圆柱定程干涉法纯轴向模式间声速测量结果不一致性分析

气相声速是流体的基础热物理性质,圆柱定程干涉法是最精确的气相声速测量手段之一。纯轴向共振模式(以下简称纯轴向模式)是圆柱定程干涉法测量声速的常用模式,但不同纯轴向模式测量结果间存在不一致性。本文从声学共振和耗散理论的基本原理出发,结合实验测量数据,分析实验测量中的各类非理想影响因素,揭示了纯轴向模式间出现不一致性的内在机理,为圆柱定程干涉法测量的模式选择提供了理论依据。研究结果表明:奇数和偶数模式在壳体开孔和壳体振动影响方面各有优势;对于奇偶性相同的模式,模式数越大的共振模式受到边界层效应影响越小而受到分子弛豫的影响越大:在远离共鸣腔固有频率的区域内,对于模式数相差不大的纯轴向模式,其测苗结果经修正后,不一致性可降至较低水平。