パンチング鋼による吸音について（ヘルツホルム共鳴）

質問

ヘルツホルム共鳴を利用した吸音方法の例としてバイクのマフラー等にはパンチング鋼が使用されていますが、バイクのマフラーとして使用する場合パンチング鋼の代替素材はありますか。（パンチング鋼の代わりに金属メッシュを使用したら吸音されるのか。）
また、パンチング鋼で吸音性を上げるには、パンチング鋼の穴径を大きくするのか、それともパンチング鋼の板厚を厚くするのか、どちらのほうが良いのでしょうか。

回答No.1

Higurashi777 · ベストアンサー

ヘルムホルツ共鳴、ですね。
原理としては「空気が穴を抜けるときに発生する共鳴音が、元々の騒音源の音波を打ち消すような作用（これがヘルムホルツの逆笛の原理、ですね）で消音する」です。
ヘルムホルツの共鳴理論にて消音を行う場合、基本的には穴は共鳴に一番適した形、すなわち円形である必要があります。金属メッシュでは共鳴がおこりにくいため、吸音効果はほとんどありません。

また、ヘルムホルツ共鳴での消音は消したい元の音源の周波数に依存します。どの条件で逆相が最も有効に出るか、はケースバイケースですので、一般論として「穴を大きくした方が良い」「板厚を厚くした方が良い」と断ずることはできません。
板厚を厚くた方が共鳴効果は上がるでしょうが、板厚を厚くすることで共鳴音の波長が変わってきますので、今度は波長をあわせるために穴径を調整する必要があります。これは広げた方が良い場合もありますし、狭めた方が良い場合もあります。
ただ、板厚を厚くする→重量が増える→燃費が悪化する、となるため、総合的な効果で板厚を判断する必要があります。

以上、ご参考まで。

お礼

連日の回答ありがとうございます。
ヘルムホルツ共鳴でした。失礼いたしました。
消音する原理の説明までありがとうございました。理解が深まりました。
なるほど。消音に最も適した形は円形なのですね。

”ヘルムホルツ共鳴での消音は消したい元の音源の周波数に依存します。どの条件で逆相が最も有効に出るか、はケースバイケース”とのことですが、例えば高音域の音を消音したい場合には、穴径は大きくするべきという認識で間違いないでしょうか。

補足

連日の回答ありがとうございます。
ヘルムホルツ共鳴でした。失礼いたしました。
消音する原理の説明までありがとうございました。理解が深まりました。
なるほど。消音に最も適した形は円形なのですね。

”ヘルムホルツ共鳴での消音は消したい元の音源の周波数に依存します。どの条件で逆相が最も有効に出るか、はケースバイケース”とのことですが、例えば高音域の音を消音したい場合には、穴径は大きくするべきという認識で間違いないでしょうか。