KONVENAT 5.0

Volantes ad Oceanum de industria! 
Все права защищены © 2022
Главная

Технологии

Описание технологий создания приборов и устройств. Методики работы.
Далее

Справочник

Паспорта на устройства, полезная информация и дополнительные материалы.
Далее

Интернет

Материалы из сторонних источников. Статьи из глобальной сети по тематике сайта.
Далее

Блог

Журнал событий, краткие новости и материалы относящиеся к тематике сайта. 
Далее

Люди

Ученые и исследователи свободной энергии, аномалий и антигравитации. 
Далее
Исследование находит применение в различных областях, включая радиолокационные технологии и маршрутизацию сигналов Исследователи разрабатывают метод, позволяющий звуковым волнам распространяться только в одном направлении

Звуковые волны обычно распространяются в прямом и обратном направлениях. Это естественное движение проблематично в некоторых ситуациях, когда нежелательные отражения вызывают помехи или снижают эффективность. Поэтому исследователи разработали метод, позволяющий звуковым волнам распространяться только в одном направлении. Инновация имеет далеко идущие применения, выходящие за рамки акустики, например, радары.

После многих лет исследований ученые из ETH Zurich разработали метод, позволяющий звуковым волнам распространяться в одном направлении. Исследованием руководил профессор Николас Нуар, который большую часть своей карьеры изучал и предотвращал потенциально опасные самоподдерживающиеся термоакустические колебания в авиационных двигателях, и считал, что существует способ использовать подобные явления для полезных применений.

Исследовательская группа под руководством профессора Николаса Нуаре из кафедры машиностроения и технологического проектирования Швейцарской высшей технической школы Цюриха в сотрудничестве с Роменом Флери из EPFL выяснила, как предотвратить распространение звуковых волн назад, не ослабляя их распространения вперед, основываясь на аналогичной работе десятилетней давности.

В основе этого прорыва лежит циркуляционное устройство, которое использует самоподдерживающиеся аэроакустические колебания. Циркулятор состоит из дискообразной полости, через которую с одной стороны через центральное отверстие продувается завихряющийся воздух. Когда воздух продувается с определенной скоростью и интенсивностью завихрения, он создает свистящий звук в полости.

В отличие от обычных свистков, которые производят звук посредством стоячих волн, эта новая конструкция генерирует вращающуюся волну. Циркулятор имеет три акустических волновода, расположенных в треугольной форме вдоль его края. Звуковые волны, входящие в первый волновод, теоретически могут выходить через второй или третий, но не могут проходить обратно через первый.

Критический компонент заключается в том, как система компенсирует неизбежное затухание звуковых волн. Автоколебания в циркуляторе синхронизируются с входящими волнами, позволяя им набирать энергию и сохранять свою силу по мере продвижения вперед. Такой подход компенсации потерь гарантирует, что звуковые волны не только движутся в одном направлении, но и выходят сильнее, чем когда они вошли в систему.

Чтобы проверить свою конструкцию, исследователи провели эксперименты с использованием звуковых волн с частотой примерно 800 Герц, что сопоставимо с высокой нотой соль, которую поет сопрано. Они измерили, насколько хорошо звук передается между волноводами, и обнаружили, что, как и ожидалось, волны не достигают третьего волновода, а выходят из второго волновода даже сильнее, чем когда они вошли.

«В отличие от обычных свистков, в которых звук создается стоячей волной в полости, в этом новом свистке он возникает из-за вращающейся волны», — сказал Тьемо Педерньяна, бывший аспирант в группе Нуарая и ведущий автор исследования.

Хотя текущий прототип служит доказательством концепции для звуковых волн, команда полагает, что их метод необратного распространения волн с компенсацией потерь может иметь применение за пределами акустики, например, в качестве метаматериалов для электромагнитных волн. Это исследование может привести к прогрессу в таких областях, как радиолокационные технологии, где необходим лучший контроль над распространением микроволн.

Кроме того, эта технология может проложить путь к разработке топологических схем, улучшая маршрутизацию сигналов в будущих системах связи, предоставляя метод однонаправленного направления волн без потери энергии. Исследовательская группа опубликовала свое исследование в Nature Communications.
Полный текст документа: тут