الگوی تحلیلی انتقال صدا از پوسته‌های استوانه‌ای اِف‌جی‌اِم با طول بی‌نهایت

مواد اِف‌جی‌اِم دسته‌ای از مواد مرکب (کامپوزیت‌ها) هستند که خواص آن به صورت پیوسته در راستای ضخامت تغییر می‌نمایند. بنابراین نسبت به مواد مرکب (کامپوزیت‌ها)، تمرکز تنش بین لایه از بین رفته و قابلیت تحمل تغییرات شدید دمایی را دارند. این مواد در فضاپیماها، تراگذارهای (مبدل‌های)‌ حرارتی، صنایع نیروگاهی و اجزا موتور کاربردهای زیادی دارند. در مقاله حاضر افت انتقال صدا از یک پوسته استوانه‌ای ساخته شده از مواد اِف‌جی‌اِم نازک با طول بی‌نهایت که در معرض امواج صفحه‌ای هماهنگ (هارمونیک) واقع شده، مورد تحلیل و بررسی قرار می‌گیرد؛ بدین منظور یک روش تحلیلی با استفاده از سری‌های بی‌نهایت دقیق ارایه شده است. پوسته در داخل محیط سیال غوطه‌ور بوده و سیال خارجی با سرعت ثابت از روی آن عبور می‌کند. معادلات ارتعاشی پوسته در سه راستا و معادلات موج صوتی سیال داخل و خارج پوسته به صورت هم‌زمان حل گشته و میزان افت‌های انتقال پوسته بر حسب بسامد محاسبه می‌گردد. افت‌های انتقال صدا به دست آمده از این تحقیق با نتایج بدست آمده توسط سایر محققین مورد مقایسه قرار گرفته است. مقایسه نتایج نشان می‌دهد که با یکدیگر هم‌خوانی بسیار خوبی دارند. چون متغیرهایی مانند جابه‌جایی پوسته و فشارهای صوتی به صورت سری‌های بی‌نهایت بیان می‌گردند، به‌منظور به دست آوردن میزان افت‌های انتقال صدا، هم‌گرایی سری‌ها هم مورد بررسی قرار گرفته است. هم‌چنین اثرات خواص سازه‌ای و شرایط پروازی نظیر عدد ماخ، توان نسبت حجمی مواد اِف‌جی‌اِم، و ارتفاع پروازی بر افت انتقال صدا مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهند که با افزایش نسبت حجمی، افت انتقال صدا در ناحیه سفتی کنترل کاهش می‌یابد اما در بسامدهای بالاتر از بسامد حلقوی (ناحیه جرم کنترل)، افت انتقال صدا مربوط به نسبت حجمی بالاتر، بیش‌تر است.