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Alt 21.10.2016, 17:31   #32
Gaga
Erfahrener Benutzer
 
Registriert seit: 27.02.2011
Beiträge: 1.348
Standard Die Verrundung und das Abstrahlverhalten...

Moin zusammen,

Zitat:
Endlich wird das Thema mal verständlich dargestellt - die sonstigen Abhandlungen im Netz sind größtenteils sehr anstrengend zu lesen. Danke dafür... und bitte nicht nachlassen .
Vielen Dank! Dann will ich mal weitermachen hier...

Meinen letzten Beitrag zur Aufweitung der Abstrahlung bzw. zum Einbruch auf Achse hatte ich mit der Ankündigung beendet,...'Daher weiter mit der Frage, wie wir die Reflexionen/Diffraktion denn durch Verrundung des (oder weiterer konischer Stufen hin zum) Übergang von der Schallführung auf die Schallwand vermeiden.
...
Wie stark/viel müssen wir verbunden, um die Aufwertung/den Einbruch auf Achse zu vermeiden? Und was bedeutet das für die constant directivity?
'

Da ich weiter möglichst einfach und systematisch vorgehen wollte, fand ich es sinnvoll, zunächst nur eine weitere, konische Stufe am WG-Mund einzubauen und zu simulieren, wie sehr sich die Aufwertung der Abstrahlung damit verringern lässt.

Nach einigen Versuchen habe ich entschieden, hier auf einen Vorschlag von D.B. Keele zurück zu greifen. In seiner Arbeit 'What's so sacred about exponential horns' schlägt er für sein dort vorgestelltes CD-Horn (zur Minderung des 'polar narrowing effects, polar lobing and fingering' eine zweite, konische Öffnung vor:'...Good results were obtained when roughly the last third of the conical horn sidewall was displaced outward so as to double the included angle...'.

Entsprechend habe ich wie gehabt konische Schallführungen ohne und mit der zusätzlichen konischen Öffnung simuliert:


Diese zusätzliche konische Öffnung hat die halbe Höhe der geraden konischen Schallführung (=last third of conical horn). Ich habe immer Schallführungen mit 60° Öffnungswinkel benutzt, zum Teil habe ich zum Vergleich auch das konische WG mit 60° Öffnungswinkel und ganzer (3/3) Länge zum Vergleich simuliert. Um den möglichen Effekt möglichst stark zu sehen, habe ich hier wieder in 1m Entfernung simuliert. Größere Entfernungen können noch nachgeholt werden. Was passiert also? Seht selbst...

Zunächst die Simulation der 60°-Schallführung mit 10cm Länge, ohne 2. Öffnungswinkel:

Die Aufweitung bei ca 11 kHz...

Dann die nur 2/3, also 6,7cm lange, konische Schallführung, ohne 2. Öffnungswinkel:

Die Aufwertung ist zu höheren Frequenzen gewandert (kleinerer Mund-Durchmesser), schmalbanniger und stärker geworden.

Was hilft die zusätzliche Fläche am Mund?

Nicht viel.

Hier der Vergleich, oben ohne, unten mit zusätzlicher Mundöffnung:

Der deutlichste Unterschied ist die bessere Kontrolle der Abstrahlung unter 3kHz mit der zusätzlichen Mundöffnung-Fläche.

Wie sieht's mit der 20cm langen Schallführung aus?
Zunächst die kurze, 2/3-Variante ohne zusätzliche Öffnungsfläche:


Dann mit der zusätzlichen Öffnungsfläche:


Und im Vergleich:

Auch kein substantieller Unterschied.

Da ich eine stärkere (positive) Auswirkung der zusätzlichen Mund-Öffnungsfläche erwartet hatte, habe ich zum Vergleich ein WG nach E. Geddes (Oblate spheroid) mit fast identischen Maßen (Hals 25mm Durchmesser, Höhe 20cm, identischer Munddurchmesser) mit Hornresponse ausgerechnet...

...und in AxiDriver simuliert:

Auch hier die typische Aufweitung bei 7-8 kHz.

Zur Kontrolle ein LeCleach-Horn mit fast identischen Maßen (Horn-Hals und -Länge):

Das ist zwar nicht CD, aber immerhin recht gleichmässig ansteigende Bündelung, abgesehen von den am Hornhals verursachten Störungen (zum Hornhals und Kalotte als Schallquelle später).

Es hängt also doch (nach wie vor) an der konischen Schallführung - oder ist die simple 'Verrundung' einfach nicht ausreichend? Vor einer weiteren Diskussion noch die entsprechenden Simulationen für die 30cm lange 60° Schallführung - ich hatte sie sowieso gemacht...
Zunächst 60°, 30cm Höhe:


Das 'oblade spheroid'-Pendant:


Dann die kürzere, 2/3-Variante, 60°, ohne zusätzliche Öffnungsfläche:


Die 2/3 - 1/3-Variante, mit zusätzlicher Öffnungsfläche:


Und ein letzter Versuch, in dem die einteilige Öffnungsfläche und zwei Flächen geteilt wurde,

so dass die zusätzliche Öffnung einer 'Verrundung' näher kommt:


Auch dies mit nur mässigem Erfolg. Hilft also nichts, mit einer einfachen konischen Form wird das nicht besser.

Ein paar Betrachtungen zu den simulierten Aufweitungen und beobachteten Effekten der Änderung der Mundöffnungen dann im nächsten Beitrag. Und auch, wie problematisch der beobachtete Effekt für WGs mit größerem Öffnungswinkel und geringerer Höhe (die ganz überwiegend gewählte Bauform) ist.

Was mich besonders interessiert - warum verringert die tendenzielle 'Verrundung' die Aufwertung des konischen WGs so wenig? Wieso kümmert die sich so wenig um den Übergang am Hornmund? Was meint ihr?

Bis denn, Grüße,
Christoph

Geändert von Gaga (21.10.2016 um 17:33 Uhr). Grund: Die blödsinnige Autokorrektur...
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