1.一种带颈腔体发声时频率的计算方法,其特征在于:包括以下步骤:将发声问题的带颈腔体等效为赫姆霍兹共振腔体,并根据赫姆霍兹共振腔体得出腔体发声频率与腔体几何参数的关系,即为赫姆霍兹共振腔体的理论模型;
根据赫姆霍兹共振腔体理论模型,通过实验方法对影响注水瓶发声频率的影响因素进行分析,获得影响因素,其包括:注水瓶的颈长、注水瓶的颈截面积、注水瓶的形状;所述注水瓶由细管和腔体组成,即所述注水瓶为带颈腔体;
通过改变影响因素,确定不同的发声频率;
根据不同的发生频率设计不同的发声器和消音器;
其中,所述赫姆霍兹共振腔体的理论模型为:
其中f为频率,S0为颈口截面积,V0为腔内空气体积,L0为颈长,a为颈口半径,c为声速。
2.根据权利要求1所述的一种带颈腔体发声时频率的计算方法,其特征在于,首先考虑细管的声质量,设媒质密度为ρ,声压为p,媒质元振动速度为v,时间为t,则近似化的流体欧拉方程为:在细颈管道上取线积分得:
3.根据权利要求2所述的一种带颈腔体发声时频率的计算方法,其特征在于,当满足条件λ>>L0;且v=v0ejωt,其中ω为声音的角频率,所述化为:
-jωρL0v+p=0
得到声阻抗X与等效声质量Ma的表达式为:
4.根据权利要求3所述的一种带颈腔体发声时频率的计算方法,其特征在于,通过对细管的理论分析,得到有关声质量的表达式,然后考虑腔体的声容,联立质量守恒与物态方程得到:其中c反映了媒质受声扰动时的压缩特性,声学中其代表声速,由此得:
5.根据权利要求4所述的一种带颈腔体发声时频率的计算方法,其特征在于,在腔体内做体积分得:若满足λ>>L0,的条件,那么第一项中体积分中可以被线性化,第二项变成面积分且线性化,由此得:-jωpV0+ρc2vS0=0
那么由上式得声阻抗X、声容Ca为:
6.根据权利要求5所述的一种带颈腔体发声时频率的计算方法,其特征在于,在分析完赫姆霍兹共振腔体的两部分,将它们合并为一个整体,得到声阻抗的表达式:令上式为零得共振圆频率为:
将ω通过公式转化成声音频率f:
其中修正后的颈长Led=L0+1.7a,其中1.7a为端口修正值。
7.根据权利要求6所述的一种带颈腔体发声时频率的计算方法,其特征在于,得出频率f与其相关量的函数关系:
8.根据权利要求1所述的一种带颈腔体发声时频率的计算方法,其特征在于,所述发声器和消音器包括:管弦乐器,封闭空间—单个赫姆霍兹共振器耦合消音器,双颈部赫姆霍兹共振器,低频消声器。