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

[3eepoint]

Der Druck ist skalar, der Fluss vektoriell. Analogie: Druck == elektrische Spannung, Fluss == elektrischer Strom
.

Ah ok, jetzt hab ichs, danke =)

Könnte gehen. In Akabak kannst du eine VibFile auf eine Fläche mappen, ist im Prinzip das gleiche.

Würde das gerne in Comsol machen, wie in #677 angerissen mit Monopolen, da kann ich villeicht tricksen indem ich das Acoustic-Structure interface was einkoppel das müsste der Akabak Lösung nahe kommen

[ansch]

Huch, hier geht's ja schnell.

Bzgl. der Frege Moden vs. Monopole: Ich komme hier auf jeden Fall auf ganz dünnes Eis, aber sollte nicht Beides gehen?

Wenn ich das richtig verstehe, führt die Modenbetrachtung auf Besselfunktionen, die man dann überlagert (also höhere Ordung etc.). Aber wie es dann mit den Koeffizienten aussieht? Keine Ahnung!

Monopole wären ja Elementarstrahler und sollten sich über das Helmholzintegral (numerisch) lösen lassen. Klingt für mich einfacher oder zumindest greifbarer...

Viele Grüße
André

Nachtrag, irrelevant: Druck skalar: aber nur wenn Druckänderung << Schallgeschwindigkeit....

[JFA]

Ich glaube, Monopole gehen nicht. Monopole haben keinen Richtungsvektor, also müsstest Du eigentlich Dipole verwenden. Nagelt mich jetzt aber bitte nicht drauf fest.

[ansch]

Wie geschrieben, ich kann hier danebenliegen. Ich finde das aber interessant weil es beim Verständnis hilft.

Daher möchte ich mal nachfragen, lassen sich nicht Dipole aus Monopolen zusammensetzen? Was ich sagen will: ergibt sich der Richtungsvektor, bzw. das Vektorfeld nicht aus den Anordnung der Monopole?
In der Analogie zu den Moden müssten das ja die Ordnungen der Besselfunktionen sein, oder?

Aber vermutlich hast Du recht, dass es mit Dipolen einfacher geht, weil man im Sinne eines Interface nur eine Ebene braucht, in die die Richtungen und Amplituden der einzelnen Dipole bereits eingeprägt sind.

Viele Grüße
André

Edit: statt Ebene vielleicht besser Fläche, die kann ja auch gekrümmt sein...

Noch ein anderer Punkt, nochmal zum Druck: wenn der skalar ist, ergibt sich dann ggf. eine unterschiedliche Membranbelastung, z.B. bei unsymmetrischem oder seitlich versetztem Hals aus dem Fluss? Es geht um ggf. auftretende Taumelbewegungen v.a. aber bei Bass- u. ggf. Mitteltonhörnern. Sorry für den Nebenschauplatz.

[3eepoint]

Das definieren der Wellenfront ist glaube ich grade einfacher geworden:



Ich kann Displacement/Velocety/Acceleration in Abhängigkeit von r angeben, also über den Radius des rotationssymmetrischen körpers. Wenn man da eine entsprechende Funktion eingibt, sollte man doch eine Wellenfront formen könne. Die Frage ist jetzt, wie formuliert man die am besten? Ein Polynom wäre denke ich mal sinnvoll um ein paar Freiheitsgrade zu haben...

Alternativ ist es glaube ich praxisnäher, vorallem in Bezug dadrauf, dass die Wellenfront ja noch in einen PP gegossen werden muss, wenn man die Membran aus n Segmenten zusammen setzt, wobei n die Anzahl der späteren Kanäle ist und diese dann als Schallabstrahlende Flächen definiert und in der Phase manipuliert um die Front zu formen. Das ließe sich dann recht straight mit Hilfe der Lauflängen in den PP übernehmen. Einzig die Flächenverhältnisse der einzelnen Segmente zueinander wären noch eine unbekannte Die Segmente müsste ich aus Di/Monopolen zusammen setzen, da ich bei den Boundarys keine Phase angeben kann. Also z.B. 10 point sources bilden dann ein Segment. Davon nimmt man dann 3 für 3 Kanäle.

Noch ein anderer Punkt, nochmal zum Druck: wenn der skalar ist, ergibt sich dann ggf. eine unterschiedliche Membranbelastung, z.B. bei unsymmetrischem oder seitlich versetztem Hals aus dem Fluss? Es geht um ggf. auftretende Taumelbewegungen v.a. aber bei Bass- u. ggf. Mitteltonhörnern. Sorry für den Nebenschauplatz.

Ich meine mich dunkel erinnern zu können, dass sowas ähnliches schonmal für Bassreflex besprochen wurde und ich dazu auch was berechnet hatte. Finde den Post grade leider nicht wieder. Aber an sich denk ich mal ja. Wenn der Druck asymmetrisch ist könnte das zu Taumelbewegungen führen. Ist die Frage wie schlimm das werden kann und ob es relevant ist...

[ansch]

Das Zusammensetzen aus Segmenten klingt für mich realistischer. Aber vermutlich ist da der Aufwand größer. Bei Nachbildung über Polynome bin ich mir nicht sicher wie gut sich das abbilden lässt?

Zu der anderen Frage: der Druck kann es ja eben nicht sein, weil der (als skalare Größe) über die Membran gleich sein sollte...aber lassen wir das, lenkt nur vom eigentlichen Thema ab.

Viele Grüße
André

[JFA]

So, jetzt nach Kaffee geht es: jedes Flächenelement benötigt Druck und Fluss gemeinsam, aber nicht zwangsläufig in Phase, und der Fluss hat auch noch einen Richtungsvektor.

Statt "Fluss" muss wahrscheinlich "Geschwindigkeit" genommen werden, der "Fluss" ergibt sich dann über die Multiplikation von "Geschwindigkeit" und "Flächeninhalt".

[Azrael]

Ich meine mich dunkel erinnern zu können, dass sowas ähnliches schonmal für Bassreflex besprochen wurde und ich dazu auch was berechnet hatte. Finde den Post grade leider nicht wieder.

Dieses Thema wurde glaube ich ab hier besprochen. Ich habe vorher nie und auch niemals danach solch riesige GIFs gesehen, wie die, in die du die Simulationsergebnisse gepackt und hier verlinkt hast......

Viele Grüße,
Michael

[3eepoint]

Ich habs geschafft die Kanäle als Boundary in das Model zu "Hacken". Comsol hat eine extra Reiter um eine Boundary als Lumped Speaker Driver zu definieren. Da hab ich als Schaltung eine Konstantstromquelle hinter gehangen und damit "Perfekte" Lautsprecher reinbekommen, der Grund für den Umweg? Über die Konstantstromquelle kann ich die Phase definieren:



Hier sind es drei Elemente von denen das mittlere invertiert ist. Man sieht schön die Auslöschung an den Übergängen.



Selbe Simulation, nur hier ist Schalldruck[Pa] und die Akustische Geschwindigkeit[m/s](Vektoren) miteinander geplottet bei ca. 8 kHz. Hab da noch n Drehe in den Current sources. Der innnere "Kanal" ist zwar invertiert zu den anderen, aber absolut gesehen in richtiger Phase, die äußeren sind verpolt... Egal, man sieht wie es fließt denke ich Jochen, ergibt das so Sinn?

@Azrael

Danke fürs raussuchen, ich erinner mich, ich hab die .Gif Datein leider ums verrecken nicht kleiner bekommen

[ansch]

Dieses Thema wurde glaube ich ab hier besprochen. Ich habe vorher nie und auch niemals danach solch riesige GIFs gesehen, wie die, in die du die Simulationsergebnisse gepackt und hier verlinkt hast......

Viele Grüße,
Michael

Danke! Ich habe jetzt nur die Vorschau gesehen, ich lade mir das jetzt mal runter - über Mobil, dauert halt (ich war heute einer von denen, die sich auf der Autobahn aneinander gereiht haben um in D die Bevölkerung von N nach S und W nach O und umgekehrt auszutauschen).
Wenn ich das richtig verstanden habe ist das wirklich die Druckverteilung die simuliert wurde. Also danke nochmal fürs simulieren und raussuchen!

OK, back to topic: ich finde das schon spannend zu sehen. Ich bin mir nicht sicher ob ich die Abbildung richtig verstehe. Daher sorry für die doofe Frage: Im oberen Plot ist die Druckverteilung gezeigt, mit Anregung von unten? In der unteren Abbildung Druckverteilung und Velocityvectoren, OK. Auch wieder mit Anregung von unten? Die Anregung erfolgt unten über Kanäle?
Aber schön, dass das mit dem Fluss zu klappen scheint!

Viele Grüße
André

[3eepoint]

Moin Ansch,

Die Anregung ist in beiden fällen gleich. Drei Segmente über den Radius r, allerdings nicht mit gleicher fläche. Das innere Segment von den drei ist invertiert, einfach um zu gucken ob das so funktioniert. Die drei Segmente sollen quasi die Ausgänge der Kanäle sein und die Phase die Verzögerung um die Wellenfront zu formen.

Die obere Abbildung ist der Schalldruck in dB, unten ist die Druckverteilung in Pascal, allerdings bei einer anderen Frequenz als oben.

Was mir noch nicht ganz klar ist, in wie fern die Kanalquerschnitte den Pegel beeinflussen und dadurch die Wellenform. Kann ich bei Kanälen mit gleicher Fläche einen gleichen Pegel erwarten oder muss ich hier die Querschnitte erst optimieren und dann die Delays?
Ich bin noch gespannt was Jochen dazu sagt, aber noch ist denke ich Weihnachtspause


Edit: Mal ne ganz blöde Frage an Jochen, wie entsteht eigentlich die Richtwirkung bei Hörnern oder Waveguides?

[JFA]

richtiger Phase, die äußeren sind verpolt... Egal, man sieht wie es fließt denke ich Jochen, ergibt das so Sinn?

Öhm, ich bin mir nicht sicher, was ich da sehe. Wird wahrscheinlich am Weihnachtskoma liegen. Das sind beides Schnittbilder durch den WG?

Wegen der Richtwirkung: stell dir einfach vor, der Horn/WG-Mund wäre eine Membran. Die ist deutlich größer als der Treiber am Hals, und hat dementsprechend eine größere Richwirkung. Natürlich hat diese "Membran" eine andere Druck- und Schnelleverteilung, nicht nur axial wie der Treiber, und daher kommt dann auch das andere Verhalten (meistens breiteres Abstrahlen) bei höheren Frequenzen.

[3eepoint]

Das sind die Schnittbilder durch das rotationssymmetrische WG am Hornhals.

Ok, ich hab malwieder versucht, das ganze zeichnerisch fest zu halten, angenommen wir haben ein reines 2D WG:



Rechts haben wir eine ebnene Wellenfront, die längs in Z durch das Wg/Horn wandert. Durch die Änderung der Fläche über die Länge Z "Zerfließt" die Welle in r. Dadurch ergibt sich am Hornmund ein Druck- und Schnelleverteilung, die nach möglichkeit recht konstant gegen Frequenz sein soll*. Diese Verteilung, ergibt sich daraus, wie schnell sich unser Wg/Horn zum Mund hin öffnet, also dr/dZ.

Irgendwann erreichen wir aber eine Frequenz, bei der die Änderungsrate dr/dZ zu groß wird, als das der Fluss in r dem folgen könnte und wir bekommen eine Bündelung, da sich die Druck- und Schnelleverteilung ändert. Diese Frequenz ist abhängig von unserem Ausgangsradius r, also ob 1",1.4" oder 2" Treiber.

Wenn wir die Wellenfront, die ins Horn kommt, jedoch so wie links verformen, bringen wir einen initialen "Fluss" rein, der zu hohen Frequenzen hin das dr/dZ kompensiert, da wir von Anfang an einen Fluss in r in der Welle haben und sich dieser nicht wie bei der ebenen Wellenfront aufbauen muss. Wir geben der Sache also ein initiales Moment in r mit.

Ergibt das so Sinn oder ist das völliger Schwachsinn? Ich hab das Gefühl, dass ich hier mir viel zurecht reime


*Ich geh hier jetzt einfach mal von einem CD Horn/Waveguide aus wo der Pegel über Winkel/Frequenz gleich bleiben soll.

[docali]

Hallo,

mir ist noch nicht ganz klar, was das Ziel der jüngsten beiträge in diesem Thread ist. Ein Diffraktions-Waveguide mit phase plug?

[Eggger]

Huhu,

ich lese hier interessiert mit

Bin allerdings nicht soo tief in der Materie.
Evtl. bringt dieser Thread ein wenig Erleuchtung falls nicht bekannt:

https://www.audiosciencereview.com/f...s.19482/page-6

Ebene Welle hängt wohl vom Treiber ab, bzw.
"...while the ring radiation compression drivers tend to produce an expanding wavefront." Tom Danley

Grüßle und weitermachen
Daniel

[3eepoint]

Hallo,

mir ist noch nicht ganz klar, was das Ziel der jüngsten beiträge in diesem Thread ist. Ein Diffraktions-Waveguide mit phase plug?

Moin docali,

die Idee ist, dass man mit einer anderen Wellenfront als planar ein besseres Ergebnis erzielen könnte. Oder, was ich ein wenig hoffe, villeicht andere Kurven für die Schallführung möglich werden so das ich z.B den Versatz zwischen horizontaler und vertikaler Kontur weglassen könnte, aber das gilt es noch raus zu finden. Dafür muss ich aber erstmal die akustischen Grundlagen verstehen.

Huhu,

ich lese hier interessiert mit

Bin allerdings nicht soo tief in der Materie.
Evtl. bringt dieser Thread ein wenig Erleuchtung falls nicht bekannt:

https://www.audiosciencereview.com/f...s.19482/page-6

Ebene Welle hängt wohl vom Treiber ab, bzw.
"...while the ring radiation compression drivers tend to produce an expanding wavefront." Tom Danley

Grüßle und weitermachen
Daniel

Moin Daniel,

danke für den Link! Ich werd mal reinschauen ob was für uns dabei ist.

[docali]

Moin 3eepoint,

es wäre anschaulicher, das Profil wie folgt darzustellen (horizontal und vertikal als 2D). Vermutlich meinst Du mit ohne Versatz so etwas?



Das ist ein Waveguide mit Neile Funktionen und End-Flare, wobei es sich komplizierter gestaltet, als mit dem Satz gesagt. Damit lassen sich bereits hervorragende Ergebnisse erzielen - und zwar ohne pp im Halsbereich.





Komplizierter wird es, wenn man die Vertikale im ersten Bereich dazu verwendet, um exponentielle Ladung sicherzustellen/korrigieren - bis zu einem gewünschten Punkt auf der Hornachse:


Das würde ich unter Versatz verstehen, weil die Vertikale sich zunächst komprimiert und so etwas wie Diffraktion entsteht (Wellenlänge/Durchmesser Slot) and dann erst aufweitet. Entspricht das Deinem Verständnis vom Versatz?

[docali]

...und das Thema phase plug odr aus meiner Sicht anders gesagt, "phase coherent fin arragement", habe ich für mich bereits gelöst.

Es wurden hier bereits Bilder eines gewissen Users aus diyaudio für Schallführung in Kanälen gezeigt - der sich durch außergewöhnliche Freundlichkeit, ungeahnte Empathie und tiefen Respekt gegenüber 100 Jahren Hornentwicklung auszeichnet. Die Lösung ist aber für exponentiall ladende Hörner so nicht brauchbar.

Mein Lösung geht viel weiter. Die Kanäle mussen einen ganz bestimmten Anfangswinkel zueinander haben. Ich verrate hier nicht zu viel, weil ich das noch irgendwann mal publizieren müsste auf meiner Seite. Aber alle Kanäle starten am Hornhals in einer Linie, dazu habe ich keine Lösung mit entsprechender Hornladung gefunden. 10p Bezier optimiert für gleiche Länge und Ladung der Kanäle krümmungsgerecht implementiert.

Jedenfalls habe alle bisherigen Fin-Hörner das Problem (sind ja auch irgendwie Waveguides), dass sie keine sphärischen Wellenfront am Ende der Fins bereitstellen. Aber nur damit erreicht man perfekte Abstrqwahlung in eine konische Glocke herein.

Zumindest mal ein Bild bei 10kHz meiner Lösung für "the next generation phase coherent fin horns":

[3eepoint]

Mit Versatz meine ich sowas wie in #658 Zwei optimierte Strukturen werden dadrin in einem Horn mit planem Hornmund verheiratet. Die Impedanzanpassung geschieht in der Diagonalen. Der Post erklärt es eigentlich ganz gut.

Deine Lösung erinnert stark an das, was ich im unteren Teil von #659 aus dem Nachbarforum verlinkt habe, nur das du auf andere Wellenfronten wandelst als mabat's Planar-Sphärisch. Mein Ansatz wäre, die Wellenfront mit in die Optimierung eingehen zu lassen und direkt von der Membran zu wandeln. Ich hoffe damit villeicht den Versatz oder zumindest die Horizontale zu besseren Ergebnissen bringen zu können.

[docali]

Du kannst die Ergebnisse verbessern, indem der Diffraktionsspalt verkleinert wird.

Der Ansatz sphärische Phaseplug im Treiber auf sphärischen Phaseplug im Horn, da addieren sich mAn die Fehler bzw. Artefakte.

Ich habe gerade mal gekramt in den Ergebnissen für Diffraktionshörner (07/2021):





Aber man muss sich darüber klein, dass man eine Schockwelle am Diffraktionspalt bekommt und die sieht man sehr gut in der simulierten Impedanz. So gut die Ergebnisse auch aussehen, würde ich das Horn nicht in Erwägung ziehen.