namiТруды НАМИTrudy NAMI0135-3152ФГУП «НАМИ»10.51187/0135-3152-2024-3-11-19nami-335Research ArticleДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕENGINE DEVELOPMENTРасчётные исследования настройки резонатора Гельмгольца, где с целью снижения уровня шума автомобиля волновод и горло резонатора находятся внутри объёма резонатораHelmholtz resonator adjustment computational studies, where in order to reduce the vehicle noise level, the resonator waveguide and throat are inside the resonator volumeКрыловаА. С.KrylovaA. S.

Крылова Алевтина Сергеевна – инженер-исследователь 3-й категории, управление систем энергоустановок, Центр «Энергоустановки»

г. Москва 125438

Krylova A.S. – research engineer, department of power units systems, Center “Power units”

Moscow 125438

alevtina.krylova@nami.ruЮдинС. И.YudinS. I.

Юдин Станислав Иванович – главный специалист, управление систем энергоустановок, Центр «Энергоустановки»

г. Москва 125438

Yudin S.I. – chief specialist, department of power units systems, Center “Power units”

Moscow 125438

ГлазковА. О.GlazkovA. O.

Глазков Андрей Олегович – ведущий инженер-исследователь, управление систем энергоустановок, Центр «Энергоустановки»

г. Москва 125438

Glazkov A.O. – leading research engineer, department of power units systems, Center “Power units”

Moscow 125438

НадарейшвилиГ. Г.NadareyshviliG. G.

Надарейшвили Гиви Гурамович – д-р техн. наук, заместитель генерального директора по науке

г. Москва 125438

Nadareyshvili G.G. – D.Sc. (Eng), Deputy CEO for Science (Research)

Moscow 125438

ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ»РоссияFederal State Unitary Enterprise “Central Scientific Research Automobile and Automotive Engines Institute” (FSUE “NAMI”)Russian Federation202425092024031119Copyright © Крылова А.С., Юдин С.И., Глазков А.О., Надарейшвили Г.Г., 20242024Крылова А.С., Юдин С.И., Глазков А.О., Надарейшвили Г.Г.Krylova A.S., Yudin S.I., Glazkov A.O., Nadareyshvili G.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nami.elpub.ru/jour/article/view/335

Введение (постановка задачи и актуальность). В работе анализируется влияние изменения положения одного из резонаторов Гельмгольца кольцевого типа относительно второго на настройку необходимой частоты гашения звука. Помимо этого, рассматривается влияние температур и геометрических параметров резонаторов. Актуальность работы заключается в возможности прогнозирования и уточнения изначально заложенных настроек конструкции.

Цель исследования – установление зависимостей параметров резонатора кольцевого типа, необходимых для настройки резонансной частоты.

Методология и методы

Методология и методы. Исследования проводились с помощью численных расчётов посредством использования метода конечных элементов с дальнейшим представлением результатов в виде графических зависимостей.

Результаты и научная новизна. Приведён пример практического применения настройки двух совместно работающих резонаторов. На данный момент существует большое количество работ, посвящённых классическому резонатору Гельмгольца и настройке его резонансной частоты, но по резонаторам кольцевого типа подробная информация отсутствует.

Практическая значимость

Практическая значимость. Проведённые исследования имеют большую практическую значимость при разработке и исследовании новых конфигураций резонаторов Гельмгольца в составе практических систем выпуска.

Introduction (problem statement and relevance). The paper analyzes the impact of changing the position of one of the ring-type Helmholtz resonators in relation to the second one on the adjustment of the required sound attenuation frequency. Along with that, it covers the impact of temperatures and geometrical parameters of the resonators. The relevance of the paper consists in the possibility to predict and update the adjustments originally provided in the design.

The purpose of the study is to determine the dependences of the ring-type resonator parameters required for resonant frequency adjustment.

Methodology and research methods. The studies were carried out by means of numerical calculations using the finite element method with further introduction of the results in the form of dependence diagrams.

Scientific novelty and results. An example of practical application of adjustment of two co-operating resonators is given. At the moment, there is a great number of papers devoted to the classical Helmholtz resonator and its resonant frequency adjustment. But there is no detailed information about the ring-type resonators.

Practical significance. The studies conducted are of great practical importance when developing and researching new configurations of Helmholtz resonators within real exhaust systems.

система выпускарезонаторпотери передачирасчёты методом конечных элементовexhaust systemresonatortransmission lossFEM calculations finite-element analysisReferencesIngard U. On the theory and design of acoustic resonators // The Journal of the Acoustical Society of America. – 1953. – V. 25. – Iss. 6. – P. 1037–1061.Ingard U. On the theory and design of acoustic resonators. The Journal of the Acoustical Society of America, 1953, vol. 25, iss. 6, pp. 1037–1061.Selamet A. et al. Theoretical, computational and experimental investigation of Helmholtz resonators: onedimensional versus multi-dimensional approach // SAE Transactions. – 1994. – P. 970–979.Selamet A. et al. Theoretical, computational and experimental investigation of Helmholtz resonators: onedimensional versus multi-dimensional approach. SAE Transactions, 1994, pp. 970–979.Zhao D. Transmission loss analysis of a parallelcoupled helmholtz resonator network // AIAA Journal. – 2012. – No. 50 (6). – P. 1339–1346.Zhao D. Transmission loss analysis of a parallelcoupled Helmholtz resonator network. AIAA Journal, 2012, no. 50 (6), pp. 1339–1346.Лапин А.Д. Звукоизоляция в волноводах // Акустический журнал. – 1975. – Т. 21. – № 3. – С. 337–350.Lapin A.D. [Sound insulation in waveguides]. Akusticheskiy zhurnal, 1975, vol. 21, no. 3, pp. 337–350. (In Russian)Комкин А.И. Особенности снижения шума в канале резонатором Гельмгольца // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2011. – № 1. – С. 38–42.Komkin A.I. [Features of noise reduction in the channel using a Helmholtz resonator]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Mashinostroenie, 2011, no. 1, pp. 38–42. (In Russian)Guan D., Zhao D., Ren Z. Aeroacoustic attenuation performance of a Helmholtz resonator with a rigid baffle implemented in the presence of a grazing flow // Int. J. Aerospace Eng. – 2020. – P. 1–16.Guan D., Zhao D., Ren Z. Aeroacoustic attenuation performance of a Helmholtz resonator with a rigid baffle implemented in the presence of a grazing flow. Int. J. Aerospace Eng., 2020, pp. 1–16.Комкин А.И. О выборе параметров резонатора Гельмгольца в узком канале // Акустика неоднородных сред. – 2011. – № 12. – С. 77–84.Komkin A.I. [On the choice of parameters of a Helmholtz resonator in a narrow channel]. Akustika neodnorodnykh sred, 2011, no. 12, pp. 77–84. (In Russian)Аграфонова А.А., Комкин А.И. Анализ факторов, определяющих собственную частоту резонатора Гельмгольца // Машиностроение и компьютерные технологии. – 2014. – № 12. – С. 220–231.Agrafonova A.A., Komkin A.I. [Analysis of factors determining the natural frequency of a Helmholtz resonator]. Mashinostroenie i komp’yuternye tekhnologii, 2014, no. 12, pp. 220–231. (In Russian)Komkin A.I., Mironov M.A., Bykov A.I. Sound absorption by a Helmholtz resonator // Acoustical Physics. – 2017. – V. 63. – P. 385–392.Komkin A.I., Mironov M.A., Bykov A.I. Sound absorption by a Helmholtz resonator. Acoustical Physics, 2017, vol. 63, pp. 385–392.Комкин А.И., Юдин С.И., Надарейшвили Г.Г. Выбор параметров резонатора Гельмгольца в глушителях газодинамического шума // Защита от повышенного шума и вибрации. – 2013. – С. 544.Komkin A.I., Yudin S.I., Nadareyshvili G.G. [Selection of Helmholtz resonator parameters in gas-dynamic noise silencers]. Zashchita ot povyshennogo shuma i vibratsii, 2013, p. 544. (In Russian)Быков А.И. Исследование акустических характеристик резонаторов Гельмгольца в системах снижения шума: дис. … канд. техн. наук. – СПб.: ЛЭТИ, 2021. – 122 с.Bykov A.I. [Study of the acoustic characteristics of Helmholtz resonators in noise reduction systems. Cand. eng. sci. diss.]. Saint Petersburg, 2021. 122 p. (In Russian)Комкин А.И. Разработка современных методов расчёта и проектирования автомобильных глушителей шума с требуемыми характеристиками: дис. ... д-ра техн. наук. – Спб.: Балт. гос. техн. ун-т им. Ф.Д. Устинова, 2012. – 411 с.Komkin A.I. [Development of modern methods for calculating and designing automobile noise silencers with the required characteristics. Dr. eng. sci. diss.]. Saint Petersburg, 2012. 411 p. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.