Wir basteln ein Waveguide oder Constant Directivity, wie geht das?

[Dampfhammer]

Ja, der Drucker ist eine Eigenkonstruktion, konstruiert von einem ausgefuchsten ein Mann Unternehmen. Davor hat er sich einen CNC Plasmaplotter gebaut, als nächstet kommt bestimmt noch ne Fräse
Die ersten Testdrucke sind erst vor wenigen Tagen entstanden und sehen vielversprechend aus. Jetzt müssen Erfahrungen gesammelt werden was die Druckparameter betrifft. Eines der ersten "ernsthaften" Drucke werden meine Hörner werden, die Ergebnisse kann ich ich hier demnächst gerne zeigen.

Wenn eine Simulation von meiner Hornkontur möglich ist, wäre das natürlich ganz große Klasse! Vielleicht kann das Programm die Kontur ja auch optimieren? Mir ist wichtig, dass die neuen Hörner direkt die alten ersetzen können, die Abmessungen der Frontplatte müssen also bleiben. 2...3 Tage Rechenzeit ist eine Ansage

Was für ein Datenformat bräuchtest du denn? Ich arbeite mit Autodesk Inventor.

Davon ab, welche Kanten meinst du genau? Welche Bündelungsmaß hättest du denn gerne? Das lässt sich von der Kontur nicht einfach so ablesen...

90°/50°, das ist der Winkel des konischen Teils.
Ich meine die Kanten am Hornmund, also da wo das Horn aufhört und Schallwand/Luft beginnt. Bei OS Waveguides sieht man dort häufig großzügige Rundungen.

[3eepoint]

O ha. Sowas liebe ich ja. Mangels einer Werkstatt kann ich das leider nicht so durchziehen...

Ne Optimierung würde länger dauern, kann aber bei gleichen Abmaßen gemacht werden. Wenn du mir das Horn als .step schickst ist das an einem Nachmittag gemacht( hab meinen Fehler in der BEM gefunden, 5 Stunden brauch ich für ein Doppel WG), die 2-3 Tage beziehen sich eher auf meine momentane Zeit =)

Die Kanten sind schwer zu beurteilen, kann ich dann aber sehen wenn ich es durchrechne.

[3eepoint]

Hallo miteinander, es gibt Neuigkeiten!

Generel vorweg, ich hab das BEM Problem gelöst und bekomme nun auch größere Profile simuliert, ohne eine Kernschmelze zu verursachen, was einige interessante Studien hervorgebracht hat.

Fangen wir mal nicht mit meinem Stuff an. Ich hatte Dampfhammer angeboten, für ihn sein Horn zu simulieren bzw. die beiden Versionen die er davon hat. Die erste ist nämlich von Oval auf eckig beschnitten und daher war es spannend, da einen Vergleich zu haben. Erstmal die beschnittene Version. Es wurde eine viertelsymmetrische BEM gemacht und die Ergebnisse dann wieder in VituixCAD eingelesen. Als Treiber dient eine ideale, flache Membran mit 1 m/s² Beschleunigung, daher auch der nach unten hin nicht fallende Frequenzgang:



Ich muss zugeben, bei der Kontur hab ich schlimmeres erwartet! Die Anpassung funktioniert sehr gut, da ist nichts wellig. Einzig bei ca. 12 kHz macht die Konische wieder Konussachen und weitet auf, was einen Dip auf Achse fabriziert. Das passiert bei solchen Verläufen immer irgendwo. Was hier aber noch nicht mit drin ist: Der Eingangswinkel ist z.t auf den Treiber angepasst, dass hab ich jetzt natürlich nicht mit drin und einfach eine perfeckte Membran simuliert. Die DI sieht gut aus bis auf den Dip durch den Konusverlauf und auch die Powerresponse mittelt sich da gut hin( siehe weiter unten). Das könnte man fast schon einfach mal bauen.


Spaßeshalber hab ich hier auch nochmal eine Entzerrung gemacht um die Power response besser sehen zu können:



Das sieht ebenfalls sehr gut aus! Ich bin gespannt wie das reale Objekt wird.

Und dann die Ovale Variante:



Sooo viel ändert sich nicht. Untenrum bekommen wir eine etwas bessere DI und ein wenig zivileres Verhalten.

So, jetzt aber mal wieder mein Kram:

Da ich jetzt endlich auch große Modelle machen kann, hab ich mein Doppel-WG auch mal durch den Simulator jagen können und auch schon ein wenig Lautsprecher drum herum gebastelt:



Ich hab zusätzlich noch den 12er aus den Cardio Simulationen drunter gepackt und mit LR 4. Ordnung getrennt. Dazu haben alle drei Wege einen parametrischen EQ bekommen, der die CD-Kurve/Bafflestep entzerrt. Die BEM in Comsol hat leider Probleme die Phasenlage correct zu berechnen( im Gegensatz zur FEM die ich hier aber nicht nutzen kann....) daher sind die Ausreißer und die gute Addition eher fiktiver natur.... Ansonsten bin ich damit sehr zufrieden! Die Power response sieht nahezu perfeckt aus. Einzig die steigende DI wundert mich etwas, da es in den Polars doch ganz gut aussieht. Dazu sei noch gesagt, dass die Konturen nur 50 Iterationen zum reifen hatten. Ich denke da geht noch mehr.... Die nächste Iteration sollte, wenn ich es hinbekomme, 300x300mm haben und bekommt die Hochtonpille von LaVoce reingesetzt( das Ding ist einfach zu günstig um nicht mal zu gucken was da geht). Das Optimierungsprogramm kann scheinbar mit Kalotten im Hochton die CD-Charakteristik noch etwas weiter nach oben ziehen.

Was leider momentan etwas hängt, ist das Design des Phase Plugs für den Mitteltöner. Um die Kanäle abändern zu können würde ich die Querschnitte gerne parametrisieren, nur leider geht das etwas schlecht. Das sind die Ringe die den Querschnitt der Phase Plug Kanäle darstellen:



Deren Fläche könnte ich als stumpfen Kegel berechnen nach:



Bzw ohne R und r da ich die Kreisflächen oben und unten ja nicht brauche....

Nur leider fehlen mir r, R und L bzw. L will ich haben. Rc, A und alpha habe ich. Wenn da jemand eine Idee zu hat, von mir aus auch mit einer ganz anderen Methode, bin ich sehr offen! Das iterieren der Kanalquerschnitte ist mir sonst einfach zu mühsehlig....

So weit wieder aus diesem Theater. Jetzt kann ich endlich mal 1-2 andere Sachen machen ohne das mir mein Forscherdrang im Nacken sitzt

[Dampfhammer]

Ach toll, ganz viele bunte Kurven
Vielen Dank für das Simulieren!

Also würdest du das für den Druck "freigeben"? Scheint ja von 1kHz bis 10kHz echt brauchbar zu sein. Hätte ich nicht gedacht, dass diese aus dem Bauch raus erstellte Kontur auf Anhieb doch so gut funktioniert.
Wirkt sich die Aufweitung bei 12kHz denn klanglich aus?
Um das nachträglich zu beseitigen, habe ich mir gerade überlegt, könnte man den Trichter mit ovalen Moosgummistreifen bekleben. Also wie eine Blume, wenn man vorne drauf schaut. Das würde doch den Konus in seiner Kontur abrunden? Könnte optisch auch vielleicht etwas hermachen

[Dazydee]

Ja, wenn aus 3eepoint´s Simulationen eine schicke akustische Skulptur für mich herauskommt, dann muss die natürlich gedruckt werden. Von daher hätte ich dann auch Interesse. So ein Geddes-Hörnchen wollte ich auch immer schon mal ausprobieren...


Zur Formel:
Wo hängst du da gerade?

- Alpha braucht es zum Glück nicht.
- r+R = 2Rc

macht für den Mantel A=2Rc*L*Pi
umgestellt L=A/(2Rc*Pi)

[3eepoint]

@Dampfhammer

Ganz ehrlich ich hätte es auch nicht gedacht....

Von mir aus kannst du das so drucken. Die Aufweitung könnte dir etwas viel Energie unter Winkel bescheeren, dass sollte in der Abstimmung berücksichtigt werden, villeicht einen EQ um da etwas Pegel weg zu nehmen.

Das mit dem Moosgummi versteh ich noch nicht ganz.

@Dazydee

Der Zusammenhang r+R=2Rc hat mir gefehlt! So wie ich das versucht hatte hab ich immer eine Gleichung mit zwei unbekannten bekommen und die ist schlecht lösbar, vielen Dank! Ich hab bei sowas meist ein Brett vorm Kopf...

[Sodele]

Hallihallo,

das schaut alles sehr interessant aus und könnte früher oder später auch für mich von Interesse sein.

1. Gehts hier noch weiter? Also ist aktuell noch was in Arbeit?
2. Ich hab mal gelesen, dass wohl Kalotten nur bedingt für Waveguide geeignet sind? Kann das jemand bestätigen, oder liegt da eine Fehlinformation vor?
3. AMT sollen sich wohl besser eignen? Kann das vielleicht auch jemand nachvollziehen?

ansonsten saubere Arbeit

[3eepoint]

Moin Sodele,

momentan bin ich noch an der Phase Plug geschichte dran, habe aber nichts was ich präsentieren könnte. Den Prototypen muss ich auch noch messen, was aber derzeit etwas schwierig für mich ist da ich weder Treiber noch die Räumlichkeiten habe.

Kalotten funktionieren wunderbar an Waveguides, dass Waveguide muss aber entsprechend geformt sein. Kleinere Absätze können da z.B. von Vorteil sein wie Gaga einige Seiten vorher gezeigt hat.

AMT's eigenen sich deshalb besser, da sie eine ebene Wellenfront in das Waveguide jagen, was sich recht intuitiv mit den gängigen Kontouren berechnen lässt und dann meist auch in der Realität sehr gut passt. Kalotten strahlen da etwas komplexer ab weswegen sie häufig als "nicht geeignet" angesehen werden.

Kalotten funktionieren im richtigen Waveguide sehr gut. Ich hab letztens für jemanden eines mit Kalotte berechnet das wunderbar funktioniert hat. Darf ich aber leider nichts von zeigen =/

Danke =)

[Sodele]

@3eepoint,

Dann setzte ich mich wohl auch mal damit auseinander. Ich denke aber für ABEC und um Übung zu bekommen Bedarf es erstmal einfacherer Simulationen.

Vielen Dank für die Aufklärungen :-)

[3eepoint]

Dafür nicht! Wenn du Fragen zu sowas hast immer her damit. Irgendjemand weis meistens was =)

[Sodele]

Und ich wieder

Mich hats endlich gepackt und habe mich auch dran gesetzt zu experimentieren.

Nun haben sich mir ein paar Fragen gestellt:

1. Wenn hier noch jemand mit CAD die Schallführung zeichnet: wie zeichnet ihr die? Über Parameter irgendwie parametrisiert, dass man das verändern kann oder wird da von Hand an Splines durch die Gegend gezogen?





Bzw. in rund:



Ist das ein völlig falscher Weg das so anzugehen?

2. Zum simulieren nutze ich statt ABEC Akabak dürfte aber vom Prinzip her kein Problem sein, da Akabak lediglich der Nachfolger ist. Mir ist das arbeiten damit sogar leichter gefallen, da man nicht ständig Skripte schreiben muss.



Ich hab mich dafür an die Anleitung gehalten, das scheint wohl auch verglichen mit den Beispielen ganz ordentlich zu funktionieren, hat da jemand noch Verbesserungspotential?
Das Interface verbindet, wenn ich es richtig verstanden habe den Kompressionstreiber und Horn mit der IB. Entfällt dieses Interface sobald man ein normales Gehäuse drumherum baut?


3. Wie genau sollte man simulieren? Wie viele Frequenzen, wie fein sollte das Mesh sein, welche smoothing Einstellungen werden verwendet?

Ich denke das wars erst mal

Genießt das schöne Wetter.

[3eepoint]

Moin Sodele,

zu Akabak kann ich dir leider nicht viel sagen. Die Modellierung in Fusion mach ich aber ziemlich ähnlich, nur das ich mir die Querschnitte aus Matlab exportieren lasse (optimiere ja nicht von Hand....). In Matlab selber werden aber auch einfach nur Splines definiert und am Ende wirds geloftet.

[Sodele]

Akabak ist halt nicht mehr Skripte schreiben sondern einfach auswählen, also einen Unterschied gibt es eigentlich nicht wirklich.

Und zu Punkt 3?

[Gaga]

Hallo Sodele,

ich habe letztlich auch die splines von Hand gezogen bzw. 'optimiert'.

Zu 3...

3. Wie genau sollte man simulieren? Wie viele Frequenzen, wie fein sollte das Mesh sein, welche smoothing Einstellungen werden verwendet?

Na ja, ich simuliere so genau, wie ich das wissen möchte, d.h. je nachdem, auf welchen Frequenzbereich ich gerade explizit schaue bei der Optimierung. Das Limit bei der Feinheit des meshs ist ja nur die Rechenzeit, die irgendwann zu lange dauert.

Meine Start-Einstellungen beim Erzeugen des Meshs mit gmesh habe ich hier oder in einem Thread im DIY Audio Forum zusammengefasst - ich schaue mal eben, ob ich das finde... Natürlich must Du das Deiner Fragestellung anpassen.

Freut mich, dass Du den Faden hier aufnimmst - und vielen Dank für den Link zum Video, das kannte ich tatsächlich noch nicht.

Grüße,
Christoph

[3eepoint]

Zu Punkt 3 kann ich dur nur sagen wie ich es bei meinen Simulationen in Comsol mache.

Meshgröße:

343[m/s]/fmax[Hz]/4-->Maximale Elementgröße. /2 ginge auch aber dann kommt im Hochton wahrscheinlicher Murks raus.

Frequenzanzahl:

Ich benutze zwischen 60 und 70 Stützstellen je nach Frequenzbereich, für das was ich mache reicht das.

Smoothing:

Nüschts, bei sowas braucht man die nakte Wahrheit =D

[Gaga]

Hallo Sodele,

nochmal zum Mesh. Hier und hier hatte ich mögliche gmesh_Einstellungen beschrieben.

Zur Feinheit des Meshs: Dabei schaue ich auf die Größe des mesh-files, das ich exportiere:

Please note that the resolution of the mesh is determined by the 'Element size number'. I recommend to experiment a bit here. The finer the mesh, the higher in frequency simulations can be performed later - but the longer the calculation time will be to solve the respective file. The size of the mesh-file is a good measure, if the mesh will work fine later. Here, sizes around 100kB to 250kB worked fine for me.

Choose 'export mesh' in order to get your mesh-file for import in ABEC.

I used a mesh-file of 144kB for import into ABEC for the following simulations. Let's see, how this works out...

Ich hoffe das hilft Dir weiter...

Gruß,
Christoph

[Sodele]

Danke, das hat denke ich weitergeholfen.

Aktuell simuliere ich mit Compression Driver. Lohnt sich dort eine aufwendigere Simulation und Gestaltung? Eigentlich ist es ja eine flache Scheibe mit 1'' oder 1,4'' und das wars ja dann schon. Im BEM setze ich das dann auf Driven, wirkliche TSPs bekommt man oftmals eh nicht geliefert...

@Gaga:

Du hattest mal weiter vorne das Limmer 496 angesprochen.



Ist dieses Gezappel >10 kHz auf schlechte Optimierung zurückzuführen oder liegt das in der Natur der Dinge?

Ich habe mir noch weitere Schallführungen auch von RCF/B&C/ 18Sound angeschaut, aber für mich ist es nicht ganz klar ob da hartes smoothing verwendet wird 1/3, 1/6 und ob die gleichmäßige Abstrahlung/Frequenzgang ohne solche Resonanzen(?) drauf zurückzuführen ist.

[Gaga]

Hallo Sodele,

Aktuell simuliere ich mit Compression Driver. Lohnt sich dort eine aufwendigere Simulation und Gestaltung? Eigentlich ist es ja eine flache Scheibe mit 1'' oder 1,4'' und das wars ja dann schon. Im BEM setze ich das dann auf Driven, wirkliche TSPs bekommt man oftmals eh nicht geliefert...

Ich würde zunächst mit einer 'Scheibe' als Schall-abstrahlende Fläche simulieren. Damit siehst Du, was Deine Schallführung macht. Falls Du das später an einer optimierten Schallführung weiter treiben möchtest: ABEK (und ich denke das aktuelle AKABAK) haben in den Beispielfiles die Simu eines einfachen Compression Drivers. Interessant ist aus meiner Sicht ggf. der Öffnungswinkel am Hals des Compression Treibers und die Anpassung des Hornhalses an diesen Öffnungswinkel.

Was dabei dennoch nicht simuliert wird, ist das 'Aufbrechen' der Membran, d.h. Membranresonanzen. Das siehst Du m.E. auch in der Messung des Limmer 496 mit dem DE900:

Ist dieses Gezappel >10 kHz auf schlechte Optimierung zurückzuführen oder liegt das in der Natur der Dinge?

Ich würde es auf Membranresonanzen des am Limmerhorn gemessenen DE900 zurückführen. Die am Limmerhorn mit demDE900 gemessenen Resonanzen siehst Du auch in dessen Datenblatt hier.

Andere Treiber - hier der DE920 - zeigen im Hochton >10kHz auch ein anderes Verhalten am selben Horn:

Quelle: https://www.limmerhorns.de/496/

Gruß,
Christoph

[Sodele]

Schaue ich mir mal noch genauer an!

Generell zu meinem Vorhaben, vielleicht erübrigt sich dann auch das simulieren

Ich plane aktuell ein Heimkino, erstmal nur fiktiv, aber das ist ja prinzipiell egal. die Lautsprecher für die untere Ebene sollen alle gleich werden.
Meine Vorstellungen aktuell:

-In Wall (Infinite Baffle zumindest zur Seite, eventuell auch nach oben hin)
-2 oder 2,5 Wege Design
-8'' oder 10''
-Trennung zwischen 1 und 2 kHz
-Abstrahlverhalten 90-100° eventuell.

Zur Verfügung habe ich eine Breite von 30cm beim Lautsprecher. Wenn ich pingelig bin und sage ich baue mit 18mm Multiplex oder 19mm MDF dann bleiben roundabout 260mm in der Breite für die Schallführung übrig.

Unter dem Umständen macht meiner Meinung nach eine entsprechende Schallführung Sinn, wenn das Abstrahlverhalten ordentlich werden soll.

Ob eine Kalotte, AMT, CD eingesetzt werden soll oder muss ist mir prinzipiell egal, es sollte halte funktionieren. Bei den AMT bin ich allerdings etwas skeptisch, die werden doch recht teuer wenn die tiefer ankoppelbar sein sollen.

Was meinst du/ihr dazu?

[3eepoint]

Hoppla, hatte dienen letzten Beitrag nicht gesehen. Wenn du 90-100° willst wäre eine entsprechende Schallführung sinnvoll. Allerdings knabbere ich selber grade an einer Schallführung die >100° schafft und da scheinen sich langsam Grenzen auf zu tun.

An und für sich klingt das aber nach einem soliden Plan. AMT ab 1 kHz könnte eng werden. Ein anständiger 1" Treiber wäre da, auch in anbetracht der Ankopplung an das Waveguide, das Mittel der Wahl. LaVoce hat da ein paar schöne.

Beim Mitteltöner müsste man eventuell 2 nehmen und nach außen anwinkeln, damit der Übernahmebereich passt.