鸣沙表面结构特征与共鸣机制的模拟实验研究

鸣沙发声机制是风沙物理学中长期悬而未决的重要问题.在前人研究的基础上,通过采自沙漠和海滩哑沙及敦煌鸣沙山鸣沙变哑的哑沙的冲洗实验、玻璃微珠表面化学溶蚀实验、表面覆盖实验及SEM的分析.发现:鸣沙发声与沙粒表面有无SiO2凝胶无关,也与其表面的化学组成无关,而与自然沙粒表面由风蚀、水蚀、化学溶蚀及硅凝胶沉淀等多种因素所形成的多孔(坑)状物理结构所构成的共鸣腔有关.其共鸣机制与亥姆霍兹共鸣腔相似.其次,粉尘或更细的黏粒等杂质侵入沙粒表面的孔洞所产生的阻尼作用,可导致鸣沙共鸣机制丧失而变为哑沙.因此,清除石英颗粒表面各种细小杂质对多孔结构的污染是恢复哑沙发声的有效途径.