CN103533488A - 亥姆霍兹共振器及其设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种亥姆霍兹共振器，该亥姆霍兹共振器用于安装在一声学管道，其包括：一腔体及一颈部，该颈部设置于该腔体的一侧，并用于连通该腔体及所述声学管道；其中，该亥姆霍兹共振器进一步包括一吸声结构，该吸声结构填充于所述颈部，该吸声结构包括多个通孔，且用于连通所述腔体及所述声学管道，该吸声结构的中的通孔水力直径d及孔隙率φ满足以下关系式(1)-(2)：

式(1)，

式(2)，其中，

为所述亥姆霍兹共振器的最优声阻值，R为位于所述亥姆霍兹共振器下游的声学管道的反射系数，且为实数；

为所述亥姆霍兹共振器10的入口声阻，该

为与所述吸声结构16中的通孔水力直径、孔隙率、流动阻力、长度相关的关系式。本发明还涉及上述亥姆霍兹共振器的设计方法。

Description

亥姆霍兹共振器及其设计方法

技术领域

本发明涉及一种消声装置及其设计方法，尤其涉及一种亥姆霍兹共振器及其设计方法。

背景技术

当声音在主管道中传播到安装亥姆霍兹共振器的位置时，由于共振器颈部开口与主管道的交叉处声阻抗突变，一部分声能被反射回管道上游；一部分声能传入共振器颈部和共振腔，在共振器中被消耗掉；剩下一部分声能继续向主管道下游传播。理论上，亥姆霍兹共振器可以吸收接近其共振频率的噪声，但是，其吸收波段的范围很窄，在共振频率时的吸声非线性效应明显，吸声系数也有待进一步优化，因此需要对共振器进行一些改进，使其更为完善。

目前，对亥姆霍兹共振器最常用的改进方式是改变其几何参数，如颈部长度、横截面积，以及腔体体积等，并进行理论分析、仿真计算以及实验研究。但上述改进主要是针对共振器吸声频率的可调节性问题，并没有有效改善亥姆霍兹共振器在特定的共振频率下的吸声系数和吸声带宽。改变共振器局部形状，能在一定程度上优化共振器的吸声性能，但没有定量地考虑共振器在共振频率下吸声非线性效应问题，很难定量地给出最佳优化参数。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种亥姆霍兹共振器及其设计方法，以使亥姆霍兹共振器具有较大的共振吸声系数。

一种亥姆霍兹共振器，该亥姆霍兹共振器用于安装在一声学管道，其包括：一腔体及一颈部，该颈部设置于该腔体的一侧，并用于连通该腔体及所述声学管道；其中，该亥姆霍兹共振器进一步包括一吸声结构，该吸声结构填充于所述颈部，该吸声结构包括多个通孔，且用于连通所述腔体及所述声学管道，该吸声结构的中的通孔水力直径d及孔隙率φ满足以下关系式：

   式(1)

   式(2)

其中，为所述亥姆霍兹共振器的最优声阻值，R为位于所述亥姆霍兹共振器下游的声学管道的反射系数，且为实数；

为所述亥姆霍兹共振器10的入口声阻，该为与所述吸声结构16中的通孔水力直径、孔隙率、流动阻力、长度相关的关系式。

一种亥姆霍兹共振器的设计方法，该亥姆霍兹共振器欲包括一腔体以及一与该腔体连通的颈部，该设计方法其包括步骤：（1），提供一振动型声学管道，依据该声学管道的声波频率估算出所述亥姆霍兹共振器的颈部的长度、颈部入口的截面积、所述腔体的体积；（2），测量所述吸声结构在不同的空气流速下的静流阻率，依据实验工况及该吸声结构的特征，拟合出流动雷诺系数、该吸声结构的通孔长度、通孔水力直径与非线性系数之间关系的拟合公式；（3），结合所述拟合公式以及所述声学管道的声波强度，计算出所述安装有吸声结构的亥姆霍兹共振器入口的声阻抗的理论值；以及（4），依据所述安装有吸声结构的亥姆霍兹共振器的入口声阻抗值，使该入口声阻抗值与该亥姆霍兹共振器的最优声阻抗理论值相等，以计算出使该亥姆霍兹共振器具有较大共振吸声系数时所述吸声结构的通孔水力直径的范围。

与现有技术相比较，本发明提供的亥姆霍兹共振器中的吸声结构的通孔水力直径d及孔隙率φ满足上式(1)-(2)或(4)，使得该亥姆霍兹共振器具有较高的吸声系数，同时由于所述亥姆霍兹共振器相当于安装在声学管道噪声的反射波与入射波能量相叠加的位置，有利于该亥姆霍兹共振器能够较大程度地吸收噪声的声能，从而保证该亥姆霍兹共振器具有较大的吸声系数。本发明提供的亥姆霍兹共振器的设计方法比较简单，而且得到的亥姆霍兹共振器具有较大的共振吸声系数。

附图说明

图1是本发明提供的亥姆霍兹共振器。

图2是本发明提供的亥姆霍兹共振器应用于声学管道中。

图3是本发明提供的吸声结构的照片图。

图4是本发明实施例提供的亥姆霍兹共振器颈部有吸声结构和无吸声结构的频率-吸声系数曲线图。

图5是本发明提供的亥姆霍兹共振器的优化方法流程图。

图6是本发明实施例提供的吸声结构中的通孔的水力直径-共振吸声系数曲线图。

图7是本发明实施例使用的不同通孔水力直径的吸声结构的频率-吸声系数曲线图。

主要元件符号说明

亥姆霍兹共振器                   10

腔体                             12

颈部                             14

吸声结构                         16

方孔平行通孔陶瓷                 16a

圆孔平行通孔陶瓷                 16b

多孔金属材料                     16c

声学管道                         20

颈部有吸声结构的亥姆霍兹共振器的

吸声系数曲线                     8

颈部无吸声结构的亥姆霍兹共振器的

吸声系数曲线                     9

颈部填充水力直径为3mm的平行通

孔的吸声结构时亥姆霍兹共振器的吸 13

声系数曲线

颈部填充水力直径为11mm的平行通

孔的吸声结构时亥姆霍兹共振器的吸 11

声系数曲线

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例，对本发明提供的亥姆霍兹共振器及其设计方法作进一步的详细说明。

请参阅图1及图2，本发明提供一种亥姆霍兹共振器10，该亥姆霍兹共振器10用于安装在一声学管道20上，该声学管道20传递由振动而引起的声波，即，该声波为振动声波，该声波的频率为f。该亥姆霍兹共振器10包括一腔体12、一颈部14以及一吸声结构16。该颈部14设置于该腔体12的一侧，并用于连通该腔体12及所述声学管道20。该吸声结构16填充于该颈部14，该吸声结构16包括多个通孔，且该多个通孔使得声学管道20与腔体12连通。

所述腔体12的体积通常大于颈部14的体积。所述颈部14的长度l′一般为1毫米（mm）-100mm。该腔体12的形状及体积、颈部14的长度l′及横截面积S_b以及所述亥姆霍兹共振器10在所述声学管道20上的安装位置与该声学管道20中传播的振动噪声的频率及强度有关。

所述吸声结构16可以完全填满所述颈部14，也可以部分填充于该颈部14。所以，在所述吸声管道20与腔体12的连通方向上，该吸声结构16的横截面积可以与该颈部14的横截面积相等，也可以小于该颈部14的横截面积；在颈部14的入口方向上，该吸声结构16的横截面积可以小于等于该颈部14的入口横截面积S_b。该颈部14的入口截面积S_b可以为10²平方毫米(mm²)-104mm²。该颈部14的入口截面积S_b可以根据所述声学管道20中的声波频率确定。

该吸声结构16中的多个通孔可以相互平行设置，也可以杂乱、无序设置。优选地，所述多个通孔在该吸声结构16中相互平行且均匀设置。该多个通孔可以是圆形、方形、棱形等形状。该通孔的水力直径d可以为0.1mm-100mm。可以理解，当该通孔为圆孔时，该通孔的水力直径为该通孔的几何直径。该吸声结构16的孔隙率φ在0-1之间。该吸声结构16可以是陶瓷、合金、塑料、有机玻璃等。如图3所示，所述吸声结构16可以为方孔平行通孔陶瓷16a、圆孔平行通孔陶瓷16b、或多孔金属材料16c。

可以理解，该吸声结构16中的通孔水力直径d、孔隙率φ、结构因子、流动阻力、材料长度等参数可以根据实际情况确定。该吸声结构16的上述相关参数与所述亥姆霍兹共振器10的入口声阻

相关，而且本发明中该吸声结构16的中的通孔水力直径d及孔隙率φ满足以下关系式：

   式(1)

   式(2)

其中，

为亥姆霍兹共振器10的最优声阻值，R为位于所述亥姆霍兹共振器10下游的声学管道20的声波反射系数，且为实数，此时，所述亥姆霍兹共振器10安装在所述声学管道20中的反射声波与入射声波能量相叠加的位置。

优选地，当所述吸声结构16完全填充满所述颈部14时，该吸声结构16的长度与所述颈部14的长度l′相等，该吸声结构16在颈部14入口方向上的截面积面积与颈部14的入口的截面积S_b相等，上式(1)中的亥姆霍兹共振器10的入口声阻

满足以下关系式：

   式(3)

即，此时，该吸声结构16的中的通孔水力直径d及孔隙率φ满足以下关系式：

$\frac{l^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_{0}c}\frac{S}{\mathrm{\φ}{S}_b}(\frac{\sqrt{8\mathrm{\μ}{\mathrm{\ρ}}_0}\mathrm{\ω}}{d}+K\frac{{\mathrm{\ρ}}_0}{2l^{\′}}|V\left|\right)=\sqrt{\frac{1}{4}+\frac{R}{2(R^2+1)}}$    式(4)

其中，在上式(3)及(4)中，S为噪声所在声学管道20的截面积；ρ₀为空气密度；c为声速；μ为空气粘性系数；ω为声波振动角速度，ω=2πf，其中f为共振频率，优选地，该共振频率为声学管道20中的声波频率f，可以为10赫兹-10³赫兹；|V|为所述吸声结构16传声过程中空气脉动的均方根值，且由声波在吸声结构16中的脉动幅值决定；K为非线性因子且可以在0-3之间，非线性因子K可以通过实验测量，也可以通过实验测量得到的拟合公式计算，且该非线性因子K与吸声结构16的通孔水力直径d、位于颈部14的吸声结构16的长度、噪声的频率f及声压级等因素有关。

请参阅图4，其中的颈部有吸声结构的亥姆霍兹共振器的吸声系数曲线8所表示的吸声系数α要远大于颈部无吸声结构的亥姆霍兹共振器的吸声系数曲线9的吸声系数α。所以，本发明提供的亥姆霍兹共振器10的颈部14填充的吸声结构16，且满足上式(1)-(2)或(4)，此时该亥姆霍兹共振器10的吸声系数要远大于没有填充吸声结构16的亥姆霍兹共振器的吸声系数。因此，本发明提供的亥姆霍兹共振器中的吸声结构的通孔水力直径d及孔隙率φ满足上式(1)-(2)或(4)，使得该亥姆霍兹共振器具有较高的吸声系数。这是由于所述亥姆霍兹共振器10相当于安装在声学管道20噪声的反射波与入射波能量相叠加的位置，有利于该亥姆霍兹共振器10能够较大程度地吸收噪声的声能，从而保证该亥姆霍兹共振器10具有较大的吸声系数。尤其当该亥姆霍兹共振器10中的吸声结构16中的通孔的水力直径d及孔隙率φ满足式(4)时，可以使该亥姆霍兹共振器10在共振频率下，在保证该亥姆霍兹共振器10具有较大吸声系数的同时具有较宽的吸声带宽。其中，所述“吸声带宽”是指偏离共振频率的频率范围。

请参阅图5，本发明还提供一种上述亥姆霍兹共振器10的设计方法，该方法包括以下步骤：

S10，提供一振动型声学管道20，依据声学管道20的声波频率f，估算出所述亥姆霍兹共振器10的颈部14的长度l′、颈部14入口的截面积S_b、所述腔体12的体积V；

S20，测量所述吸声结构在不同的空气流速下的静流阻率，依据实验工况及该吸声结构的特征，拟合出流动雷诺系数、该吸声结构的通孔长度、通孔水力直径与非线性系数K之间关系的拟合公式；

S30，结合上述拟合公式以及所述声学管道20的声波强度，计算出所述安装有吸声结构的亥姆霍兹共振器10入口的声阻抗的理论值；以及

S40，依据所述安装有吸声结构的亥姆霍兹共振器10的入口声阻抗值，使该入口声阻抗值与该亥姆霍兹共振器10的最优声阻抗理论值

相等，以计算出使该亥姆霍兹共振器10具有较大共振吸声系数时，所述吸声结构16的通孔水力直径d的范围。

在步骤S10中，采用现有的方法计算或测量出振动型声学管道20的截面积S，声学管道20的声波频率f及强度。依据得到的声学管道20的声波频率f、声速c、所述吸声结构16的孔隙率φ，以及式(5)经典的亥姆霍兹共振器的共振频率的计算公式估算出亥姆霍兹共振器10的颈部14的长度l′、颈部14入口的截面积S_b、所述腔体12的体积V，使得该亥姆霍兹共振器10的共振频率为声学管道20的声波频率f。其中，吸声结构16的孔隙率φ是依据实际需要设定的。

$f=\frac{c}{2\mathrm{\π}}\sqrt{\left(S_b\mathrm{\φ}\right)/\left(l^{\′}\right)}$    式(5)

在步骤S20中，根据所述吸声结构16的类型，在保持吸声结构16设定的孔隙率φ的条件下，选择具有不同通孔水力直径d的吸声结构，并测量该不同通孔水力直径d的吸声结构在不同的空气流速下的静流阻率，以得到入口声阻

计算公式中非线性系数K与流动雷诺系数、通孔长度l′、通孔水力直径d之间关系的拟合公式。其中，可以采用现有的静流阻率测量方法测量吸声结构16的静流阻率。

在步骤S30中，将选定的吸声结构16填充在所述颈部14，该颈部14的入口强度为步骤S10中声学管道20的强度，结合步骤S20利用静流阻率得到的拟合公式，利用与所述吸声结构16的参数相关的入口声阻抗计算公式

通过迭代的方法计算出安装吸声结构16后亥姆霍兹共振器10颈部入口声阻抗值。其中，当所述吸声结构16中的通孔为相互平行设置时，与所述吸声结构16的相关参数相关的入口声阻抗

计算公式为上述的式(3)。

在步骤S40中，结合如下式(6)所示的所述亥姆霍兹共振器10安装在声学管道20的侧壁时的吸声系数α计算公式，得到上式(2)所示的最优声阻值

使步骤S30得到的安装吸声结构16的亥姆霍兹共振器10颈部入口声阻抗值与所述最优的声阻值

相等，从而计算出使得该亥姆霍兹共振器10的共振吸声系数α最大的吸声结构16的通孔水力直径d的范围。

   式(6)

上式(6)中，

是无量纲的亥姆霍兹共振器10入口声阻抗，是通过亥姆霍兹共振器10入口实际声阻抗除以声学管道20特征声阻抗得到的。它由亥姆霍兹共振器10的尺寸、吸声结构16的相关参数，以及吸收声波的频率及强度等决定。此时，

为上式(1)得到的最优的声阻值

在步骤S30与步骤S40之间，可以进一步包括步骤：结合步骤S30的计算结果，调整所述颈部14和腔体12的相关参数，使该亥姆霍兹共振器10共振频率为所需值，如声学管道20的声波频率。此时，步骤S40可以包括依据调整后的颈部14和腔体12的相关参数，重复步骤S30利用填充有所述吸声结构16的亥姆霍兹共振器10的入口声阻

的计算公式，重新迭代计算出新的入口声阻抗值，并使该新的入口声阻值与所述最优的声阻值相等，以计算得到所述吸声结构16的通孔水力直径d的范围。

该亥姆霍兹共振器10的设计方法进一步包括步骤S50，利用亥姆霍兹共振器10的吸声带宽与吸声结构16中的通孔的水力直径d之间的关系，在步骤S40得到的吸声结构16的通孔水力直径d的范围内选择最小的水力直径d作为该吸声结构16的通孔的水力直径。

在该步骤S50中，当所述吸声结构16中的多个通孔为多个平行的通孔时，可以在使得亥姆霍兹共振器10的共振吸声系数α最优化的水力直径区间内选择最小的水力直径作为该亥姆霍兹共振器10中的吸声结构16中的通孔水力直径。因为吸声结构16中的通孔水力直径越小越有利于拓宽亥姆霍兹共振器10的吸声带宽。所以由本发明提供的亥姆霍兹共振器的设计方法设计出的亥姆霍兹共振器在特定的共振频率下，可以在保证最大共振吸声系数的同时，具有最宽的吸声带宽。

下面将以具体实施例，进一步阐述本发明提供的亥姆霍兹共振器及其设计方法。

请参阅图1，该亥姆霍兹共振器10在吸收频率为215赫兹，强度大约为120分贝(dB)的振动型噪声时，不仅具有较大的吸声系数，还具有较宽的吸声带宽。

本发明实施例提供的亥姆霍兹共振器10包括体积大于为7.5×10^-4立方米的腔体12，长度及颈部水力直径大约为25mm的颈部14，以及由多个平行圆孔且通孔水力直径大约为3毫米的陶瓷吸声结构16，且该吸声结构16的厚度为25mm，该吸声结构16的孔隙率大约为0.6。

本发明实施例提供一亥姆霍兹共振器10，主要是用于吸收频率大约为215赫兹、强度大约为120dB的振动噪声，以消除该振动噪声。该欲提供的亥姆霍兹共振器10包括一腔体12、与该腔体12连通的颈部14，以及填充在该颈部14的吸声结构16。该欲提供的亥姆霍兹共振器10的设计方法包括以下步骤：

1，测量待消除的噪声的频率f为215赫兹及其强度大约为120dB，依据噪声的频率f为215赫兹并利用上述式(3)估算出亥姆霍兹共振器10使用的颈部14的长度l′为25mm，颈部孔径为25mm，腔体12的体积约7.5×10^-4立方米时，在颈部14填充孔隙率约为0.6的吸声结构16可以使得共振频率f大约为215赫兹。

2，选取长度为25mm的圆形通孔陶瓷材料作为吸声结构16，通孔水力直径从1.5mm到19mm不等，孔隙率约为0.6。通过图6所示的静流阻测量系统，测量不同空气流速条件下材料的静流阻率，得到声阻计算公式中非线性系数与流动雷诺数Re、通孔长度l′、通孔水力直径d之间的拟合公式为：

K=ln[80.7(l′/d/Re)^0.48]-0.57ln(l′/d)   式(5)

3，将吸声结构16填充满颈部14，由入口声压脉动幅值120dB，声波频率215赫兹，噪声所在管道截面积取为0.01m²，依据入口声阻抗

计算公式式(3)所示，结合测量得到的所吸收的噪声的声波强度大约为120dB以及上式(5)，通过迭代的方法，计算出填充满吸声结构16后亥姆霍兹共振器10的颈部入口声阻抗值。

4，结合上述所有的计算结果，调整亥姆霍兹共振器10的颈部14和腔体12的相关参数，使其共振频率为215赫兹。

5，重复上述步骤3，依据调整后的亥姆霍兹共振器10的颈部14和腔体12的相关参数及所述式(3)，重新迭代计算得到新的入口声阻值；以及使该新的入口声阻抗与式（2）得到的最优声阻值

相等，得到吸声结构16的通孔水力直径在3mm-6mm范围。此时，吸声结构16的通孔水力直径在3mm-6mm范围内时，共振频率f下，所述亥姆霍兹共振器具有较大的吸声系数α。其中，使用的不同通孔水力直径d与最大共振吸声系数α的关系图，如图6所示。

6，选取最小的水力直径3mm的吸声结构16填充满亥姆霍兹共振器10的颈部14，确保其吸声系数比较大的同时得到比较宽的吸声带宽。其中，使用的不同通孔水力直径d与在最大共振吸声系数α时的吸声带宽的对比图，如图7所示，该图中的直径为3mm的平行通孔的吸声结构时亥姆霍兹共振器的吸声系数曲线13所显示的吸声带宽要宽于直径为11mm的平行通孔的吸声结构时亥姆霍兹共振器的吸声系数曲线11所显示的吸声带宽。

7，采用现有的仪器设备测量上述设计好的亥姆霍兹共振器10的吸声系数α以证明在215赫兹的共振频率f下，该亥姆霍兹共振器10的吸声系数α最大。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围内。

Claims (10)

1.一种亥姆霍兹共振器，该亥姆霍兹共振器用于安装在一声学管道，其包括：

一腔体及一颈部，该颈部设置于该腔体的一侧，并用于连通该腔体及所述声学管道；

其特征在于，该亥姆霍兹共振器进一步包括一吸声结构，该吸声结构填充于所述颈部，该吸声结构包括多个通孔，且用于连通所述腔体及所述声学管道，该吸声结构的中的通孔水力直径d及孔隙率φ满足以下关系式：

   式(1)

   式(2)

其中，

为所述亥姆霍兹共振器的最优声阻值，R为位于所述亥姆霍兹共振器下游的声学管道的反射系数，且为实数；

为所述亥姆霍兹共振器的入口声阻，该

为与所述吸声结构中的通孔水力直径、孔隙率、流动阻力、长度相关的关系式。

2.如权利要求1所述的亥姆霍兹共振器，其特征在于，所述多个通孔相互平行设置或杂乱无序排列。

3.如权利要求1所述的亥姆霍兹共振器，其特征在于，所述多个通孔相互平行设置，所述吸声结构的孔隙率为φ，该吸声结构在所述颈部的长度与该颈部自身的长度l′相等，且该吸声结构在该颈部的截面积与该颈部的截面积S_b相等，所述吸声结构的中的通孔水力直径d及孔隙率φ满足以下关系式：：

$\frac{l^{\′}}{{\mathrm{\ρ}}_{0}c}\frac{S}{\mathrm{\φ}{S}_b}(\frac{\sqrt{8\mathrm{\μ}{\mathrm{\ρ}}_0}\mathrm{\ω}}{d}+K\frac{{\mathrm{\ρ}}_0}{2l^{\′}}|V\left|\right)=\sqrt{\frac{1}{4}+\frac{R}{2(R^2+1)}}$

其中，S为噪声所在声学管道的截面积；ρ₀为空气密度；c为声速；μ为空气粘性系数；ω为声波振动角速度，ω=2πf，其中f为共振频率；|V|为所述吸声结构传声过程中空气脉动的均方根值；K为非线性因子。

4.一种亥姆霍兹共振器的设计方法，该亥姆霍兹共振器包括一腔体以及一与该腔体连通的颈部，该设计方法包括步骤：

（1），提供一振动型声学管道，依据该声学管道的声波频率估算出所述亥姆霍兹共振器的颈部的长度、颈部入口的截面积、所述腔体的体积；

（2），测量所述吸声结构在不同的空气流速下的静流阻率，依据实验工况及该吸声结构的特征，拟合出流动雷诺系数、该吸声结构的通孔长度、通孔水力直径与非线性系数之间关系的拟合公式；

（3），结合所述拟合公式以及所述声学管道的声波强度，计算出所述安装有吸声结构的亥姆霍兹共振器入口的声阻抗的理论值；以及

（4），依据所述安装有吸声结构的亥姆霍兹共振器的入口声阻抗值，使该入口声阻抗值与该亥姆霍兹共振器的最优声阻抗理论值

相等，以计算出使该亥姆霍兹共振器具有较大共振吸声系数时所述吸声结构的通孔水力直径的范围。

5.如权利要求4所述的亥姆霍兹共振器的设计方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，根据所述吸声结构的类型，并在保持该吸声结构的孔隙率的条件下，选择不同通孔水力直径的吸声结构，测量该不同通孔水力直径的吸声结构在不同的空气流速下的静流阻率，得到声阻计算公式中非线性系数与流动雷诺系数、通孔长度、通孔水力直径之间关系的拟合公式。

6.如权利要求4所述的亥姆霍兹共振器的设计方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，将选定的吸声结构填充在所述颈部，该颈部入口声波强度与步骤（1）中所述声学管道中共振器对应的入口位置声波强度相等，结合所述步骤（2）得到的静流阻率，利用与所述吸声结构的相关参数相关的声阻抗计算公式及所述声学管道的声波强度，通过迭代的方法计算出填充有吸声结构后的亥姆霍兹共振器颈部入口声阻抗值。

7.如权利要求4所述的亥姆霍兹共振器的设计方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，结合所述亥姆霍兹共振器安装在声学管道的侧壁时的吸声系数α的计算公式，得到该亥姆霍兹共振器的最优声阻值

使步骤S3得到的安装吸声结构的亥姆霍兹共振器颈部入口声阻抗值与所述最优的声阻值相等，从而计算出使得该亥姆霍兹共振器的共振吸声系数α最大的吸声结构的通孔水力直径的范围，

为无量纲的亥姆霍兹共振器入口声阻抗，R为位于所述亥姆霍兹共振器下游的声学管道的反射系数，且为实数。

8.如权利要求4所述的亥姆霍兹共振器的设计方法，其特征在于，在所述步骤（3）与所述步骤（4）之间，进一步包括步骤：结合所述步骤（3）的计算结果，调整所述颈部和腔体的相关参数，使所述亥姆霍兹共振器共振频率为所需值。

9.如权利要求8所述的亥姆霍兹共振器的设计方法，其特征在于，所述步骤（4）包括：依据所述调整后的颈部和腔体的相关参数，重复步骤（3）利用填充有所述吸声结构的亥姆霍兹共振器的入口声阻的计算公式，重新迭代计算出新的入口声阻抗值，并使该新的入口声阻值与所述最优的声阻值相等，以计算得到所述吸声结构的通孔水力直径的范围。

10.如权利要求4所述的亥姆霍兹共振器的设计方法，其特征在于，进一步包括步骤（5），利用所述亥姆霍兹共振器的吸声带宽与吸声结构中的通孔的水力直径之间的关系，在步骤（4）得到的吸声结构的通孔水力直径的范围内选择最小的水力直径作为该吸声结构的通孔的水力直径。

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