El sonido no es más que perturbaciones de presión inestables de pequeña amplitud que se propagan como una onda longitudinal desde una región en el espacio que lo creó (llamada región de origen) hacia una región inactiva (inmóvil) donde se observa mediante el oído.
Es en este punto donde me confundo un poco ya que podemos distinguir entre dos tipos de perturbaciones de presión: perturbaciones de presión hidrodinámica y perturbaciones de presión acústica . Las perturbaciones acústicas son lo que llamamos sonido, ya que se caracterizan por su capacidad de propagarse en la región auditiva. Las perturbaciones de la presión hidrodinámica podrían ser consecuencia del simple cambio del flujo del fluido en la región fuente, y esto no necesariamente se propaga y se convierte en lo que llamamos sonido.
Quizás las ondas evanescentes puedan servir como una idea de lo que estoy tratando de explicar: con referencia a este enlace, las fluctuaciones de presión creadas por la placa ondulada tirada subsónicamente decaen exponencialmente en la dirección ascendente y, por lo tanto, no constituyen un sonido.
¿Es correcta mi interpretación hasta ahora? Si es así, ¿existen métodos rigurosos para determinar si las fluctuaciones de presión se propagarán (convirtiéndose así en sonido), o es el sonido simplemente lo que podemos escuchar fuera de una región fuente? ¿Hay otros casos además del ejemplo vinculado para los cuales se crean fluctuaciones de presión, pero no se propagan como sonido?
Perturbaciones hidrodinámicas = cambio en la presión debido a la velocidad del flujo (las partículas no regresan a las posiciones de equilibrio).
Perturbaciones acústicas = cambio de presión debido al hecho de que las partículas experimentan una fuerza de restauración elástica (para un fluido comprimible) que hace que las perturbaciones viajen a la velocidad del sonido.
Cualquier cambio en el campo de presión/velocidad experimentará perturbaciones acústicas. La velocidad fluctuante hidrodinámica por lo tanto provoca perturbaciones acústicas. La analogía de Lighthill explica el término fuente equivalente en la ecuación de onda, que es una fuente de turbulencia cuadripolar débilmente radiante, que depende de la magnitud de la velocidad hidrodinámica fluctuante. Las perturbaciones acústicas son de una magnitud mucho menor que las perturbaciones hidrodinámicas.
Si define el sonido como el cambio de presión en un receptor, entonces sonido = hidrodinámica + perturbaciones acústicas. La parte hidrodinámica solo existe dentro de la región de origen.
Ese es un enlace interesante, que explica cómo si el fluido entra en contacto con una placa, y si hay un patrón de vibración en la placa, qué patrón de vibración se obtiene en el fluido.
Tal como lo leí, si la velocidad del sonido en la placa es muy alta en comparación con el fluido, el fluido ve una placa que vibra dentro y fuera del fluido, creando una onda de sonido que se propaga directamente desde la placa.
Si la velocidad del sonido en la placa es muy baja en comparación con el fluido, entonces el fluido ve una superficie muy ondulada, por lo que cerca de la superficie el fluido se mueve con la superficie, pero a mayor distancia de la superficie estas ondas se cancelan entre sí. afuera.
A velocidades intermedias del sonido en la placa suceden cosas interesantes. Si la velocidad del sonido en la placa es más rápida que en el fluido, pero no mucho más rápida, la onda de sonido se irradia en un ángulo que se aproxima paralelo a la superficie (no perpendicular).
Si la velocidad del sonido en la placa es más lenta que en el fluido, entonces se obtiene ese efecto de cancelación a distancia.
Independientemente, si las ondas golpean su tímpano, las escuchará y las llamará sonido. Si su oído está a cierta distancia de la superficie y las ondas se han cancelado a esa distancia, entonces, por supuesto, no hay nada que escuchar.
¡Muy interesante!
Las respuestas hasta ahora han sido muy buenas, pero intentaré responder a mi propia pregunta, basándome en lo que ya se ha dicho.
Lighthill y Ffowcs Williams utilizan el término pseudo-sonidopara denotar sonido que puede observarse físicamente, por ejemplo, con un micrófono, pero que no se propagará a la región inactiva homogénea. El ejemplo de un chorro turbulento que emana de un orificio o boquilla explicará esto. Considerando un chorro tan turbulento, si colocamos un micrófono muy cerca del chorro escucharemos un ruido muy fuerte debido a la presión fluctuante causada por los remolinos turbulentos. Pienso en estos remolinos como tubos de vorticidad (flujo rotacional) que tienen una frecuencia característica. Por lo tanto, ellos mismos crearán "pseudo-sonido" porque se crean fluctuaciones de presión inestables correspondientes a máximos y mínimos de la presión creada por los movimientos de remolinos. Sin embargo, los remolinos no viajan a la velocidad del sonido (se mueven más lentamente) y por lo tanto no se propagarán. Las fluctuaciones de presión disminuyen rápidamente con la distancia.
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