резонанс Миннарта

Резонанс Миннарта [1] [2] [3] — это явление, связанное с газовым пузырьком, пульсирующим на своей собственной частоте в жидкости, без учета эффектов поверхностного натяжения и вязкого затухания . Это частота звука, издаваемого каплей воды из крана, падающей в воду под ней, захватывающей пузырек воздуха при падении. Собственная частота захваченного пузырька воздуха в воде определяется выражением

ф = 1 2 π а ( 3 γ   п А ρ ) 1 / 2 {\displaystyle f={\cfrac {1}{2\pi a}}\left({\cfrac {3\gamma ~p_{A}}{\rho }}\right)^{1/2}}

где — радиус пузырька, — коэффициент политропы , — давление окружающей среды , — плотность воды. Эту формулу также можно использовать для нахождения собственной частоты пузырькового облака, взяв за радиус облака и разницу между плотностью воды и объемной плотностью облака. Для одного пузырька в воде при стандартном давлении это уравнение сводится к , где — собственная частота пузырька. Формула Миннарта предполагает идеальный газ. Однако ее можно модифицировать для учета отклонений от реального поведения газа, учитывая коэффициент сжимаемости газа [4] или модуль объемной упругости газа а {\displaystyle а} γ {\displaystyle \гамма} п А {\displaystyle p_{A}} ρ {\displaystyle \ро} а {\displaystyle а} ρ {\displaystyle \ро} ( п А = 100   к П а ,   ρ = 1000   к г / м 3 ) {\displaystyle (p_{A}=100~{\rm {кПа}},~\rho =1000~{\rm {кг/м^{3}}})} ф а ≈ 3.26   м / с {\displaystyle fa\приблизительно 3,26~м/с} ф   {\displaystyle f~} К = ρ г с г 2 {\displaystyle K=\rho _{g}c_{g}^{2}}

ф = 1 2 π а ( 3 К ρ ) 1 / 2 {\displaystyle f={\cfrac {1}{2\pi a}}\left({\cfrac {3K}{\rho }}\right)^{1/2}}

ρ г {\displaystyle \rho _{g}} и соответственно плотность и скорость звука в пузырьке. с г 2 {\displaystyle c_{g}^{2}}

Ссылки

  1. ^ Миннарт, М. (1933), «О музыкальных пузырьках воздуха и звуке текущей воды», Philosophical Magazine , 16 (104): 235–248 , doi :10.1080/14786443309462277, S2CID  120320419
  2. ↑ Марсель Миннарт: Природа света и цвета на открытом воздухе , Дувр, 1954 г.
  3. ^ (в оригинальном голландском языке) Марсель Миннарт: 55. Звук воды, в «Физике свободного поля» , часть 2 Звук, тепло, электричество , (Het geruis van Water, в Natuurkunde van 't vrije veld , deel 2 Geluid, Warmte) , elektriciteit ), Thieme Zutphen, 1939 и более поздние издания, с. 68-70
  4. ^ Грин, Чад А.; Уилсон, Престон С. (2012). «Лабораторное исследование пассивного акустического метода измерения подводного газового просачивания». Журнал Акустического общества Америки . 131 (1): EL61 – EL66 . Bibcode : 2012ASAJ..131L..61G. doi : 10.1121/1.3670590 . ISSN  0001-4966. PMID  22280731.
  • Низкочастотное резонансное рассеяние пузырьковых облаков Пола А. Хванга и Уильяма Дж. Тига, 2000, Журнал атмосферных и океанических технологий, т. 17, № 6, стр. 847–853. journals.ametsoc.org
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Minnaert_resonance&oldid=1216330270"