امواج آکوستیک امواج مکانیکی هستند که در محیط‌­های گاز، مایع (امواج فشاری) یا جامد (طولی، عرضی، سطحی) منتشر می­‌شوند. با توجه به توانایی تشخیص صدا توسط یک جوان عادی، به اختلالات فشاری ارتعاشی با فرکانس 20 تا 20000 صدا، فرکانس‌­های پایین­‌تر را فروصوتی (Infrasonic) و بالاتر را فراصوتی (Ultrasonic) می‌­گوییم. کاربرد امواج آکوستیک بخش مهمی از زندگی روزمره و صنعتی ما را تشکیل می­‌دهند، از اهمیت مکالمات عادی (Hearing) تا تولید صدا (Speech)، پخش موسیقی (Audio and Musical Sound)، مدیریت صدا در سالن‌ها و جلسات (Architectural Acoustics)، مدیریت اغتشاشات صوتی نویز و صداهای نامطلوب موتورهای ماشین‌­ها و ترافیک، کاهش تولید صدا در ماشین‌آلات، موتورها و توربین­‌ها، انتشار امواج در اتمسفر، کاربرد امواج اولتراساند، سونار و انتشار امواج در آب، سامانه‌­های الکتروآکوستیک و ترموآکوستیک، امواج غیرخطی، انفجار و ده‌ها کاربرد دیگر لزوم شناخت تحلیلی این پدیده را آشکار می‌­کند.

در سامانه‌های ترموآکوستیک (ساتا) انرژی مکانیکی آکوستیک به انرژی حرارتی تبدیل می­‌شود. به دلیل ساختار موجی پدیده آکوستیک، در این سامانه‌­ها می‌توان بدون هیچ قطعه‌ی مکانیکی متحرک یک سیکل ترمودینامیکی را پیاده‌سازی کرد. قلب این سامانه یک ریژنراتور است که در کنار آن امواج گاز ضمن تبادل حرارت با دیواره کار روی سیال گاز انجام داده و یک جریان انرژی ایجاد می‌­کنند. کاربردهای ترموآکوستیک در حال گسترش هستند، راندمان، چگالی توان و کارایی سامانه‌­های موتور و یخچال ترموآکوستیک به‌سرعت در حال افزایش است. رشد ابزارهای تحلیلی مختلف در کنار آزمایشگاه‌های متعدد در سراسر جهان امکان تحلیل و شناسایی این سامانه­‌ها را فراهم کرده است. اصولاً این سامانه­‌ها، به دلیل اندرکنش هم‌زمان امواج سیال تراکم پذیر با انتقال حرارت در دیواره‌ها، بسیار پیچیده‌­تر از اکثر سامانه­‌های ترمودینامیکی است. آرزو رسیدن به یک ماشین با راندمان سیکل­‌های استرلینگ، و بدون هیچ قطعه‌ی متحرک، تعداد زیادی از دانشمندان و مخترعین دنیا را درگیر تلاشی شبانه‌روزی برای اختراع دستگاهی انقلابی در تبدیل انرژی کرده‌است. ولی موانع مختلف فناورانه هنوز مانع از کاربرد عمومی این سامانه‌ها در زندگی روزمره شده‌است.

هدف از این درس در درجه‌ی اول آشنایی با اصول علم آکوستیک و مبانی تحلیل نظری پدیده‌­ها و سامانه‌های آکوستیکی است. ما به‌طور خاص بیشتر انتقال امواج در محیط‌های گازی را بررسی می‌کنیم هر چند بسیاری از مبانی نظری بین محیط­‌های مختلف مشترک است. در کنار آن، با سامانه­‌های آکوستیکی خصوصاً سامانه‌­های ترموآکوستیکی آشنا می­‌شویم. در این بخش در حد علاقه و فرصت کلاس آشنایی با نمونه‌­های عملی و انواع این سامانه‌­ها، پدیده­‌های فیزیکی حاکم، چگونگی کاربرد قوانین پایه در توسعه معادلات حاکم بر این سامانه­‌ها و معادلات ترموآکوستیک، ارائه‌ مدل­‌های تحلیلی برای شبیه‌­سازی این سامانه­‌ها، مدل‌­های لامپ، تحلیل امواج ایستا و متحرک، تحلیل جریان انرژی و توان، تحلیل آنتروپی، اکسرژی و راندمان و نهایتاً آشنایی با پدیده­‌های غیرخطی، خصوصاً استریمینگ جرم صورت می­‌گیرد.

***کیفیت جلسه 3 پایین است***

***درس در حال تکمیل است***