【摘 要】
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中国古代典籍中,关于鸣沙的记载比比皆是.西方学者也很早就从马可·波罗游记中了解了这种现象.当一个人从鸣沙山背风坡滑下时,会听到频率50-300Hz的轰鸣声.停止滑动后,声
【机 构】
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中国科学院 寒区旱区环境与工程研究所沙漠与沙漠化实验室,兰州 730000
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中国古代典籍中,关于鸣沙的记载比比皆是.西方学者也很早就从马可·波罗游记中了解了这种现象.当一个人从鸣沙山背风坡滑下时,会听到频率50-300Hz的轰鸣声.停止滑动后,声音也会持续几分钟.鸣沙现象最吸引入的地方可能在于它的发声机制仍是未解之谜.最近,Douady等人提出剪切层内沙粒运动的一致性产生声音；而Andreotti等人则认为沙粒运动在沙层产生表面波.他们都承认著名风沙物理学家Bagnold的看法,即剪切速率控制着声音的频率.2011年,Hunt和Vriend想象了一个波导管模型,认为剪切层沙粒之间摩擦和碰撞长生的声音在沙丘内部沙层处发生了反射.如果注意到鸣沙山可以是不同类型的沙丘,其内部结构往往具有很大差异,这种波导管模型也是不完善的.在日常的气流或水流中,速度和压力发生急剧变化处易发出声音.利用流体力学模型,Patitsas确实计算出了和野外观测相一致的频率.但其后的研究表明,颗粒流具有和气流完全不同的本构方程.声音产生的另一种常见机制是结构的振动.对沙粒链的弹性动力学分析表明,厚度仅1-3cm沙层的共振足以产生轰鸣声.这可能是轰鸣沙发声的物理机制.
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