Добрый день, ребята. Спасибо за интересные ссылки. Что-то начинает проясняться в моей глупой голове.
На мой взгляд,в канале мундштука формируется именно ламинарный поток. В этом его одна из основных функций.
Расчетные формулы тут:
Проведем расчет характера движения воздуха в канале блока деревянной сопранки HOHNER:
Сечение канала 10мм*2мм
Граница появления турбулентности - Re (число Рейнольдса) = 2000.
Остается открытым вопрос выбора определяющего размера. Это размер, от которого будет зависеть режим течения.
При течении жидкости в трубе или канале круглого сечения определяющим размером будет внутренний диаметр.
А если канал с живым сечением прямоугольный, овальный, треугольной или иной более сложной формы?
Наиболее распространенным решением проблемы является использование так называемого гидравлического диаметра.
Dг = 4*F/P
Где P – смоченный периметр площади живого сечения.
F – площадь живого сечения
Примем Dг=1.75*10-3м , динамическая вязкость воздуха при t=40 град. n=16,98*10 в минус 6-й степени м2/сек.
Re = u*Dг/n,
откуда
u = Re*n/Dг = 19,4 м/сек. Это 69 км/ч.
Т.е. до скорости 19,4 м/сек поток воздуха в канале ламинарный. Это такой плавный, слоистый поток без завихрений,
ультра- и инфразвуков. Правда,я не нашел данных о скорости воздуха в канале блокфлейты, но думаю,
что при игре она не достигает этой величины. Зоны циркуляции возникают только на местных
сопротивлениях (задиры, кромки перехода на другой диаметр и т.п.), Поэтому оправдана полировка канала.
Далее, на фотографиях вихревй дорожки фон Кармана видно, что изначально поток ламинарный,и за телом обтекания образуются вихри.
О чем можно было бы говорить,если бы тело обтекания находилось в турбулентном потоке? Что там вообще было бы видно?
Еще один хороший пример - флаг на ветру.Ветер - это безусловно ламинарный поток. Выйдете на берег моря в свежую погоду и
станьте лицом к ветру. Вы почувствуете ровный,без колебаний напор воздуха. Ездите на машине? Высуньте руку из окна и поствьте
ладонь перпендикулярно набегающему воздуху.
Флагшток действует как тело обтекания, а полотнище колышется под действием образовавшихся от флагштока вихрей.
Изначально их в потоке не было. А еще дым из трубы. Очень интересное в нашем случае зрелище.
На рисунках
видно, что из мундштука выходит именно ламинарный поток,
а вихри начинают образовываться от взаимодействия потока с неподвижным воздухом.Частицы, находящиеся на перефирии потока,замедляются,
отстают от своих соседей,находящихся ближе к оси потока. На мой взгляд, для нормальной работы генератора звука блокфлейты
необходимо, чтобы вихри образовывались в зазоре между концом блока и лабиума. Это обеспечит модуляцию потока
стоячей волной из резонатора , т.е. эффективную обратную связь на частоте резонанса столба воздуха .
Кстати,мой опыт изготовления флейты из ПВХ-трубки показал, звук напрямую зависит от обработки канала,по которому вдувается воздух.
Конструкция была простейшая. Водопроводная труба 1/2 дюйма была заглушена деревянной пробкой - цилиндром, усеченным плоскостью под
небольшим углом,ну как в детских деревянных дудочках. Сначала было только шипение. По мере обработки этой плоскости разными
наждачками сначала появился шипящий тон, а затем в какой то момент и чистый тон.
Похоже, что вихри, образующиеся в канале блока мешают образованию вихрей, которые образуются уже после выхода из канала.
Играя роль затравок,следующих хаотически,они сбивают правильную частоту и фазу образования наружных вихрей.
Именно наружные вихри обеспечивают чистый тон.
Ну вот,пока кажется все. Жду критики.