Gebruikersavatar
OOOVincentOOO
Artikelen: 0
Berichten: 1.645
Lid geworden op: ma 29 dec 2014, 14:34

Re: Whirly tube

Herstel, er is iet fout gegaan met laatste diagram diagrammen beide zijn met freq op log schaal:

Dit is zoals ik adviseer het weer te geven met frequentie linear en amplitude (kleuren) logaritmisch:

2000 [mm] ribbel flex, sweep blazen (correcte assen):
Op deze manier is de kwantisatie in frequenties redelijk goed zichtbaar. Volgens mijn eigen mening.
f_0_2000mm_Sweeo Blowing_01_spectrum_log CORRECT
(erg stressvol die vraag/kritiek betreffende log assen. In paniek code aangepast en zo krijg ik fouten.)

Maar ik laat het nu even rusten. Misschien een inhoudelijke discussie over resultaten zou leuk zijn.
Gebruikersavatar
jkien
Moderator
Artikelen: 0
Berichten: 5.695
Lid geworden op: ma 15 dec 2008, 14:04

Re: Whirly tube

OOOVincentOOO schreef: di 01 nov 2022, 13:42 Misschien een inhoudelijke discussie over resultaten zou leuk zijn.
Wat is de belangrijkste inhoudelijke conclusie over de whirly tube, die je op basis van je metingen trekt?
Gebruikersavatar
OOOVincentOOO
Artikelen: 0
Berichten: 1.645
Lid geworden op: ma 29 dec 2014, 14:34

Re: Whirly tube

Er is niet een enkele conclusie ik kan alleen samenvatten betreffende de geribbelde flex. elec. buis. Ik kan alleen spreken over waarnemingen. Waarvan de kwantisatie van boventonen heb waargenomen met lange buis 2000 [mm].

Uit de experimenten:

1000 [mm] als trompet:
1) Bespeeld als trompet is de grondtoon: ~ 240 Hz tussen een A# en B (volgens webtooltje).
2) Perfecte ocataven als boventonen (octaaf is verdubbeling frequentie).
3) Indien ik een lange ribbel flexbuis aanspeel als trompet zijn meer verschillende boventonen speelbaar. Met de korte buis 1000 [mm] nauwelijks boventonen speelbaar.
f_0_1000mm_Trumpet_01_spectrum_log
*.wav (zipped):
f_0_1000mm_01_wav
(1.66 MiB) 83 keer gedownload

1000 [mm] zacht aanblazen:
1) Zacht aangeblazen grondtoon spectrum: ~1950 [Hz] tussen een A# en B (volgens webtooltje).
2) Signaal ziet als sinus (geen dubbel pieken ofzo).
3) Het spectrum laat boven tonen zien op intervallen: 150 [Hz] (lineair verdeeld), Serie: 1782 [Hz] (zwak), 1951 [Hz] (sterk), 2108 [Hz] (medium), 2247 [Hz] (zwak). (meting indicatief).
4) De ondertoon 1782 [Hz] is sporadisch aanspeelbaar als hoogste intensiteit.
f_0_1000mm_Slow Blowing_01_spectrum_log
*.wav (zipped):
f_0_1000mm_Slow Blowing_01
(1.04 MiB) 68 keer gedownload

1000 [mm] snel aanblazen:
1) Sneller aangeblazen is de grondtoon hoger nu bij: ~2170 [Hz] C# (volgens webtooltje).
2) Het spectrum is niet sinus vormig.
3) Lineair verdeelde boventonen waargenomen: Serie: 2108 [Hz] (zwak), 2259 [Hz] (sterk), 2422 [Hz] (medium), 2597 [Hz] (zwak).
5) Harder aanblazen lijkt alsof signaal zacht aanblazen een octaaf naar boven is verschoven.


2000 [mm] lange buis:
1) Om een toon te generen hoeft me veel zachter te blazen.
2) Boventonen zijn makkelijker te creëren door iets harder te blazen.
3) Met zacht aanblazen sinus vormig met zweving. Spectrum (vorm) vergelijkbaar als: 1000 [mm]. Frequentie: 984 [Hz] (zwak), boventonen linear verdeeld: 1064 [Hz] (sterk), 1136 [Hz] (sterk), 1216 [Hz] (zwak), 1285 [Hz](zwak)...
4) Met kan sweepen betekend van zacht naar hard aanblazen. Indien men dit enkele malen doet hoort men de frequenties/noten in stappen omhoog gaan. Dit is ook in het spectrum te zien.
f_0_2000mm_Sweeo Blowing_01_spectrum_log CORRECT
*.wav (zipped):
f_0_2000mm_Sweep_01_small
(1.2 MiB) 65 keer gedownload
Het laatste punten 4) de kwantisatie van de boventonen als functie aanblaassnelheid word ook vermeld in de openings video (bij het sweepen). Zowel intuitief (mijn eigen gehoor en in spectogram).
Gebruikersavatar
jkien
Moderator
Artikelen: 0
Berichten: 5.695
Lid geworden op: ma 15 dec 2008, 14:04

Re: Whirly tube

Er valt voor mij niet zoveel over die observaties te discussieren, afgezien van wat er in dit topic al gezegd is, denk ik, omdat we geen numerieke simulatie van de stroming in je buis hebben, als vergelijkingsmateriaal. Dat is waar specialisten hun observaties mee vergelijken.
Gebruikersavatar
OOOVincentOOO
Artikelen: 0
Berichten: 1.645
Lid geworden op: ma 29 dec 2014, 14:34

Re: Whirly tube

Oke, ik had getracht een didactische methode te demonstreren hoe door gestructueerd experimenten te doen en observaties gedaan kunnen worden.

Om uit deze observaties uiteindelijk te verifieren naar een eigen of bestaand model. Maar hiertoe nog niet gekomen.

Ik proef een beetje dat er geen behoefte is aan mijn denonstratie hoe een onderzoekje te doen. Verder had ik gedacht educatief bezig te zijn door experimenten te delen welke reproduceerbaar door anderen zijn en misschien iemand motiveren.

Maar ik weet dan ook niet wat jouw persoonlijk doelstelling is aan dit topic als TSr. De mijne is mijn kennis en weten te delen en wellicht een enkele te motiveren. In mijn ogen is dat waar WF voor staat,

Heb jij enig idee hoeveel moeite het kost deze ogenschijnlijk simpele experimentjes te doen?
Gebruikersavatar
HansH
Artikelen: 0
Berichten: 4.678
Lid geworden op: wo 27 jan 2010, 14:11

Re: Whirly tube

OOOVincentOOO schreef: di 01 nov 2022, 21:54
Maar ik weet dan ook niet wat jouw persoonlijk doelstelling is aan dit topic als TSr. De mijne is mijn kennis en weten te delen en wellicht een enkele te motiveren. In mijn ogen is dat waar WF voor staat
Mijn doelstelling zou zijn om te begrijpen hoe het principe werkt. Dus jouw metingen zouden een mooie aanvulling zijn om de theorie te testen. Maar ik heb nog geen duidelijk beeld hoe de theorie werkt. Ik begrijp dat je vortices krijgt, maar hoe die precies ontstaan in die ribbels en hoe die elkaar versterken is me nog niet duidelijk. Want het moge duidelijk zijn dat er met een buis met slechts enkele van die ribbels niets gebeurt. Dus een belangrijk deel van de werking zal verklaard moeten worden via de interactie van al die ribbels samen. Ik ben eigenlijk op zoek naar numerieke simulatieresultaten die zichtbaar maken wat er in die buis gebeurt. Ik denk wel dat de werking duidelijk verschilt van die van een trompet of blaasinstrument met een trilplaatje.
Gebruikersavatar
OOOVincentOOO
Artikelen: 0
Berichten: 1.645
Lid geworden op: ma 29 dec 2014, 14:34

Re: Whirly tube

HansH schreef: wo 02 nov 2022, 03:43 Want het moge duidelijk zijn dat er met een buis met slechts enkele van die ribbels niets gebeurt. Dus een belangrijk deel van de werking zal verklaard moeten worden via de interactie van al die ribbels samen.

Ik ben eigenlijk op zoek naar numerieke simulatieresultaten die zichtbaar maken wat er in die buis gebeurt. Ik denk wel dat de werking duidelijk verschilt van die van een trompet of blaasinstrument met een trilplaatje.
Op wat baseer je dat met minder ribbels het effect niet optreedt?

De buis in het experiment heb ik aangeblazen. Slechts eenmaal heb ik het als trompet bespeeld.

Ik ben van de oude stempel misschien en wil middels experimenten eigenschappen detecteren en verifieren. Ik probeerde iets educatiefs op te zetten in stappen eerst leren lopen voor beginnen te rennen. Maar waarschijnlijk word dit niet begrepen en word dit doorzien. Aan de hand van feedback en discussie konden expepimenten verfijnd worden en naast de theorie gelegd worden.

Daar is geen behoefte aan en hebben jullie een hogere eigen doelstellilng waaraan ik niet kan voldoen.

(ik zie net dat het spcetogram uit openingpost erg lijkt op mijn spectogram met het sweepen. Tevens is spectogram uit opening post ook op lineaire schaal dus zo raar is het ook niet lin. verdeling te gebruiken.)
Gebruikersavatar
HansH
Artikelen: 0
Berichten: 4.678
Lid geworden op: wo 27 jan 2010, 14:11

Re: Whirly tube

@ OOOVincentOOO

''Op wat baseer je dat met minder ribbels het effect niet optreedt?''
dat neem ik aan omdat het effect zonder ribbels ook niet optreedt en er interactie is tussen de ribbels qua synchtronisatie, Dat zou je kunnen testen door een stukje buis te nemen met ribbels en een stuk buis zonder ribbels daarmee in serie.

Op zich prima als je experimenten gebruikt om theorie te bevestigen. alleen hoe toon je aan welk effect het precies om gaat. een trompet werkt volgens een ander mechanisme dan een Whirly tube.
Gebruikersavatar
OOOVincentOOO
Artikelen: 0
Berichten: 1.645
Lid geworden op: ma 29 dec 2014, 14:34

Re: Whirly tube

HansH schreef: wo 02 nov 2022, 10:54 ''Op wat baseer je dat met minder ribbels het effect niet optreedt?''
dat neem ik aan omdat het effect zonder ribbels ook niet optreedt.

Op zich prima als je experimenten gebruikt om theorie te bevestigen. alleen hoe toon je aan welk effect het precies om gaat. een trompet werkt volgens een ander mechanisme dan een Whirly tube.
Misschien ligt het aan mij maar ik vind het te kort door de bocht te zeggen dat het effect niet optreedt met minder of anders gepositioneerde ribbels. Het is meer een hypothese wat jij hebt (want je geeft geen onderbouwing of referenties).

Waarom word er steeds de trompet aangehaald????? Ik heb slechts een testje gedaan de ribbelbuis te blazen als een trompet. Alle andere testen gewoon blazen (dat hoor je ook terug op de toegevoegde samples). Betekend dat je nauwelijks mijn bijdragen gelezen of bestudeerd hebt. Dan zou men een vragen hebben (ik ben ook niet perfect) en geen kritiek of stellige meningen.
Gebruikersavatar
OOOVincentOOO
Artikelen: 0
Berichten: 1.645
Lid geworden op: ma 29 dec 2014, 14:34

Re: Whirly tube

Heb zojuist een beetje gezocht. En een beetje in de Theorie gedoken. Daar experimentjes wellicht niet interessant zijn/waren behalve voor mij leerzaam als doener.

Wikipedia geeft de volgende formule voor de frequentie van de Whirly Tube (Wiki):
$$f=\frac{bumps}{m} \times v$$
Waarbij: f de resonantie frequentie en v de snelheid van de lucht door de geribbelde pijp.

Indien men verder zoekt ook door de Jkien vermelde: Karman Vortex komt men de Strouhal Number tegen (wiki). Een dimensieloos getal voorkomend bij oscilaties bij flows. Meestal in deze vorm:
$$St=\frac{fL}{v}$$
Met St Strouhal nummer L de characterestieke lengte en v de snelheid van de flow.

Indien men de Whirly Tube formule en de laatst genoemde herschrijft en een beetje stout combineer met de Whirly formule krijgt men:
$$f=\frac{St}{L} \times v \overset{?}{=} \frac{bumps}{m} \times v$$

Of dit rechtvaardig is heb ik verder gezocht: "flow trough ribbed pipe". Hiertoe op een promotie onderzoek TU Delft gekomen: Turbulent flow through a ribbed pipe: An experimental study. De materie gaat mij wat te diep maar hoofdstuk: 1.5.3 Cavity flow oscillations bracht wellicht de rechtvaardiging:
Turbulent flow through a ribbed pipe schreef:The most significant parameters are the cavity gap length and the convection velocity of the shed vortices. However, more flow parameters such as the approaching momentum thickness and the angle of the approaching streamlines are important....
Resonantie
The peaks in the pressure fluctuations are often expressed in the form of a
Strouhal number:
$$St=\frac{fL}{v}$$
in which the geometric parameter L is typically the cavity length and V the free stream velocity or bulk velocity. When applying the theory of single-cavity oscillation to a ribbed pipe, significant differences in amplification and mode frequency can be expected, because the approach conditions differ from those of an approaching boundary layer. In addition, interaction between subsequent cavities might impact the fluctuations by either mutual suppression or amplification.
Volgens mijn begrip ligt de resonantie frequentie net een beetje rechts van St=1 (Strouhal nummer). Dit heeft mij net iets meer inzicht gegeven. Volgens mij is het gelijkstellen van beide formules niet geheel onrechtvaardig.

In het mooie promotie onderzoek ook modellen van de flow/resonantie. De schaal in onderzoek is natuurlijk groter dan een Whirly tube of mijn elec. buis, maar is volgens mij niet van groot belang.
Resonantie 2
Bron: Turbulent flow through a ribbed pipe: An experimental study

Terug naar “Optica en Akoestiek”