Waveguides Simulierbar? mit AJHORN?

[walwal]

Also bleibt nur die Messung (auch) unter Winkel. Und da spielt die Schallwandbreite und/oder Fasen mächtig mit.

Hier nachzulesen:
http://www.visaton.de/vb/showpost.ph...&postcount=346

Bleibt nur Messung im "richtigen" Gehäuse oder Visaton erstellt ein Nomogramm (heißt das so?) mit Fase + Breite. Ich fürchte, das wird nix, was ich völlig verstehe.

[fabi]

vor 15 Jahren hab ich die Frage nach Simulationen verstanden, heute ist es nicht mehr nötig. Wenn jemand ernsthaft eine Box mit Waveguide entwickeln will, kann er das ganz einfach 3D drucken. Mit 15...20% Füllung druckt man heute schneller, als man messen kann.

Simulation geht in guter Näherung mit Comsol oder ABEC. Comsol ist schweineteuer und bis man ABEC verstanden hat, kann man ein Sammelsurium an Waveguides drucken, messen und verstehen. Und dann hat man es! Wenn man nur simuliert hat, muss man es ja immer noch drucken und hoffen, dass die Simulation perfekt stimmt. Es kommt durchaus auch auf den Hochtöner an. Insbesondere weiche Kalotten sind nicht so einfach zu simulieren, selbst wenn man Comsol hat!

Boxen entwickelt man in der Werkstatt, nicht am Computer!

[walwal]

Neumann (früher K&H) schreibt dazu:

[Timo]

zur Erinnerung: der erste Post mit der Frage ist von 19.12.2012, und ich weiß dass man viele Themen rund um die Waveguides mit AJHORN simulieren kann, aber natürlich NICHT die Winkel.

Man kann die untere Grenzfrequenz sehr gut abschätzen und man kann ungefähr abschätzen wie hoch die Aufladung ist, nicht mehr und nicht weniger. Hochtöner lassen sich ungefähr von einem KHz bis ungefähr vier kHz damit simulieren. die wichtige Hochtonwiedergabe geht sicher nicht, deswegen bin ich ganz bei fabi. die Drucktechnik ist heute nach so vielen Jahren so weit dass man eher eine Waveguide in der Werkstatt macht.

Im Nachbarforum läuft seit Monaten ein sehr interessanter Thread, der genau die Fragestellung auf andere Programme ausgeweitet hat, sehr lesenswert. Man kann heute auch sehr viel Simulieren.

Gruß Timo

[VISATON]

Boxen entwickelt man in der Werkstatt, nicht am Computer!

Das kann ich so komplett unterschreiben!

Am Computer wird eine ungefähre Abschätzung simuliert, damit man nicht vollkommen daneben liegt. Dann werden in sinnvoller Weise Muster aufgebaut die man messtechnisch vergleicht und so das Prinzip versteht. Am Ende wird das gemessene zur Annäherung wieder in den Computer gegeben und man erhält ein entsprechend passendes Ergebnis. So habe ich auch damals unser Waveguide entwickelt.

Die ganze "Simuliererei" mit Daten, die vorne und hinten nicht stimmen oder mit Daten, die man eigentlich gar nicht angeben kann, macht keinen Sinn. Erst recht nicht, wenn man meint, dass es allein nur mit einer Simulation geht.

[walwal]

Erschwerend kommt dazu, dass man unterschiedliche Ziele verfolgen kann: will man ein WG mit gleichmäßiger Abstrahlung (CD) oder eines mit zunehmender Bündelung zu hohen Frequenzen?

Nächste Frage: Baut man aktiv (dann kann man sich auf die gewünschte Bündelung konzentrieren und den Frequenzgang linearisieren) oder passiv und muss einen Kompromiss finden?

Auch wichtig: soll das für Tonstudio (mit optimierter Akustik) sein oder für übliche Räume?

[Frank]

Man kann das mit Finiten Elementen wahrscheinlich schon berechnen. Es gab vor ein paar Jahren eine Software, die anhand von Material und Geometrie einer Membran recht zuverlässig den Frequenzgang und auch die Resonanzen berechnet hatte. Auf den damaligen Rechnern hat das Ergebnis Stunden gedauert.

Scheinbar gibt es aber nicht genug Lautsprecherhersteller, um einen solchen Lieferanten am Leben zu erhalten. Ich kann jedenfalls keine Website der Firma finden.

[VISATON]

Wir hatten in der Tat schon Gespräche mit (größtenteils) Software Entwicklern bzgl. FEM Simulationen von Membranen. Das Thema war damals die Optimierung des TI 100 zum Breitbänder, also ihn seine Resonanzen oberhalb von 5 kHz auszumerzen.
Allerdings wurden dafür Daten gefordert, die wir einfach nicht erzeugen können oder kennen. Beispiel Steifigkeit der Membran bzw. das dazugehörige E-Modul. Bei einer derartigen Membran ist das Material leider nicht so schöne ideal und gleichmäßig verteilt, wie z.B. auf einem Stück Metall. Am Rand haben wir eine Biegung, zum Konushals eine Materialzunahme, von der Konusform ganz zu schweigen usw.. Solche Membranen werden aus einem langen Materialband ausgestanzt und entsprechend mit Druck und Temperatur passend verformt. Notwendige Daten für eine Simulation sind daher kaum möglich oder extrem aufwändig und teuer. Noch interessanter ist es bei anderen Materialien, wie z.B. einer Papiermembran die geschöpft wurde. Und hier geht es nur um die Membran. Die Verbindung zu anderen Komponenten z.B. mit Kleber, welcher bei kleinen Stückzahlen per Hand aufgebracht wird, ist für eine sinnvolle FEM Simulation nicht genau genug.

Einfacher ist es daher den Lautsprecher nach bekannten Gesetzen und Erfahrungswerten aufzubauen, diesen dann entsprechend zu untersuchen (z.B. durch Laservibrometer, Abtasten der Membrangeometrie usw.) und dann entsprechend zu verbessern

[FoLLgoTT]

Hi Fabian,

Comsol ist schweineteuer und bis man ABEC verstanden hat, kann man ein Sammelsurium an Waveguides drucken, messen und verstehen. Und dann hat man es!

Aber wenn man ABEC einmal verstanden hat, kann man sich parametrierbare Modelle aufbauen und dann ist die Optimierung deutlich einfacher und günstiger als zig Prototypen zu drucken. Abgesehen davon benötigt man erst mal Zugriff auf einen 3D-Drucker. Die Anbieter im Netz sind jedenfalls relativ teuer. Die Erfahrung habe ich schon gemacht.

Wenn man nur simuliert hat, muss man es ja immer noch drucken und hoffen, dass die Simulation perfekt stimmt. Es kommt durchaus auch auf den Hochtöner an.

Ja, aber in der Regel betrifft das nur den oberen Hochton. Der Bereich <10 kHz ist sehr zuverlässig mit ABEC simulier- und optimierbar.


@alle
Ich habe in den letzten Jahren durch ABEC so viel über Abstrahlung gelernt (und vieles davon auch praktisch aufgebaut), wie ich es durch rein praktische Versuche nie hätte lernen können. Zumindest nicht in meiner spärlichen Freizeit. Aber viele Hundert Stunden am PC sind natürlich dafür draufgegangen. Darüber sollte sich jeder bewusst sein, der damit mal anfangen will.

[walwal]

https://www.diy-hifi-forum.eu/forum/...=14139&page=20

Es geht doch. Feinheiten müssen aber noch durch Versuch/Irrtum entwickelt werden.

[wolfgang520]

Kontur des Waveguide

Hallo,
selbst wenn das Simulationsprogramm der Realität recht nahe kommen sollte, dann kann man trotzdem stundenlang erfolglos simulieren.
Ein besserer Ansatz wäre doch der, dass man sich zuerst darüber im Klaren ist, welche Kontur für ein Waveguide den besten Erfolg bringt. Bereits AJ Horn gestattet eine Vielzahl von Konturen für die Berechnung. Da das Kugelwellenhorn der Theorie für die Wellenausbreitung im Hornverlauf wohl am ehesten entspricht, habe ich ein Waveguide mit der Traktrix-Funktion hergestellt und an den SB29RDNC gekoppelt. Der Hornhals betrug 42 mm Durchmesser und die Hornlänge 40 mm.
Leider hat mich das Messergebnis nicht unbedingt überzeugt (siehe Anhang).
Betrachtet man die Waveguides verschiedener Hersteller, dann wird die Exponentialfunktion häufig eingesetzt. Das WG 148 scheint eine Hughes Kontur zu haben. Ist es eigentlich bekannt, welche Hornkonturen erfolgreich verwendet wurden?

Gruß
Wolfgang

[FoLLgoTT]

Ein besserer Ansatz wäre doch der, dass man sich zuerst darüber im Klaren ist, welche Kontur für ein Waveguide den besten Erfolg bringt.

Dass der Ansatz praktisch (zumindest ohne Firma mit Ingenieuren dahinter) nicht funktioniert, haben schon viele bewiesen (du mit deinem Waveguide eingeschlossen). Trial & Error bleibt das effektivste Mittel, eine gute Kontur zu erzeugen. Und das Ergebnis wird mit Handoptimierung immer besser sein als eine reine Berechnung.

[wolfgang520]

Hallo Nils,
ich habe grad gelesen, dass Du schon Einiges auf diesem Gebiet getan hast. Ich habe es bisher nur mit der Traktrix-Funktion versucht und diese führte nicht zum Erfolg. Beim Horn möge das funktionieren, aber bei einem Waveguide? Wenn ich mir die Unterlagen von Keele mal anschaue, dann erscheint die Exponentialfunktion für mein Ziel am günstigsten zu sein.

Es geht mir nicht darum etwas zu berechnen oder zu simulieren, dann komme ich vom Hundertsten ins Tausendste. Es scheint auch nicht zweckmäßig zu sein alles auszuprobieren, besonders nicht solche Funktionen, die man von vornherein ausschließen kann.
Mir ist auf der High End aufgefallen, dass fast sämtliche Waveguide (und davon gab es eine Menge) äußerlich gleich aussahen. Leider lassen sich die Hersteller nicht in die Karten schauen.
Nun könnte ich es mir einfach machen, indem ich einige Waveguide kaufe und die Funktion ermittle. Mathematische Funktionen sind nicht patentgeschützt. Einfacher wäre es jedoch, wenn die Erfahrungsträger aus dem Forum die verwendeten Funktionen einfach nennen. Die Optimierung kann dann immer noch nach Versuch und Irrtum erfolgen.

Gruß
Wolfgang

[albondiga]

Nehmt euch mal die Zeit und lest den Thread im DIY-Hifi-Forum.eu durch, den Walwal gepostet hat. Es kommt ja nicht nur auf die Kontur an, sondern auch auf den Übergang Hochtöner-WG an, was ist mit Sicke,Diffusor, Stufen usw.
Das ist schon echt beindruckend, wenn man penibel genug vorgeht.

[walwal]

Exakt. Und es kommt auch darauf an, welche Ziele man erreichen will. Konstante Abstrahlung unter Winkel oder nicht? Welcher Frequenzbereich? Wie stark soll die Bündelung sein? Welcher Mitteltöner wird verwendet, denn der Übergang zu diesem ist entscheidend.

Aktiv oder passiv getrennt?

All das ist hochkomplex und erfordert intensive Untersuchungen.