Toene im Rohr

13/03/2010 - 03:09 von Ralf . K u s m i e r z | Report spam
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Moin!

Die Funktion einer Flöte oder Orgelpfeife ist wohl klar: Durch das
Anblasen einer Schneide wird ein turbulenter, instabiler und
geràuschvoller Luftstrom erzeugt. Wenn man an den noch einen
Hohlraumresonator anflanscht, dann werden durch den dabei entstehenden
Krach bevorzugt dessen Eigenschwingungsmoden angeregt, und die von den
Schwingungen darin ausgehenden periodischen Druckschwankungen
modulieren den Luftstrom an der Schneide so, daß die "falschen"
Frequenzen weitgehend wegfallen (außer, das Kind gibt sich viel Mühe,
gekonnt falsch zu spielen) und sich eine hübsche Selbsterregung
ergibt. Die Resonanz kann z. B. einfach eine stehende Welle in einem
zylindrischen Rohr sein.

So, und jetzt machen wir das mal anders: Man nehme eine Rohr und blase
mit zunehmender Geschwindigkeit Luft hindurch. Das beim Hineinblasen
zufàllig entstehende Geràusch làuft als Schallwellen im Inneren des
Rohrs zur Austrittsöffnung - diese wiederum stellt einen Sprung der
akustischen Impedanz dar, so daß die Schallwellen dort reflektiert
werden (wir könnten auch das Rohrende mit einer Platte abdecken und
die Luft dort durch einen Ringspalt radial austreten lassen, um die
Reflexion zu verstàrken).

Nun hat die hinlaufende Welle, da sie sich mit der Strömung mitbewegt,
aber eine höhere Ausbreitungsgeschwindigkeit im Rohr als die
reflektierte rücklaufende, die sich gegen die Strömung bewegen muß.

Unter welchen Bedingungen können sich dabei im Rohr stabile Resonanzen
ausbilden (so eine Art stehende Wellen), d. h. welche Töne werden
anhàngig vom durchfließenden Luftstrom so eigentlich angeregt?

(Eine àhnliche Situation ergibt sich, wenn man ein Saiteninstrument
baut, bei dem die Saiten nicht einfach an den Endpunkten befestigt
sind, sondern als endloses Band über zwei Rollen angetrieben
umlaufen.)


Gruß aus Bremen
Ralf
R60: Substantive werden groß geschrieben. Grammatische Schreibweisen:
adressiert Appell asynchron Atmosphàre Autor bißchen Ellipse Emission
gesamt hàltst Immission interessiert korreliert korrigiert Laie
nàmlich offiziell parallel reell Satellit Standard Stegreif voraus
 

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#1 Vogel
13/03/2010 - 15:41 | Warnen spam
"Ralf . K u s m i e r z" wrote in news:800aemFp8uU1
@mid.uni-berlin.de:


Unter welchen Bedingungen können sich dabei im Rohr stabile Resonanzen
ausbilden (so eine Art stehende Wellen), d. h. welche Töne werden
anhàngig vom durchfließenden Luftstrom so eigentlich angeregt?




Das sind alle jene Wellenlàngen für die (u+v) und (u-v) einen
ganzzahligen Teiler "k" haben.
Dazu muss die Strömgeschwindigkeit "v" entsprechend gewàhlt werden.



u- Schallgeschwindigkeit
v- Strömgeschwindigkeit



L = k * lambda/2



v = u*(k-1)/(k+1)




Selber denken macht klug.

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