آموزش آکوستیک برای مدلسازی طراحی لوله اندام
نحوه شکل گیری صدا هنگام عبور از لوله یک ارگ، نتیجه یک طراحی لوله به دقت محاسبه شده و پیچیده است. با مرور گالری مدل، با مدلی از یک لوله ارگان مواجه شدم، و اتفاقاً این یک آموزش عالی آکوستیک برای استفاده از رابط کاربری Pipe Acoustics، Frequency Domain در COMSOL Multiphysics است. بیایید در مورد طراحی لوله اندام صحبت کنیم و نحوه مدل سازی آن را با نرم افزار multiphysics بررسی کنیم.
اجزای یک لوله اندام
اندام های لوله ای در نتیجه ی عبور هوا از میان لوله ها به شکلی عمدی، نت های موسیقی را ایجاد می کنند. علاوه بر لولهها، هر اندام به یک جزء برای عبور هوا، و راهی برای هدایت هوا نیاز دارد تا لولههای صحیح پخش شوند. هر لوله فقط می تواند یک نت را اجرا کند که توسط تمام عناصر سازه تعیین می شود. وقتی نوبت به دریافت صدایی شفاف با طنین عالی می رسد، طراحی ساختاری لوله باید به خوبی تنظیم شود. در آکوستیک، گام فضای ریاضی بسیار دقیقی را اشغال می کند. اگر صدا از نت مورد نظر تغییر کند، در موسیقی وارد می شود و ممکن است کیفیت صدا را کاهش دهد. شما می توانید با استفاده از COMSOL Multiphysics همراه با ماژول جریان لوله و ماژول آکوستیک طراحی یک لوله ارگان را مدل سازی و بهینه سازی کنید. این مفید است که بتوانیم قبلاً یک لوله اندام را مدل سازی کنیمساخت آن و برنامه ریزی برای تمام پارامترهای خاص که با هم جمع می شوند تا صدایی عالی ایجاد کنند.
طرحی از یک لوله اندام شامل دهان و بدنه لوله.
شبیه سازی آموزش آکوستیک برای تعیین دقت موسیقی
در مدل طراحی لوله ارگان در گالری مدل ما، تمام پارامترهای یک لوله اندام در حال کار به تصویر کشیده شده است. دیوارههای لولههای اندام برای اینکه بهدرستی مدلسازی شوند، به ویژگیهای کشسانی نیاز دارند، که آنها را قادر میسازد در هنگام انتشار صدا از میان آنها ارتعاش کنند. ویژگی های مختلف دیوار کمی سرعت درک شده صوت در لوله ها را تغییر می دهد. لوله در این مدل خاص با فرکانس 440 هرتز کار می کند تا نت A4 را تولید کند(یا a’). هوا از پایین لوله به داخل، در امتداد بدنه به سمت بالا جریان می یابد و از قسمت بالایی که در آن دهان قرار دارد، خارج می شود. دهانه لوله اندام دارای یک سیستم لب بالایی است که با دقت طراحی شده است، جایی که تلاطم در خروجی باعث شروع ارتعاش می شود. بدنه ویبره لوله باعث به صدا در آمدن نت پیپ می شود. لحن اساسی نت مطابق با رزونانس نیم موج در لوله است. رزونانس های طول موج کوتاه تر، هارمونیک های فرکانس اصلی را ایجاد می کنند. همه هارمونیک ها همراه با لحن بنیادی گام دقیق لوله ارگ را تعیین می کنند.
اوج رزونانس فرکانس اساسی در 440 هرتز برای شعاع های مختلف لوله داخلی.
هر گونه تغییر جزئی در پارامترها (مانند شعاع لوله، نشان داده شده در بالا) منجر به تغییر در میرایی می شود (امپدانس صوتی در انتهای باز لوله تغییر می کند) و بنابراین مقدار Q پیک های تشدید پاسخ فرکانسی را تغییر می دهد. لوله اندام پس از آن یک زمین متفاوت ایجاد می کند. خواص صوتی سیستم را می توان به راحتی با توجه به پارامترهای دیگر مانند شکل مقطع لوله، مواد لوله یا جریان ثابت هوا در لوله بررسی کرد. به عنوان مثال، یک جریان هوای باقیمانده جزئی u 0 در لوله می تواند فرکانس رزونانس را کمی تغییر دهد.
هندسه لوله برای این مدل خاص با طول L، شعاع داخلی لوله a ، ضخامت دیواره dw و شکل مقطع دایره ای تعریف می شود. همانطور که در نمودار زیر نشان داده شده است، تغییر عرض دیواره لوله کمی رزونانس را تغییر می دهد. رزونانس تغییر می کند زیرا خواص کشسانی دیواره لوله تعیین می کند که سطح مقطع خاصی چقدر تراکم پذیر است. عرض دیواره لوله بر سرعت صوت در لوله تأثیر می گذارد که باعث می شود رزونانس نیز تغییر کند.
اوج رزونانس فرکانس اصلی در 440 هرتز برای ضخامت دیواره لوله های مختلف.
همانطور که طراحان مواد و پارامترهای دقیق طراحی لوله ارگ را تغییر می دهند و تغییر می دهند، می توانند صدای ساز را بهبود بخشند. فناوری پشت آکوستیک و طراحی لوله در طول سالها بسیار بهبود یافته است و کیفیت صدا همچنان واضحتر و قدرتمندتر میشود. ابزارهایی که طراحان ساز در اختیار دارند نیز همیشه در حال بهبود هستند.
دانلود مدل
- لینک دانلود به صورت پارت های 1 گیگابایتی در فایل های ZIP ارائه شده است.
- در صورتی که به هر دلیل موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید به ما اطلاع دهید.
برای مشاهده لینک دانلود لطفا وارد حساب کاربری خود شوید!
وارد شویدپسورد فایل : پسورد ندارد گزارش خرابی لینک
دیدگاهتان را بنویسید