円柱形で中空き管の共鳴音について教えて下さい。

質問

共鳴の仕組みについて教えて下さい。
共鳴音のなる原因や、どうやったら音を減少、及び消すことが出来るでしょうか？厚み、管の長さ、重さが関係しているのでしょうか？お願いします。

回答No.3

tocoche · ベストアンサー

＞共鳴音ではなくて、閉じているところから音が漏れて音がなることはあるのでしょうか？

音が管の壁にぶつかれば、管が振動を外に伝えて音が外に漏れるようになります。　これを防ぐには管の厚みを増やし重くして振動しにくくし、鋳鉄などの振動吸収効果のある素材で作るのが良いと思います。（それでも低い音を抑えるのは難しい）

お礼

ありがとうございます。
いろいろ試してみようと思います。

回答No.2

tocoche

管の内部で空気の圧力変化（波）が発生すると、波が管を伝わって端で反射して戻ってきます。　その戻って来た波と新たに発生した波が重なったとき、強め合うならば波は大きくなり、これを繰り返すことにより共鳴が発生します。

共鳴を消すのは厄介ですが、共鳴の発生状態によっていくつか方法があります。
音が空気の流れによって自然に発生してしまう場合、空気が滑らかに流れるようにして発生を軽減します。　管の中の凸凹をなくすとか、直角の継手を円弧のものに変えるとかの方法があります。
他に音の発生源があって音が管に流れ込んでくる場合、吸音材を管に入れて音の損失を大きくする、または端に詰めて反射が起こらないようにします。　これは手軽な方法ですが空気の流れの邪魔になるという欠点があります。　流れを確保しながら音を消すには、自動車の消音器のように圧力変化を吸収する空間を付加するのが有効ですが、流量や周波数によって細かな設計をしないと効果が得られません。（エンジンに合わない消音器を付けると、合ったものより数１００倍も大きな音が出てしまう。　わざとやっている人もいますが）

管の長さは共鳴周波数に影響し、長いほど低い音になりますが、低い音は反射しにくいが損失も少なく、高い音は損失は多いが反射しやすいので、共鳴に関しては状態によるといったところでしょう。
管の厚みについては、薄いと管自体がバネになって共鳴に参加してしまうこともあり、積極的に音を漏らすことで損失を大きくし共鳴を抑えることもあり、これも状態を見極めないと対処は難しいでしょう。

お礼

ありがとうございます。管の両側を閉じてあるのですが、共鳴音ではなくて、閉じているところから音が漏れて音がなることはあるのでしょうか？

回答No.1

DrKAZ

こんにちは
余り自信はありませんが・・・。

中空管の中を音の波が進んでいくとして、どこかで管の一方が閉じた壁又は底になっている場合には反射が生じます。そのとき、進む音の波と反射して戻ってくる音の波が同じ波長で同じ位相の場合に２つの波が相乗的に強め合い、さらに管内の空間が反射と進行に同調する寸法（容積）の場合強い共鳴（共振）を起こします。または進行する音自体に強弱の周期がある場合はその強弱の周期に対しての共振も生じます。因みに音を伝える媒体が空気の場合と異なる・・・例えばヘリウム混合気の場合などでは共鳴のおきる周波数も異なるはずです。
求められる対策が設備配管の共振防止であれば、配管の固定サドル位置をずらすとか、鉛の薄板（テープ状）を配管の一部に撒きつける方法は如何でしょうか。要は配管の固有振動を変えて同調しないようにする方法です。また音の消去であれば配管自体の長さ（行程）を伸ばすか縮める方法では如何でしょうか。空調ダクトの例では発生した共振音を電気的に位相を反転させてダクト内においたスピーカーで流して打ち消す方法も建機有されて一部実用化されていたと思います。（少しあいまいな記憶ですが）

水と管との共鳴音を利用した楽器を開発して特許をとったメーカーもありますのでご参考まで

参考URL：

http://www.terrasystem.co.jp/

お礼

ありがとうございます。固有振動を変えるということですね。言葉では伝えにくいですが、その管が円の真ん中を中心として、回転します。重さを変える→鉛のような物をつけるとしたら重心が崩れないようにしなければならないですね。