Numerical analysis on flue instruments based on aerodynamic sound theory

基于气动声理论的烟道仪表数值分析

• 批准号: 23540455
• 负责人: TAKAHASHI Kin'ya
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23540455/
• 关键词: 流体音; エアリード楽器; 移動境界問題; エッジトーン; 渦音理論; 圧縮流体; 空力音; 音楽音響

We study the interaction between the fluid field and the acoustic field in a small flue-instrument model based on Howe's energy corollary theory, which allows us to estimate the energy transfer from the acoustic field to the fluid field and vice versa. We develop a numerical method to implement the calculation of Howe's energy corollary. As a result, we find out which area near the mouth opening mainly contributes to the generation of sound: the aerodynamic sound is generated from the oscillating jet rather than vortices shed at the edge. Our result is essentially the same as the previous experimental result by Yoshikawa et al. and provides a numerical evidence to Howe's theoretical prediction. We further calculate Lighthill's sound source with the incompressible approximation and with full-compressible calculation. We find qualitative and quantitative differences between the two calculations. It indicates that the incompressible approximation usually used is insufficient.

我们基于豪的能量推论理论，研究了小型烟道仪器模型中流体场和声场之间的相互作用，这使我们能够估计从声场到流体场的能量传递，反之亦然。我们开发了一种数值方法来实现豪能量推论的计算。结果，我们发现靠近嘴部的哪个区域主要有助于声音的产生：空气动力声音是由振荡射流产生的，而不是边缘脱落的涡流。我们的结果与之前 Yoshikawa 等人的实验结果基本相同。并为豪的理论预测提供了数字证据。 我们进一步用不可压缩近似和完全可压缩计算来计算Lighthill的声源。我们发现这两种计算之间存在定性和定量差异。这表明通常使用的不可压缩近似是不够的。

项目成果

キャビティ騒音における音と流体のエネルギーの相互作用の解析

空腔噪声中声能与流体能的相互作用分析

• 发表时间: 2013
• 作者: Yukio Saito;Maxim Ignasco and Olivier Pierre-Louis;原田健自;高見利也;Chihiro Matsuoka and Koichi Hiraide;中野健一郎，赤村高弘，高橋公也，小林泰三，長尾友樹
• 通讯作者: 中野健一郎，赤村高弘，高橋公也，小林泰三，長尾友樹

管楽器の管体内部の音波の再現

管乐器体内声波的再现

• 发表时间: 2012
• 作者: 狐崎創;中原明生;松尾洋介;齋藤幸夫;合屋沙耶，合屋佳奈，高橋公也，三木晃，鬼束博文
• 通讯作者: 合屋沙耶，合屋佳奈，高橋公也，三木晃，鬼束博文

流体音に於ける移動境界問題：音源としての移動境界

流体声音中的移动边界问题：将边界作为声源

• 发表时间: 2011
• 作者: A. Nakahara;Y. Matsuo;R. Hayashi;T. Hiraoka;H. Nakayama;M. Otsuki; Ooshida T.;and S. Kitsunezaki;佐野和博，大野義章;小林泰三,伊藤康典,高見利也,宮本真孝,高橋公也,西田晃,青柳睦
• 通讯作者: 小林泰三,伊藤康典,高見利也,宮本真孝,高橋公也,西田晃,青柳睦

Numerical Study on Acoustic Oscillations of 2D and 3D Flue Organ Pipe Like Instruments with Compressible LES

可压缩 LES 2D 和 3D 烟道管类仪器声振荡的数值研究

• DOI: 10.3813/aaa.918599
• 发表时间: 2013
• 期刊: Acta Acustica united with Acustica
• 作者: M. Miyamoto;Y. Ito;T. Iwasaki;T. Akamura;K. Takahashi;T. Takami;T. Kobayashi;A. Nishida;M. Aoyagi
• 通讯作者: M. Aoyagi

クラリネットのレジスターホールの機能のモデル解析2

单簧管音域孔作用的模型分析2

• 发表时间: 2012
• 期刊: 音楽音響研究会資料
• 作者: 合屋佳奈;合屋沙耶;高橋公也
• 通讯作者: 高橋公也