در این پایان نامه مساله ی امواج اکوستیکی حاصل از نوسان کره در نیم فضای لزج مورد بررسی قرار می گیرد. معادلات بر اساس تیوری انتشارامواج و addition_ theorem در مختصات کروی برای جابجایی توابع امواج، برای بررسی رفتار منابع برشی و پتانسیل ساده در کنار دیوار صلب در سیال لزج بدست می آیند و حل می شوند. جواب مساله ترکیب خطی از میدان اکوستیکی حاصل از این منابع برشی و پتانسیل ساده در کنار دیوار صلب در سیال لزج می باشد. ضرایب این ترکیب خطی مجهولات مساله می باشند. که با ارضای شرط مرزی سطح کره بدست می آیند.

در کار حاضر جزییات تحلیل و نتایج اندرکنش یک موج آکوستیکی گذرا را با یک پوسته ی ضخیم کروی مستغرق پر شده با سیال دلخواه و همچنین با ضخامت های مختلف، مورد بررسی قرار داده شده و در ادامه حل به یک پوسته کروی چند لایه و نهایتا یک پوسته ی کروی با خواص متغییر تعمیم داده شده است. در ضمن، روش ماتریس انتقال، روش استفاده شده برای حل کل مسایل پوسته ی کروی با مواد خواص متغییر می باشد، با استفاده از بسط فوریه- لژاندر توابع پتانسیل امواج فشاری در محیط های سیال های داخل و خارج و همچنین توابع پتانسیل امواج فشاری و برشی، در محیط الاستیک پوسته ی کروی و استفاده از تبدیل لاپلاس نسبت به زمان و بردن تحلیل به فضای لاپلاس. پتانسیل های مربوطه محاسبه شده اند و ددر ادامه استفاده از روابط پتانسیل در سیال و روابط مربوط در تیوری الاستیسته خطی دقیق در فضای لاپلاس کمیات مودال مطلوب را محاسبه و سپس با استفاده از روش بهینه شده معکوس گیری لاپلاس عددی داربین و با استفاده از روش های افزایش همگرایی و تصحیح کننده ی اثرات نامطلوب پدیده گیبس، پاسخ مودال در حوزه زمانی محاسبه گردید و در نهایت با استفاده از سری تصحیح شده فوریه- لژاندر و با استفاده از روش سیزاروی اصلاح شده، در تعداد جملات بسیار کمتر سری تصحیح شده فوریه – لژاندر به همگرایی مطلوب تر دست یافتیم و حل کامل انجام شد. برای نمایش فیزیکی بهتر نتایج عددی، از یک روش مجسم سازی بسیار قوی استفاده شده است که منجر به این رشد که بسیاری از پدیده های فیزیکی جالب و قابل تامل مشاهده گردند که بعضاً، پدیده های کاملا جدیدی می باشند که در کارهای انجام شده ی مشابه و مرتبط با این مسیله، تاکنون مشاهده نشده بودند. از طرف دیگر نیز با توجه به این روش مجسم سازی، توجیه فیزیکی این پدیده ها و امواج ایجاد شده در طی این برهم کنش، قابل درک و تحلیل شد. پدیده های هم چون کانونی شدن امواج سیال داخل، امکان بروز کاویتاسیون، قابلیت گذردهی پوسته و انواع امواج پراکنش شده و تابیده شده به سیال خارج همانند، امواج متقارن و نامتقارن خزشی، امواج بازتابشیو امواج لغزشی، مشاهده کردیدند. هم زمان نیز، تحلیل تنشی پوسته نیز مورد توجه قرار گرفت و نتایج قابل تاملی در طی ماده ی پوسته همانند زمان و مکان بیشینه تنش های فشاری و کششی و تاثیر ضخامت و سیال داخل بر آن ها، به دست آمد که می تواند در طراحی پوسته های تحت شوک برخوردی، مد نظر قرار گیرند. برای نتایج پوسته ناهمگن تاثیر پروفیل و خواص مختلف بر روی میدان سیال خارج بررسی شده استو در ادامه برای بررسی صحت نتایج و درستی روش به کار گرفته شده. حالت های خاص و نتایج آزمایشگاهی نیز مد نظر قرار گرفت.

با استفاده از تیوری دینامیکی پوسته دانل و بکارگیری ویژگیهای بدیع مدل هاوریلیاک-نگاهی برای رفتار دیسکوالاستیک ارتعاشات آزاد و مشخصات میرایی یک پوسته استوانه ای نازک ویسکوالاستیک با طول نامحدود غوطه ور در سیال اکوستیکی که از سیال اکوستیکی نیز پر شده مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصله با استافده از مثالهای عددی که در آنها دو پوسته ویسکوالاستیک پر شده از سیال با ویژگی های ویسکوالاستیکی کاملا متمایز در یک سیال ایده آل به صورت آزاد ارتعاش می کنند توضیح داده شده است. فرکانسهای طبیعی و ضرایب میرایی سازه ای مودال مربوطه به عنوان توابعی از عدد مود محیطی در چند طول محوری و شرایط استغراق انتخابی به صورت عددی محاسبه شده و به بحث گذاشته شده اند. نتایج بدست امده حاکی از تاثیر بی چون و چرای خواص دینامیکی ویسکوالاستیسیته بر ویژگی های ارتعاشی سیستم کوپله شده با سیال است. این نتایج نشان می دهد که بین ضریب میرایی مودال سازه وضریب میرایی ماده ویسکوالاستیک در نزدیکی فرکانس طبیعی محاسبه شده ارتباط جالب توجهی وجود دارد در واقع آشکار شد که ضریب میرایی مودال سازه به صورت خیلی زیاد به ضریب میرایی وابسته به فرکانس ماده ویسکوالاستیک وابسته است. ضمنا حالت خاصی که در آن یک پوسته نازک فولادی الاستیک غوطه ور در اب به صورت آزاد در حال ارتعاش است در نظر گرفته شده و با یک حل معروف مقایسه شده که همخوانی کاملی مشاهده گردیده است.

صداخفه کن های غیرفعال در سیستم اگزوز موتورهای احتراق داخلی ترکیبی از المانهای واکنشی و مقاومتی هستند که به منظور تضعیف دامنه نوسانات فشاری و کاهش سطح صدای منتشره از منبع صوت در سیستم خروجی گاز بین موتور و محیط خارج جایگذاری می گردند. منظور از طراحی سیستم اگزوز کنترل انرژی امواج صوتی از منبع یعنی موتور و انتشار آن به محیط توسط سیستمی است که کمترین میزان افت عملکرد موتور را باعث می شود. به عبارت دیگر، هدف یافتن سازش مناسب بین به حداقل رساندن صدای مزاحم و به حداکثر رساندن توان خروجی موتور و کارائی بهینه مصرف سوخت با عنایت به مسائل اقتصادی مربوطه است . بنابراین عملا" طراحی سیستم اگزوز خودرو به معنای برقراری تعادل بین عملکرد آکوستیکی و عملکرد دینامیک گازی در آن سیستم است . افت فشار در امتداد سیستم اگزوز اثر منفی بر پروسه انتقال گاز در سیلندرها و کارایی حجمی و توان موتور دارد. هر چقدر افت فشار بیشتر باشد پس فشار اعمال شده به موتور بالاتر بوده و در نتیجه افت توان موتور بیشتر خواهد بود. ارائه یک فرآیند منطقی طراحی آکوستیکی سیستم اگزوز نیاز به فهم مناسب رفتار آکوستیکی هر یک از اجزاء سیستم و همچنین تمام سیستم به عنوان یک مجموعه را می طلبد. تجربه نشان می دهد تئوری خطی فیلترهای آکوستیکی بر مبنای روش افت انتقال تصویر قابل قبولی از رفتار آکوستیکی اگزوز موتورهای احتراق داخلی ارائه می دهد.

بار آکوستیکی وارد بر یک سازه مرتعش بوسیله امپدانس سطحی ان تشریح می شود. در این پایان نامه امپدانس آکوستیکی (مودال) وارد بر یک چشمه صوتی استوانه ای نامتناهی با تحریک هارمونیک (دو بعدی) کهبطور هم مرکز در یک استوانه سیال محاط در محیط متخلخل الاستیک بدون مرز قرار گرفته است، محاسبه میگردد. این حالت که یک ایده آل سازی واقعی از مبدل آکوستیکی معلق در چاه پر شده از سیال در یک محیط نفوذپذیر می باشد (وایت، 1983، شکل 29، 5 صفحه 183) ‏‎[80]‎‏ از کاربردهای عملی مهمی د سیسمو - اکوستیک و مهندس کنترل نویز برخوردار است. فرموله بندیها از مدل پدیده شناختی بیوت برای نشان دادن رفتار صوت در محیط تخلخل اشباع شده از دیدگاه ماکروسکوپی استفاده می کند. همچنین با بکارگیری بسطهای میدان هارمونیک موجی و شرایط مرزی مناسب حلهای شکل بسته به صورت سریهای نامتناهی اتخاذ گشته و اجزای مقاومتی و اینرسی امپدانسهای اکوستیکی تعیین میگردد. مثال عددی برای سطح استوانه ای تحریک شده در مودهای ارتعاشی مختلف که در حفره پر شده از آب غوطه ور میباشد ارائه شده و چندین حالت حدی مورد بررسی دقیق قرار می گیرد. در انتها اثرات تخلخل، سختی اسکلت، اندازه منبع و نفوذپذیری سطح مرزی برامپدانس آکوستیکی ارائه و بحث میشود.