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

[ansch]

Hallo zusammen,

daran kann ich mich auch erinnern, dass Diffraktionsspalte Nachteile (auch klanglich) haben.
Ich finde den Ansatz von 3eee schon Klasse, v.a. weil er verspricht allgemeingültiger zu sein und sich auf beliebige Membrangeometrien, z.B. dann auch für Konustreiber im Mitteltonbereich, anwenden zu lassen.

Viele Grüße
André

[3eepoint]

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

Welcher Diffraktionsspalt? Der Absatz geht smooth* in die Hornkontur über, da entsteht keine Diffraktion. In der Impedanz ist auch nichts zu sehen.

Und welche Fehler bzw. Artefakte meinst du? Wenn ich den Plug wie bei einem Druckkammertreiber auslege, kommt in den Plug von der Membrane eine ebene Welle. Diese kann ich dann formen, so wie es dann für das Horn vorteilhaft wäre. Welche Form vorteilhaft ist, gilt es aber noch zu ermitteln.

*Ein kleiner absatz ist zu erkennen aber im großen und ganzen fehlt die starke Konturänderung die eine Diffraktion erfordert. Ich hab aber eh das Gefühl, dass ein Diffraktionsspalt schwer fest zu definieren ist.

[docali]

Natürlich hast Du eine Unstetigkeit im Profil, denn es es weitet sich plötzlich auf. Hast Du so ein Horn mal in AKABAK simuliert? Wo kann ich den Impedanzverlauf am Hals finden?

Im Übrigen erzeugt ein parabolischer Adapter näherungsweise eine ebene Wellenfront:



Ich verstehe auch immer noch nicht, welchen Vorteil Dir die ebene Wellenfront bringen soll.

[Azrael]

Zu diesem Screenshot:

Kann es sein, dass du diese Grafik hier....:

....falsch interpretiert hast? Ich verstehe sie so, dass hier ein halbes Horn gezeigt wird, dass nach oben strahlt. Dein Screenshot sieht aus, als ob du darin ein von links nach rechts ausgerichtetes Horn gesehen hättest.

Viele Grüße,
Michael

[3eepoint]

Natürlich hast Du eine Unstetigkeit im Profil, denn es es weitet sich plötzlich auf. Hast Du so ein Horn mal in AKABAK simuliert? Wo kann ich den Impedanzverlauf am Hals finden?

Ob eine Unstetigkeit eine Diffraktion verursacht, hängt davon ab, wie stark sich die Änderungsrate... nunja... ändert. Da sie das nur sehr langsam tut, kommt es zu nur sehr wenig Diffraktion. Deswegen sachrieb ich auch, dass es sich dabei um einen sehr fließenden Übergang handelt ab wann man von einem Diffraktionsschlitz spricht und wann nicht.

Ich verstehe auch immer noch nicht, welchen Vorteil Dir die ebene Wellenfront bringen soll.

Ich weis nicht, ob eine ebene Wellenfront einen Vorteil hat. Das ist die Ausgangssituation die gegeben ist und ich bin nun interessiert, ob eine andere Wellenfront bessere Ergebnisse erzielt als eine ebene. Deswegen meine Versuche zu verstehen, wie sich die Wellenfront bildet um sie dann beeinflussen zu können bzw. Ziele definieren zu können.

Impedanzgang arbeite ich grade dran. Muss das Modell in COMSOL nochmal lösen um den zu plotten.

@Michael

Jup, das Horn ist rotationssymmetrisch zur Y Achse, die Membran ist blau hervorgehoben. Das Volumen hinter der Hornkontur ist solide.

[Azrael]

Jup, das Horn ist rotationssymmetrisch zur Y Achse, die Membran ist blau hervorgehoben. Das Volumen hinter der Hornkontur ist solide.

Ja, das habe ich wie gesagt auch so gesehen. Das Bild, das docali gepostet hat, sieht aber aus, als hätte er als Rotationsachse die X-Achse angenommen.

Viele Grüße,
Michael

[docali]

Ja, das habe ich wie gesagt auch so gesehen. Das Bild, das docali gepostet hat, sieht aber aus, als hätte er als Rotationsachse die X-Achse angenommen.

Viele Grüße,
Michael

Hi,

das war nur als Adapter in ein Horn herein gedacht. geht natürlich nur von kleiner Halsfläche auf größere Horneingangsfläche. Verwechselt habe ich da nichts.

[docali]

Jup, das Horn ist rotationssymmetrisch zur Y Achse, die Membran ist blau hervorgehoben. Das Volumen hinter der Hornkontur ist solide.

rotationssymmetrisch oder spiegelbildlich zur Y-Achse? Im ersten Fall wäre das Horn rund, was ich aber aus den Bildern hier nicht entnehme:

https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/...l=1#post311164

[3eepoint]

rotationssymmetrisch oder spiegelbildlich zur Y-Achse? Im ersten Fall wäre das Horn rund, was ich aber aus den Bildern hier nicht entnehme:

https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/...l=1#post311164

Rotationssymmetrisch. Das Horn setzt sich aus einem x und einem y Profil zusammen die getrennt voneinander in einer rotationssymmetrischen Simulation optimiert werden und anschließend zu dem 3D Konstrukt zusammengeführt werden. Die Diagonale wird für die Impedanzanpassung optimiert.

Blöde Frage, hat jemand die Gleichung für die Impedanz nochmal zur Hand?

[docali]

Z = p / (v * S)

p = Schalldruck
v = Schallschnelle
S = Trichterquerschnitt

Quelle: "Schallführung für elektroakustische Wandler", Manfred Harsdorf (Patentschrift)

[JFA]

Der Termn (v * S) ist der Schallfluss und erhält üblicherweise das Symbol "q"

[3eepoint]

Danke für die Gleichung! Comsol hat scheinbar ein Problem damit, die Schallschnelle am Horneingang zu verarbeiten bzw. ich geb da scheinbar was falsch vor. Konsequenz ist eine Fehlermeldung. Kann sein, dass ich mir erstmal einen Workaround stricken muss...

[docali]

Hi, was Du noch machen könntest, die Flare-Rate aufzutragen:

1/S * dS/dz
S = Fläche der isophasigen Wellenfront (kann behelfsweise als 2D Fläche des jeweiligen Hornabschnitts ermittelte werden). Hier reich auch
z = Hornachse

Das kann numerisch über die berechneten Flächen zweier Iterationsschritte berechnet werden.

Die Flare-rate ist sehr bedeutend und ist auch konstant für exponentielle Ladung T=1. Hier sollten sich keine abrupten Änderungen der Flare-Rate ergeben.

[3eepoint]

Ok, ich hatte jetzt endlich mal Zeit was zu machen. Der folgende Codeschnipsel soll die Flarerate berechnen und danach plotten:

interval = z coordinaten der Querschnitte
aexpo = Fläche der jeweiligen Intevalschritte

for i = 2:length(interval)
dS = aexpo(i)-aexpo(i-1);
dz = interval(i)-interval(i-1);
Flarerate(i) = (1/aexpo(i))*dS/dz

end
plot(interval,Flarerate)

Ergebnis ist wie folgt:



Daaas sieht auf den ersten Blick nicht so rosig aus, ist auch ohne Optimierung der Anpassung. Damit ich das richtig verstehe, ein Expo Horn würde hier jetzt eine Gerade mit dem Wert 1 ergeben, richtig?

[ansch]

Ok, ich hatte jetzt endlich mal Zeit was zu machen. Der folgende Codeschnipsel soll die Flarerate berechnen und danach plotten:

... Damit ich das richtig verstehe, ein Expo Horn würde hier jetzt eine Gerade mit dem Wert 1 ergeben, richtig?

Ja, für ein Expo-Horn ist die Flare-rate konstant. Wenn ich das in der Gleichung oben richtig sehe, ergibt sich die 'Eins' durch Normierung auf die Fläche (1/S) - also Division der Rate dS/dz durch die Fläche.

Am Rande zum Code-Schnipsel, zumindest in MATLAB/Octave kannst das ohne for-Schleife. Entweder diff(...) oder gleich gradient(...). Aber ich vermute, mit der Schleife wolltest du den numerischen Prozess verdeutlichen.

Ansonsten sieht die abgebildete Flare-Rate tatsächlich interessant aus. Ich hätte ja zumindest einen monoton steigenden Verlauf erwartet...

[3eepoint]

Ja ich bin mir noch nicht sicher ob die gleichung so richtog ist was Zeichensetzung angeht. IIst das so richtig oder sollte da eher (1/S)*(dS/dZ) stehen?

diff() und gradient() kannte ich tatsache ncoh nciht. Bin in Matlab leider nicht ganz so sicher was dinge ohne Schleifen lösen angeht -.-

Ist wie gesagt nicht optimiert. Ich bin am überlegen, ob es auch nicht sionnvoll wäre die Flächen nach der Flarerate zu optimieren. Dann kann ich mir einen FEM Schritt sparen.

[ansch]

Ich dachte, da stünde 1/S * dS/dZ? Was übersehe ich?

Egal, kleiner Test:
x = 0 : 25;
m = 2;

S = m*exp(x);
FR = 1 ./ S .* gradient(S);

plot(x, FR)

Blöderweise erhalte ich ~1,2 für die Flare Rate .aber sie ist konstant wie man es für exp erwarten würde.
Am Rande: MATLAB wird durch Scleifen langsam, weswegen mansie vermeiden sollte. Übrigens die Syntax mit "." vor dem Operator bedeutet bei Vektoren in MATLAB eine elementweise Operation...

[3eepoint]

Ich habs oft, dass Gleichungen nicht die angedachten Ergebnisse liefern, weil sie so in Foren schlecht zu formatieren sind. Da könnte z.B. ja auch 1/(S*ds/dZ) stehen oder andere Kombinationen, aber deine Probe zeigt ja, dass es so stimmt.

Weis ich, ich bin nur sehr schlecht da drin, nicht in Schleifen zu denken =) Dennoch danke

[docali]

Hallo,

der Term ergibt aus Websters Horn Gleichung. Eine Herleitung findet sich z.B. hier auf Seite 6 Appendix:

https://www.grc.com/acoustics/an-int...orn-theory.pdf

Sz = S0 * Exp(m*z) (1)

dS/dz = m * S0 * Exp(m*z) (2)

1/S * dS/dz = m = konst. für Expo Horn gemäß (1). Aber Achtung, das gilt für die Oberfläche der sich expandierenden Wellenfront.

Wenn der Plot korrekt ist, existiert ab ca. 23cm eine Unstetigkeit in der Flare Rate, die ich ja vorausgesagt hatte. Dieser rasante bzw. plötzliche Anstieg der Flare rate erzeugt dann die berüchtigten "Schockwellen". Man kann das so machen und viele CD Hörner funktionieren auf diese Art und Weise aber ich persönlich sortiere solche Hörner gleich aus.

[3eepoint]

Danke für die Herleitung, ja da ist ein Sprung in der Flare Rate, ich glaube aber immer noch nicht an eine Diffraktion, denn dann würde der Polar Plot zwischen der Version mit Distanzstück und ohne sich wesentlich unterscheiden und in #658 hab ich ja gezeigt, dass das nicht passiert.

Was ich sonst mal versuchen kann, ist das Horn im Zeitbereich zu simulieren und eine einzelne Druckwelle durch zu schicken. Dann sollte man etweilige Effekte ja sehen können.

Die Stetigkeit könnte dennoch besser sein. Ich werde mal versuchen, den geposteten Graphen als Grundlage für eine Optimierung zu nehmen um das zu smoothen.