[发明专利]亥姆霍兹共振器及其设计方法

权利要求书

1.一种亥姆霍兹共振器，该亥姆霍兹共振器用于安装在一声学管道，其包括：

一腔体及一颈部，该颈部设置于该腔体的一侧，并用于连通该腔体及所述声学管道；

其特征在于，该亥姆霍兹共振器进一步包括一吸声结构，该吸声结构填充于所述颈部，该吸声结构包括多个通孔，且用于连通所述腔体及所述声学管道，该吸声结构的中的通孔水力直径d及孔隙率φ满足以下关系式：

   式(1)

   式(2)

其中，为所述亥姆霍兹共振器的最优声阻值，R为位于所述亥姆霍兹共振器下游的声学管道的反射系数，且为实数；为所述亥姆霍兹共振器的入口声阻，该为与所述吸声结构中的通孔水力直径、孔隙率、流动阻力、长度相关的关系式。

2.如权利要求1所述的亥姆霍兹共振器，其特征在于，所述多个通孔相互平行设置或杂乱无序排列。

3.如权利要求1所述的亥姆霍兹共振器，其特征在于，所述多个通孔相互平行设置，所述吸声结构的孔隙率为φ，该吸声结构在所述颈部的长度与该颈部自身的长度l′相等，且该吸声结构在该颈部的截面积与该颈部的截面积S_b相等，所述吸声结构的中的通孔水力直径d及孔隙率φ满足以下关系式：：

l′ρ0cSφSb(8μρ0ωd+Kρ02l′|V|)=14+R2(R2+1)]]>

其中，S为噪声所在声学管道的截面积；ρ₀为空气密度；c为声速；μ为空气粘性系数；ω为声波振动角速度，ω=2πf，其中f为共振频率；|V|为所述吸声结构传声过程中空气脉动的均方根值；K为非线性因子。

4.一种亥姆霍兹共振器的设计方法，该亥姆霍兹共振器包括一腔体以及一与该腔体连通的颈部，该设计方法包括步骤：

（1），提供一振动型声学管道，依据该声学管道的声波频率估算出所述亥姆霍兹共振器的颈部的长度、颈部入口的截面积、所述腔体的体积；

（2），测量所述吸声结构在不同的空气流速下的静流阻率，依据实验工况及该吸声结构的特征，拟合出流动雷诺系数、该吸声结构的通孔长度、通孔水力直径与非线性系数之间关系的拟合公式；

（3），结合所述拟合公式以及所述声学管道的声波强度，计算出所述安装有吸声结构的亥姆霍兹共振器入口的声阻抗的理论值；以及

（4），依据所述安装有吸声结构的亥姆霍兹共振器的入口声阻抗值，使该入口声阻抗值与该亥姆霍兹共振器的最优声阻抗理论值相等，以计算出使该亥姆霍兹共振器具有较大共振吸声系数时所述吸声结构的通孔水力直径的范围。