Cuando se conduce un coche con una ventana abierta que se puede escuchar (y sentir) las oscilaciones del aire en el umbral de la ventana abierta. Yo solía pensar que la ventana abierta y el interior del coche estaban formando una Helmholtz oscilador, pero entonces se dio cuenta de que la frecuencia de la vibración no cambian cuando yo cambio de desplazamiento de la ventana hacia arriba o hacia abajo, de amplia abierta a 3/4 cerrado. La amplitud de la vibración de los cambios, pero el cambio de frecuencia no me doy cuenta. Así, la pregunta de dos partes: lo que hace que el aire vibre en la ventana abierta? Y por qué no el cambio de frecuencia cuando abro la ventana?
Respuesta
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ChrisA
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Un resonador de helmholtz se compone de un cumplimiento de la compresibilidad de una cavidad llena de aire) con un inertance en serie (la inercia del aire en el "cuello"). la resonancia ocurre cuando la inertance del cuello parejas para el cumplimiento de la cavidad en la presencia de algunos obligando a la función que contiene un componente de frecuencia cercana a la del sistema frecuencia de resonancia natural. nosotros esperamos que el coche se comporte como un resonador de helmholtz, donde el volumen interior del coche es el cumplimiento, la masa de aire arrastrado en la apertura de la ventana es el inertance, y el azar acústica el ruido generado por el paso del aire por el forzamiento de la función.
El inertance de la arrastrado masa de aire en un tubo de escalas de medida (densidad del aire) x (longitud de la tubería)/(área de sección transversal) (sé que esto es contrario a la intuición; ver Karnopp & Rosenberg, la Dinámica de sistemas: Un Enfoque Unificado para la derivación). En este caso la longitud de la tubería es el espesor de la apertura de la ventana (que es muy pequeño en comparación con el cumplimiento de aire atrapadas en el interior del interior del coche) que produce una pequeña masa de rebote en la cima de una suave cumplimiento. Balanceo de la ventana hasta magnifica el efecto de masa y añade parasitarias resistencia por lo que el esperado efecto sería entonces una disminución de la frecuencia de resonancia acompañado por una disminución de la nitidez de la resonancia.
Por otro lado, el interior del coche puede ser auto-resonancia en el sentido de que el efecto de masa está distribuida por todo el interior del coche en lugar de ser agrupados en la abertura de la ventana. esto complica el análisis de manera significativa, pero sería perfectamente cuenta de la ausencia de un efecto en la resonancia con cambiar el tamaño de la abertura de la ventana.
Por lo tanto, el hecho de que usted no experimenta un cambio de frecuencia en sus experimentos sugiere 1) el inertance se distribuye y no agrupados como se indica más arriba, 2) la resintonización esperamos que con el cierre de la ventana es inundado por la mayor resistencia, por lo que el aparente de la frecuencia de resonancia no cambia mucho, o 3) que la frecuencia de resonancia en su vehículo está siendo dominado por algo distinto de helmholtz efectos. Puede ser que la fuente de ruido a partir de la cual el resonador selecciona a sus favorecidos de la frecuencia no es al azar, pero contiene un componente que impulsa el resonador lo suficientemente fuerte como para superar el cambio de sintonía con la ventana de ajuste.
Una fuente posible de no aleatoria de ruido en la corriente de aire que fluye por la ventana del auto es de vórtices en el borde del parabrisas. Esto puede ser probado experimentalmente por el cambio de su velocidad, que va a cambiar la vórtices de frecuencia. Probar y ver si la resonancia en el interior del coche se mueve con la velocidad de un coche.
