什么是空腔共振吸声结构?上篇
2019-12-18

与墙面或天花之间存在空气层的穿孔板,即使材料本身吸声性能很差,这种结构也具有吸声性能,如穿孔的石膏板、木板、金属板、狭缝吸声砖等。这类吸声被称为空腔共振吸声或亥姆霍兹共振吸声。吸声原理类似于暖水瓶的声共振,材料外部空间与内部腔体通过窄的瓶颈连接,声波入射时,在共振频率上,颈部的空气和内部空间之间产生剧烈的共振作用损耗了声能。亥姆霍兹共振吸声的特点是只有在共振频率上具有较大的吸声系数。

空腔共振吸声结构,式结构中间封闭有一定体积的空腔,并通过有一定深度的小孔和声场空间连通,其吸声机理可以用亥姆霍兹共振器。图2-27为共振器示意图。当孔的深度t和孔径d比声波波长小得多时,孔颈中的空气中的弹性变形很小,可以看做是质量块来处理。封闭空腔V的体积比孔径大得多,起着空气弹簧的作用,整个系统类似图2-27(b)所示的弹簧振子。当外界外射声波频率f和系统固有频率f0相等时,孔颈中的空气柱就由于共振而产生剧烈振动,在振动中,空气柱和孔颈侧壁摩擦而消耗声能。    

亥姆霍兹共振器的共振频率f0可用式(2-31)进行计算:

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式中 C -----声速,一般取340m/s

S------颈口面积,㎡;

T------孔颈深度,m

U------空腔容积,m³

δ-----开口末端修正量,m。因为颈部空气柱两端附近的空气也参加振动,所以要对t加以修正。对于直径d的圆孔,δ=0.8d。

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下一章节,我们继续了解空腔共振吸声结构。

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