你是否也有過類似的感受？當汽車高速行駛時，單開個后車窗，會產生低頻發悶的噪聲，耳膜特別難受。咱們今天就一起聊聊這個令人討厭的噪聲產生的原因及如何消除。

汽車駕駛倉是一個腔體，窗戶是這個腔體的開口，空氣在腔中的共振，人類早有研究。

1850年代，“亥姆霍茲”設計了一個共振器，一個小開口的空腔，用來測聲音頻率。原理是當擾動傳過時，開口處的空氣柱會向腔內移動一點，導致腔內空氣被壓縮，壓力增大后，空氣柱開始向外運動，由于慣性，會多向外移動一點，腔內空氣膨脹，壓力下降，空氣柱再次向腔內運動，如此重復，如果這個擾動頻率和腔內空氣固有頻率接近，就會發生共振，聽到聲音。

大家再看汽車開窗這個結構，是不是和“亥姆霍茲”共振器很像。就是這個原理，你聽到的噪聲就是開窗導致的車內空氣共振的聲音，耳膜難受的感覺就是車內壓力變化所致。汽車行業里還有個名詞，叫側窗抖振。

咱們用AICFD仿真直觀地看一下車內壓力的變化。簡化掉了車內座椅。用大渦模擬作非穩態計算，時速給100公里，計算后，做個剖面，從速度場云圖可以看出外界的風引起窗口處空氣非定常擾動。從車內壓力云圖顏色及壓力數據可以看出，壓力大小隨時間的周期性變化，這個壓力的變化傳到耳中感受到的就是共振的噪音。

既然是共振，那么肯定窗口擾動的頻率要和車內空氣的固有頻率接近時，才會發生，所以，盲猜，只有在一定的速度區間內才會出現這個共振，速度太低或太高，應該都不會，咱們去試試！

咱們把車窗打開，然后開一個聲波軟件。時速40公里時，并沒有產生共振；加速；80公里時，開始產生明顯現象；100公里，大家看這個波動，我的天，這個聲音太難受了。

大家看風速儀，車里面基本沒有風，說明這個聲音不是由于空氣摩擦，而是壓力變化導致的這個噪音。

120公里，共振居然消失了。

那么在發生共振的速度區間內，如何減弱這個共振呢？多開幾個窗試試。首先后面2窗戶對開，然后開前窗，開三個試試，開四個窗，這個共振噪音基本就消失了。

回來網上資料查到，由于后視鏡干擾，前窗處空氣不會緊貼窗戶流動，會減弱共振。咱們再去試試。

速度100公里，開一下前車窗，果然共振不強，咱們再開一下后車窗對比。這個效果太明顯了。

同樣的原理，像大貨車或者面包車不是很注重空氣動力學設計的汽車，空氣也沒有緊貼著窗戶流動，共振應該也不明顯，身邊沒有貨車，沒法親自試了，屏幕前如果有開過貨車的朋友，歡迎分享感受。

簡單總結下，如果想開窗，還不聽到這種難受的聲音，3個辦法：

第1， 把車速控制在70公里內或120公里以上，當然根據車型不同，這個速度上下線可能會稍微有點差別；第二，多開幾個窗形成對流減弱共振；第三，坐在副駕的位置，后視鏡會幫你減弱共振。不過還是要提醒，高速行車，建議車窗全部關閉，既安全又減小阻力，省油或者省電。

亥姆霍茲共振雖然在車里是一個惱人的現象，但你知道嗎，它也有浪漫的一面。

海螺，杯子，包括你把手這樣捂好了放在耳邊，都能聽到“大海”的聲音。原因是我們的環境中有很多波段的白噪音，我們從出生起，就在這個環境中習慣了，聽不到了，但這種腔體結構，會自己選擇和腔內空氣共振頻率一致的那個波段的噪音，產生共振，將其放大，到我們耳中就是“大海”的聲音了。

另外，亥姆霍茲共振會產生噪聲，換個角度，它還可以用來治理噪聲。

在建筑和汽車等很多行業，會利用亥姆霍茲共振器降噪法進行降噪。原理就是利用共振時振幅大的特點，增大腔內空氣摩擦，將其轉化成熱能，實現降噪。不過這種消聲器也有個局限，就是只對特定頻率范圍的噪聲降噪效果好。

哦，還有，你聽過宗次郎的《故鄉的原風景》嗎，這個陶笛發生就是亥姆霍茲共振的原理。本期文章就到這啦，咱們下期見！拜拜