Шлёнский О.Ф., Антонов С.И., Хищенко К.В. Акустика высоких частот и больших чисел Маха, 3-е изд., перераб. и доп. (2020). 124 с.

Предложена новая модель распространения звука и ударных волн в газе впервые с учетом массовых сил, анизотропии свойств газа, приобретаемой при возбуждении генератором, и релаксационных процессов перехода к равновесному состоянию. Первое издание вышло в 2019 г. В настоящее издание внесены коррективы и дополнения в теорию звуковых волн для повышения качества проектирования акустических объектов, устройств и инструментов, точности моделирования гиперзвуковых и детонационных процессов. Предисловие: Математический аппарат традиционной акустики соединяет в себе многие упрощения и допущения, сделанные ее основателем Джоном Уильямом Стреттом лордом Рэлеем и его последователями. Волновые дифференциальные уравнения ранее упрощали с целью получать простые аналитические решения акустических задач, не считаясь со снижением точности результата в ущерб его физической корректности. Допускалось принимать волновые процессы термодинамически равновесными, свойства сред неизменными во времени. Физики считали плотность среды и давление скалярными величинами, бегущую волну описывали однородным уравнением, газ представляли изотропным, массовой силой пренебрегали и т.п. Развитие техники гиперзвуковых полетов, изучение термоядерной детонации, лазерных технологий поставило перед акустиками проблему моделирования бегущих волн со скоростями до тысячи километров в секунду и энергиями до десятков мегаэлектронвольт. Было бы ошибкой решать эти задачи с упрощениями вековой давности. Современные компьютеры позволяют решать системы уравнений практически любой сложности без упрощений и допущений, принятых еще в XIX веке. Авторы этой книги находят возможным моделирование звуковых волн без упрощений и допущений, некоторые из которых сочли ошибочными и неправомерными. В третьем издании книги приведены принципиально новые доказательства невозможности моделирования бегущей звуковой волны однородным дифференциальным уравнением второго порядка, которое широко используется в традиционной акустике. Впервые рассмотрен процесс генерации звука приборами и живыми организмами. Приведены примеры решения неупрощенных, нелинейных уравнений бегущей волны и их отличия от стоячих волн. Описаны способы опытного определения времени релаксации неравновесного состояния высокочастотных воздействий на газ. Впервые описан эффект увеличения громкости звуковой волны попутным ветром. Сопоставлены способы описания звуковых волн традиционным и предложенным методом, а также описания стоячей и бегущей волн. Важной областью применения и использования волновой теории звука является проектирование и реализация (воплощение) различных акустически совершенных объектов — больших помещений типа вокзалов, концертных и оперных залов, радиостудий, звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуры (громкоговорителей, телефонов, музыкальных центров, стереоколонок и т.п.). Допущения и упрощения, принимаемые при их проектировании приводят при реализации проекта к искажению звука, снижению его качества, в особенности звука большой громкости и при высоких звуковых частотах. Авторы поставили перед собой задачу составления системы волновых уравнений акустики, по возможности, без допущений и упрощений, которые снижают качество звучания голоса и музыкальных инструментов. В третье издание вошла дополнительная глава о моделировании термоядерной детонации. Особое внимание в книге уделено эффекту повышения жесткости и возникновения анизотропии воздуха, возникающей при сверх- и гиперзвуковых полетах летательных аппаратов. Ошибки в расчетах аэродинамических характеристик таких аппаратов при воплощении в жизнь проектов снижают их летные качества. Использование упрощенных моделей ведет к ошибкам в расчетах мощности и устойчивости (появлению вибраций и «болтанки»). Авторы поставили себе целью купирование таких ошибок.