Sound Speed in Fluids: Bulk Modulus

Sound speed in fluids depends on a fluid’s bulk modulus and density. These two properties describe how stiff the fluid is and how much inertia it has. For mechanical waves in a fluid, that relationship follows the same pattern used for Young’s modulus and density in solids.

The speed of sound in ...

考虑一个湖中的流体，在时间零点，由于在 x 方向上的机械源扰动而开始运动，其扰动速度为 v-x。设机械波的传播速度为 v。

一段时间后 t，经历该波的流体柱被限制在一定距离范围内 v-t 从原点起，若已知流体密度和横截面积，则可确定液柱的体积、质量及其所获得的动量。

柱体的原始体积减小，利用体积模量可由此推导出表压的变化。

扰动在流体柱上产生的冲量由表压变化、面积和持续时间决定。随后对该方程进行简化。

通过使用冲量-动量定理，可以得到扰动在介质中的传播速度。该速度仅取决于流体的体积模量及其密度。