圆柱声学共鸣腔边界层扰动的二阶修正模型

作     者：冯晓娟 林鸿 张金涛 段远源 

作者机构：中国计量科学研究院热工计量科学研究所北京100013 清华大学热科学与动力工程教育部重点实验室二氧化碳资源化利用与减排技术北京市重点实验室北京100084 

出 版 物：《工程热物理学报》 (Journal of Engineering Thermophysics)

年 卷 期：2014年第35卷第1期

页      面：10-12页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.51106143 No.51276175) 

主　　题：圆柱声学共鸣腔 边界层 二阶修正 

摘      要：圆柱声学共鸣法是测量Boltzmann常数和研究声学温度计的重要方法.热边界层和黏性边界层是影响圆柱声学共振频率的最主要因素。目前已有的声学一阶微扰理论已不能满足圆柱声学共鸣法精确测量Boltzmann常数的需求(不确定度小于1×10^(-6)).本文建立了基于声学二阶微扰理论的边界层扰动修正模型,计算结果表明,与一阶修正相比,二阶修正不影响圆柱声学腔的共振频率,但对频率半宽产生不可忽略的影响,且随着圆柱腔内的声学共振模式而变化,压力越低影响越大.对于长度80 mm、半径40 mm的圆柱腔,在273.16 K、50 kPa,二阶修正对Ar的(2,0,0)频率半宽的影响接近7×10^(-6).采用二阶修正模型,更符合真实物理规律,满足精确测量的需求.