Думаю многие в детстве, да и повзрослев свистели в свисток. И многим хотелось его сделать, кто-то свистел в стручки бобовника, бумажкой, язычком от гармошки, но сегодня я не об этом, а о тех свистках которые тренерские, флейты, окарины, бутылки. Те что состоят из емкости и дырочек.
Захотелось мне сделать свисток - пуговицу, ну ту что раскручиваешь на нитке и она свистит. Но так чтобы громко, как свисток. Сразу оговорюсь потом я нашел кучу китайских патентов по этой теме, но сейчас не об этом.
Естественно как умный человек для начала освежил свои знания по учебнику:
Принцип действия:
Поток воздуха во входном канале в районе щели разделяется ребром резонатора на два потока. Нижний поток описывает внутри резонатора круг и, выходя вверх в районе щели, отклоняет входной поток вверх, прерывая ту его часть, которая проходит в резонатор. Когда поток в резонаторе иссякает, входной поток возвращается к первоначальному направлению, и весь цикл повторяется.
Значит нужно два потока, чтобы они пересекались и друг друга прерывали... Сделаем один поток спиральным, а второй направим поперек.
Не свистит, вот прям совсем не свистит, дуть дует, свистеть не свистит. И со спиралью Галилея не свистит, и со спиралью Архимеда не свистит, и с логарифмической спиралью не свистит. Может я что не то делаю? Идем в специальную статью по теории свистков:
Нестабильность потока - двигатель свистков. Он преобразует постоянную энергию в энергию, зависящую от времени. Преобразование ламинарного потока в турбулентный поток - хорошо известный пример. Небольшие возмущения ламинарного потока вызывают переход.
Пример показан на рисунке справа с водяной струей.
Ламинарная двумерная струя усиливает небольшие возмущения в отверстии, создавая вихревую дорожку. Для этого случая скорость потока в терминах числа Рейнольдса была построена в зависимости от частоты возмущения в терминах числа Струхаля для различных амплитуд возмущения, чтобы выявить область нестабильности, как показано на рисунке слева. Значение D на рисунке представляет отношение поперечного возмущающего смещения к ширине сопла; волнения были минутными. https://wiki5.ru/wiki/Physics_of_whistles
Вон оно что, поток должен быть вихревой, опасливо кошусь на вентилятор, не свистит. Молчит и дует, не смотря на то что центробежный. То ли вентилятор неправильный, то ли я глухой, одним словом несколько моделей я все же сделал, которые вроде как должны бы делать вихревой поток, как и любая пуговица.
Либо я дуболом, либо свистит все таки не вихрь. Взял да и сделал обычный свисток, свистит, дунул в отверстие из которого воздух идет, и так свистит, а вроде как не должен, струя то не разделяется.
Как же он свистит? Да очень просто, по закону Бернулли. Где быстрый поток, там меньше давление, где меньше давление туда и стремится воздух, но воздух заперт со всех сторон, откуда ему попасть внутрь закрытого пространства? А все оттуда же, из потока, вот и появляется некий дапазон значение силы потока, для щели заданного размера и емкости заданного объема, если стенки не участвуют то даже форма не особа важна(закон Паскаля). Дальше смотрим опыт.
Вот, никаких загубников, узкая щель свистит тихо, но требует меньше энергии, широкая наоборот. Частота колебаний от размера щели не зависит (точнее если щель не вносит больших изменений объема её влиянием на частоту можно пренебречь).
И вот она вожделенная пуговица, многократно запатентовання китайцами.
Да, да свисток на обоих видео один и тот же. Просто три емкости в каждой по одной щели. Щели разного размера чтобы свисток свистел в большем диапазоне усилий, помедленнее один, побыстрее другой. Так что не мудрствуйте лукаво, не считайте вихри и пересечения, просто закрытый объем, и одно отверстие. Если сомневаетесь посмотрите видео о том как сделать окарину. В ней ни в коем случае нельзя допустить разделения потоков.
Конечно я слукавил. В учебнике есть и закон Бернулли, и закон Паскаля. Но те кто пишет о свистках их почему-то игнорируют и обязательно упоминают вихрь, который не свистит :)
