Μελέτη απόκρισης συντονιστών από ακουστική διέγερση παλμικού laser

• Κύριος συγγραφέας: Κούγιας, Δημήτριος
• Άλλοι συγγραφείς: Kougias, Dimitrios
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Συντονιστές Helmholtz; Συντονιστές λ/4; Συντονιστές λ/2; Παλμικό laser; Μέθοδος πεπερασμένων στοιχείων; Acoustic resonators; Laser pulses

Στην παρούσα εργασία μελετώνται υπολογιστικά οι αποκρίσεις ακουστικών συντονιστών τύπου λ/4(quarter wavelength resonator), μιας απλής διάταξης σωλήνα με κλειστό το ένα άκρο, σε δύο ακουστικές διεγέρσεις: α) σε διέγερση από σημειακή παντοκατευθυντική πηγή ομοιόμορφου φάσματος ώστε να καταγραφούν οι αποκρίσεις συχνότητας των συντονιστών β) σε ακουστική διέγερση προερχόμενη από LIB (Laser Induced Breakdown). LIB ονομάζεται η διάσπαση του ατμοσφαιρικού αέρα ή άλλων αερίων από κατάλληλα εστιασμένους βραχείς ή υπερβραχείς παλμούς laser υψηλής ενέργειας. H οπτική κατάρρευση του μέσου ακολουθείται από δευτερογενή φαινόμενα εκπομπής και συγκεκριμένα την εκπομπή φωτός και την εκπομπή ακουστικού κύματος υπό την μορφή παλμού τύπου Ν (N wave, N-pulse), όπως αυτά που παράγονται από τις κοινές εκρήξεις (sonic booms). Για την σύγκριση των αποκρίσεων των υπό μελέτη συντονιστών χρησιμοποιούνται οι αποκρίσεις των ευρέως διαδεδομένων σε εφαρμογές ακουστικής συντονιστών Helmholtz, ενώ για λόγους πληρότητας εξετάζεται και η απόκριση ενός ακουστικού συντονιστή τύπου λ/2(half wavelength resonator), δηλαδή ενός σωλήνα με ανοικτά και τα δύο άκρα. Για τη μελέτη αυτή επιλέχθηκε η μέθοδος των πεπερασμένων στοιχείων, η οποία είναι μία από τις πλέον διαδεδομένες μεθόδους για την πραγματοποίηση ακουστικών μελετών χάρη στην γενικότητά της, τη μεγάλη υπολογιστική ακρίβεια και την αξιοπιστία των σύγχρονων πακέτων λογισμικού. Η ακρίβεια της μεθόδου επιβεβαιώνεται καθώς για τους συντονιστές Helmholtz η θεωρητική κεντρική συχνότητα συντονισμού συμπίπτει με την συχνότητα συντονισμού στην προσομοίωση, και αντίστοιχα, για τους ακουστικούς συντονιστές τύπου λ/4 και λ/2, οι θεωρητικές συχνότητες συντονισμού και οι αρμονικές τους συμπίπτουν με αυτές που προκύπτουν από την προσομοίωση. Τέλος, μέσω των προσομοιώσεων αποδεικνύεται ότι η απόκριση των συντονιστών σε πηγή προερχόμενη από LIB προκύπτει από το γινόμενο της απόκρισης συχνότητας του συντονιστή Μελέτη απόκρισης συντονιστών από ακουστική διέγερση παλμικού laser Δημήτριος Κ. Κούγιας επί την απόκριση της πηγής LIB. Το γεγονός αυτό αναδεικνύει την γραμμική συμπεριφορά του συντονιστή σε διέγερση LIB, καθώς και την καταλληλότητα των συντονιστών για την φασματική διαμόρφωση των πηγών πλάσματος laser σε εφαρμογές αναπαραγωγής ήχου.