石英音叉与声学现象——在超流氦中的应用

浸入式机械谐振器非常适合用于探测流体性质，因为周围环境会以多种方式影响此类振荡器的共振特性。近年来，石英音叉作为研究液氦的首选谐振器已广受欢迎。与通常用于此目的的其他振荡体（如振动丝）相比，它们具有许多优越特性。然而，音叉复杂的几何结构对其在流体环境中的行为分析构成了挑战——解析方法的作用有限。本文通过数值模拟研究了浸入式石英音叉谐振器的特性。我们考虑了介质的可压缩性，即声学现象，并忽略了粘度，旨在真实地模拟超流氦中的振荡器响应。研究了不同音叉形状的重要性。调查了无限介质中的声发射以及受限体积中的声共振。结果有助于选择具有适合实验特性的石英音叉，并有助于解释测量数据。