明納爾特共振

明納爾特共振()是一種與氣泡在液體中以其自然頻率振盪的現象相關,此現象忽略了表面張力與黏度衰減的影響。這是水龍頭滴落的水滴墜入下方水體時,在下落過程中困住一顆氣泡所產生的聲音頻率。被困在水中的氣泡的固有頻率由下列公式給出
:
f = \cfrac{1}{2\pi a}\left(\cfrac{3\gamma~p_A}{\rho}\right)^{1/2}

其中 a 為氣泡半徑,\gamma 為多方係數,p_A 為,而 \rho 為水的密度。此公式亦可用於求算氣泡雲的固有頻率,此時將 a 視為氣泡雲的半徑,而 \rho 則為水密度與氣泡雲體積密度的差值。對於處於標準壓力下 (p_A=100~ {\rm kPa}, ~ \rho=1000~ {\rm kg/m^3}) 水中的單一氣泡,此方程式可簡化為 f a \approx 3.26~m/s,其中 f~ 為氣泡的固有頻率。明納爾特公式假設氣體為理想氣體。然而,可透過納入氣體壓縮因子 或氣體體積模數 K = \rho_g c_g^2 來修正該公式,以考量實際氣體行為的偏差。

:
f = \cfrac{1}{2\pi a}\left(\cfrac{3 K}{\rho}\right)^{1/2}

其中 \rho_g 和 c_g^2 分別為氣泡內的密度和聲速。

參考資料
外部連結
*[https://journals.ametsoc.org/view/journals/atot/17/6/1520-0426_2000_017_0847_lfrsob_2_0_co_2.xml Low-Frequency Resonant Scattering of Bubble Clouds] by Paul A. Hwang and William J. Teague, 2000, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, vol. 17, no. 6, pp. 847–853. journals.ametsoc.org

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