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声学谐振腔

声学谐振腔(Acoustic Cavity)

声学谐振腔,英文Acoustic cavity。当声音在一个封闭的腔体里传播时,有可能发生共振现象,这种现象称之为声学共鸣,而这种腔体也就被称之为声学谐振腔,简称声腔。

声学谐振腔共振频率计算

声学谐振腔的共振频率可以通过一些声学有限元软件计算得到,如SYSNOISE。如果没有这些工具,你也可以通过简化结构,使用公式计算。

长方体结构声腔共振频率计算公式:

f = \frac{c}{2}\sqrt {{{(\frac{{{n_x}}}{{{i_x}}})}^2} + {{(\frac{{{n_y}}}{{{i_y}}})}^2} + {{(\frac{{{n_z}}}{{{i_z}}})}^2}}

其中:

f为声腔某固有模态下的共振频率;

c为声音在声腔中的传输速度,一般为空气中速度;

{i_x}, {i_y}, {i_z} 为长方体声腔空间的长、宽、高;

{n_x}, {n_y}, {n_z}为整数向量;

声学谐振腔研究在汽车NVH的重要性

对声腔的研究主要集中在车内噪声方面。因为汽车车身形成一定形状的封闭空腔,如下图所示。因此可以简单的将车内看作是一个声腔,当发动机启动或加速时,发动机的激励频率接近或者等于某个声腔的某个声学模态共振频率时,该声音传播到车内时,就有可能引起车体共鸣,使得车内噪声增大,更为甚者会出现乘客难以接受的低频“Booming”声。因此在进行汽车设计时,需要考虑使车身声腔的共振频率远离发动机的激励频率或者其他可能引发共振的部件的激励频率。

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一般来讲4车门的普通轿车的共振频率在50Hz-200Hz之间,空间大一点的小巴或者卡车的共振频率会低一些,而2车门跑车由于空间小一些,因此其共振频率会高一些。

更多NVH相关术语解释参见:NVH术语

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