出行乘坐火车,
有时候耳朵会经历“嗡嗡”耳鸣,
或者是如同被堵住的胀胀的失聪感,
尤其是在火车通过隧道的时候,
耳朵经常不舒服。
网上还有不少网友反映,不仅是火车上,飞机起飞和落地,甚至是在游乐场玩极速项目时,也会出现耳朵好像被堵住,或“嗡嗡”耳鸣的感觉,那这究竟是为什么呢?
下面,就从原理的角度,让朋友们洞悉在高铁动车组过隧道时,耳朵难受的成因和解决办法。
伯努利定律来解释?深究就不行
一些网站对于这种暂时性的耳鸣、失聪症状的科学解释,运用的是流体力学的伯努利定律,简单说来是这样:在空气流速大的地方,压强低;反之,空气流速小的地方,压强大。火车站台的黄色安全线,就是根据伯努利定律设计的,防止乘客被“推”到车体上。
伯努利定律是这样解释的,
看起来似乎没毛病。
在高速运行的动车组列车经过隧道时,狭窄的隧道中的空气流速变大,大量溢出,以至于车体外部压强变弱,对于没有完全密闭的车型,车体内的空气流速相对较小,所以会向车体外部溢出。
我们都知道,人耳的鼓膜通过震动传声,当车厢空气变少时,空气带动耳膜震动频率变弱,所以,鼓膜内的气压来不及与快速变化的外界气压平衡,前者高于后者,鼓膜即有向外的鼓涨感。
但对熟悉伯努利定律的人来说,这种说法是有漏洞的。因为,伯努利定律的使用要有两个必要前提存在,即:
1、流场需要是无粘的
2、伯努利定理沿流线成立
无粘的意思就是,车厢里的气体静压是要等于隧道的气体总压的,流体力学功力尚浅的我们暂不做生词越来越多的专业探究。
但在上述的解释中,这个现象的情形并不符合伯努利定律成立的前提,用伯努利定律来解释在逻辑上欠妥。
压缩波和膨胀波才是主因
首先,来说下空气力学中的压缩波和膨胀波。
我们想象一个画面,一辆高铁列出从车头开始穿越隧道,类似于针筒的橡皮推进槽内的活塞运动,在空气流速很低的隧道里,车头的驶入开始挤压隧道内空气,使最先接触空气的气压陡增,然后这部分空气再继续挤压相邻的空气,挤压产生的力量越来越弱,依次类推,就会产生空气未被扰动和被扰动的临界面,这个临界面就称为压缩波。
空气受压产生压缩波,那么,没错,膨胀波就是空气被释放产生的。
当高铁动车组车尾进入隧道,逐渐开始向隧道外驶出时,最接近列车尾部空气所受压力被释放,原理类似于压缩波的“传染性”,与这部分空气相邻的空气的压强也依次减弱,最后还会达到未被扰动和扰动的临界面,膨胀波也出现了。
也就是说,车头和车尾分别产生压缩波和膨胀波,这两种波都会通过隧道壁的反射,影响到封闭性不够的车厢内部的气压,车厢内压就会产生上升和下降两种复杂情况。
人耳鼓膜对于空气压强变化敏感,鼓膜内的气压无法及时与快速变化的车厢内部的气压同步,所以会产生压迫感和耳鸣等不舒服的症状。
列车的气密性,在这个问题上也是重要角色,因为如果解决了列车气密性,压缩波和膨胀波就“无机可趁”了。
破解方法来了
先放一张人耳和口腔的构造图。
鼓膜内腔和车厢内的空气压强差,导致耳朵的种种难受。如图,鼓膜和咽鼓管共同连接中耳腔,也就是说,通过降低口腔内的压强,可以间接影响中耳室和鼓膜的压强,以缓解鼓膜受迫的情况,以下几种做法就是从口腔入手。
张开嘴巴,吞咽口水,饮水,嚼口香糖等
这几种做法可加快口腔空气流动,
降低口腔内压,
从而适当减弱鼓膜的受迫症状。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.