01共振吸声结构是如何吸声的？
亥姆霍兹共振器是一种典型的共振吸声结构，它由一个容积为V的空腔和与外界连通的颈管组成，如图2-4所示。
每一个共振器都有一个由其尺寸固定的固有频率，其吸声机理与多孔材料一样是把声能通过黏滞摩擦转换热能而损耗。不同的是共振吸声结构是利用共振器的特点，即当入射声波的频率等于吸声结构的固有频率时，就会发生共振，这时颈管内空气振动的速度达到最大值。当入射声波频率逐渐偏离共振频率，振速就相应地逐渐减小，由于摩擦损耗的声能Wa和振速的平方成正比，可表示为： 式中 u——颈管中空气振速，m/s； Ra——声阻。 对于一定声阻来说，振速越大，消耗的声能也就越大。共振时振速最大，因此其吸声系数也就最大。 值得指出，共振时速度达到最大值，实际上指的是颈管附近的空气速度达到最大值，而在空腔内的平均速度接近于零。一般的共振器颈管本身的声阻是比较小的，需要外加多孔材料，如织物纤维材料以增加其声阻，而且这些增加声阻的材料应布置在速度最大的地方才能起到最好的吸声效果。如果把增加声阻的多孔材料放在速度为零的地方，则毫无吸声效果。因此，吸声材料应放在共振颈管附近，吸声效果最好。如果把多孔吸声材料贴在空腔后壁，因这个地方速度为零，因此不起吸声作用。同样，如果把多孔吸声材料填充空腔的后半部分，这样不仅不能增加共振器的吸声效果，反而会把原有的共振吸声效果降低。
共振器的吸声特点是在共振时其吸声系数最大，吸声系数随偏离共振频率而急剧减小，一般吸声频率范围比较窄。在颈管附近增加多孔材料后能使吸声系数偏离共振频率而较缓慢减小，即把共振吸声频率范围扩宽，但共振时最大的吸声系数会有所降低。
单个共振器的固有频率或共振频率fr取决于颈管的长度l、面积S及空腔容积V，可用下式计算： 式中 C——空气中声速，m/s。
穿孔板离后背墙面一定距离（空腔）安装，每个孔与其后面相应的空腔容积相当于一个共振器，因此穿孔板实际上是由许多个共振器组成的吸声结构（图2-5所示）， 其吸声原理与单个共振器相同。如果把穿孔面积S与板的面积S0之比称为穿孔率σ，空腔深度为D，孔径为α，板厚为l，板的有效厚度为le=l+0.8α，其共振频率的计算式可表示为： 穿孔板的孔型除了圆孔外，常用的还有长方形、菱形等，其共振频率的计算是相同的。
穿孔板一般由两种用途，当穿孔率较小时，主要是作为共振吸声结构；当穿孔率较大时，主要是作为多孔吸声材料的保护和装饰材料。
油毡、帆布、人造革、塑料膜、金属膜等具有不透气、柔软、受张拉时有一定弹性的特点，这些薄膜材料可与其后背空气层组成一个共振系统。而三夹板、纤维板、石膏板、FC板等板材，当安装固定在龙骨上与其后背封闭的空腔也组成一个共振系统。膜和板的共振吸声结构如图2-6所示：
薄膜吸声结构的共振频率可按下式计算：
式中 ρ0——空气密度，kg/m3；
C——空气中声速，m/s；
m——膜的面密度，kg/㎡
D——膜的空腔深度，m。
薄板吸声结构的共振频率可按下式计算：
式中 ρ0——空气密度，kg/m3； C——空气中声速，m/s； m——膜的面密度，kg/㎡ D——膜的空腔深度，m。 K——结构的刚度系数，kg/（㎡·s2）。 K与板的弹性、骨架结构及安装条件等有关。一般说来，对同一材料，板越薄，龙骨间距越大，K值就越小；反之，板越厚，龙骨间距越小，K值就越大。
当入射声波的频率与膜和板的吸声结构的固定频率相等时，就会使结构发生共振，膜和板在共振时会因为振动消耗大量声能，从而起到了吸声作用。 共振吸声结构一般考虑吸声低频，而多孔吸声材料低频吸声系数较小，中高频吸声系数较高。它们在吸声性能上具有互补作用。 应该注意的是无论穿孔板还是薄膜和薄板，如果与后面的壁面贴实，即没空腔时，就不能形成共振系统，因此也就没有什么吸声效果。
02多孔材料的流阻对吸声有什么影响？
多孔材料的特征之一是具有一定的透气性，它可以用流阻来表示。流阻是气流通过材料空隙中的阻力。在稳定的气流状态下，材料两边的压差与通过材料的气流速度之比，可以用下式表示： 式中 R——流阻，N●s/m3； P1,P2——材料两边的压强，N/㎡； v——气流线速度，m/s。 如果材料的厚度为d,单位厚度的流阻称为流阻率，用r表示： r=R/d
多孔材料流阻对吸声性能的影响如图2-7所示。对于低流阻材料，低频段的吸声系数很低，且随频率的升高而逐渐提高，并有一个吸收峰值。超过吸收峰后则随频率的升高而有起伏。高流阻材料与低流阻材料相比，中高频段的吸声系数明显下降，吸声系数较低，吸声频率曲线比较平坦，仅低频的吸声系数有所提高。因此，从吸声的观点对于一定厚度的多孔材料，均有一个相应的最佳流阻值，过高和过低的流阻值都无法使材料获得良好的吸声性能。阻流的测试比吸声系数简单，工厂能通过对材料流阻的测试来控制产品的吸声性能。 其实流阻又与材料的孔隙有关，具有相同孔隙率（材料孔隙的体积与材料表观体积之比）的材料，孔隙尺寸越大，流阻越小，孔隙尺寸越小，流阻越大。而且还与孔隙组织结构有关，孔隙比较通畅的材料流阻比较小，孔隙比较迂回曲折的材料流阻比较大。
03多孔材料的密度对吸声有什么影响？
对于多孔材料来说，一般密度大时，孔隙率较小，材料较密实；反之密度小时，孔隙率较大，材料比较疏松，因此，密度的大小对吸声性能会有一定的影响。例如厚度50mm，纤维直径13-15μm，贴实（无空腔）安装，沥青玻璃棉毡（沥青含量2%-5%）和树脂玻璃棉毡（树脂含量5%-9%），密度100kg/m3、150kg/m3和200kg/m3，驻波管法（正入射）实测的吸声系数如表2-3和表2-4所示，厚度50mm，密度24kg/m3、32kg/m3、40kg/m3和48kg/m3，贴实安装，离心玻璃棉板混响室法（无规入射）实测的吸声系数如表2-5所示。
大量实验结果表明，各种密度玻璃棉相应的平均吸声系数变化不大。但吸声的频率特性是有变化的，特别是250Hz以下的低频段，玻璃棉的吸声系数随密度的增加而提高，一般增加多孔材料密度，可提高低频的吸声性能。
04多孔材料的厚度对吸声有什么影响？
多孔材料低频的吸声系数一般都比较低，增加厚度可以提高材料低频的吸声性能。如密度为32kg/m3的离心玻璃棉板，厚度为25mm、50mm和100mm贴实安装时，混响室法实测的吸声频率特性如图2-8所示。图示结果表明，吸声系数随厚度的增加而提高，特别是低频吸声系数的提高更加明显，所以一般增加厚度可以扩展材料在低频的吸声性能。
常见声学材料 吊顶材料推荐： ◇ATTC中高频吸声板（明架、暗架、跌级） ◇ATTS中高频吸声板（悬挂、垂吊） ◇负离子健康板（明架、跌级） ◇ATTM中高频无缝吸声板（大面积无缝平铺）
墙面材料推荐： ◇柯菱板（洁净、抗菌、护墙） ◇ATT全频吸声板（吸声、降噪） ◇IES隔声板（房间隔音）
延伸阅读：
声学课堂-01：视听影音室声学基本知识
https://www.hao4k.cn/thread-59463-1-1.html
声学课堂-02：视听影音室吸声基本知识
https://www.hao4k.cn/thread-59459-1-1.html
声学课堂-03：视听影音室吸声基本知识
https://www.hao4k.cn/thread-59458-1-1.html
声学课堂-04：材料区别及对吸声的影响
https://www.hao4k.cn/thread-60608-1-1.html | 
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