Helmholtz-Res.: Form und Lage des Kanals egal?

[Brunftsvet]

Moin verehrtes Fachpublikum,

ich habe dank ATM bei meinen NW 105 nun das Problem, dass in meinem ca. 4x8 Meter großen Raum die zweite Längs- und die erste Quermode bei ca. 43 Hz zusammenfallen. Weil die restlichen Resonanzen erträglich sind, dachte ich als Abhilfe an eine Helmholtz-Resonator. Den wollte ich als Würfel mit 60 cm Kantenlänge ausführen. Man stelle sich nun einen solchen Würfel vor, bei dem die vordere Wand ca. 12 cm vor der Unterkante endet und sich rechtwinklig um 30 cm nach innen fortsetzt. Dadurch entstünde ein Kanal am unteren Ende, der von der Fläche her einem runden Rohr von 30 cm Durchmesser entspräche. Ich nehme mal an, der Kanal zählt bei der Berechnung zum Gesamtvolumen des Resonators dazu.
Gibt es irgendwelche Gründe, die dagegen sprechen, das so zu bauen? Ist eine zentrale Anordnung oder runder Querschnitt des Kanals besser?

Außerdem habe ich noch ein Verständnisproblem bezüglich der Funktionsweise eines solchen Resonators als "Bassfalle". Im Web liest man einerseits, die bei der Resonanzfrequenz eindringende Schallenergie müsse dem Raum entzogen werden, indem man sie in Wärme umgewandelt. Hierzu müsse das Resonanzrohr über den kompletten Querschnitt leicht bedämpft werden, da dort die Strömungsgeschwindigkeit am höchsten sei. Andere schreiben, man solle nur den Innenraum leicht bedämpfen, aber nicht zu viel. Dann habe ich aber auch schon gelesen, der Resonator drehe die Phase bei der Resonanzfrequenz um 180° und sorge so für eine Auslöschung, ähnlich wie bei einem passiven DBA. Dafür wäre eine Bedämpfung dann wieder schlecht. Was ist denn nun richtig?

Manchmal habe ich das Gefühl, wenn es einen 100%igen Porno- und Stuss-Filter gäbe, würde das gesamte www auf eine DVD passen...

In Hoffnung auf Erlösung aus seinem soliden Halbwissen grüßt Udo, Generalspezialist und Universaldilettant.

[BlueDanube]

Gibt es irgendwelche Gründe, die dagegen sprechen, das so zu bauen?

Nein, wichtig ist nur die Querschnittsfläche und günstig ist ein gerader Kanal.
Die Kanalöffnung sollte möglichst nahe an den Begrenzungsflächen des Raumes liegen, zwischen denen die stehenden Wellen schwingen.

Außerdem habe ich noch ein Verständnisproblem bezüglich der Funktionsweise eines solchen Resonators als "Bassfalle".

Damit dem Raum bei einer bestimmten Frequenz Energie entzogen wird, muss der Resonator gedämpft schwingen.
Ohne Dämpfung wird die Energie nicht in Wärme umgewandelt.
Bei wenig Dämpfung hat der Resonator eine schmalbandige und starke Wirkung bei der berechneten Frequenz.
Bei viel Dämpfung hat der Resonator eine breitbandige und schwache Wirkung bei der berechneten Frequenz.
Bei zuviel Dämpfung schwingt der Resonator kaum noch.
Mit steigender Dämpfung sinkt außerdem die Wirkfrequenz (für einen Laien nicht vorausberechenbar).

Problematisch kann bei schmalbandiger Auslegung das exakte Berechnen der Frequenz sein - ein geringer Fehler oder Ungenauigkeit in der Formel ..... und das Ding ist funktionslos....

Einige Hinweise und Informationen findest Du im Forum von W-Vier.

[Brunftsvet]

Gibt es irgendwelche Gründe, die dagegen sprechen, das so zu bauen?

Nein, wichtig ist nur die Querschnittsfläche und günstig ist ein gerader Kanal.
Die Kanalöffnung sollte möglichst nahe an den Begrenzungsflächen des Raumes liegen, zwischen denen die stehenden Wellen schwingen.

Super, danke.

Außerdem habe ich noch ein Verständnisproblem bezüglich der Funktionsweise eines solchen Resonators als "Bassfalle".

Damit dem Raum bei einer bestimmten Frequenz Energie entzogen wird, muss der Resonator gedämpft schwingen.

Also nix mit Auslöschung durch Inversion, sondern Absorption.

Ohne Dämpfung wird die Energie nicht in Wärme umgewandelt.

In dem Fall klar. Fragt sich nur, ob man das besser im Kanal oder im Resonanzraum macht.

Problematisch kann bei schmalbandiger Auslegung das exakte Berechnen der Frequenz sein - ein geringer Fehler oder Ungenauigkeit in der Formel ..... und das Ding ist funktionslos....

Drum soll eine Feinabstimmung durch Variation der Kanallänge auch möglich sein.

Einige Hinweise und Informationen findest Du im Forum von W-Vier.

Super, vielen Dank erst mal.

Gruß Udo

[BlueDanube]

Also nix mit Auslöschung durch Inversion, sondern Absorption.

Wie die physikalischen Vorgänge wissenschaftlich exakt heißen, weiß ich nicht...

Fragt sich nur, ob man das besser im Kanal oder im Resonanzraum macht.

Keinesfalls im Kanal! Die Luft im Kanal muss auf jeden Fall frei schwingen können.

[Ralleee]

Hallo,
zu meinem entsezen muss ich leider feststellen das hier extrem viele Leute ihr halbwissen verbreiten aber kaum vernüftige Antworten mit dabei sind. Wer wirklich was zum Tehma Akustik wissen will der sollte Bücher lesen und sich nicht auf so Dung wie hier stüzen! Klingt jetzt etwas hart aber so ist es hier wirklich ..... mir stellen sich die Haare auf wenn ich sowas lesen. Hobby hin oder her...schließlich gibt man immer wieder Geld für solche Sachen aus und da will man dann doch ein vernünftiges Ergebnis erwarten!

Zu deinem HHR ist folgendes zu sagen!
Du solltest Ihn nur im Rohr bedämpfen den dort ensteht das Schnellemaximun, welches du bekäpfen musst. Gleichzeitig sollte das eingebrachte Material so gewählt sein das die Luft diffundieren kann! Also lieber mit etwas weniger anfagen!
Wenn du den Resonator bedämpfst änderst du wieder das Volumen und somit die Frequenz die zu bedämpfen willst zusätzlich kann es passieren das die Bedämpfung breitbandiger wird

[maks]

Also nix mit Auslöschung durch Inversion, sondern Absorption.

Wie die physikalischen Vorgänge wissenschaftlich exakt heißen, weiß ich nicht...

Du meinst vielleicht eher Interferenz und nicht Inversion.

Hallo,
zu meinem entsezen muss ich leider feststellen das hier extrem viele Leute ihr halbwissen verbreiten aber kaum vernüftige Antworten mit dabei sind. Wer wirklich was zum Tehma Akustik wissen will der sollte Bücher lesen und sich nicht auf so Dung wie hier stüzen! Klingt jetzt etwas hart aber so ist es hier wirklich ..... mir stellen sich die Haare auf wenn ich sowas lesen. Hobby hin oder her...schließlich gibt man immer wieder Geld für solche Sachen aus und da will man dann doch ein vernünftiges Ergebnis erwarten!

Zu deinem HHR ist folgendes zu sagen!
Du solltest Ihn nur im Rohr bedämpfen den dort ensteht das Schnellemaximun, welches du bekäpfen musst. Gleichzeitig sollte das eingebrachte Material so gewählt sein das die Luft diffundieren kann! Also lieber mit etwas weniger anfagen!
Wenn du den Resonator bedämpfst änderst du wieder das Volumen und somit die Frequenz die zu bedämpfen willst zusätzlich kann es passieren das die Bedämpfung breitbandiger wird

Hmmm....
So unterschiedlich zu deinen waren BlueDanubes Aussagen aber nicht, oder? Also nicht zu sehr übertreiben mit den starken Aussagen.

Davon abgesehen, wenn wir schon beim Wortklauben sind:
Ich kann mir nicht vorstellen, dass die Luft durch das Material diffundieren soll! Vielleicht verwendest du den Begriff auch falsch? Diffusion ist ein meist sehr langsamer Prozess, bei dem es um den Ausgleich unterschiedlicher Konzentrationen.

Wie heißt es so schön: Wer ohne Sünde ist, der werfe den ersten Stein.
Bin heute wieder poetisch...

[raw]

Ein Helmholtzresonator funktioniert folgendermaßen:

Ein Resonator ist ein schwingfähiges System, dessen Komponenten auf eine bestimmte Frequenz (Eigenfrequenz) in der Art abgestimmt sind, dass der Resonator bei Anregung mit dieser Frequenz ausschwingt (s. Resonanz).

Ein Helmholtz-Resonator ist ein akustischer Resonator.

Er besteht aus einem Gasvolumen mit einer engen Öffnung nach außen. Durch die Elastizität des Luftvolumens im Inneren in Kombination mit der trägen Masse der in der Öffnung befindlichen Luft entsteht ein mechanisches Masse-Feder-System mit einer ausgeprägten Eigenresonanz.

Und hier steht:

Im Resonanzfall und bei kleinen Dämpfungen beträgt der Nacheilwinkel , die Antwortschwingung folgt der Erregung also um 90° versetzt.

Der HHR wird durch den Schall im Raum angeregt. Wenn dieser erregende Schall die gleiche Frequenz wie die HHR-Resonanzfrequenz beinhaltet, gerät das Feder-Masse-System stark in Schwingung. Der Resonator entsendet daher Schall. Die HHR-Resonanz hat möglichst die gleiche Frequenz wie die zu bekämpfen gewünschte Raumresonanz. Der Resonatorschall interferiert mit dem Raumschall. Da der Resonatorschall um 90° zum Erregerschall phasenverschoben ist, wird die Raumresonanz in ihrer Intensität gemindert.

Probleme:
- Unselten ist der Öffnungsdurchmesser viel zu klein, sodass zu wenig Schallenergie vom Raum abgegriffen wird. Damit der HHR dann noch einen "nennenswert interferenzfähigen Gegenschall" entsenden kann, muss die Resonanz möglichst gering bedämpft sein.
- Wenn die Dämpfung der Resonanz sehr gering ist, ist die Ein- und Ausschwingzeit recht hoch. "Unter Umständen" kann diese so hoch sein, dass sie die Nachklingzeit der Raumresonanz übertrifft.
- Bei starker Schwingung entstehen Nichtlinearitäten. Damit entstendet der HHR auch (u.U. hörbare) Oberwellen (der Resonanzfrequenz).
- Der HHR sollte so ausgelegt sein, dass er keine Störfrequenzen absendet.

Deswegen auch der Hinweis von wvier, dass ein HHR keine Bastelarbeit sein soll. Das ist viel eher Ingenieursarbeit. Der HHR ist ganz speziell auf die jeweilige Einsatzsituation abzustimmen (auch wenn nicht wenige Bastelarbeiten trotzdem so funktionieren, dass die Benutzer angeblich zufrieden sind...).



@ Udo: Zu deinen Fragen:
Du musst bedenken, dass die Lage der Öffnung zu einer Veränderung der HHR-Resonanzfrequenz führt. (Liegen die Gehäusewände des HHR der Öffnung bzw. dem Rohr sehr nahe, bewirken diese eine virtuelle Rohrverlängerung. Dazu läge deine HHR-Öffnung am Fußboden.)
Letztendlich wird es bei dir nur per trial and error gehen (Testgehäuse mit variablen Öffnungseigenschaften). Die üblichen vereinfachten, modellhaften Formeln treffen hier sicherlich nicht zu. Eine Möglichkeit zur Messung wäre sehr hilfreich.

Für mich bleibt da die Frage, ob nicht ein Equalizer die bessere Wahl wäre. Man könnte ihn selber aufbauen oder einen kaufen und auch zur weiteren Linearisierung des Frequenzgangs nutzen.


EDIT: Ich merke erst jetzt (16:52Uhr), dass dieser Thread alt ist und von Rallee hochgeholt wurde - wobei er doch selber das Bücherlesen auch nicht allzu tiefschürfend und kritisch (bzgl. der Richtigkeit) betrieben hat. Wie sinnentfremdet...

[Silvester]

Da der Resonatorschall um 90° zum Erregerschall phasenverschoben ist, wird die Raumresonanz in ihrer Intensität gemindert.

Das entzieht sich meinem Verständnis. Ist es nicht so, dass man bei 0° eine Verstärkung hätte, bei 180° eine Auslöschung und bei 90° eher soetwas wie eine Phasenverschiebung?