Расчет песочных часов - II

[Yauhen]

Продолжать тему «песочных часов" и дальнейшего развития программы BassPort предлагаю здесь.

Выкладываю новую версию 0.6beta (см. вложение).
По результатам макетирования портов сделаны выводы и пересмотрены подходы к их проектированию. Перечитайте, пожалуйста, файл Выводы по проблеме.doc, он почти наполовину переписан.

Новое в версии 0.6:
– изменен диапазон и шаг множителей функции для портов с криволинейной образующей
– в блоке "Граничные значения" максимальная скорость воздуха в порте привязана к его конфигурации (прежде за максимальное значение принимались универсальные 25 м/с)
– скорость воздушного потока, превышающая предельно допустимую для данного вида порта, теперь в результатах расчёта отображается красным цветом; приводящая к шумам на расстояниях 0,2...1 м – пурпурным; а ниже порога заметности – цветом текста по умолчанию (как правило, чёрным).

-----------------------------------------
28.04.2010

Готова новая версия программы

Что нового:
– возможность ввода данных и работы в дюймовой системе
– калькулятор настройки ФИ по известному объёму ящика и размерам порта (портов)
– печать на принтерах/плоттерах любых форматов, какие только поддерживаются этими устройствами
– цветные индикаторы максимальной скорости воздуха в горловине и на выходе
– графики скоростей воздушного потока в горловине и на выходе порта
– нормальная встроенная хелп-система.

-----------------------------------------
Обновление от 07.12.2010

Сделан вывод рисунка порта (шаблона) в файл формата DXF.
Файл можно импортировать практически в любую программу векторной графики и при желании вывести на печать из неё.
Импорт проверялся в CorelDRAW! и AutoCAD.


Желающие приобрести, прошу обращаться в личку.
Стоимость 450 рублей.
Программа высылается на указанный вами е-мейл после оплаты.

-----------------------------------------
Обновление от 23.03.2014

Добавлена шкала турбулентности для лучшей визуализации воздушного потока в порте.
Зеленые оттенки соответствуют ламинарному потоку, красные - турбулентность выше критической.
Более подробно обо всех изменениях здесь: http://www.shop.bassport.net/pages/bpm/adv_bpm.html
Стоимость новой версии 1000р.

-----------------------------------------
Во вложении:
Бесплатная версия Bassport Light 1.0 от 08.01.2011
Новое в сравнении с предыдущей версией (Bassport beta 0.6):
– изменен способ указания Xmax, теперь вводится то же значение, что и в паспорте динамика, то есть, сдвиг в одну сторону;
– уточнены граничные значения максимальной скорости воздуха в порте;
– улучшен алгоритм и несколько повышена скорость расчётов;
– в калькулятор добавлена возможность определения настройки фазоинвертора, если известны размеры порта и чистый объём ящика;
– максимальное количество портов увеличено до 1000, что в принципе даёт возможность рассчитывать панели акустического сопротивления.

-----------------------------------------
Бесплатная версия Bassport Light 1.1 от 09.12.2012
Новое в сравнении с предыдущей версией (Light 1.0):
– добавлен бокс для ввода площади диффузора, на случай, если она известна, а эффективный диаметр определить затруднительно;
– добавлена база по автозвуковым брендам, теперь можно попасть на нужный сайт, кликнув на названии бренда в базе;

Ссылка: http://www.bassport.net/sub_pages/sub1_1.php?in=Vegalab

Немного "ярковато", но закон жанра требует
Если страница отображается не совсем хорошо, переключите в браузере кодировку в "Windows-1251".

[Yauhen]

Для щелевиков примерный верхний предел 6 градусов.

[Nitro]

Для щелевиков примерный верхний предел 6 градусов.

Спасибо! Можно весь угол перекидывать на 1борт, а второй оставлять прямым? Для портов прилегающих к стенке в суббассовом звене актуально.

[Yauhen]

Нежелательно, конечно, но в принципе можно.
Думаю, максимальное значение для угла придётся уменьшить, т.к. нарушается симметрия хода воздушного потока.

[Igor77]

Нежелательно, конечно, но в принципе можно.
Думаю, максимальное значение для угла придётся уменьшить, т.к. нарушается симметрия хода воздушного потока.

Хотелось бы сделать щелевой ФИ нижняя стенка прямая (дно ящика), верхняя под углом при постоянной ширине, равной внутренней ширине ящика.
Какое исполнение предпочтительнее: узкой щелью наружу или широкой,
в программе нет такого исполнения, божет быть воспользоваться типом "призма"?
Уточните, пожалуйста, угол "а" - это угол между осью и стенкой или между стенками?

[Igor77]

Нежелательно, конечно, но в принципе можно.
Думаю, максимальное значение для угла придётся уменьшить, т.к. нарушается симметрия хода воздушного потока.

Вот, попробывал положить на бок призму!
Странный результат (см. вложение), или я совсем ничего не понимаю!
Для сравнения всё в нормальном положении.

[Igor77]

В добавление к предыдущему сообщению.
Тут всё в нормальном положении.
Извиняюсь, не сразу разобрался с правкой!

[Yauhen]

Для звука предпочтительнее широкой щелью наружу, для экономии длины порта - узкой, т.к. у узкого выходного отверстия выше акустическое сопротивление. Но этот случай в программу не заложен, т.к. чреват повышенными шумами на выходе порта.

Угол имеется в виду между стенкой и осью. На рисунке в программе это хорошо видно.

Ваш случай можно рассчитать, задав прямоугольное сечение, "Порт призма" и а=3 градуса.

[Igor77]

Для звука предпочтительнее широкой щелью наружу, для экономии длины порта - узкой, т.к. у узкого выходного отверстия выше акустическое сопротивление. Но этот случай в программу не заложен, т.к. чреват повышенными шумами на выходе порта.

Угол имеется в виду между стенкой и осью. На рисунке в программе это хорошо видно.

Ваш случай можно рассчитать, задав прямоугольное сечение, "Порт призма" и а=3 градуса.

Это я понял, только хотел уточнить. Спасибо!

[OrbRider]

http://www.6moons.com/audioreviews/h.../firebird.html

Видели?

[Hennady]

Для щелевиков примерный верхний предел 6 градусов.

Yauhen хочу поблагодарить за программу, до этого я рассчитывал щелевые порты в ручную на калькуляторе. Сейчас стал применять конические (см. аттач). Однако я использовал в своих расчетах угол наклона 8 градусов, и ваша программа подтвердила мои расчеты с еще большей точность и возможность предложить для реализации много различных вариантов.
Вы пишете, что более 6 градусов для щелевиков недопустимо. Я понимаю, что углы наклона для многих поверхностей в акустике лежать в пределах 8...12 градусов (даже без знания рекомендаций Маттарацо на этот счет), но вот только как вы можете прокомментировать ограничение до 6 градусов?, т.е. это по вашему взаимный угол отклонения в конуческом прямоугольном порте составит 12 градусов - в моём же случае получается угол отклонения 16 градусов - какие нежелательные последствия получатся на этот счет?
В аттаче прилагаю расчет прямоугольных конических портов по вашей программе и свои АС с коническими портами, расчитанные без вашей программы, разница в значениях конструкции порта получилась гдето 0,3 мм...

[Igor77]

Евгений, как учитывается в программе расположение отверстия фазоинвертора относительно стенок и крышек?
Насколько сильно расположение отверстия мграет на его настройку?

[PTsys]

Евгений, как учитывается в программе расположение отверстия фазоинвертора относительно стенок и крышек?
Насколько сильно расположение отверстия мграет на его настройку?

Присоединяюсь к вопросу!
Хотелось бы видеть в программе коэффициенты "виртуального" удлиннения.

[BoBka]

Хотелось бы узнать тоже: результат длины щелевого порта выводится с виртуальным удлинением или нет?

[Yauhen]

Прошу извинить, давно не заглядывал в эту тему.
Уважаемые, если есть вопросы, а я не отзываюсь, стукните в личку: вероятность, что не пропущу, будет намного больше.
А теперь постараюсь ответить на накопившиеся вопросы.

1. Угол наклона образующей конуса.
Есть две главные причины, чтобы не делать его большим:
а) Больше угол — меньше акустическое сопротивление конуса, а значит, придётся удлинять цилиндрическую часть. Это ведёт к снижению частоты органного резонанса и снижению максимально допустимой скорости воздушного потока: в короткой трубе допустимы бОльшие скорости.
б) Больше угол — раньше появляются турбулентности в объёме конуса. Это воспринимается, екскьюз ми, как "пердение".

2. Как учитывается в программе расположение отверстия фазоинвертора относительно стенок и крышек?
Никак не учитывается. Дело в том, что либо Матараццо лукавит, либо неверен перевод. На самом деле фланцы очень и очень слабо влияют на частоту настройки. Проверено экспериментально, и не только мной.
Намного больше влияют погрешности изготовления ящика и порта: неточность в определении объёма, негерметичности, и т.д.
Влияния близости других поверхностей на частоту настройки не проверял. Говорят, на настройку щелевого порта влияет. Не знаю. Проверьте кто-нибудь и поделитесь данными, обсудим.

3. Результат длины щелевого порта выводится с виртуальным удлинением или нет?
Если коротко — да.
Повторюсь, Матараццо лукавил. Виртуальное удлинение получается не из-за фланцев, а из-за дополнительного акустического сопротивления, создаваемого выходным отверстием порта. Представьте, что в трубе движется "воздушная пробка", а на выходе её поджидает недвижимая масса воздуха. Чтобы преодолеть её сопротивление, используется дополнительная энергия на раскачивание "пробки", а это эквивалентно увеличению её массы, или удлинению трубы.
В программе порты рассчитываются именно с учётом выходного сопротивления порта, а не каких-то там фланцев. Кстати, у Матараццо вы нигде не найдёте, какой же шириной должен обладать воротник фланца, чтобы он начал "виртуально удлинять".

http://www.6moons.com/audioreviews/h.../firebird.html

Видели?

Да, довольно интересно.
Интересно то, какие выходы придумывают люди, чобы не нарваться на патент от Полк Аудио.
Полки застолбили образующие экспоненциального вида для портов, и теперь все, кто делают порты такого типа, должны им отстёгивать.
Не думаю, что образующая, описанная в статье, даёт какие-то преимущества в сравнении с экспоненциальной. Если ошибаюсь, и кто-то сможет предметно доказать это, буду рад.

[Yauhen]

О РАСЧЕТЕ МИНИМАЛЬНО ДОПУСТИМОЙ ПЛОЩАДИ ПОРТА

Минимально допустимая площадь порта зависит от следующих величин:
— диаметра диффузора;
— максимального хода диффузора;
— частоты настройки порта;
— максимально допустимой скорости воздушного потока в горловине порта.

Вот формула для прикидочного расчёта минимальной площади порта-трубы (величины выражены
в метрах и Герцах):

Sp = Sd * Xd * Fp (1)

Sp — минимальная площадь поперечного сечения порта
Sd — площадь диффузора
Xd — максимальный ход диффузора (от точки покоя до пика)
Fp — частота настройки порта

Теперь несложно найти минимально допустимый диаметр порта:

Dp = 1,13 * sqrt( Sp ) (2)

Те, кому этого достаточно, дальше могут не читать. А для интересующихся изложу методику расчёта подробнее.
Начнём.
Для чего нам нужно знать минимально допустимый диаметр порта? Чтобы он получился возможно коротким и не шумел при этом. Если порт не шумит, значит, почти вся энергия от тыльной стороны диффузора идёт на излучение звука через порт, потери незначительны и звук не портится. То, что нам и надо.
А шумы практически незаметны, если скорость колебаний воздушной пробки в порте не превышает 6 м/с.
Как посчитать эту скорость? Не очень сложно.
Представим, что диффузор является поршнем и его колебания воспроизводят синусоиду на частоте настройки ФИ. Тогда в порте будет колебаться "воздушная пробка", и она тоже будет воспроизводить синусоиду.
Идём дальше.
Поршень сдвинулся из нулевого положения в максимальное и вытеснил некоторый объём воздуха. Какой? Вот такой:

V = Sd * Xd (3)

Этот объём будет "протолкнут" через порт. "Пробка" при этом сдвинется вот на такую величину:

Xp = Sd * Xd / Sp (4)

Скорость колебаний "пробки" не постоянна, а всё время меняется. И максимальна эта скорость при пересечении положения покоя диффузора. Она-то нам и нужна. Рассчитаем:

U = 2 * pi * Fp * Xp (5)

Но как мы уже знаем, эта скорость не должна превышать 6 м/с.
Учитывая это, из формул (4) и (5) после преобразований и сокращений, позволив себе небольшую погрешность (4,7%), чтобы упростить конечное выражение, получаем формулу (1), с которой и начали разговор.

Сказанное относится к портам простого типа — трубчатому, щелевому.
Эмпирическая формула Смолла, приведённая в широко известной статье Ж.-П. Матараццо "Фазоинвертор: короче!", менее точна, поскольку является результатом личных наблюдений Смолла, и никак не выводится из теории.

[SPL_77]

[B]
Xd — максимальный ход диффузора (от точки покоя до пика)

Нужно ли учитывать ход диффузора в обратную сторону?
Если можно объясните, пожалуйста, почему нет?

[Yauhen]

Потому что колебание симметрично относительно пололжения покоя.
Формула - из учебника физики, 9-й класс, раздел о маятниках.

[SPL_77]

Спасибо, сейчас почитаю по маятникам.

[kinokuroman]

Подскажите ,пожалуйтся, на счет хода диффузора.У меня в паспорте динамика указано +-4,5 мм .Сколько указывать в программе - 4,5 или 9 мм ?

[Yauhen]

В паспорте обычно указывают величину хода в одну сторону, а в программу нужно вводить значение от пика до пика, то есть, в два раза большее. В данном случае, 9 мм.