Specific features of a closed-end pipe blown by a turbulent jet : aeroacoustics of the panpipes
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Date
2015
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Abstract
Instrumentos de la familia de las flautas de tipo extremo cerrado fueron usados extensivamente en culturas primitivas, y continúan siendo usados en varias expresiones musicales en el mundo. Estos instrumentos ofrecen gran flexibilidad en los parámetros de control, permitiendo amplias excursiones en las cantidades físicas del flujo y en la configuración geométrica del soplido y la embocadura del instrumento. Por ejemplo, el punto de incidencia del chorro contra el bisel puede ser variado más allá de los límites operativos de tubos abiertos, y la velocidad del flujo puede incrementarse hasta producir chorros altamente turbulentos sin cambios en el régimen de oscilación. Una replica de un tubo del siku fue construida para visualizar el comportamiento del chorro, usando la técnica de fotografía Schlieren. Imágenes y señales acústicas se capturan mientras el prototipo experimental se encuentra en resonancia. Posteriormente, se utilizan algoritmos de procesamiento de imágenes para extraer información cuantitativa de la oscilación del chorro, que luego se usa, junto con la presión interna del tubo, para ajustar los parámetros del modelo. Las mediciones de la propagación de onda en el chorro están en concordancia con la literatura, y un modelo para la presión estática interna pudo predecir las observaciones experimentales. Dos fenómenos son de especial interés: 1) por primera vez se ha medido la auto-dirección del chorro hacia el bisel debido al flujo recirculante, y 2) el umbral de cambio de modo de oscilación se desplaza hacia más altas velocidades de chorro, comparado con el caso de los tubos abiertos. Ambos efectos ayudan a extender el rango de parámetros de control que producen sonido.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2015