Horn simulation using mode-matching

Horns are used in many fields, including musical wind instruments and loudspeakers. The physics in the two cases is of course the same: sound propagation in a flaring duct open at one end. Therefore we can in principle use the same simulation methods for both cases. But what we want to obtain from the horn simulation can be very different.

A very important requirement for horn loudspeakers is directivity control. This entails directing sound into a specific region in front of the horn, giving the same frequency response inside that region and little sound outside it. Any simulation method for horn speakers must be capable of predicting directivity. Horn speakers should not be resonant, but should present a constant and smooth acoustic load to the driving unit, so this is also an important, but somewhat less critical, factor in the design.

For wind instruments, we are usually interested in the resonance frequencies. This is important for the tone, intonation and playability, and it is useful if we can predict this when designing the instrument. Any simulation method must therefore be able to predict these frequencies accurately. Or we may have an old valuable instrument and want to find the internal shape without cutting it into pieces. Then we can use an optimization algorithm to solve the inverse problem of finding the internal shape from measured resonance frequencies. For this, the simulation method must be fast.

Read more…Horn simulation using mode-matching

ARC på NRK P2 for å snakke om stillhet

Sist lørdag tok programmet Ekko Helg på NRK P2 opp temaet stillhet. Som gjest hadde de filosof Kaja Melsom og vår egen Odd Pettersen. Både de filosofiske og de akustiske sidene av hva støy og stillhet gjør med oss ble dermed diskutert.

Du kan høre diskusjonen på NRKs nettsider, opptil seks måneder etter sending.

Bilde fra Microsoft Clip Art

App basert på lydteknologi fra SINTEF kan gi bedre hørsel

De tre norske gründerne Snorre Vevstad, Ralph Bernstein og Jørgen Myrland i Listen AS er i ferd med å lansere en ny hørselsapp. Appen er laget av SINTEF Akustikk og basert på vår erfaring innen hørselsteknologi og høreapparater.

I dag koster det mange tusen kroner å få et høreapparat, og det kan ta 6-18 måneder å få et godt tilpasset apparat gjennom det offentlige systemet. Listen AS ønsker å snu opp ned på dette markedet, med raskere og billigere tilgang til hørselshjelpemidler. På verdensbasis er det kun 10 % av de som trenger et høreapparat som har tilgang til det.

Appen har tre hovedkomponenter:

  • Hørselstest
  • Sanntidsprosessering av lydsignalet basert på resultater av hørselstesten
  • Fjernhjelptjeneste

Les hele artikkelen på digi.no.

Hvor kommer lyden fra?

Lukk øynene dine og hør på lydene rundt deg. Kan du høre hvor de kommer fra? Hvilken retning, og hvor langt unna lydkilden er? Hørselen vår er et eksepsjonelt instrument som ikke bare har et stort dynamisk område, men også evnen til å lokalisere lydkilder. Vi kan faktisk oppfatte retningen til en lydkilde med en nøyaktighet ned mot én grad. Denne evnen er i stor grad mulig fordi vi ikke bare har ett øre – men to! Dette gjør at vi klarer ganske så godt å skille lyder vi er interessert i, typisk tale og musikk, fra uønsket lyd som kommer fra andre retninger.

Read more…Hvor kommer lyden fra?

A brief history of electroacoustics, pt. 9:
Horns: Cinema sound and large scale sound reproduction

The 1920s saw much development in horn loudspeakers, and loudspeaker in general. Western Electric already had their microphones, amplifiers, straight exponential horns, and very good balanced armature transducers. At this time, much research was also put into disc recording and reproduction at the Western Electric Engineering Department, and simultaneously, optical recording of sound was also in progress, using Wente’s Light Valve. The time seemed ripe to attempt sound film. The story has been told elsewhere, but in short, most of the industry turned down Western Electric’s offer. They “knew” sound film would not work. But the Warner Bros found in the WE system something that could help them beat the big guys in the industry, and after the success of their first sound film, the rest is history.

Read more…A brief history of electroacoustics, pt. 9:
Horns: Cinema sound and large scale sound reproduction

A brief history of electroacoustics, pt. 8:
Horns: Early development

It is hard to tell when horns first were used. They have been in use for thousands of years as instruments, and man must early have discovered the amplifying effect of a pair of cupped hands in front of his mouth, or behind his ears. Ear trumpets were early implementations of this, and the first hearing aids.

Horns were used on phonographs and gramophones from the start. This was the only way to get the required volume from the tiny motions of the needle. The theoretical understanding of horns was still small though, and most of the work was experimental. Early models used conical horns, but as theory progressed, the superiority of the exponential horn was recognized.

Read more…A brief history of electroacoustics, pt. 8:
Horns: Early development

Invitation to the 39th Scandinavian Symposium on Physical Acoustics

The 39th Scandinavian Symposium on Physical Acoustics will be held at Geilo Hotel from January 31 to February 3, 2016. This year it is organised by Ulf Kristiansen and Erlend Viggen, both at ARC. The theme for the meeting will as usual be physical acoustics, with emphasis on hydroacoustics, nonlinear acoustics, ultrasound, general sound propagation and applications in technology, medicine and fisheries.

The purpose of these meetings is primarily to stimulate contacts and exchange information between different Scandinavian teams working in this research area. Although the symposium is Scandinavian, foreign participants are most welcome, and the meeting language will be English. As usual, we expect a rather informal tone, the main goal being to create contacts, not only during sessions, but also by social activities, indoors and outdoors (cross country and downhill skiing). The meeting normally attracts about 50 participants holding about 25 talks throughout 5 sessions.

Read more…Invitation to the 39th Scandinavian Symposium on Physical Acoustics

A brief history of electroacoustics, pt. 7:
Loudspeaker enclosures

Reis’ telephone was perhaps the first loudspeaker of any kind, as it employed a magnetostriction driver mounted in a resonating box. But it would still take many years before inventors discovered the virtues of baffles and enclosures. As Hunt puts it, the baffle is probably the most frequently rediscovered feature of loudspeaker art. Stokes, in 1868, pointed out that the radiation efficiency could be improved by preventing air circulation around the edges of a vibrating surface (the acoustic short-circuit). Rayleigh, a few years later, gave the now classic analysis of the radiation from a piston in an infinite baffle. But by the time loudspeakers were being produced in great numbers, Rayleigh’s Theory of Sound had been out of print for more than two decades, and many inventors discovered the baffle before they discovered Rayleigh.

Read more…A brief history of electroacoustics, pt. 7:
Loudspeaker enclosures

Prøveforelesning på mandag

Nå på mandag holder jeg prøveforelesning i forbindelse med professorstillingen etter Ulf. Den har ikke blitt annonsert veldig tydelig av IET, men her er en antydning:

Prøveforelesning: «Aeroacoustic sound generation mechanisms» i Elektro B418 på mandag 14/9 kl 1015-11 anbefales for fysikkstudenter som vurderer å ta et eller flere akustikkemner – og for alle andre som vil lære noe om hvordan lyd skapes. Eksempler er hentet fra NTNU og SINTEF akustikkmiljøet: Syngende rør i oljeindustrien, støy fra nye F35 jagerfly, og også noen mye mer nærliggende eksempel. Dermed er dette også en anledning til å bli litt kjent med akustikkmiljøet i Trondheim.

For de med teoretisk fokus kan det tilføyes at teorien er knyttet til beskrivelse av turbulens – et fenomen som er utfordrende å modellere og forstå. Her kan det nevnes at blant annet teorien for kritiske fenomener og faseoverganger fra statistisk mekanikk brukes (e.g. «Universality of rare fluctuations in turbulence and critical phenomena», Nature 1998). Forelesningen her vil imidlertid holdes elementært (MSc course in engineering acoustics level) med vekt på konkrete eksempel. Rommet B418 er et lunsjrom, så det er begrenset plass.

Det vil være fint om noen flere enn komiteen er tilhørere. I tillegg kan det hende at noen av dere synes temaet er artig; det er det!

Vi åpner SINTEFs akustikklab under Forskningsdagene 2015!

I forbindelse med Forskningsdagene 2015 åpner vi akustikklaben til SINTEF for alle som vil se og høre. I denne laben, som du ser avbildet på toppen av denne nettsida, har vi så mange og så kraftige høyttalere at vi til og med kan gjenskape lyden av et helikopter som lander rett ved deg.

Har du lyst til å komme en tur? Det er i Strindvegen 4 det skjer, mellom klokka 13:00 og 13:45 den 16. september.

Trykk her for å melde deg på!

Illustrasjonsfoto: Geir Mogen / SINTEF