Aeroacústica
La aeroacústica es una rama de la acústica que estudia la generación de ruido mediante el movimiento de fluidos turbulentos o las fuerzas aerodinámicas que interactúan con las superficies. La generación de ruido también puede estar asociada con flujos que varían periódicamente. Un ejemplo notable de este fenómeno son los tonos eólicos producidos por el viento que sopla sobre objetos fijos.
Aunque no se ha establecido una teoría científica completa de la generación de ruido por flujos aerodinámicos, la mayoría de los análisis aeroacústicos prácticos se basan en la llamada analogía aeroacústica , [1] propuesta por Sir James Lighthill en la década de 1950 mientras estaba en la Universidad de Manchester . [2] [3] mediante el cual las ecuaciones de gobierno del movimiento del fluido son forzadas a una forma que recuerda a la ecuación de onda de la acústica "clásica" (es decir, lineal) en el lado izquierdo con los términos restantes como fuentes en el lado derecho. lado.
Se puede decir que la disciplina moderna de la aeroacústica se originó con la primera publicación de Lighthill [2] [3] a principios de la década de 1950, cuando la generación de ruido asociada con el motor a reacción comenzaba a someterse a un escrutinio científico.
Lighthill [2] reorganizó las ecuaciones de Navier-Stokes , que gobiernan el flujo de un fluido viscoso comprimible , en una ecuación de onda no homogénea , estableciendo así una conexión entre la mecánica de fluidos y la acústica . Esto a menudo se denomina "analogía de Lighthill" porque presenta un modelo para el campo acústico que, estrictamente hablando, no se basa en la física del ruido generado/inducido por el flujo, sino más bien en la analogía de cómo podrían representarse a través de la regulación. Ecuaciones de un fluido compresible.
donde y representan la densidad y la velocidad del fluido, que dependen del espacio y el tiempo, y es la derivada sustancial .
donde es la presión termodinámica y es la parte viscosa (o sin rastro) del tensor de tensión de las ecuaciones de Navier-Stokes.
