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。
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。
破解方法来了。
鼓膜内腔和车厢内的空气压强差,导致耳朵的种种难受,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。
也可以通过物理方法,拒绝车厢空气入耳,减弱耳朵的不适。例如:佩戴耳塞
最后随着我国高铁动车组的推陈出新,列车的密闭性会逐渐增强。相信小伙伴们在乘坐火车过隧道时耳朵受迫的情况会越来越少。