• Non ci sono risultati.

MODELLAZIONE ACUSTICA Scopo principale di questo capitolo è quello di dedurre un’equazione d’onda, simile alle equazioni delle onde acustiche, che incorpori tutte le caratteristiche acustiche del fenomeno della combustione.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Condividi "MODELLAZIONE ACUSTICA Scopo principale di questo capitolo è quello di dedurre un’equazione d’onda, simile alle equazioni delle onde acustiche, che incorpori tutte le caratteristiche acustiche del fenomeno della combustione."

Copied!
47
0
0

Testo completo

(1)

Capitolo 3

MODELLAZIONE ACUSTICA

Scopo principale di questo capitolo è quello di dedurre un’equazione d’onda, simile alle equazioni delle onde acustiche, che incorpori tutte le caratteristiche acustiche del fenomeno della combustione.

3.1 – Equazioni di base per l’instabilità acustica di

combustione dei gas

Stabilito come la fisica del flusso governi il processo, in questo capitolo se ne traccerà il modello deducendo un’equazione d’onda simile all’equazione delle onde acustiche che incorpori tutte le caratteristiche del fenomeno in questione.

Si partirà dalle consuete equazioni di bilancio della quantità di moto, della massa e dell’energia riferite ad un volume infinitesimo di fluido presente in camera.

(equazione di continuità della massa)

( )

w t +∇⋅ = ∂ ∂ u ρ ρ r (3.1) 94

(2)

dove:

ρ= densità media della miscela aria-metano

u= vettore velocità

w=sorgente di massa distribuita nel fluido (equazione della quantità di moto)

ρ u +

(

ρu⋅∇

)

u=−∇ +∇⋅τ +mg ∂ ∂ e v p t r r r (3.2) dove: p = pressione e

m = quantità di moto immessa nel fluido da una distribuzione di sorgenti

v

τ =tensore delle tensioni g = azioni di massa (equazione dell’energia)

( )

(

e

)

(

)

Q t e v⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ = ⋅ ∇ + ∂ ∂ q u τ u r r r 0 0 ρ ρ (3.3) dove:

Q = calore prodotto dalla combustione

q = calore trasmesso

0

e = energia interna totale definita come:

= + uu 2 1

0 c T

e v

Dove c è il calore specifico a volume v costante medio della miscela:

1( ) 4 4 vCH CH aria c aria v c c c ρ ρ ρ + =

In primo luogo si ricava una forma dell’equazione dell’energia (3.3) che riporti a primo membro la derivata totale della pressione. A tal fine si inserisce l’espressione di nella (3.3), ottenendo così:

0 e

(3)

( )

( )

( )

( )

( )

(

)

(3.6) 0 0 0 0 0 e e e Q t e t e v ⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ = ⋅ ∇ ⋅ + ∇ ⋅ + ∇ ⋅ + ∂ ∂ + ∂ ∂ q u τ u u u r ρ ρ r ρ r r r ρ ρ Raccogliendo e : 0

( )

( )

( )

( )

( )

(

)

(3.7) 0 0 0 e Q t e t e v ⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ = ∇ ⋅ +       + + ∂ ∂ + ∂ ∂ q u τ u u u r ρ ρr ρ r r r ρ ρ

Ricordando che: ∇r ⋅

( )

ρu =u⋅∇r

( )

ρ +ρ∇r ⋅

( )

u , si ha:

( )

( )

( )

( )

(

)

(1.7) 0 0 0 e Q t e t e v⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ = ∇ ⋅ +       + ∂ ∂ + ∂ ∂ q u τ u u r r r r ρ ρ ρ ρ

Ricordando l'equazione di continuità (1.1), si nota subito come il termine tra parentesi non sia altro che l’espressione a destra dell’equazione di continuità stessa; ne segue quindi che:

( )

( )

(

)

(3.8) 0 0 0 e w e Q t e v ⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ = ∇ ⋅ + + ∂ ∂ q u τ u r r r ρ ρ

Sostituendo ora la l’espressione dell’energia interna, si ottiene:

(

)

(3.9) 2 1 2 1 2 1 Q T c w T c t T c v v v v + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ =       + ∇ ⋅ +       + + ∂       + q u τ u u u u u u u r r r ρ ρ

Con l'ipotesi che non dipenda dal tempo: cv

( )

(

)

(3.10) 2 1 2 2 1 Q T c w T wc t t T c v v v v + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ =       ∇ ⋅ + ∇ ⋅ + ⋅ + + ∂       ∂ + ∂ ∂ q u τ u u u u u u u u r r r r ρ ρ ρ ρ

Raccogliendo il primo e il quinto termine della (1.10) si ottiene:

(4)

( )

(

)

(3.11) 2 1 2 2 1 Q w T wc t T t T c v v v + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ =       ∇ ⋅ + ⋅ + + ∂       ∂ +       + ∂ ∂ q u τ u u u u u u u u r r r r ρ ρ ρ

Che è pari, in forma compatta a:

( )

(

)

(3.12) 2 1 2 2 1 Q w T wc t Dt T D c v v v + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ =       ∇ ⋅ + ⋅ + + ∂       ∂ + q u τ u u u u u u u r r r ρ ρ ρ

Il sistema di equazioni di partenza è quindi ora pari a:

( )

(

)

( )

(

)

            + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ =       ∇ ⋅ + ⋅ + + ∂       ∂ + + + ⋅ ∇ + ∇ − = ∇ ⋅ + ∂ ∂ = ⋅ ∇ + ∂ ∂ (3.12) 2 1 2 2 1 2 3 1 3 Q w T wc t Dt T D c ) . ( p t ) . ( w t v v v e v q u τ u u u u u u u g m τ u u u u r r r r r r r ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ

Si può ora ipotizzare che la miscela si comporti come un gas perfetto, segua cioè la legge:

pRT (3.13)

dove:

p = pressione

R = costante della miscela = pm Ru

Ru=costante universale del gas 8.314 [j/kmol K°] pm = peso molare della miscela

(5)

Differenziando l’espressione (3.13) si deriva la relazione tra la derivata totale della pressione e quella della temperatura e della densità ( sempre nell’ipotesi che R sia costante), a partire dalla vecchia formulazione dell’equazione di conservazione dell’energia (3.3):

( )

(

)

(

)

Q e t e v⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ = ⋅ ∇ + ∂ ∂ q u τ u r r r 0 0 ρ ρ (3.3)

( )

( )

e

( )

( )

e e

( )

(

)

Q t e t e v⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ = ⋅ ∇ + ∇ ⋅ + ∇ ⋅ + ∂ ∂ + ∂ ∂ q u τ u u u r r 0 0r r r 0 0 0 ρ ρ ρ ρ ρ

( )

( )

( )

e

( )

e

( )

(

)

Q t e e t e v ⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ = ⋅ ∇ + ∇ ⋅ + ∂ ∂ +       + ∂ ∂ q u τ u u u r 0 0 0 r 0r r r 0 ρ ρ ρ ρ

( )

( )

( )

( )

( )

(

)

Q t e e t e v⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ =       + + ∂ ∂ +       + ∂ ∂ q u τ u u u r ρ r ρ ρr r r ρ 0 0 0

( )

( )

( )

( )

(

)

Q t e e t e v ⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ =       + ∂ ∂ +       + ∂ ∂ q u τ u u r ρ r ρ r r ρ 0 0 0

( )

(

)

Q w e Dt e D v⋅ −∇⋅ + ⋅ ∇ = + 0 r τ u r q 0 ρ

( )

(

)

w e Q Dt e D v 0 0 =r τ u r q+ ρ

Sostituendo ora l’espressione di nella derivata totale, si ottiene: e0

(

)

Q e w Dt T c D v v 0 2 1 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ =       + q u τ u u r r ρ

(

)

Q e w Dt D Dt DT cv 2 v 0 1 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ =       + τ u q u u r r ρ ρ

(

)

Q e w Dt D Dt DT cvuu =∇r ⋅ τvu −∇r ⋅q+ − 0 ρ 98

(6)

Considerando ora l’equazione della quantità di moto (3.2), ripetuta di seguito:

(

)

p ( . ) t u u τv me g 32 u ρ ρ ρ + ⋅∇ =−∇ +∇⋅ + + ∂ ∂ r r r si ottiene che:

(

p

)

(

)

Q e w Dt DT cv +u⋅ −∇r +∇r ⋅τv +meg =∇r ⋅ τvu −∇r ⋅q+ − 0 ρ

Isolando quindi la derivata totale della temperatura a primo membro:

(

p

)

(

)

Q e w Dt DT cv =−u⋅ −∇r +∇r ⋅τv +meg +∇r ⋅ τvu −∇r ⋅q+ − 0 ρ

(

)

(

)

Q e w p Dt DT cv =u⋅∇r −u⋅ ∇r ⋅τv +meg +∇r ⋅ τvu −∇r ⋅q+ − 0 ρ

Applicando quindi l’operatore gradiente all’equazione dei gas perfetti, si ottiene:

(

ρ

)

= ρ ∇

( )

+ ∇

( )

ρ

∇ =

∇rp r RT Rr T RTr

Sostituendo quindi l’espressione ottenuta nell’equazione precedente, si ha che:

( )

( )

(

R T RT

) (

)

(

)

Q e w Dt DT cv =u⋅ ρ ∇r + ∇r ρ −u⋅ ∇r ⋅τv +meg +∇r ⋅ τvu −∇r ⋅q+ − 0 ρ

( )

T RT

( )

(

)

(

)

Q e w R Dt DT cv = u⋅∇ + u⋅∇ −u⋅ ∇⋅τv +me + g +∇⋅ τvu −∇⋅q+ − 0 r r r r r ρ ρ ρ ρ

Dall’equazione di conservazione di massa (3.1), si può ricavare l’espressione di u⋅∇r

( )

ρ :

( )

w t +∇⋅ = ∂ ∂ u ρ ρ r (3.1)

( )

( )

w t + ⋅∇ + ∇⋅ = ∂ ∂ u u r ρ ρr ρ

( )

( )

t w ∂ ∂ − ⋅ ∇ − = ∇ ⋅ ρ ρ u ρ u r r

(7)

Sostituendolo nell’equazione precedente, si ottiene:

( )

( )

(

)

(

)

Q e w t w RT T R Dt DT c v e v v 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ −       ∂ ∂ − ⋅ ∇ − + ∇ ⋅ = q u τ g m τ u u u r r r r r ρ ρ ρ ρ ρ Quindi:

( )

( )

(

)

(

)

Q e w t RT RTw T R RT Dt DT c v e v v 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − + ∇ ⋅ + ⋅ ∇ − = q u τ g m τ u u u r r r r r ρ ρ ρ ρ ρ

Ricordando che pRT, si ha che:

( )

( )

(

)

(

)

Q e w t RT RTw T R p Dt DT c v e v v 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − + ∇ ⋅ + ⋅ ∇ − = q u τ g m τ u u u r r r r r ρ ρ ρ ρ

Dato che, la derivata totale della pressione è per definizione pari a:

p t p Dt Dp + ∂ ∂ = u r

sostituendo a tale definizione l’espressione della pressione, si ottiene:

(

)

(

)

RT t RT Dt Dp ρ ρ ∇ ⋅ + ∂ ∂ = u r

( )

( )

(

RT

)

t RT t T R Dt Dp ρ ρ + ρ ∂ ∂ + ∂ ∂ = u r

( )

( )

ρ ρ

( )

( )

ρ ρ + ⋅∇ + ⋅∇ ∂ ∂ + ∂ ∂ = Ru r T RTu r t RT t T R Dt Dp

( )

( )

( )

R

( )

T t RT t T R Dt Dp +       + ∂ ∂ + ∂ ∂ =ρ ρ u r ρ ρ u r

ricordando l’espressione del bilancio della massa si ha:

(8)

( )

w t +∇⋅ = ∂ ∂ u ρ ρ r

( )

( )

w t + ⋅∇ + ∇⋅ = ∂ ∂ u u r ρ ρr ρ

( )

( )

u u⋅∇ = − ∇⋅ + ∂ ∂ρ r ρ ρr w t

si può sostituire il termine tra parentesi ottenendo:

( )

RT

(

w

( )

)

R

( )

T t T R Dt Dp + + ∂ ∂ =ρ ρr u ρ u r

( )

( )

(

( )

)

u u + − ∇⋅      + ∂ ∂ =ρ r T RT w ρr t T R Dt Dp

( )

+

(

( )

u

)

RT w ρr Dt T D R Dt Dp

( )

+

(

( )

u

)

      = ρ RT w ρr Dt T D c c R Dt Dp v v

( )

+

(

( )

u

)

      = ρ RT w ρr Dt T D c c R Dt Dp v v

Si può ora sostituire l’espressione del bilancio energetico precedentemente trovata nell’equazione ottenendo:

{

( )

( )

(

)

(

τ u

)

q

}

(

( )

u

)

g m τ u u u ⋅ ∇ − + − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − + ∇ ⋅ + ⋅ ∇ − = r r r r r r ρ ρ ρ ρ w RT w e Q t RT RTw T R p c R Dt Dp v e v v 0

( )

{

( )

(

)

(

)

Q e w

}

RTw RT

( )

( . ) t RT RTw T R c R c R p Dt Dp v e v v v 19 3 0 u q u τ g m τ u u u ⋅ ∇ − + − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − + ∇ ⋅ + ⋅ ∇ − = r r r r r r ρ ρ ρ ρ

(9)

( )

( )

{

( )

(

)

(

)

Q e w

}

( . ) t RT RTw T R c R RT RTw c R p Dt Dp v e v v v 20 3 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − + ∇ ⋅ + ⋅ ∇ − + ⋅ ∇ − = q u τ g m τ u u u u r r r r r r ρ ρ ρ ρ Dato che R = cc =γ −1 v v p v c c

( )(

)

( ) (

){

( )

(

)

(

)

Q e w

}

( . ) t RT RTw T R RT RTw p Dt Dp v e v 321 1 1 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − + ∇ ⋅ − + ⋅ ∇ − + − ⋅ ∇ − = q u τ g m τ u u u u r r r r r r ρ ρ ρ γ ρ γ

( )(

)

( ) (

){

( )

(

)

(

)

Q e w

}

( . ) t RT RTw T R p RTw p Dt Dp v e v 322 1 1 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − + ∇ ⋅ − + ⋅ ∇ − + − ⋅ ∇ − = q u τ g m τ u u u u r r r r r r ρ ρ ρ γ γ

( )

( )

( ) (

){

( )

(

)

(

)

Q e w

}

( . ) t RT RTw T R p RTw p p Dt Dp v e v 323 1 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − + ∇ ⋅ − + ⋅ ∇ − + ⋅ ∇ + ⋅ ∇ − = q u τ g m τ u u u u u r r r r r r r ρ ρ ρ γ γ In definitiva si ha:

( )

(

)(

) (

){

( )

(

)

(

)

Q e w

}

( . ) t RT T R RTw RTw p Dt Dp v e v 324 1 1 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − ∇ ⋅ − + − + + ⋅ ∇ − = q u τ g m τ u u u r r r r r ρ ρ ρ γ γ γ

( )

(

){

( )

(

)

(

)

Q e w

}

( . ) t RT T R RTw RTw RTw p Dt Dp v e v 325 1 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − ∇ ⋅ − + − + + ⋅ ∇ − = q u τ g m τ u u u r r r r r ρ ρ ρ γ γ γ

( )

(

){

( )

(

)

(

)

Q e w

}

( . ) t RT T R RTw p Dt Dp v e v 326 1 0 − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − ∇ ⋅ − + + ⋅ ∇ − = q u τ g m τ u u u r r r r r ρ ρ ρ γ γ γ 102

(10)

Il sistema di equazioni che verrà utilizzato in seguito assume quindi la seguente forma:

( )

(

)

( )

(

){

( )

(

)

(

)

}

              = − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + + + ⋅ ∇ ⋅ − ∂ ∂ − ∇ ⋅ − + + ⋅ ∇ − = + + ⋅ ∇ + ∇ − = ∇ ⋅ + ∂ ∂ = ⋅ ∇ + ∂ ∂ ) . ( RT p ) . ( w e Q t RT T R RTw p Dt Dp ) . ( p t ) . ( w t v e v e v 13 3 26 3 1 2 3 1 3 0 ρ ρ ρ ρ γ γ γ ρ ρ ρ ρ ρ q u τ g m τ u u u g m τ u u u u r r r r r r r r r

3.2 – Sviluppo dell’equazione d’onda acustica

A partire dal sistema di equazioni precedentemente ricavato, ed in particolare dall’equazione dell’energia, è possibile ottenere un’equazione d’onda simile a quella delle onde acustiche che in più ha un termine forzante a membro destro.

Al fine di derivarne l’espressione è opportuno considerare tutte le grandezze e le variabili che compaiono nelle equazioni di conservazione e svilupparle in due termini:

- componente media della grandezza (funzione solo dello spazio)

- componente fluttuante della grandezza (funzione dello spazio e del tempo) Si ottiene così: ) , ( ) (r u r t u u = + ′ T =T(r)+T(r,t) me =me(r)+me′(r,t) ) , ( ) (r p r t p p = + ′ w=w(r)+w′(r,t) q=q(r)+q′(r,t) ) , ( ) (r ρ r t ρ ρ = + ′ Q=Q(r)+Q(r,t) τv =τv(r)+τv(r,t)

Sviluppando ora le grandezze presenti nell’equazione di conservazione dell’energia nella forma (3.23), si ottiene:

(11)

(

)

(

) (

)

(

)

(

)

(

){ (

) (

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

(

) (

)

(

) )

(

Q(r) Q(r,t)

)

e

(

w(r) w(r,t)

) }

( . ) ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) r ( ) t , r ( T ) r ( T R ) t , r ( T ) r ( T ) t , r ( ) r ( R ) t , r ( ) r ( ) t , r ( w ) r ( w ) t , r ( T ) r ( T R ) t , r ( ) r ( ) t , r ( p ) r ( p Dt ) t , r ( p ) r ( p D e e v v v 24 3 1 0 + ′ − ′ + + ′ + + ′ + + ′ + ⋅ ∇ ⋅ ′ + − ′ + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + ∂ ′ + ∂ ′ + − ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ + − + ′ + ′ + + ′ + ⋅ ∇ ′ + − = ′ + g m m τ τ u u q q u τ u u u u ρ ρ ρ ρ ρ ρ γ γ γ r r r r r

Sostituendo l’espressione dell’energia = + uu

2 1

0 c T

e v , e sviluppandone le grandezze presenti nelle due componenti, si ottiene:

(

)

(

) (

)

(

)

(

)

(

){ (

) (

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

(

) (

)

(

) )

(

)

(

)

(

( ) ( , )

) (

( ) ( , )

) (

( ) ( , )

) }

2 1 ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( 1 ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( t r w r w t r r t r r t r T r T c t r Q r Q t r r t r r t r r t r r t r r t t r r t r T r T R t r T r T t r r R t r r t r w r w t r T r T R t r r t r p r p Dt t r p r p D v e e v v v ′ +       + + + + − ′ + + ′ + + ′ + + ′ + ⋅ ∇ ⋅ ′ + − ′ + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ + ∂ ′ + ∂ ′ + − ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ + − + ′ + ′ + + ′ + ⋅ ∇ ′ + − = ′ + u u u u g m m τ τ u u q q u τ u u u u ρ ρ ρ ρ ρ ρ γ γ γ r r r r r

Riordinando i termini, in modo da evidenziare i vari gruppi di componenti, si ha che:

104

(

)

(

) (

)

(

)

(

)

(

){ (

) (

)

(

)

(

)

(

)

(

(

) (

)

)

(

) }

(

){ (

)

(

(

) (

)

(

) ) }

(

){

(

)

(

)

(

( ) ( , )

) (

( ) ( , )

) (

( ) ( , )

) }

2 1 ) , ( ) ( ) , ( ) ( 1 ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( 1 ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( 1 ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( t r w r w t r r t r r t r T r T c t r Q r Q t r r t r r t r r t r r t r r t r r t r r t t r r t r T r T R t r T r T t r r R t r r t r w r w t r T r T R t r r t r p r p Dt t r p r p D v e e v v v v ′ +       + + + + − ′ + − + ′ + + ′ + + ′ + ⋅ ∇ ⋅ ′ + − − ′ + ⋅ ∇ − ′ + ⋅ ′ + ⋅ ∇ + ∂ ′ + ∂ ′ + − ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ + − + ′ + ′ + + ′ + ⋅ ∇ ′ + − = ′ + u u u u g m m τ τ u u q q u u τ τ u u u u γ ρ ρ γ ρ ρ ρ ρ γ γ γ r r r r r

(12)

(

)

(

)

(

)

(

) {

}

(

) {

}

(

){

(

)

(

)

(

)

(

(

){

) }

}

(

){

}

(

){

}

(

){

}

(

){

(

)

(

)

(

){ (

)

(

)

(

)

(

( , ) ( , ) ( , )

)

2 1 ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) ( ) , ( 2 1 ) , ( ) , ( ) ( 2 1 ) , ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 2 1 1 ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) ( ) , ( ) ( 1 ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) ( 1 ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) ( 1 ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) ( 1 ) , ( ) ( 1 ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) ( 1 ) , ( ) , ( ) , ( ) ( 1 ) , ( ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) ( ) , ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) ( 1 ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) ( ) , ( t r t r t r w t r r t r w r r t r w t r t r r w t r r r w r r r w t r w t r T r w t r T t r w r T r w r T c t r Q r Q t r t r r t r t r r r r t r t r r t r t r r r r t r t r r t r t r r r r t r r t r t r r t r t r r r r t t r t r T t t r r T R t r T t r t r r T t r t r t r T r t r r T r t r t r T t r r r T t r r t r T r r r T r r R t r w t r T r w t r T t r w r T r w r T c t r t r p r t r p t r r p r r p t r p t r r p t r t r p r r p r t t r p v e e e e v v v v v v v v V u u u u u u u u u u u u g u g u g u g u m u m u m u m u τ u τ u τ u τ u q q u τ u τ u τ u τ u u u u u u u u u u u u u u u u ′ ⋅ ′ ′ + ′ ⋅ ′ + ⋅ ′ + ′ ⋅ ′ + ′ ⋅ + ⋅ − − ′ ′ + ′ + ′ + − ′ + − + ⋅ ′ ′ + ⋅ ′ + ⋅ ′ + ⋅ − + ′ ′ + ′ + ′ + − + ′ ⋅ ∇ ⋅ ′ + ⋅ ∇ ⋅ ′ + ′ ⋅ ∇ ⋅ + ⋅ ∇ ⋅ − − ′ ⋅ ∇ + ⋅ ∇ − − ′ ⋅ ′ ⋅ ∇ + ⋅ ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ⋅ ∇ + ⋅ ⋅ ∇ − + ∂ ′ ∂ ′ + ∂ ′ ∂ − − ′ ∇ ⋅ ′ ′ + ∇ ⋅ ′ ′ + + ′ ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ′ + + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ + ∇ ⋅ − + ′ ′ + ′ + ′ + − + ′ ⋅ ∇ ′ + ⋅ ∇ ′ + ′ ⋅ ∇ + ⋅ ∇ − = ′ ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ + ∇ ⋅ + ∂ ′ ∂ γ γ ρ ρ ρ ρ γ γ γ γ γ ρ ρ γ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ γ γ γ r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r

}

r r r r

Considerando l’equazione per le condizioni medie, che si ottiene dalla precedente eliminando le fluttuazioni, si ha:

(

)

(

){ (

)

}

(

) (

)

(

)

(

)

(

)(

u m u g

)

τ u u u q u τ u u u ) ( ) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( 1 ) ( ) ( ) ( 2 1 1 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( ) ( 1 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( r r r r r r r r r w r w r T c r Q r r r r T r r R r w r T R r r p r p r e v v v ρ γ γ γ γ ρ γ γ γ + ⋅ − + ⋅ ∇ ⋅ − − ⋅ − − − + ⋅ ∇ − ⋅ ⋅ ∇ − + ∇ ⋅ − + + ⋅ ∇ − = ∇ ⋅ r r r r r r

Sottraendo quest’ultima alla precedente, si ottiene l’equazione dell’energia per le fluttuazioni di pressione:

(13)

(

)

(

)

(

)

(

) {

}

(

) {

}

(

){

(

)

(

)

(

) }

(

){

}

(

){

}

(

){

}

(

){

}

(

){ (

)

(

)

(

){

(

)

(

w(r,t) (r) (r)

)

w(r,t) (r) (r,t)

(

w(r,t) (r,t) (r,t)

) }

( . ) ) t , r ( ) t , r ( ) r ( w ) t , r ( ) r ( ) r ( w ) t , r ( w ) t , r ( T ) r ( w ) t , r ( T ) t , r ( w ) r ( T c ) t , r ( Q ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( T t ) t , r ( ) r ( T R ) t , r ( T ) t , r ( ) t , r ( ) r ( T ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( T ) r ( ) t , r ( ) r ( T ) r ( ) t , r ( ) t , r ( T ) t , r ( ) r ( ) r ( T ) t , r ( ) r ( ) t , r ( T ) r ( ) r ( R ) t , r ( w ) t , r ( T ) r ( w ) t , r ( T ) t , r ( w ) r ( T c ) t , r ( ) t , r ( p ) r ( ) t , r ( p ) t , r ( ) r ( p ) t , r ( p ) t , r ( ) r ( p ) t , r ( ) t , r ( p ) r ( t ) t , r ( p v e e e v v v v v v V 26 3 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 u u u u u u u u u u g u g u g u m u m u m u τ u τ u τ u q u τ u τ u τ u u u u u u u u u u u u u ′ ⋅ ′ ′ + ′ ⋅ ′ + ⋅ ′ + ′ ⋅ ′ + ′ ⋅ − − ′ ′ + ′ + ′ − ′ − + ⋅ ′ ′ + ⋅ ′ + ⋅ ′ − + ′ ′ + ′ + ′ − + ′ ⋅ ∇ ⋅ ′ + ⋅ ∇ ⋅ ′ + ′ ⋅ ∇ ⋅ − − ′ ⋅ ∇ − − ′ ⋅ ′ ⋅ ∇ + ⋅ ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ⋅ ∇ − + ∂ ′ ∂ ′ + ∂ ′ ∂ − − ′ ∇ ⋅ ′ ′ + ∇ ⋅ ′ ′ + + ′ ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ′ + + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ − + ′ ′ + ′ + ′ − + ′ ⋅ ∇ ′ + ⋅ ∇ ′ + ′ ⋅ ∇ − = ′ ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ + ∂ ′ ∂ γ γ ρ ρ ρ γ γ γ γ γ ρ ρ γ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ γ γ γ r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r

Considerando ora l’equazione di conservazione della quantità di moto (3.2) , e sviluppando le sue variabili nei termini di fluttuazione e media si ottiene:

(

) (

) (

(

)(

)

)

(

)

(

)

(

)

(

)

g m m τ τ u u u u u u ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( t r r t r r t r r t r p r p t r r t r r t r r t t r r t r r e e v v ρ ρ ρ ρ ρ ρ ′ + + ′ + + ′ + ⋅ ∇ + ′ + ∇ − = = ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ + + ∂ ′ + ∂ ′ + r r r Effettuando i calcoli: g g m m τ τ u u u u u u u u u u u u u u u u u u ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) , ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) ( ) ( ) , ( ) , ( ) ( ) ( ) , ( ) ( ) , ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) , ( ) , ( ) , ( ) ( t r r t r r t r r t r p r p t r t r t r t r r t r t r t r r t r r r r t r t r r r t r r t r r r r r t t r t r t t r r e e v v ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ′ + + + ′ + + ′ ⋅ ∇ + ⋅ ∇ + ′ ∇ − ∇ − = ′ ∇ ⋅ ′ ′ + ′ ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ′ + + ′ ∇ ⋅ + ∇ ⋅ ′ ′ + ∇ ⋅ ′ + + ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ +       ∂ ′ ∂ ′ + ∂ ′ ∂ r r r r r r r r r r r r

Considerando l’equazione per le condizioni medie della quantità di moto, che si ottiene dalla precedente eliminando le fluttuazioni, si ha:

(14)

g m τ u u( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ) (r r r p r v r e r ρ r ρ ⋅∇r =−∇r +∇r ⋅ + +

Sottraendo alla penultima equazione scritta, l’ultima, si ottiene

) . ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( p ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( t ) t , r ( ) r ( e v m g 330 τ u u u u u u u u u u u u u u u u ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ′ + ′ + ′ ⋅ ∇ + ′ ∇ − = ′ ∇ ⋅ ′ ′ + ′ ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ + ∇ ⋅ ′ ′ + ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ +       ∂ ′ ∂ ′ + ∂ ′ ∂ r r r r r r r r r

Complessivamente, il sistema di equazioni a cui ci si è riportati e da cui si ricaverà l’equazione d’onda è quello formato dall’equazione (3.26) ed (3.30)

(15)

3.2.1 – Equazione d’onda

Per derivare esplicitamente l’equazione d’onda si derivi rispetto al tempo l’equazione dell’energia (3.26):

(

)

(

)

(

)

(

)

{

}

(

)

{

}

(

) {

(

)

(

)

(

) }

(

) {

}

(

) {

}

(

) {

}

(

) {

}

(

) { (

)

(

)

(

) {

(

)

(

w(r,t) (r) (r)

)

w(r,t) (r) (r,t)

(

w(r,t) (r,t) (r,t)

) }

( . ) ) t , r ( ) t , r ( ) r ( w ) t , r ( ) r ( ) r ( w t ) t , r ( w ) t , r ( T ) r ( w ) t , r ( T ) t , r ( w ) r ( T c ) t , r ( Q t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t t ) t , r ( ) t , r ( T t ) t , r ( ) r ( T t R ) t , r ( T ) t , r ( ) t , r ( ) r ( T ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( T ) r ( ) t , r ( ) r ( T ) r ( ) t , r ( ) t , r ( T ) t , r ( ) r ( ) r ( T ) t , r ( ) r ( ) t , r ( T ) r ( ) r ( t R ) t , r ( w ) t , r ( T ) r ( w ) t , r ( T ) t , r ( w ) r ( T t c ) t , r ( ) t , r ( p ) r ( ) t , r ( p ) t , r ( ) r ( p t t ) t , r ( p ) t , r ( ) t , r ( p t ) t , r ( ) r ( p t ) t , r ( t ) t , r ( p ) r ( t ) t , r ( p v e e e v v v v v v V 31 3 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 u u u u u u u u u u g u g u g u m u m u m u τ u τ u τ u q u τ u τ u τ u u u u u u u u u u u u u u ′ ⋅ ′ ′ + ′ ⋅ ′ + ⋅ ′ + ′ ⋅ ′ + ′ ⋅ ∂ ∂ − − ′ ′ + ′ + ′ − ′ ∂ ∂ − + ⋅ ′ ′ + ⋅ ′ + ⋅ ′ ∂ ∂ − + ′ ′ + ′ + ′ ∂ ∂ − + ′ ⋅ ∇ ⋅ ′ + ⋅ ∇ ⋅ ′ + ′ ⋅ ∇ ⋅ ∂ ∂ − − ′ ⋅ ∇ ∂ ∂ − − ′ ⋅ ′ ⋅ ∇ + ⋅ ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ⋅ ∇ ∂ ∂ − + ∂ ′ ∂ ′ + ∂ ′ ∂ ∂ ∂ − − ′ ∇ ⋅ ′ ′ + ∇ ⋅ ′ ′ + + ′ ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ′ + + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ∂ ∂ − + ′ ′ + ′ + ′ ∂ ∂ − + ′ ⋅ ∇ ′ + ⋅ ∇ ′ + ′ ⋅ ∇ ∂ ∂ − = ∂ ′ ∂ ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ + + ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ + ∂ ′ ∂ ∇ ⋅ + ∂ ′ ∂ γ γ ρ ρ ρ γ γ γ γ γ ρ ρ γ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ γ γ γ r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r

Si applichi la divergenza all’equazione (3.30), ottenendo così:

(16)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

(r,t)

)

(r,t)

(

(r,t)

)

( . ) ) t , r ( p ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( t ) t , r ( ) r ( e v 332 2 τ m g u u u u u u u u u u u u u u u u u ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ∇ ⋅ ∇ + ′ −∇ = ′ ∇ ⋅ ′ ′ ⋅ ∇ + ′ ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ + ′ ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ + ′ ∇ ⋅ ⋅ ∇ + ∇ ⋅ ′ ′ ⋅ ∇ + ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ + ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ +       ∂ ′ ∂ ′ ⋅ ∇ + ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ +       ∂ ′ ∂ ⋅ ∇ r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r Riorganizzando i termini:

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

(r,t)

)

(r,t)

(

(r,t)

)

( . ) ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( t ) t , r ( ) r ( ) t , r ( p e v 333 2 g m τ u u u u u u u u u u u u u u u u u ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ∇ ⋅ ∇ + ′ ∇ ⋅ ′ ′ ⋅ ∇ − ′ ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ − ′ ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ − ′ ∇ ⋅ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ′ ′ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ −       ∂ ′ ∂ ′ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ − =       ∂ ′ ∂ ⋅ ∇ + ′ ∇ r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r

Dividendo l’equazione (3.33) per ρ:

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

(r,t)

)

(r,t)

(

(r,t)

)

( . ) ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( t ) t , r ( ) t , r ( p e v 334 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 g m τ u u u u u u u u u u u u u u u u u ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ∇ ⋅ ∇ + ′ ∇ ⋅ ′ ′ ⋅ ∇ − ′ ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ − ′ ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ − ′ ∇ ⋅ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ′ ′ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ −       ∂ ′ ∂ ′ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ − =       ∂ ′ ∂ ⋅ ∇ + ′ ∇ r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r

(17)

Da cui:

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

(r,t)

)

(r,t)

(

(r,t)

)

( . ) ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( p t ) t , r ( e v 335 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 g m τ u u u u u u u u u u u u u u u u u ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ∇ ⋅ ∇ + ′ ∇ ⋅ ′ ′ ⋅ ∇ − ′ ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ − ′ ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ − ′ ∇ ⋅ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ′ ′ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ′ ⋅ ∇ −       ∂ ′ ∂ ′ ⋅ ∇ − ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ − + ′ ∇ − =       ∂ ′ ∂ ⋅ ∇ r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r

Si riorganizzi la (3.31) in questo modo:

(18)

(

)

(

)

{

}

(

)

{

}

(

) {

(

)

(

)

(

) }

(

) {

}

(

) {

}

(

) {

}

(

) {

}

(

) { (

)

(

)

(

) {

(

)

(

w(r,t) (r) (r)

)

w(r,t) (r) (r,t)

(

w(r,t) (r,t) (r,t)

) }

( . ) ) t , r ( ) t , r ( ) r ( w ) t , r ( ) r ( ) r ( w t ) t , r ( w ) t , r ( T ) r ( w ) t , r ( T ) t , r ( w ) r ( T c ) t , r ( Q t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t ) t , r ( t ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t t ) t , r ( ) t , r ( T t ) t , r ( ) r ( T t R ) t , r ( T ) t , r ( ) t , r ( ) r ( T ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( T ) r ( ) t , r ( ) r ( T ) r ( ) t , r ( ) t , r ( T ) t , r ( ) r ( ) r ( T ) t , r ( ) r ( ) t , r ( T ) r ( ) r ( t R ) t , r ( w ) t , r ( T ) r ( w ) t , r ( T ) t , r ( w ) r ( T t Rc t ) t , r ( ) t , r ( p ) t , r ( t ) t , r ( p ) r ( t ) t , r ( p t ) t , r ( p ) t , r ( ) t , r ( p t ) t , r ( ) r ( p t ) t , r ( t ) t , r ( p ) r ( )) t , r ( ) r ( p ( t t ) t , r ( p v e e e v v v v v v V 36 3 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 u u u u u u u u u u g u g u g u m u m u m u τ u τ u τ u q u τ u τ u τ u u u u u u u u u u u u u u u ′ ⋅ ′ ′ + ′ ⋅ ′ + ⋅ ′ + ′ ⋅ ′ + ′ ⋅ ∂ ∂ − − ′ ′ + ′ + ′ − ′ ∂ ∂ − + ⋅ ′ ′ + ⋅ ′ + ⋅ ′ ∂ ∂ − + ′ ′ + ′ + ′ ∂ ∂ − + ′ ⋅ ∇ ⋅ ′ + ⋅ ∇ ⋅ ′ + ′ ⋅ ∇ ⋅ ∂ ∂ − − ′ ⋅ ∇ ∂ ∂ − − ′ ⋅ ′ ⋅ ∇ + ⋅ ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ⋅ ∇ ∂ ∂ − + ∂ ′ ∂ ′ + ∂ ′ ∂ ∂ ∂ − − ′ ∇ ⋅ ′ ′ + ∇ ⋅ ′ ′ + + ′ ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ∂ ∂ − + ′ ′ + ′ + ′ ∂ ∂ +       ∂ ′ ∂ ⋅ ∇ ′ + ′ ⋅ ∇ ∂ ′ ∂ + ⋅ ∇ ∂ ′ ∂ − ∂ ′ ∂ ∇ ⋅ ′ − ′ ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ − + ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ − ∂ ′ ∂ ∇ ⋅ − = ′ ⋅ ∇ ∂ ∂ + ∂ ′ ∂ γ γ ρ ρ ρ γ γ γ γ γ ρ ρ γ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ γ γ γ γ r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r

(19)

(

)

(

)

{

}

(

)

{

}

(

)

{

(

)

(

)

(

) }

(

)

{

}

(

)

{

}

(

)

{

}

(

)

{

}

(

)

{ (

)

(

)

(

)

{

(

)

(

w(r,t) (r) (r)

)

w(r,t) (r) (r,t)

(

w(r,t) (r,t) (r,t)

) }

( . ) ) t , r ( ) t , r ( ) r ( w ) t , r ( ) r ( ) r ( w t p ) t , r ( w ) t , r ( T ) r ( w ) t , r ( T ) t , r ( w ) r ( T c ) t , r ( Q t p ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t p ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t p ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t p ) t , r ( t p ) t , r ( ) t , r ( ) r ( ) t , r ( ) t , r ( ) r ( t p t ) t , r ( ) t , r ( T t ) t , r ( ) r ( T t R p ) t , r ( T ) t , r ( ) t , r ( ) r ( T ) t , r ( ) t , r ( ) t , r ( T ) r ( ) t , r ( ) r ( T ) r ( ) t , r ( ) t , r ( T ) t , r ( ) r ( ) r ( T ) t , r ( ) r ( ) t , r ( T ) r ( ) r ( t R p ) t , r ( w ) t , r ( T ) r ( w ) t , r ( T ) t , r ( w ) r ( T t R p t ) t , r ( ) t , r ( p ) t , r ( t ) t , r ( p ) r ( t ) t , r ( p p t ) t , r ( p ) t , r ( ) t , r ( p t ) t , r ( ) r ( p t ) t , r ( t ) t , r ( p ) r ( p t ) t , r ( t ) t , r ( p p v e e e v v v v v v 37 3 2 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 u u u u u u u u u u g u g u g u m u m u m u τ u τ u τ u q u τ u τ u τ u u u u u u u u u u u u u u u ′ ⋅ ′ ′ + ′ ⋅ ′ + ⋅ ′ + ′ ⋅ ′ + ′ ⋅ ∂ ∂ − − ′ ′ + ′ + ′ − ′ ∂ ∂ − + ⋅ ′ ′ + ⋅ ′ + ⋅ ′ ∂ ∂ − + ′ ′ + ′ + ′ ∂ ∂ − + ′ ⋅ ∇ ⋅ ′ + ⋅ ∇ ⋅ ′ + ′ ⋅ ∇ ⋅ ∂ ∂ − − ′ ⋅ ∇ ∂ ∂ − − ′ ⋅ ′ ⋅ ∇ + ⋅ ′ ⋅ ∇ + ′ ⋅ ⋅ ∇ ∂ ∂ − + ∂ ′ ∂ ′ + ∂ ′ ∂ ∂ ∂ − − ′ ∇ ⋅ ′ ′ + ∇ ⋅ ′ ′ + + ′ ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ′ + ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ∂ ∂ − +     + + ∂ ∂ +       ∂ ′ ∂ ⋅ ∇ ′ − ′ ⋅ ∇ ∂ ′ ∂ − ⋅ ∇ ∂ ′ ∂ − + +     ∂ ′ ∂ ∇ ⋅ ′ + ′ ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ + ∇ ⋅ ∂ ′ ∂ + ∂ ′ ∂ ∇ ⋅ − = ∂ ′ ∂ ⋅ ∇ + ∂ ′ ∂ γ γ γ γ ρ ρ ρ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ ρ ρ γ γ ρ ρ ρ ρ ρ ρ ρ γ γ γ γ γ γ γ γ γ γ r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r r

Riorganizzando ancora l’equazione (3.37) si ottiene:

Riferimenti

Documenti correlati

Per mezzo della rappresentazione indicata è quindi possibile identificare i diversi percorsi seguiti dal rumore, nel suo cammino tra sorgente e recettore.. Un’ulteriore

Per potere valutare come il rumore si propaga nell’ambiente, è ovviamente necessario che il programma di simulazione conosca le sorgenti acustiche in esso presenti, oltre che in

• cioè che la potenza trasmessa dall’ambiente 1 contenente la sorgente sonora (I 1 St) sia pari alla potenza sonora assorbita dalle pareti presenti nell’ambiente 2.. Indice

Nel modo longitudinale (“longitudinal waves”), le oscillazioni delle molecole del mate- riale avvengono nella direzione di propagazione dell’onda acustica, mentre nel modo

I risultati delle ricerche sulla qualità del suono nelle sale da concerto a partire dagli anni settanta dimostrano che molti altri aspetti sog- gettivi ( e parametri

ii) una frequenza “modulante” (molto più piccola della “portante”) che è pari alla differenza fra le frequenze delle due onde che si sovrappongono: questa frequenza è

I prodotti plastici sono rigidi e pertanto non fonoassorbenti e con scarse densità per fonoisolamento: pertanto sono propagatori di rumore. ISOLMEC Srl – Via IV Novembre –

Sempre dalla stessa figura si nota che in corrispondenza della frequenza di 1000Hz la sensazione, con buona approssimazione, varia linearmente con il logaritmo della