Impedantie

Hoger ]

 

Klik hier voor definitie van impedantie 

Benaderd wiskundig model voor de Helmholtz resonator

Onder milde condities kan de werking van de Helmholtz resonator wiskundig beschreven worden aan de hand van een specifieke impedantie. De impedantie wordt gedefinieerd in een vlak buiten de resonator.

 

reso_impe.JPG (33309 bytes)

De impedantie benadering is enkel geldig indien:

  1. de resonator klein is ten opzichte van de golglengte,
  2. de nek van de resonator niet te dicht bij een wand, hoek, andere resonator, enz wordt geplaatst.

 

ico_verdieping.jpg (940 bytes)

 Klik hier voor een testje

Specifieke impedantie van een geïsoleerde Helmholtz resonator

De impedantie Zr kan geschreven worden als een som (serieschakeling) van de impedantie van de hals Zm en de impedantie van  het achterliggend volume Zv.

Zr = Zv + Zm

Mits verwaarlozing van visceuse verliezen en indien geen poreus absorberend materiaal in de resonator aanwezig is, dan bekomt men:

Z_{m} = {{\omega^2 \rho S}\over{2\pi c}} + {{j\omega \rho l_{eff}}}
en
Z_{v} = {{\rho c^2 S}\over{j \omega V}}

waarbij S de oppervlakte van de resonatorhals is, V het volume van de resonator en leff de effectieve lengte van de resonatorhals.

Bij resonantie wordt het imaginair gedeelte van de impedantie nul. Hieruit volgt dadelijk een uitdrukking voor de resonantiefrequentie.

 

ico_tip.jpg (949 bytes)

ico_verdieping.jpg (940 bytes)

Indien rekening gehouden wordt met de visceuse wrijving tussen de hals van de resonator en de lucht en als bovendien een laag poreus materiaal met specifieke akoestische impedantie Ri aangebracht wordt achter de hals van de resonator, dan wordt de impedantie van de hals aangepast tot:

Z_{m} = {{\omega^2 \rho S}\over{2\pi c}} + R_{i} + {{j\omega \rho l_{eff}}} + {{P(l+P/2\pi)}\over{2 S}}\rho\sqrt{j \omega 8 \nu}

waarin P de omtrek van de halsopening is en u de kinematische viscositeit, in lucht bij kamertemperatuur gelijk aan 15 x 10-6 m2/s.

© INTEC, Universiteit Gent

 

Vorige

RUG - INTEC auteurs: Dick Botteldooren, John De Poorter, Pieter Vandaele

gewijzigd op 11/30/99

reviewer: not reviewed