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Numerische Untersuchung strömungsakustischer Aspekte beim Fagott

Abstract und Biografie des Referenten

Abstract


Der deutsche Musikinstrumentenbau belegt im internationalen Vergleich einen Spitzenplatz bezüglich der Qualität der hergestellten Instrumente. Um diesen Vorsprung zu erhalten, ist eine kontinuierliche Weiterentwicklung der Instrumente notwendig. Dies kann entweder anhand von empirischen Arbeiten erfolgen, oder durch das Einbringen neuer Erkenntnisse oder Ideen beim Design der Instrumente. Der Forschungsgegenstand der vorgestellten Arbeit konzentriert sich auf Holzblasinstrumente, mit dem Fagott als konkretem Anwendungsfall. Das Ziel der Arbeit ist dabei, den Instrumentenbauern einen Einblick in die Physik der Musikinstrumente zu liefern, um sie bei der Weiterentwicklung ihrer Instrumente zu unterstützen.

Die strömungsmechanischen und strömungsakustischen Prozesse im Fagott sind in der Regel nichtlineare Phänomene, die sich nur mit relativ groben Vereinfachungen durch einfache lineare Modelle abbilden lassen. Numerische Verfahren wie die CFD (Computational Fluid Dynamics, CFD) erlauben die Untersuchung dieser nichtlinearen Prozesse, und ermöglichen die Berechnung des gesamten Druck- und Geschwindigkeitsfeldes zu jedem einzelnen Zeitpunkt. Hierfür werden die kompressiblen, instationären Navier-Stokes-Gleichungen gelöst. Der Ansatz erlaubt die Abbildung sämtlicher relevanter physikalischer Effekte, die in dem Instrumente auftreten, bedingt aber dementsprechend den größtmöglichen Rechenaufwand.

In dem Vortrag werden unterschiedliche numerische Ansätze vorgestellt, mit der die Strömungsmechanik und die Strömungsakustik im Fagott berechnet werden können, und ausgesuchte Ergebnisse strömungsmechanischer, akustischer und strömungsakustischer Untersuchungen werden diskutiert.

Kurzbiografie


Andreas Richter studierte Maschinenbau an der Technischen Universität Dresden, mit dem Schwerpunkt Angewandte Mechanik. In seiner Diplomarbeit untersuchte er die strömungsmechanischen Eigenschaften des S-Bogens. 2009 wurde er mit seiner Arbeit zu numerischen Untersuchungen des aeroakustischen Verhaltens des Fagotts an der der Technischen Universität Dresden promoviert. Andreas Richter ist seit 2010 im Rahmen des ZIK Virtuhcon wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TU Bergakademie Freiberg, seit 2013 Nachwuchsforschergruppenleiter im ZIK Virtuhcon, und seit 2014 Abteilungsleiter am Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik und thermische Rückstandsbehandlung. Sein aktuelles Arbeitsgebiet ist die Modellierung von Hochtemperatur-Prozessen mithilfe der CFD.

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