风洞测压实验中管长对测量有影响吗？

风洞实验中，压强传感器通常被安置在模型之外。传感器通过一根测压软管与布设在模型表面的测压孔相连并感知压强的变化。 测压管的长度 对传感器信号的时均值几乎没有影响，但对动态信号影响很大。实验和分析发现：测压管内的空气会在若干频率上“共振”，形成周期振荡的压力波。这些频率为

这里，为声速， 为整数 0，1,，2，3..其中最低的频率为 ，对应波长为四倍管长 。

形成周期为 （即频率为 ）压力波的根本原因是管路放大了周期同为T的扰动信号：压力波的每一个周期内都会受到该扰动的激励，于是如同荡秋千一样越荡越高。

上图解释了为什么周期的扰动会被放大。1时刻（）一个正压的扰动向上游（传感器）传播，在传感器的刚性壁面反弹，在4时刻（）回到测压管出口。因为惯性作用，在高压部分“喷射”出管外后，会在出口“抽”出低压区。因弹性作用，低压扰动向上游传播，在7时刻（),“喷射”出管外的低压扰动又“抽”出高压区，形成了一个完整的周期。7时刻周期为的外部扰动与周期为的压力波叠加，形成了更强的压力波。

总结一句：因为管路的最低固有频率为，所以该频率的外界扰动被放大了。而其他相近频率的扰动没有在管路中“生存”下来，因为推他们荡秋千的频率和相位总是有那么一些偏差。

在设计实验室，工作者需要初步判定管路最低的固有频率。比如管长的测压管，最低固有频率约为