Исследователи НИИ механики МГУ описали механизм проникновения звуковых ударов в здания через оконные конструкции. Результаты работы важны для защиты жилых и коммерческих зданий от шума в случае активного развития сверхзвуковой авиации.
Долгое время считалось, что звуковые волны попадают в помещения из-за колебаний оконного стекла под воздействием ударной волны. Однако математическая модель, созданная физиками и проверенная в экспериментах, показала иную картину. Оказалось, весь оконный блок смещается в проеме как единое целое, действуя подобно поршню и передавая давление внутрь помещения.
На первый взгляд кажется, что падение волны давление на окно приводит к возбуждению его собственных колебаний, которые далее приводят в действие волны давления в помещении. Однако наши расчёты показали, что такой механизм давал бы слишком малые амплитуды давления и другой спектральный состав, чем наблюдается в реальных экспериментах.
Василий Веденеев, заместитель директора НИИ механики МГУ
Изучение распространения звуковых ударов важно для развития гражданской сверхзвуковой авиации. Шум остается одним из главных препятствий для коммерческих полетов на сверхзвуковых скоростях: ударные волны воспринимаются на земле как громкие и резкие хлопки. Хотя интенсивность этих волн пытаются минимизировать через геометрию самолетов, полностью избавиться от звукового удара при больших скоростях невозможно.
Математическая модель показывает, что для эффективной защиты зданий нужно не усиливать сами окна, а повышать жесткость и демпфирование их крепления в проемах. Эту особенность можно использовать при проектировании зданий, расположенных на маршрутах будущих сверхзвуковых рейсов.
Читать далее:
Почему постройки Древнего Рима стоят уже 2000 лет, а современные здания трескаются через 100
Свет не то, чем его считали: открытие этой частицы может изменить физику
Вселенная внутри черной дыры: наблюдения «Уэбба» подтверждают странную гипотезу
Иллюстрация на обложке: designed by Freepik, лицензия