¿Dónde está exactamente el antinodo de una columna de aire con condiciones de contorno abierto-cerrado?

Supongamos que tengo una columna de aire con condición de contorno cerrado-abierto. La presión del aire en el extremo abierto del tubo está restringida para que coincida con la presión atmosférica del aire circundante. Por lo tanto, se requiere que un extremo abierto de una columna de aire sea un antinodo de desplazamiento.

Pero, ¿por qué decimos que el antinodo está en realidad justo fuera del extremo abierto (del Libro de texto de Knight), no exactamente en el extremo abierto?

Respuestas (1)

En realidad, se ha observado experimentalmente que el antinodo real de una columna de aire con una condición de contorno cerrado-abierto está justo fuera del extremo abierto, no exactamente en el extremo abierto. No consideramos los efectos de la viscosidad del aire y la impedancia acústica de radiación del extremo abierto de la tubería. Por lo tanto, se aplica una corrección final para compensar este error.

Citando de wikipedia a continuación ;

Una base teórica para el cálculo de la corrección final es la impedancia acústica de radiación de un pistón circular. Esta impedancia representa la relación de la presión acústica en el pistón, dividida por el caudal inducido por él. Por lo general, se supone que la velocidad del aire es uniforme en todo el extremo del tubo. Esta es una buena aproximación, pero no es exactamente cierta en la realidad, ya que la viscosidad del aire reduce el caudal en la capa límite muy cerca de la superficie del tubo. Por lo tanto, la columna de aire dentro del tubo está cargada por el fluido externo debido a la radiación de energía del sonido. Esto requiere que se agregue una longitud adicional a la longitud normal para calcular la frecuencia natural del sistema de tuberías.

Espero que esto ayude..