Физические вопросы для скрипичных мастеров

[murom]

murom,
я понимаю, что за ФИ Вы можете считать всё, что придумается. Но люди, проектирующие ФИ в акустических системах (и всегда использующие для этого модели РГ), Вас совершенно не поймут.

А мне и не нужно их понимание. Достаточно того, что я сам понимаю, как фазы разворачиваются и формируют звук скрипки.
Я читал достаточно много литературы по фИ-рам и не все они одинаково пишут. Есть такие, которые подходят для скрипки.
Вот посмотрите на картинку:

Знаки плюса показывают зону увеличения воздушного давления, а минуса - уменьшения.
a). При смешении воздуха обеих зон наступает акустическое короткое замыкание.
b). Звуки высоких частот смешиваются мало, однако длинные волны низких частот огибают поверхность деки и взаимоуничтожаются .
c). В корпусе без отверстий не будет смешение разнофазных волн для их взаимоуничтожения. Есть такие акустические ящики с диффузором без отверстий.
А вот когда появятся отверстия, то и получится ФИ, как и в ящике с диффузором. Я видел ящики с простой дырой без трубы внутрь корпуса, что не похоже на присутствие явного РГ.

[lubytel]

А вот смотрите - упражнение.
...Результаты должны Вас немного удивить. Но если ошибка процентов эдак на 300 - этничево, то пусь РГ, конечно .

Как-то никогда об этом не задумывался. Всегда полагал, что даже если диаметр отверстия гораздо больше длины туннеля, то первична именно ненулевая масса воздуха всего ФИ-слоя. Вернее, его кинетическая энергия.

А тут тоже можно предложить это посчитать напрямую - взять реальную массу воздуха в тоннеле и жёсткость объёма воздуха. Чтобы измерить жёсткость придётся взять сосуд типа шприца, заткнуть отверстие и нагрузить поршень, измеряя степень сжатия. Массу воздушной пробки в тоннеле придётся считать напрямую. Думаю и такой подсчёт даст жуткие расхождения с реальностью.

А я наоборот про КИ не задумывался, потому что она приобретается не только благодаря массе, но и трению воздуха, которое очень существенно при малых размерах дырки. Хотя это всё эмоции. Неплохо бы численно сравнить массу и инерцию трения воздуха. Просто я косвенно по параметрам органных труб разных пропорций знаю, что влияние трения довольно существенно меняет расчётные формулы длины трубы для получения одной и той же ноты.

[Walie]

Чтобы измерить жёсткость придётся взять сосуд типа шприца, заткнуть отверстие и нагрузить поршень, измеряя степень сжатия. Массу воздушной пробки в тоннеле придётся считать напрямую. Думаю и такой подсчёт даст жуткие расхождения с реальностью.

Не-е . Звук в воздухе - это ж по сути адиабатический процесс. От того ж и скорость боле-мене константа 340 м/с. Такой подсчёт - нельзя. Вообще... такие штуки в общем виде расчитываются с применением формальной (чаще всего лишённой физ. смысла) хреновины - векторный потенциал. И вырез в деке - увы, тот самый, общий "тяжёлый" случай.

Просто я косвенно по параметрам органных труб разных пропорций знаю, что влияние трения довольно существенно меняет расчётные формулы длины трубы для получения одной и той же ноты.

Да, я в курсе, что Вы такие трубки мучали. А разве там формулируют с трением, а не с вихрями?

[murom]

Да, я в курсе, что Вы такие трубки мучали. А разве там формулируют с трением, а не с вихрями?

А вихри разве не от трения возникают?

[Walie]

А тут вопрос о самом трении.
Потому как фрикционные свойства твёрдых тел принципиально отличаются от "жидкостных" (в общей гидродинамике газ - тоже жидкость). Последние не зависят от давления, и вводится более общее понятие : вязкость - некая склонность жидкости препятствовать отклонению частиц от прямого потока. Так вот, всякая обтекаемая поверхность - это всегда пограничный вихревой слой. Но фокус в том, что даже в гипотетической идеальной жидкости, лишённой вязкости, при взаимодействи с поверхностью будет развиваться вихрь. Потому что и в этом случае сила аки количество движения частиц с массой не исчезает - взаимодействие с поверхностью остаётся - и нате вам вихревой результат. Причём, наличие вязкости стремится его и рождать, и гасить.
Пытаясь дать ответ, типа "нет, не от трения", я, наверное, довольно субмурно выражаюсь. Но это очень суровые заморочки гидродинамики. Впрочем, существует много моделей турбулентности, которые базируются на разных модификациях вязкости. Так что, можно считать, что вихрь - и от трения, только весьма и весьма специфического.

[lubytel]

Да, я в курсе, что Вы такие трубки мучали. А разве там формулируют с трением, а не с вихрями?

Там вроде вообще эмпирические формулы, но привязанные к диаметру трубы. Хотя у Релея наверное есть именно теоретические расчёты, и это у него надо смотреть что он рассматривает - трение или вихри. Мне кажется могут быть разные основания в поиске физического механизма объяснения почему реальная длина трубы должна быть меньше рассчитанной из скорости звука. Но умозрительно выглядит логичным, что скорость звука в неограниченном пространстве больше, чем в пространстве трубы именно из-за трения с её стенками и в трубе длина стоячей волны окажется короче, чем на просторах России.

[murom]

В трубах органа, флейте и др. духовых инструментах вихри образуются от рассечения воздушного потока о край. Так называемый "краевой эффект". Но без трения этот эффект не получится.

[lubytel]

В трубах органа, флейте и др. духовых инструментах вихри образуются от рассечения воздушного потока о край. Так называемый "краевой эффект". Но без трения этот эффект не получится.

Но возможен резонанс столба воздуха в трубе при постороннем источнике звука нужной частоты, т.е. дуть в трубу не обязательно и вихри на лабиуме не образуются.

[murom]

Но возможен резонанс столба воздуха в трубе при постороннем источнике звука нужной частоты, т.е. дуть в трубу не обязательно и вихри на лабиуме не образуются.

Я же писал про извлечение звука, а не про резонанс. Резонанс даже от стоящей рядом пустой бутылки от пива получится.

[lubytel]

Любопытное видео появилось http://www.youtube.com/watch?v=TKF6nFzpHBU#t=55