Analysis of the radiation of scalar waves from a rigid cylindrical horn

Abstract

In the recent years, scattering problems have been extensively studied in the literature because of their importance in radiator analysis, studies and other microwave and acoustic applications. In the present work, the radiation of the acoustic waves in a circular waveguide horn formed by flaring out a circular -waveguide is analyzed rigorously through the Wiener-Hopf (WH) Technique. It is assumed that the walls of the circular horn are rigid. The solution is obtained by modification of the Wiener-Hopf technique which resulted into infinite systems of linear algebraic equations. These equations were truncated and solved numerically. The advantage of the WH Technique over other methods is that it is rigorous in the sense that the edge condition is explicitly incorporated in the analysis and that it has the potential of providing accurate and reliable results over broad frequency ranges. Furthermore, contrary to some numerical techniques, which are efficient only when the problem involves finite boundaries of limited length, the WH method does not sufer from such restrictions. Numerical solutions and the experimental application of this study are obtained for various values of the problem. The parameters and the effects of these parameters on the diffraction phenomenon are investigated. .

Özet

Bu çalışmada silindirik bir horn yayından akustik dalgaların kırınımı incelenmiştir, Horn yayıcının duvarları rijid olduğu varsayılmıştır. Işıman uzak alan ifadesi Wiener-Hopf (WH) Tekniği kullanılarak çözülmüş ve sonuçta iki adet küple integral denklem elde edilmiştir. Bu denklemler iterasyon metoduyla çözülmüş ve alan ifadesi bulunmuştur. Hornun dalga kılavuzu ve açıklık kısmında alan ifadesi sonsuz terimden oluşan Dini serileriyle ifade edilmiştir. WH denklemine faktorizasyon ve dekompozisyon tekniklerinin uygulanması ile Modiflye Wiener-Hopf denkleminin çözümü sonsuz bilinmeyenli, sonsuz boyutlu bir cebirsel lineer denklemin çözümüne indirgenmiştir. Analitik olarak elde edilen ısınan ifadesi sayısal olarak incelenmiş ve değişik türden parametrelerin kırınan alana etkisi çıkarılmıştır.