Кіріспе
Дыбыс толқынының орта арқылы таралуының теңдеуі Физикада акустикалық толқын теңдеуі - екінші реттік бөлшектік дифференциалдық теңдеу, ол акустикалық толқындардың материал ортасы арқылы таралуын реттейді. тұрақты толқын өрісі. Теңдеу акустикалық қысымның p немесе бөлшектердің жылдамдығының u функциясы ретінде x және t уақыт функциясы ретінде сипатталады. Теңдеудің оңайлатылған (скалярлық) түрі тек бір кеңістіктік өлшемдегі акустикалық толқындарды сипаттайды, ал жалпы түрі үш өлшемдегі толқындарды сипаттайды. Алдын ала белгіленген бағытта таралатын толқындарды бірінші реттік бір бағыттағы толқын теңдеуін пайдалана отырып есептеуге болады. Жоғалғыш орталар үшін жиілікке тәуелді әлсірету мен фазалық жылдамдықты есепке алу үшін күрделі модельдерді қолдану қажет. Мұндай модельдерге фракциялық туынды терминдерді қамтитын акустикалық толқын теңдеулері кіреді, сондай-ақ акустикалық әлсірету мақаласын немесе зерттеу қағаздарын қараңыз.
In physics, the acoustic wave equation is a second order partial differential equation that governs the propagation of acoustic waves through a material medium resp. a standing wavefield. The equation describes the evolution of acoustic pressure p or particle velocity u as a function of position x and time t. A simplified (scalar) form of the equation describes acoustic waves in only one spatial dimension, while a more general form describes waves in three dimensions. Propagating waves in a pre defined direction can also be calculated using a first order one way wave equation. For lossy media, more intricate models need to be applied in order to take into account frequency dependent attenuation and phase speed. Such models include acoustic wave equations that incorporate fractional derivative terms, see also the acoustic attenuation article or the survey paper.
Шешім
Келесі шешімдер әр түрлі координаттық жүйелердегі айнымалыларды бөлу арқылы алынады. Олар фазерлік шешімдер, яғни бұрыштық жиіліктің қай жерде екендігіне байланысты уақыт тәуелділік факторы бар. Уақыт тәуелділігі мұнда толқын санымен берілген.
Here is the wave number.
Картезиандық координаттар
.
Сфералық координаттар
. Фурье конвенциясына байланысты, олардың бірі сыртқа қарай қозғалатын толқын, ал екіншісі физикалық емес ішкі қозғалатын толқын болып табылады. Ішкіге қарай қозғалатын ерітінді толқыны тек r = 0 -де пайда болатын сингулярлыққа байланысты физикалық емес; ішкіге қарай қозғалатын толқындар бар.