冯晓娟
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林鸿
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张金涛
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段远源
工程热物理学报
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273.16K、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.
关键词:
圆柱声学共鸣腔
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边界层
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二阶修正
