NL1028909C2 - Breedbandige geluidreductie met akoestische resonatoren. - Google Patents

Description

BREEDBANDIGE GELUIDREDUCTIE MET AKOESTISCHE RESONATOREN

5 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het breedbandig reduceren van het vanaf een trillend constructie-element afgestraalde geluid. De uitvinding heeft tevens betrekking op een geluidreducerende paneelconstructie voor het breedbandig reduceren van het 10 afgestraalde geluid.

Constructiegeluid ontstaat, doordat trillende constructies de lucht in de omgeving van die constructie in trilling brengen, welke trillingen door de lucht worden gepropageerd en worden ervaren als lawaai. Er zijn vele 15 technieken bekend voor het bewerkstelligen van een reductie van de trillingen van de lucht in de omgeving van de trillende constructie en derhalve voor het reduceren van het afgestraalde geluid.

Er zijn twee belangrijke toepassingsgebieden te 20 onderscheiden. Het eerste toepassingsgebied is het breedbandig reduceren van het afgestraald geluid van een trillende constructie, die trilt ten gevolge van een mechanische excitatie, bijvoorbeeld een motor die mechanisch verbonden is aan een omkasting. Het tweede toepassingsgebied 25 is het reduceren van afgestraald geluid van een trillende constructie, die trilt ten gevolge van een akoestische excitatie. Daarbij moet worden gedacht aan constructies die worden geplaatst tussen de akoestische bron en de luisteraar en zodoende een geluidsafschermende werking hebben, 30 bijvoorbeeld een wand tussen twee kamers, een vliegtuigcabine die het stromingsgeluid reduceert, een scheidingswand in een auto tussen motor en persoonscabine.

1 028 90 9 ! 2

Er is een aantal soorten constructies bekend waarmee geluid waarmee het in een omsloten ruimte, zoals een cabine, optredende en door luchtgeluid of contactgeluid veroorzaakte 5 geluid gereduceerd kan worden. De meeste van dergelijke constructies werken volgens het principe van absorptie van geluid of althans het reduceren van de reflectie van geluid tegen de wanden van de omsloten ruimte. De constructie-elementen van een cabine kunnen bijvoorbeeld 10 geluidabsorberend zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld door deze te voorzien van Helmholtz-resonatoren of kwartgolflengte resonatoren. Een bezwaar van beide typen resonatoren is dat een slechts geluidsabsorptie binnen een beperkte frequentieband realiseerbaar is.

15 Het Amerikaanse octrooischrift US 5 959 265 beschrijft bijvoorbeeld een op geluidabsorptie gebaseerd systeem. Het systeem kan geluid absorberen in een constructie-element zoals een paneel. In het octrooischrift wordt het paneel voorzien van een aantal resonatoren met een 20 lengte van eenvierde golflengte van het te reduceren geluid. Staande golven die in fase verschoven zijn over een halve golflengte ten opzichte van het golffront dat gereflecteerd is in het mondingsgebied van de resonatoren, interfereren op destructieve wijze met dit golffront, hetgeen resulteert in 25 een geluidreductie. Ook deze bekende kwart-golflengte resonatoren kennen echter een geluidabsorptie die beperkt is tot een zeer smalle geluidfrequentieband, die bepaald wordt door de lengte van de resonator. Buiten deze smalle frequentieband treedt nauwelijks reductie op.

30 Kitts, Z.T., 2000, "An analytical study of the weak radiating cells as a passive low frequency noise control device", afstudeerverslag, State University, Blacksburg, Virginia, U.S.A., beschrijft een ander principe voor passieve 1 0 2 8 9 0 9 3 geluidreductie. In plaats van geluid te absorberen wordt de bronsterkte van de geluidbron geminimaliseerd door vervorming van het overgebrachte geluidveld door middel van een in een paneel voorzien systeem van zwak-stralende cellen (weak 5 radiating cells). De bronsterkte van het oppervlak van het paneel wordt geminimaliseerd door middel van twee mechanische gekoppelde oppervlakken die, wanneer deze op een vibrerende ondergrond worden geplaatst, bijna uit fase zijn en een gelijke sterkte over een breed frequentiebereik hebben. De 10 onbehandelde ondergrond wordt verdeeld in karakteristieke gebieden en voorzien van zwak-stralende cellen. Het buitenste vaste element is direct verbonden met de vibrerende structuur en wordt het frame van de cel genoemd. Het frame van de cel is stijf, zodat de snelheid van de frame van de cel ongeveer 15 dezelfde is als de snelheid van de ondergrond. De cel is verbonden met het frame van de cel via een flexibel medium met een zekere stijfheid, waardoor een omsloten holte wordt gecreëerd. Dit omsloten luchtvolume en het flexibele medium verschaffen een bepaalde compliantie aan de cel waardoor een 20 massa-veersysteem wordt gecreëerd. Hiermee kan de bronsterkte verkleind worden, zodat een zekere mate van geluidsreductie tot stand kan worden gebracht. Een bezwaar van het systeem van zwak-stralende cellen is dat het systeem de bronsterkte met een 100 factor verhoogt bij een enkele frequentie, omdat 25 de cel bij die frequentie in fase resoneert met het frame van de cel. Dit betekent dat bij die frequentie een enorme versterking van het geluid in plaats van een reductie van het geluid geleverd wordt. Verdere bezwaren zijn dat er relatief veel mechanische onderdelen nodig zijn en dat het systeem 30 relatief zwaar is.

Het is derhalve een doel van de onderhavige uitvinding een werkwijze te verschaffen voor het breedbandig reduceren van het door een trillend constructie-element 1 0 2 8 9 0 9 4 afgestraalde geluid. Het is tevens een doel van de onderhavige uitvinding een geluidreducerende paneelconstructie te verschaffen waarin het door het paneel afgegeven geluid breedbandig gereduceerd kan worden.

5 Volgens een eerste aspect van de uitvinding wordt daardoor een werkwijze verschaft voor het breedbandig reduceren van het vanaf een trillend constructie-element afgestraald geluid, omvattende: - het bepalen van een centrumfrequentie (fc) rondom 10 welke frequentie het geluidsniveau breedbandig te reduceren is; - het aanbrengen van een aantal resonatoren in een van een akoestisch hard buitenoppervlak voorzien constructie-element, waarbij de resonatoren uitmonden in het genoemde 15 akoestisch harde buitenoppervlak, waarbij de lengte (L)van de resonatoren ongeveer gelijk is aan de geluidssnelheid (c0) gedeeld door tweemaal de bepaalde centrumfrequentie (fc), en waarbij de resonatoren zijn uitgevoerd om een porositeit (Ω) van het constructie-element, die is gedefinieerd als het 20 quotiënt van de dwarsdoorsnede (Ar) van de monding van de resonatoren en het karakteristieke oppervlak (Ac) van het constructie-element, tussen circa 0,1 en 0,9 te verschaffen.

De lengtes van de resonatoren zijn ongeveer gelijk aan c0/2fc, hetgeen hier betekent dat de lengtes (L) van de 25 resonatoren waarden hebben die kunnen variëren tussen c0/4fc en 3c0/4fc) met c0 de geluidssnelheid. Bij een lengte van exact c0/2fc wordt echter in de meeste gevallen een optimale reductie verkregen. In het hiernavolgende zullen dergelijke resonatoren ook wel λ/2-golflengte resonatoren genoemd 30 worden.

Wanneer nu de de porositeit (Ω) tussen circa 0,3 en 0,6 bedraagt, kan een bijzonder goed resultaat bereikt worden. Uit berekeningen aan de hand van een eendimensionaal 1028909 5 model is gebleken dat indien de lengte van de resonatoren afgestemd wordt op een centrumfrequentie van circa 1000 Hz (d.w.z. L=17 cm), minimale en gemiddelde geluidreducties over een bandbreedte van 250 Hz gelijk zijn aan 30 dB 5 respectievelijk 38 dB, voor een bandbreedte van 500 Hz gelijk zijn aan 16 dB respectievelijk 30 dB en voor een bandbreedte van 750 Hz gelijk zijn aan 6 dB respectievelijk 23 dB. Deze waarden zijn bereikt bij wisselende porositeiten.

In een bepaalde voorkeursuitvoering zijn de 10 resonatoren buisvormig uitgevoerd, hetgeen een eenvoudige constructie oplevert. In een nog meer bevoorkeurde uitvoeringsvorm zijn de resonatoren prismatische buizen, dat wil zeggen hebben de buizen een nagenoeg constant dwarsdoorsnede-oppervlak over de respectievelijke lengtes van 15 de buizen. Laatstgenoemde buizen zijn relatief eenvoudig te vervaardigen.

Overigens wordt opgemerkt dat de werking van de onderhavige uitvinding nagenoeg onafhankelijk is van de dwarsdoorsnedevorm (rond, vierkant, rechthoekig, veelhoekig 20 of een willekeurige andere vorm) van de resonatoren. Tevens is een geringe kromming van de resonatoren toegestaan. De kromming reduceert de werking van de resonatoren niet of nauwelij ks.

In een verdere voorkeursuitvoering hebben de 25 resonatoren een akoestisch hard binnenoppervlak. Met akoestisch hard in de zin van de onderhavige uitvinding wordt bedoeld een oppervlak met een absorptiecoëfficiënt (a) van minder dan 0,2. In andere uitvoeringen kan het genoemde binnenoppervlak akoestisch absorberend zijn uitgevoerd.

30 In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm is in de resonator akoestisch absorberend materiaal aangebracht, zoals bijvoorbeeld minerale wol of steenwol. Ook kan de resonator-opening zijn afgesloten met een dunne folie. In beide 1 0 2 8 9 0 9 6 uitvoeringen wordt hiermee voorkomen dat ongewenste deeltjes, zoals stof en dergelijke, in de resonatoren terecht kunnen komen.

Alhoewel de werkwijze volgens de uitvinding een 5 geluidreductie in een brede frequentieband mogelijk maakt, kan de werkwijze tevens omvatten het verschaffen van resonatoren van verschillende lengte voor het reduceren van het afgestraalde geluidsniveau in respectievelijke brede frequentiebanden rondom respectievelijke centrumfrequenties 10 (fc).

De resonatoren hebben bij voorkeur een constante i i dwarsdoorsnede, opdat deze eenvoudig te realiseren zijn. De i dwarsdoorsneden van de resonatoren onderling kunnen echter ook verschillend zijn. j

15 In een bijzonder voordelige uitvoering omvat de I

werkwijze het verschaffen van een constructie-element omvattende een honingraatstructuur waarop een van perforaties voorziene akoestisch harde huidbeplating is voorzien. Op deze wijze kan eenvoudig en snel een constructief sterk element 20 verschaft worden. Wanneer de honingraatstructuur en/of de huidbeplating dan ook nog zijn vervaardigd van aluminium, heeft dit als voordeel dat het paneel resistent is tegen corrosieve milieus, hoge temperaturen en vocht. De kern van honingraatstructuur kan tevens zijn vervaardigd van vezel 25 versterkte kunststof, zoals glasvezel of koolstofvezel composieten. In beide gevallen zijn de panelen daardoor bestand te maken tegen een vochtige en/of corrosieve omgeving.

De hierin beschreven werkwijze omvat niet alleen het 30 reduceren van het afgestraalde geluidvermogen wanneer het constructie-element akoestisch geëxciteerd wordt, bijvoorbeeld wanneer het constructie-element als scheidingswand wordt gebruikt en wordt aangestraald door een 1 0 2 8 9 0 9 7 luchtgeluidbron. De werkwijze kan tevens omvatten het reduceren van het afgestraalde geluidsvermogen wanneer het constructie-element mechanisch geëxciteerd wordt, bijvoorbeeld wanneer het constructie-element in trilling 5 wordt gebracht door een mechanische trillingsbron. De toepassingsgebieden zijn daarmee zeer uitgebreid. De constructie-elementen kunnen bijvoorbeeld worden toegepast in de automotive industrie (paneel tussen motor en cabine, deuren en daken), de vliegtuigindustrie (trimpanelen, plafond ] 10 cabine, plafond laadruimte), witgoed (omkasting), bouw (lichtgewicht stille wanden, cleanrooms, dode kamers), medische toepassingen (geluidreductie van MRI-scanners), verkeer (geluidschermen), alsmede in de industrie en machinebouw (omkasting of geluidschermen, turbines).

15 Volgens een ander aspect van de onderhavige uitvinding wordt een geluidreducerende paneelconstructie verschaft, waarbij de paneelconstructie een paneel voorzien van een akoestisch hard buitenoppervlak alsmede van geluidafstralingreductiemiddelen voor het breedbandig rondom 20 een te kiezen centrumfrequentie (fc) reduceren van het vanaf het paneel in trillende toestand afgestraalde geluid, omvat, waarbij de geluidafstralingreductiemiddelen een aantal in het paneel aangebrachte en in het genoemde harde buitenoppervlak van het paneel uitmondende resonatoren omvatten, waarbij de 25 resonatoren een lengte (L) van ongeveer de geluidssnelheid (c0) gedeeld door tweemaal de bepaalde centrumfrequentie (fc) hebben, en waarbij het aantal resonatoren en de afmetingen van de resonatoren zijn uitgevoerd om een porositeit (Ω) van het constructie-element, die is gedefinieerd als het quotiënt 30 van de dwarsdoorsnede (Ar) van de monding van de resonatoren en het karakteristieke oppervlak (Ac) van het constructie-element, tussen circa 0,1 en 0,9 te verschaffen.

1028909 8

In een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm wordt een paneelconstructie verschaft, waarbij een resonator wordt gevormd door een buis die uitmondt in een of meer naast de buis gerangschikte verdere buisdelen. Deze uitvoeringsvorm 5 wordt bij voorkeur gevormd door een buis die in een omsloten ( grotere ruimte is geplaatst. Een voordeel van deze uitvoeringen is dat de totale lengte van de resonatoren kleiner is zodat een paneelconstructie met verminderde dikte (d) tot stand kan worden gebracht.

10 De uitvinding heeft tevens betrekking op een voertuig, in het bijzonder een vliegtuig, voorzien van de hierin gedefinieerde paneelconstructie volgens de uitvinding.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen worden verduidelijkt aan de hand 15 van de navolgende beschrijving van enige voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. In de beschrijving wordt verwezen naar de bijgevoegde figuren, waarin tonen:

Figuur 1 een aanzicht in perspectief van een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een geluidreducerend 20 paneel volgens de uitvinding;

Figuur 2 een bovenaanzicht van de dwarsdoorsnede (oppervlak Ar) van de resonator en het karakteristieke gebied Ac daarvan;

Figuur 3 een schematische weergave van het invallende, 25 gereflecteerde en doorgelaten geluid;

Figuur 4 een grafiek van het transmissieverlies in de voorkeursuitvoeringsvorm van figuur 1 voor een aantal verschillende waarden van de porositeit van het paneel, met L=10,9 cm en een massa per 30 oppervlakte-eenheid van 0,015 kg/m2;

Figuur 5 een aanzicht in perspectief van een tweede voorkeursuitvoering van een geluidreducerend paneel volgens de uitvinding; 1 0 2 8 9 0 9 9 ! Figuur 6 een grafiek van het transmissieverlies als functie van de frequentie voor een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding; en Figuur 7 een schematische dwarsdoorsnede van een verdere 5 voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding.

Figuur 1 toont een eerste voorkeursuitvoering van het geluidreducerend paneel 1, bestaande uit een bovenplaat 2, bijvoorbeeld vervaardigd van aluminium of een ander geschikt materiaal, waarin een groot aantal openingen 4 is aangebracht.

10 Op de openingen 4 sluiten van een akoestisch harde bodem en bij voorkeur van een akoestische harde wand voorziene cilindrische resonatoren 3 aan. De resonatoren staan via de genoemde openingen 4 in open verbinding met de omgeving. In de in figuur 1 weergegeven uitvoering hebben alle resonatoren 15 ongeveer dezelfde lengte L. In de hierin beschreven voorbeelden hebben de resonatoren een lengte van 0,09 m.

Andere lengtes van de resonatoren zijn uiteraard eveneens mogelijk. De keuze van de lengte(s) van de resonatoren wordt voornamelijk bepaald door de centrumfrequentie (fc) rondom 20 welke de geluidreductie gerealiseerd moet worden.

De verdeling van de resonatoren 3 over de plaat 2 is meer gedetailleerd in de uitvergroting van figuur 2 weergegeven. Het oppervlak van de resonatoren 3 in dwarsdoorsnede wordt in de figuur aangeduid met de aanduiding 25 Ar. Rondom elk van de resonatoren is een gebied te definiëren, dat wordt aangeduid met de term karakteristiek gebied Ac. In de figuren 1 en 2 weergegeven uitvoering is de bovenste plaat 2 van het paneel 1 voorzien van een groot aantal resonatoren, waarvan in figuur 2 slechts een zestiental resonatoren 3 zijn 30 weergegeven. De resonatoren zijn gelijkelijk over het oppervlak van de plaat 2 gerangschikt.

In andere, niet weergegeven uitvoeringen zijn de resonatoren onregelmatig over het oppervlak van de plaat 2 1 0 28 9 0 9 10 gerangschikt. In een bijzonder voordelige uitvoeringsvorm zijn de posities en/of de lengtes van de verschillende resonatoren aangepast aan de dynamische eigenschappen van de plaat.

Sommige delen van de constructie (plaat) kunnen bij 5 verschillende frequenties op verschillende manieren trillen.

Bij die frequenties waarbij een deel van de constructie heftig trilt, kunnen resonatoren ter plaatse worden toegepast die zijn ontworpen voor dergelijke frequenties. Andere delen van de constructie (plaat) kunnen dan worden voorzien van 10 resonatoren die zijn afgestemd op andere frequenties waarop deze andere delen heftig trillen. Aldus wordt afhankelijk van de eigenschappen van de verschillende constructiedelen, dat wil zeggen afhankelijk van hoe de verschillende constructiedelen per frequentiegebied trillen, de uitvoering van de 15 resonatoren en de positionering daarvan aangepast teneinde een optimale geluidreductie van het vanaf de gehele constructie afgestraalde geluid te leveren.

Het quotiënt van de dwarsdoorsnede van een resonator en het karakteristieke oppervlak wordt gedefinieerd als de 20 porositeit Ω (=Ar/Ac) .

Door een juiste afstemming van de lengte L van de resonatoren, en de dwarsdoorsnede van elk van de resonatoren Ar in relatie tot de hoeveelheid over het oppervlak van het paneel verdeelde resonatoren kan een onverwacht grote 25 geluidreductie van het afgestraalde geluidvermogen over een relatief breed frequentiebereik tot stand worden gebracht.

!

Gebleken is dat, indien de lengte L van de resonator 3 gelijk ' is aan de c/2f met f de gekozen frequentie rondom welke de ! geluidreductie gewenst is, een aanzienlijke reductie in de 30 frequentiebereiken van ongeveer (k+1/4) (c0/L) tot (k+3/4) (c0/L) met c0 de geluidssnelheid in het betreffende medium, bijvoorbeeld lucht of water, en k een geheel getal groter of gelijk aan nul tot stand kan worden gebracht. De 1 0 28 90 9 11 geluidreductie vindt plaats rondom de centrale frequentie Fc die gedefinieerd is als c0/2L.

Figuur 3 toont het invallende geluidsgolf (Βχ), het vanaf het paneel 2 gereflecteerde geluidsveld (A^ en het 5 doorgelaten geluidsgolf (B4). Het transmissieverlies wordt gedefinieerd als 10*log (|B1/B4|2), waarbij B4 de doorgelaten geluidsgolf en Bj de invallende geluidsgolf is.

Figuur 4 toont het met behulp van een eendimensionaal model berekende transmissieverlies als functie van de 10 frequentie van het paneel volgens de uitvinding. Curve 1 geeft het transmissieverlies als functie van de frequentie wanneer de porositeit gelijk is aan 0, dat wil zeggen wanneer er geen enkele resonator in het trillende oppervlak 2 is aangebracht en het constructie-element zich gedraagt als een isotroop 15 paneel. Het transmissieverlies is in dit geval het transmissieverlies van een standaard enkelvoudige plaat, welk transmissieverlies in het weergegeven frequentiebereik wordt bepaald door de zogenaamde massawet. Dit betekent dat de geluidreductie en daarmee het transmissieverlies in het paneel 20 bij een verdubbeling van de frequentie ongeveer 6dB toeneemt.

In het weergegeven geval is de centrumfrequentie fc gelijk gekozen aan circa 1573 Hz, hetgeen neerkomt op een resonatorlengte L van 0,1 m. Wanneer resonatoren 3 van een dergelijke lengte in de trillende plaat 2 zijn aangebracht, 25 treedt een verhoging van het transmissieverlies en derhalve een verhoging van de geluidreductie op.

Voor waarden van de porositeit Ω tot ongeveer 0,1, wordt de reductie verkregen nabij beide frequenties C0/4L 3C0/4L, dat wil zeggen bij circa 786 Hz, respectievelijk 2360 30 Hz. Voor waarden van de porositeit boven de 0,1 wordt een reductie verkregen over het gehele frequentiebereik, dat wil zeggen vanaf ongeveer C0/4L tot 3C0/4L rondom de middenfrequentie van fc=1573 Hz, hetgeen overeenkomt met een 1 0 2 8 9 0 9 12 resonatorlengte van L=0,1 m. Curves 2-6 van figuur 4 geven respectievelijk de transmissieverliezen bij een porositeit van 0,30, 0,40, 0,45, 0,50 en 0,65 weer. Uit de figuur is op te maken dat relatief grote transmissieverliezen worden verkregen 5 bij porositeitswaarden tussen 0,3 en 0,6, terwijl maximale reductie verkregen wordt voor een porositeit van circa Ω = 0,45. De werkwijze verliest een deel van zijn efficiëntie voor porositeitswaarden boven de 0,9. Maximale reductie treedt op als de porositeit zodanig is, dat het oppervlak onder de curve 10 minimaal is.

Curve 6 toont bijvoorbeeld het transmissieverlies bij een porositeit van Ω = 0,45. Uit de figuur is duidelijk zichtbaar dat het transmissieverlies groter is dan verwacht zou worden als gevolg van de massawet vanaf een minimum 15 frequentie van circa 800 Hz tot aan een maximum frequentie van circa 2100 Hz. Met name in het gebied tussen de 1700 en 1900 Hz is extra transmissieverlies van circa 50 dB (80-30) realiseerbaar.

In figuur 4 is weergeven dat ook bij de hogere 20 harmonischen, dat wil zeggen bij bijvoorbeeld 4720 Hz, een aanvullend transmissieverlies gerealiseerd kan worden.

Gebleken is dat de te behalen geluidreductie nauwelijks afhangt van de doorsnede Ar van resonator en de vorm van de resonator in dwarsdoorsnede zolang als de 25 porositeit van het paneel maar in het hierboven genoemde juiste bereik wordt gekozen. Alhoewel in de tekeningen een cirkelvormige dwarsdoorsnede is getoond, kunnen de resonatoren eveneens willekeurige andere vormen hebben, zoals elliptisch, driehoekig, rechthoekig of vierkant, zonder de 30 geluidreducerende werking van de resonatoren noemenswaardig te veranderen.

Bij voorkeur is het materiaal van de trillende plaat 2 en van de binnenzijde van de resonatoren 3 akoestisch hard 1028909 13 uitgevoerd, dat wil zeggen met een absorptie coëfficiënt van minder dan 0,2. Zolang de absorptie coëfficiënt voldoende klein is, kan in principe elk willekeurig materiaal gebruikt worden, zodat het paneel tevens onder extreme omstandigheden, 5 zoals onder hoge temperaturen, hoge vochtigheden en/of corrosieve omgevingen naar behoren kan functioneren.

In figuur 5 is een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven. In deze uitvoeringsvorm is het paneel opgebouwd uit een honingraatstructuur 6 die aan twee 10 zijden voorzien is van huidplaten 7'. In een van de huidplaten 7, 7' is op de eerder genoemde wijze een groot aantal perforaties aangebracht. De honingraatstructuur achter elk van I de gaten fungeert nu als resonator. Dit is een zeer eenvoudig te vervaardigen paneel, dat in een groot aantal toepassingen 15 gebruikt kan worden. In figuur 6 zijn de transmissieverliezen in een dergelijk honingraatpaneel als functie van de frequentie weergegeven. Uit de figuur blijkt dat ook in een dergelijke honingraatstructuur bij bijvoorbeeld een porositeit van 0,45 relatief hoge transmissieverliezen (ten opzichte van 20 een paneel zonder resonatoren, zoals gerepresenteerd door curve 1) en derhalve een relatief hoge geluidreductie tot stand kan worden gebracht.

Figuur 7 toont een alternatieve uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. In plaats van prismatische buizen zijn 25 in deze uitvoeringsvorm resonatoren als het ware omgevouwen.

De omgevouwen resonator 10 omvat een in de platen 2,2' aangebrachte eerste buisvormig deel 11, waarop aan weerszijden buisvormige delen 12 en 13 aansluiten. De aan weerszijden voorziene buisdelen 12 en 13 worden op ongeveer tweederde van 30 de dikte (d) van het totale paneel afgesloten met behulp van een tussenwand, respectievelijk 14 en 15. De buisdelen 12 en 13 kunnen al dan niet gevuld zijn met absorptiemateriaal. In de weergegeven uitvoeringsvorm is tevens de resonatormond 17 1 0 2 8 90 9 14 afgesloten met behulp van een dunne folie 16. Deze is zodanig uitgevoerd, dat de opening 17 wordt afgedekt, maar de werking van de resonator in relevante frequentiegebied niet of nauwelijks wordt beïnvloed. Het voordeel van de getoonde 5 uitvoeringsvorm is dat de totale dikte van het paneel is gedefinieerd tussen de voorplaat 2 en de achterplaat 2' kan worden beperkt. Wanneer bijvoorbeeld een buislengte van circa 10 cm nodig is, kan volstaan worden met een dikte D van het paneel van circa 8 cm. In een bijzonder voordelige uitvoering 10 wordt de in figuur 7 getoonde configuratie tot stand gebracht door een buis in een met wanden omsloten ruimte te plaatsen, waarbij tussen het naar plaat 2' gerichte uiteinde van de buis en de binnenzijde van de plaat 2' enige tussenruimte overblijft. De buisdelen 12,13 worden dan gevormd door de 15 ruimte rondom de buis 11. i

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de j hierin beschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende i conclusies, binnen de strekking waarvan velerlei modificaties 20 denkbaar zijn.

1028909

Claims (37)

1. Werkwijze voor het breedbandig reduceren van het vanaf een trillend constructie-element afgestraald geluid, 5 omvattende: - het bepalen van een centrumfrequentie (fc) rondom welke frequentie het geluidsniveau breedbandig tussen een minimale frequentie (fmin) en een maximale frequentie (fmax) te reduceren is; 10. het aanbrengen van een aantal resonatoren in een van een akoestisch hard buitenoppervlak voorzien constructie-element, waarbij de resonatoren uitmonden in het genoemde akoestisch harde buitenoppervlak, waarbij de lengte (L) van de resonatoren ongeveer gelijk is aan de geluidssnelheid (c0) 15 gedeeld door tweemaal de bepaalde centrumfrequentie (fc) en waarbij de resonatoren zijn uitgevoerd om een porositeit (Ω) van het constructie-element, die is gedefinieerd als het quotiënt van de dwarsdoorsnede (Ar) van de monding van de resonatoren en het karakteristieke oppervlak (Ac) van het 20 constructie-element, tussen circa 0,1 en 0,9 te verschaffen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de porositeit (Ω) tussen circa 0,3 en 0,6 bedraagt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij de porositeit (Ω) circa 0,44 bedraagt.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende het verschaffen van buisvormige resonatoren in het constructie-element.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende het verschaffen van resonatoren waarvan het 30 binnenoppervlak akoestisch hard is.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij in ten minste een van de resonatoren akoestisch absorberend materiaal is aangebracht. 1028909

7. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de resonator-openingen zijn afgesloten met een dunne folie.

8. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, 5 waarin het vershaffen van een akoestisch hard oppervlak omvat het verschaffen van een oppervlak met een absorptiecoëfficiënt (a) van minder dan 0,2.

9. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende het verschaffen van resonatoren van verschillende 10 lengte voor het reduceren van het afgestraalde geluidsniveau in respectievelijke brede frequentiebanden rondom de respectievelijke centrumfrequenties (fc).

10. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende het verschaffen van resonatoren met een 15 constante dwarsdoorsnede.

11. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende het verschaffen van resonatoren met een afgesloten bodem.

12. Werkwijze volgens een van de voorgaande 20 conclusies, waarin de dwarsdoorsneden van verschillende resonatoren een verschillende grootte hebben.

13. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende het verschaffen van een constructie-element omvattende een honingraatstructuur waarop een van 25 perforaties voorziene akoestisch harde huidbeplating is voorzien.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, waarbij de honingraatstructuur en/of de huidbeplating zijn vervaardigd van aluminium.

15. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, omvattende het reduceren van de het afgestraalde geluidvermogen wanneer het constructie-element akoestisch geëxciteerd wordt. 1028909

16. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-15, omvattende het reduceren van het afgestraalde geluidvermogen wanneer het constructie-element mechanisch geëxciteerd wordt.

17. Werkwijze volgens een van de voorgaande 5 conclusies, waarbij de lengtes (L) van de resonatoren variëren tussen (k+1/4) (c0/fc) en (k+3/4) (c0/fc) met c0 de geluidssnelheid en k een geheel getal groter of gelijk aan nul.

18. Werkwijze volgens een van de voorgaande 10 conclusies, omvattende het verschaffen van een constructie-element met resonatoren waarbij de posities en/of de lengtes van de verschillende resonatoren zijn aangepast aan de dynamische eigenschappen van het constructie-element.

19. Geluidreducerende paneelconstructie, omvattende 15 een paneel voorzien van een akoestisch hard buitenoppervlak alsmede geluidafstralingreductiemiddelen voor het breedbandig rondom een te kiezen centrumfrequentie (fc) reduceren van het vanaf het paneel in trillende toestand afgestraalde geluid, waarbij de geluidafstralingreductiemiddelen een aantal in het 20 paneel aangebrachte en in het genoemde harde buitenoppervlak van het paneel uitmondende resonatoren omvatten, waarin de resonatoren een lengte (L) van ongeveer de geluidssnelheid (c0) gedeeld door tweemaal de bepaalde centrumfrequentie (fc) hebben, en waarbij het aantal resonatoren en de afmetingen van 25 de resonatoren zijn uitgevoerd om een porositeit (O) van het constructie-element, die is gedefinieerd als het quotiënt van de dwarsdoorsnede (Ar) van de monding van de resonatoren en het karakteristieke oppervlak (Ac) van het constructie-element, tussen circa 0,1 en 0,9 te verschaffen.

20. Paneelconstructie volgens conclusie 19, waarbij de porositeit (Ω) tussen circa 0,3 en 0,6 bedraagt.

21. Paneelconstructie volgens conclusie 19 of 20, waarbij de porositeit (Ω) circa 0,44 bedraagt. 1028 90 9

22. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 19-21, waarin de resonatoren in hoofdzaak een buisvorm hebben.

23. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 5 19-22, waarin de resonatoren een akoestisch hard binnenoppervlak hebben.

24. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 19-23, waarin een akoestisch hard oppervlak een absorptiecoëfficiënt (a) van minder dan 0,2 heeft.

25. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 19-24, waarin resonatoren verschillende lengtes hebben voor het reduceren van het afgestraalde geluidsniveau in een brede band rondom verschillende centrumfrequenties (fc).

26. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 15 19-25, waarin de resonatoren een constante dwarsdoorsnede hebben.

27. Paneelconstructie volgens een van de conclusies ! 19-26, waarin de resonatoren een afgesloten bodem hebben.

28. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 20 19-27, waarin de dwarsdoorsneden van verschillende resonatoren een verschillende grootte hebben.

29. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 19-28, waarin het paneel een honingraatstructuur omvat waarop een van perforaties voorziene akoestisch harde huidbeplating 25 is voorzien.

30. Paneelconstructie volgens conclusie 29, waarbij de honingraatstructuur en/of de huidbeplating zijn vervaardigd van aluminium.

31. Paneelconstuctie volgens een van de conclusies 19- 30 30, waarbij in de resonator akoestisch absorberend materiaal is voorzien. 1 02 6 9 0 9

32. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 19-31, waarin de resonator-opening is afgesloten met een dunne folie.

33. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 5 19-32, waarbij de lengtes (L) van de resonatoren variëren tussen (k+1/4) (c0/fc) en (k+3/4) (co/f0) met cD de . geluidssnelheid en k een geheel getal groter of gelijk aan nul.

34. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 10 19-33, waarbij de posities en/of de lengtes van de verschillende resonatoren zijn aangepast aan de dynamische eigenschappen van het constructie-element.

35. Paneelconstructie volgens een van de conclusies 19-34, waarbij een resonator wordt gevormd door een buis die 15 uitmondt in een of meer naast de buis gerangschikte verdere buisdelen.

36. Voertuig voorzien van een paneelconstructie volgens een van de voorgaande conclusies.

37. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-18, 20 waarin het constructie-element een paneelconstructie volgens een van de conclusies 19-35 omvat. 102890 9