिवर्तन का कारण बना। Leclercq और Bohineust ¹¹ एक अशांत सीमा परत के नीचे दीवार दबाव क्षेत्र का अध्ययन किया। के रूप में Franzoni और इलियट ¹² से सुझाव दिया कि वे एक निरंतर व्यास आरएमपी इस्तेमाल किया। हालांकि, गतिशील प्रतिक्रिया केवल एक सीमित आवृत्ति रेंज में काफी अधिक था। Arguillat एट अल। ¹³ शोर एक वाहन डिब्बे के इंटीरियर के लिए प्रेषित अध्ययन करने के लिए एक आरएमपी बनाया गया है। वे परीक्षणविभिन्न ट्यूबों माइक्रोफोन करने के लिए दबाव में उतार-चढ़ाव का संचालन करने के लिए। यांग एट अल। ¹⁴ एक ट्यूबिंग हस्तांतरण समारोह दृष्टिकोण है कि विधि इस रिपोर्ट में पेश करने के लिए इसी तरह की है का उपयोग करके ट्यूबिंग विरूपण के लिए सही। Hoarau एट अल। ¹⁵ दीवार दबाव का पता लगाने के लिए एक अलग क्षेत्र के बहाव का अध्ययन किया। RMPs कि वे तैयार निरंतर अंदर व्यास की थी, और ट्यूबिंग पूरी तरह गैर कठोर था।

पिछले अध्ययनों के अनुसार, RMPs का उपयोग कर प्राप्त सतह दबाव माप की सटीकता मुख्य रूप से जांच है कि माइक्रोफोन के दबाव के सतह दबाव से संबंधित है की आवृत्ति पर निर्भर हस्तांतरण समारोह के निर्धारण पर निर्भर है। निम्न वर्गों एक आरएमपी ज्यामिति कि दोनों सरल और प्रभावी है वर्णन करेंगे। प्रायोगिक और विश्लेषणात्मक तरीकों शुरू की है और आदेश में सही आरएमपी के गतिशील प्रतिक्रिया निर्धारित करने के लिए मान्य होगा। विश्लेषणात्मक मॉडल एक आरएमपी होने के लिए अनुमति देता हेआवेदनों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए संभावित डिजाइन चरण में ptimized।

RMPs आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर दबाव उतार चढ़ाव को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। अपेक्षाकृत उच्च स्थानिक संकल्प स्थानिक वितरित अस्थिर दबाव क्षेत्र ¹⁶ की विशेषताओं के बारे में विस्तृत जानकारी प्रदान कर सकते हैं। जांच छोटा है के रूप में, इस तरह के बड़े RMPs curvatures या सीमित रिक्ति ¹⁷ के रूप में जटिल geometries, पर दबाव में उतार-चढ़ाव को मापने के लिए उपयोग किया जा सकता है। इसके अलावा, ट्यूब की सतह नल और माइक्रोफोन संवेदक को जोड़ने माइक्रोफोन पर प्रेरित दबाव में उतार-चढ़ाव की भयावहता को कम कर सकते हैं। इस प्रकार, के आरएमपी सेंसर ज्यामिति और मापदंडों उचित डिजाइन खासियत विशेषताओं है कि काफी कम प्रतिबंधक हैं जब फ्लश बढ़ते मॉडल सतह को सीधे माइक्रोफोन की तुलना में प्राप्त करने के लिए एक विधि पैदावार।

आरएमपी की RMPThe सामान्य संरचना की संरचना चित्र 1 में दिखाया गया है

इस प्रदर्शन के लिए, आरएमपी के डिजाइन एक Turb तहत सतह दबाव में उतार-चढ़ाव की माप के लिए अनुकूलित किया गया थाulent एक streamwise दबाव ढाल के बिना सीमा परत के रूप में चित्रा 2 में दिखाया गया है। दूसरे ट्यूब का सफाया कर दिया गया था। पहली ट्यूब के दो अलग अलग लंबाई के प्रभाव को मनाया गया। पहली ट्यूब 0.5 मिमी की एक आंतरिक व्यास और 0.81 मिमी बाहरी व्यास के साथ स्टेनलेस स्टील से निर्मित किया गया था। पहली ट्यूब की लंबाई 5.35 और 10.40 सेमी, क्रमशः थे। विस्तार खंड है, जो पालने में शामिल किया गया था के प्रवेश के भीतरी व्यास, 0.5 मिमी था, और बाहर निकलने के भीतरी व्यास 1.25 मिमी, जो अपव्यय समाप्ति के भीतरी व्यास के समान था। विस्तार खंड के कोण 7 डिग्री था। वहाँ आदेश में आसानी anechoic समाप्ति के साथ विस्तार खंड कनेक्ट करने के लिए एक 1.25 मिमी व्यास के साथ पालने में एक छेद था। संवेदन क्षेत्र एक सीधा 0.75 मिमी छेद के माध्यम से 1.25 मिमी छेद से जुड़ा था।

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Protocol

1. प्रयोगों की तैयारी

आरएमपी का निर्माण करने के लिए एक उचित माइक्रोफोन का चयन करें। ब्याज की आवृत्ति सीमा के भीतर माइक्रोफोन की एक आवृत्ति रेंज का प्रयोग करें।
नोट: इस प्रयोग में, 100 और 10,000 हर्ट्ज के बीच दबाव में उतार-चढ़ाव रुचि के हैं। चुने हुए माइक्रोफोन की माप आवृत्ति रेंज 100 से 10,000 हर्ट्ज के लिए है। हालांकि वहाँ आकार के लिए कोई विशेष मापदंड हैं माइक्रोफोन के आकार जितना संभव हो छोटा होना चाहिए।
विश्लेषणात्मक विधि परिशिष्ट में वर्णित का उपयोग कर आरएमपी प्रणाली की संवेदनशीलता और आवृत्ति प्रतिक्रिया का अनुमान है। ट्यूब और संरचनाओं के आयाम अलग से आरएमपी की संवेदनशीलता और आवृत्ति प्रतिक्रिया को समायोजित करें।
एक 5.25 सेमी लंबा टुकड़ा में 0.5 मिमी भीतरी व्यास स्टेनलेस स्टील ट्यूब में कटौती के लिए एक Dremel का प्रयोग करें।
कैंची के साथ, एक 4.75 मीटर लंबा टुकड़ा में 1.25 मिमी भीतरी व्यास नरम ट्यूब काटा।
एक मिलिंग मशीन का प्रयोग एक में Plexiglas का एक टुकड़ा काट करने के लिएघनाभ। लंबाई, चौड़ाई, और घनाभ की ऊंचाई 2.54 सेमी, 1.27 सेमी, और 1.27 सेमी, क्रमशः होना चाहिए।
0.81, 2, 2.56 के साथ छेद ड्रिल, और 0.76 मिमी Plexiglas पालने पर व्यास, के रूप में चित्रा 2 में दिखाया गया है।
चित्रा 2 में दिखाया गया है, Plexiglas पालने की घटना खंड बनाने के लिए एक सुई ड्रिल का प्रयोग करें।
निर्माता द्वारा प्रदान मैनुअल में माइक्रोफोन संवेदनशीलता को देखो, या विधि वोंग ¹⁸ द्वारा शुरू का उपयोग कर माइक्रोफोन जांचना।
Plexiglas पालने में माइक्रोफोन सीट, चित्रा 2 में दिखाया गया है, और epoxy का उपयोग कर माइक्रोफोन ठीक।
Plexiglas पालने के लिए स्टेनलेस स्टील ट्यूब और नरम ट्यूब कनेक्ट और epoxy के साथ उन्हें ठीक।
एक 0.81 मिमी व्यास लंबरूप मॉडल की सतह के लिए माप की स्थिति के साथ एक छेद ड्रिल।

2. प्रयोग सेटअप

फ्लश के प्राथमिक स्टेनलेस स्टील ट्यूब माउंटमॉडल सतह के लिए आरएमपी सेंसर और epoxy जोड़ने के रूप में चित्रा 2 में दिखाया गया है, विपरीत मॉडल की सतह के लिए स्टेनलेस स्टील ट्यूब ठीक करने के लिए।
आदेश प्रणाली contaminating से परजीवी शोर को रोकने के लिए ध्वनिक फोम के साथ आरएमपी चारों ओर।
रूट सुरंग का परीक्षण खंड से बाहर सभी बिजली के तारों।
रूट सुरंग का परीक्षण खंड के बाहर मुलायम anechoic ट्यूब।
आदेश अस्थिर दबाव के साथ साथ ही माध्य स्थैतिक दबाव के माप प्राप्त करने के लिए एक दबाव transducer करने के लिए नरम anechoic ट्यूब के अंत कनेक्ट।
एक कम शोर एम्पलीफायर और डाटा अधिग्रहण प्रणाली को आरएमपी कनेक्ट करें।
10 ध्यान दें कि लाभ कारक के मूल्य के मामले में बदला जा सकता है के लिए एम्पलीफायर का लाभ कारक सेट करें।

3. कैलिब्रेशन

एक संदर्भ माइक्रोफोन है कि उच्च गुणवत्ता है और एक आवृत्ति स्वतंत्र संवेदनशीलता का चयन करें।
संदर्भ सूक्ष्म कनेक्टएक एम्पलीफायर के इनपुट के लिए फोन और डाटा अधिग्रहण प्रणाली के लिए एम्पलीफायर के उत्पादन कनेक्ट।
दोनों इनपुट लाभ और 10 डीबी एम्पलीफायर के उत्पादन लाभ निर्धारित करें। ध्यान दें कि लाभ कारक अलग माप की शर्तों के तहत अलग किया जा सकता है।
के रूप में अनुपूरक चित्र में दिखाया गया है, एक pistonphone में संदर्भ माइक्रोफोन डालें।
pistonphone चालू करें।
4000 हर्ट्ज के लिए अधिग्रहण की आवृत्ति सेट करें।
240,000 के लिए नमूनों की संख्या निर्धारित करें।
मोल और संदर्भ माइक्रोफोन से वोल्टेज उत्पादन बचाने के लिए।
संदर्भ माइक्रोफोन की जांच के निरंतर कंप्यूट। अंशांकन निरंतर, सी _{रेफरी,} pistonphone-उत्पादित संदर्भ माइक्रोफोन का वोल्टेज उत्पादन के मानक विचलन के लिए ध्वनि दबाव के मानक विचलन का अनुपात है।
अंशांकन प्रक्रिया (कदम 3.8 और 3.9) कई बार दोहराएँ। , मतलब मूल्य, सी _{रेफरी} का प्रयोग करें अंशांकन निरंतर रूप में।

के

चित्रा 1

आरएमपी नल के साथ संदर्भ माइक्रोफोन के केंद्र संरेखित करें। संदर्भ माइक्रोफोन और 1 मिमी आरएमपी नल के बीच एक दूरी का प्रयोग करें।
परीक्षण मॉडल के करीब निकटता में लाउडस्पीकर रखें। लाउडस्पीकर और 2.5 मीटर इन मापों के लिए माइक्रोफोन के बीच एक दूरी का प्रयोग करें।
एक समारोह जनरेटर के लिए लाउडस्पीकर कनेक्ट और समारोह जनरेटर पर बारी।
वांछित ध्वनिक संकेत प्रदान करने के लिए समारोह जनरेटर की "सफेद शोर" विकल्प का उपयोग करें और सेट जड़ वर्ग वोल्टेज, वी _{आरएमएस} मतलब 0.4 वी करने के लिए,
न्यूनतम करने के लिए लाउडस्पीकर की मात्रा समायोजित करें।
लाउडस्पीकर चालू करें।
स्पीकर को नुकसान पहुँचाए बिना संभव के रूप में उच्च लाउडस्पीकर एम्पलीफायर की मात्रा समायोजित करें। ध्यान दें कि अधिकांश वक्ताओं वें चेतावनी देने के लिए एक सूचक प्रकाश हैउपयोगकर्ता ई अगर उत्पादन आयाम वक्ता सीमा से ऊपर है।
मोल और 60 सेकंड के लिए 40,000 हर्ट्ज की एक स्कैनिंग आवृत्ति का उपयोग कर दोनों संदर्भ माइक्रोफोन और आरएमपी की वोल्टेज outputs से समय श्रृंखला डेटा को बचाने के।
ध्वनि दबाव में उतार-चढ़ाव, जो लाउडस्पीकर और समारोह जनरेटर द्वारा उत्पन्न और संदर्भ माइक्रोफोन से मापा जाता है की समय श्रृंखला मूल्यों की गणना। यह बस संदर्भ माइक्रोफोन से समय श्रृंखला वोल्टेज उत्पादन का उत्पाद है, , और इसकी अंशांकन निरंतर, ; । ध्यान दें कि समय श्रृंखला ध्वनि दबाव, भी आरएमपी के नल पर दबाव में उतार-चढ़ाव है।
समय श्रृंखला ध्वनि दबाव में उतार-चढ़ाव आरएमपी एक माइक्रोफोन से मापा कंप्यूट आरएमपी से समय श्रृंखला वोल्टेज उत्पादन का उत्पाद है, और माइक्रोफोन संवेदनशीलता, ; । ध्यान दें कि माइक्रोफोन संवेदनशीलता, , निर्माता द्वारा प्रदान किया जाना चाहिए।
ऑटो वर्णक्रमीय घनत्व की गणना, , का । ऑटो वर्णक्रमीय घनत्व की गणना, , का । पार वर्णक्रमीय घनत्व की गणना, , के बीच.jpg "/> और । ऑटो वर्णक्रमीय घनत्व और पार वर्णक्रमीय घनत्व Bendat और Piersol ¹⁹ से परिभाषित कर रहे हैं।
के रूप में हस्तांतरण समारोह की गणना ।
के रूप में जुटना समारोह की गणना , जहां तारांकन जटिल साधना का प्रतिनिधित्व करता है।
संदर्भ माइक्रोफोन निकालें।
लाउडस्पीकर और समारोह जनरेटर बंद कर दें।
लाउडस्पीकर निकालें।

4. डाटा अधिग्रहण

हवा सुरंग चालू करें।
समय श्रृंखला वोल्टेज उत्पादन रिकॉर्ड, , डाटा अधिग्रहण प्रणाली के साथ आरएमपी की। 40,000 हर्ट्ज की एक स्कैनिंग आवृत्ति का उपयोग करें। 64 सेकंड के अधिग्रहण की अवधि का प्रयोग करें।
हवा सुरंग को बंद कर दें।

ध्वनि दबाव में उतार-चढ़ाव की गणना, , के रूप में आरएमपी में माइक्रोफोन से मापा ।
ऑटो वर्णक्रमीय घनत्व की गणना, , के रूप में सतह के दबाव में उतार-चढ़ाव की , कहा पे ध्वनि दबाव में उतार-चढ़ाव के ऑटो वर्णक्रमीय घनत्व आरएमपी में माइक्रोफोन से मापा जाता है ।

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Representative Results

दो प्रतिनिधि आरएमपी डिजाइनों से कैलिब्रेशन परिणाम इस खंड में दिखाए जाते हैं। पहले एक एक 5.35 सेमी प्राथमिक ट्यूब प्रयोग किया जाता है, और दूसरा एक 10.4 सेमी प्राथमिक ट्यूब का इस्तेमाल किया। क्षणिक समाप्ति दोनों RMPs के लिए 4.75 मीटर लंबे होते हैं।

दबाव आरएमपी में और संदर्भ माइक्रोफोन से माइक्रोफोन से मापा उतार-चढ़ाव के बीच जुटना 3 चित्र में दिखाया गया है। डेटा आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर एक के पास एकता जुटना मूल्य दिखा। 10 किलोहर्ट्ज़ ऊपर आवृत्तियों पर, जुटना आम तौर पर उच्च बनी हुई है, लेकिन जुटना कुछ आवृत्तियों पर रहकर चला जाता है। इसका एक कारण यह है कि लाउडस्पीकर द्वारा उत्पन्न ध्वनि इन आवृत्तियों पर अपेक्षाकृत कम है। यह भी उच्च आवृत्तियों पर आरएमपी की कम संवेदनशीलता से हो सकता है। पृष्ठभूमि और बिजली के शोर जुटना की हानि हो सकती है। एक कम मूल्य जुटनाइंगित करता है कि दबाव आरएमपी में माइक्रोफोन और संदर्भ माइक्रोफोन से मापा उतार चढ़ाव जोरदार सहसंबद्ध नहीं कर रहे हैं। इस अध्ययन में, जुटना ब्याज की आवृत्ति रेंज में अधिक से अधिक 0.97 है।

चित्रा 4 दोनों प्रयोगात्मक और विश्लेषणात्मक प्राप्त हस्तांतरण समारोह की भयावहता से पता चलता है। विश्लेषणात्मक विधि आवृत्ति रेंज के सबसे भर में गतिशील प्रतिक्रिया की भविष्यवाणी करने में सटीक है। मध्यम और उच्च आवृत्ति पर्वतमाला में असहमति ऐसे burs या ट्यूबिंग जंक्शनों पर मामूली असंतुलन के रूप में आरएमपी में छोटे aberrations, का एक परिणाम हो ग्रहण कर रहे हैं।

100 हर्ट्ज और 500 हर्ट्ज के बीच आवृत्तियों पर हस्तांतरण समारोह परिमाण में दोलनों अब anechoic समाप्ति में ध्वनिक प्रतिबिंब से संबंधित हैं। ये 1 या 2 परिमाण में डीबी के आदेश पर आम तौर पर कर रहे हैं। जनसंपर्क के भीतर ध्वनिक प्रतिबिंबimary ट्यूब उच्च आवृत्तियों पर दोलनों में स्पष्ट कर रहे हैं।

चित्रा 5 हस्तांतरण कार्यों के चरण में बदलाव से पता चलता है। विश्लेषणात्मक विधि थोड़ा चरण में बदलाव की ढलान overestimates। हालांकि माप, 1.6% के बारे में है जो की अनिश्चितता, विसंगति में परिणाम कर सकते हैं, इस overestimation जो विश्लेषणात्मक विधि में लागू ध्वनिक गति को प्रभावित करेगा अनुमान ट्यूब लंबाई में या तापमान विविधताओं से छोटी त्रुटियों की वजह से हो जाता है, की वजह से लगातार प्रवृत्ति।

खासियत माप एक फ्लैट प्लेट अशांत सीमा परत प्रवाह में हासिल किया गया। इस विधि प्रयोगात्मक स्थापना की सादगी की वजह से है और क्योंकि खासियत के लिए डेटा की एक महत्वपूर्ण शरीर फ्लैट प्लेट सीमा परत के लिए मौजूद है इस संचार के लिए चुना गया था। ऑटो वर्णक्रमीय घनत्व रेनोल्ड के कई मूल्यों पर आरएमपी द्वारा मापानंबर 6 चित्र में दिखाया गया है। दबाव स्पेक्ट्रा दीवार कतरनी, विस्थापन मोटाई, और एक समान प्रवाह की गति से सामान्यीकृत थे। हल्के भूरे रंग के क्षेत्र में विभिन्न अनुसंधान समूहों से डेटा, गुडी ²⁰ से संकलित की सभी शामिल हैं। गहरे भूरे रंग के बैंड दबाव स्पेक्ट्रा कि बहुत बड़ी संख्या रेनॉल्ड्स के अनुरूप प्रतिनिधित्व करता है। वर्तमान माप पिछले साहित्य में मनाया माप के प्रसार के भीतर कर रहे हैं और गुडी द्वारा दिखाया गया है, परिमाण रेनॉल्ड्स संख्या के साथ कम से प्रत्याशित प्रवृत्ति प्रदर्शित करता है। नोट भी मापा दबाव स्पेक्ट्रा हार्मोनिक चोटियों कि हस्तांतरण समारोह में मौजूद किसी भी शामिल नहीं है, यह दर्शाता है कि एक सटीक आवृत्ति पर निर्भर अंशांकन समारोह लागू किया गया था।

आकृति 1
चित्रा 1:। आरएमपी संरचना और स्थापना के लिए योजनाबद्ध योजनाबद्ध सामान्य देसी चलता आरएमपी की जीएन। आरएमपी का ब्यौरा विभिन्न माप की स्थिति के लिए डिजाइन का अनुकूलन करने के लिए समायोजित किया जा सकता है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्र 2
चित्रा 2: आयाम और आरएमपी की स्थापना वर्तमान अध्ययन में विहित अशांत सीमा परत के नीचे की सतह के दबाव को मापने के लिए उपयोग किया आरएमपी की डिजाइन इस माप के लिए उपयोग संरचना चित्र 1 में दिखाया से थोड़ा अलग है;। विस्तार खंड पालने में शामिल किया है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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चित्रा 3: विभिन्न पहले-ट्यूब लंबाई के साथ RMPs के लिए जुटना कार्यों (बाएं) 5.35 सेमी पहली ट्यूब और (दाएं) 10.40 सेमी पहली ट्यूब।। एक्स अक्ष हर्ट्ज में आवृत्ति है, और y अक्ष जुटना का मूल्य है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4: विभिन्न पहले-ट्यूब लंबाई के साथ RMPs के लिए हस्तांतरण कार्यों का परिमाण (बाएं) 5.35 सेमी पहली ट्यूब और (दाएं) 10.40 सेमी पहली ट्यूब।। जबकि हरी वक्र सैद्धांतिक भविष्यवाणियों का प्रतिनिधित्व करता है नीले रंग की अवस्था है, प्रयोगात्मक परिणामों का प्रतिनिधित्व करता है। एक्स अक्ष हर्ट्ज में आवृत्ति है, और y अक्ष डीबी में हस्तांतरण समारोह की भयावहता है।लक्ष्य = "_blank"> यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 5: विभिन्न पहले-ट्यूब लंबाई के साथ RMPs के लिए हस्तांतरण कार्यों के चरण में बदलाव (बाएं) 5.35 सेमी पहली ट्यूब और (दाएं) 10.40 सेमी पहली ट्यूब।। नीले रंग की अवस्था प्रयोगात्मक परिणामों का प्रतिनिधित्व करता है, और हरे रंग की अवस्था सैद्धांतिक भविष्यवाणियों का प्रतिनिधित्व करता है। एक्स अक्ष, हर्ट्ज में आवृत्ति है, जबकि y अक्ष रेड में हस्तांतरण समारोह के चरण में बदलाव है। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 6: विभिन्न रेनॉल्ड्स संख्या के तहत RMPs द्वारा मापा सतह के दबाव के ऑटो-वर्णक्रमीय घनत्व। यह आंकड़ा का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।

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Acknowledgments

इस शोध अनुदान सं N000141210337, डेबोरा Nalchajian और रोनाल्ड Joslin के तहत नौसेना अनुसंधान कार्यालय अमेरिका से धन के माध्यम से संभव बनाया गया था।

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Microphone	ACO Pacific (http://www.acopacific.com/)	7016	Used to measure the sound pressure and calibrate the RMP as a reference.
Microphone	Knowles (http://www.knowles.com/eng)	FG-23629-C36	Used to measure the pressure fluctuation as a part of the RMP.
Microbore Tubing	Saint-gobain (http://www.biopharm.saint-gobain.com/en/index.asp)	Tygon ND 100-80	Used to dissipate the sound waves as a dissipation termination.
Hypodermic Tubing	MicroGroup (http://www.microgroup.com/)	304H21RW	Used to connect the surface tap and allow the surface pressure fluctuation to convect to the microphone in the RMP in the form of sound.
Hypodermic Tubing	MicroGroup (http://www.microgroup.com/)	304H14H	Used to reduce the dissipative effect and allow the surface pressure fluctuation to convect to the microphone in the RMP in the form of sound.
plexiglass	Plaskolite (http://www.plaskolite.com/)	1X76204A	Used to make cradles which can connect the tubing and the microphone for the RMP.
Data acquisition chassis	National Instruments (http://www.ni.com/)	PXI-1006	For data acquisition.
Data acquisition channel	National Instruments (http://www.ni.com/)	PXI-4472	For data acquisiton.
Function generator	thinkSRS (http://www.thinksrs.com/)	DS360	To generate white noise signal.
Pistonphone	B&K (http://www.bksv.com/)	4228	To generate sine waves with constant frequency which will be used to calibrate the reference microphone.
Loudspeaker	Mackie (http://www.mackie.com/index.html)	HD1531	Used to convert the electrical white noise signal into sound. It is the sound source for calibrating the RMP.
MatLab	Mathworks (http://www.mathworks.com/)		Used to process experimental data.
LabVIEW	National Instruments (http://www.ni.com/)		Used control the hardware for data acquisition and record the data.