Helmholtz resonator vervaardigd uit hard materiaal

Wanneer men het verloop van de deeltjessnelheid in de resonator   bekijkt bij de resonantiefrequentie, dan valt een sterke toename van deze snelheid in de hals van de resonator op. De wrijvingskrachten langs een hard voorwerp ten gevolge van viscositeit van het fluidum zijn zeer klein voor gassen. Door de sterke toename van de snelheid in de hals van de Helmholtz resonator zullen deze krachten echter voor een belangrijke omzetting van kinetische energie naar warmte zorgen. Dit verliesmechanisme verklaart de absorptie van geluid in een Helmholtz resonator vervaardigd uit harde materialen.

Helmholtz resonator met poreus materiaal

Door poreus materiaal aan te brengen in de resonator wordt bijkomende wrijving teweeg gebracht. In het equivalent massa-veer systeem komt dit overeen met het toevoegen van een dempend element (zie figuur).

Het effect van het materiaal is groter naarmate het dichter bij de hals van de resonator aangebracht wordt. Wanneer het materiaal dadelijk tegen de hals aangebracht wordt, dan zal het de luchtstroming zodanig beinvloeden dat de effectieve lengte moet aangepast worden bij de berekening van de resonantiefrequentie.

Test de absorptiemechanismes nu in de experimenteerruimte

Voor het bestuderen van de absorptiemechanismes wordt de experimenteeromgeving in de toestand "geisoleerde resonator" en "energie absorptiecoefficient" geplaatst. Volgende experimenten geven een goed beeld van het effect van absorptie in de Helmholtz resonator.

1. Wat gebeurt er met de energieabsorptiecoefficiënt wanneer de luchtviscositeit (m) gelijk aan nul wordt verondersteld en geen poreus materiaal aanwezig is (R=0)?
2. Geef voor Si de maximale waarde, namelijk 1m in. Dit wil zeggen dat de resonator in een grote vlakke wand geplaatst wordt. Kies l, a en V zodanig dat de resonator bij 300 Hz resoneert en een zo kort mogelijke hals heeft. Wat gebeurt er wanneer absorberend materiaal met toenemende R in de resonator wordt gebracht?
3. Kies l, a en V zodanig dat de resonator bij 300 Hz resoneert maar nu een zo lang mogelijke hals heeft. Wat gebeurt er wanneer absorberend materiaal met toenemende R in de resonator wordt gebracht?
4. Verklein Si nu tot enkele malen de straal van de hals van de resonator, a. Ga voor een aantal combinaties van l en V na wat er gebeurt wanneer absorberend materiaal met toenemende R in de resonator wordt gebracht.