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 廖錦棟的簫古調世界
簫竹工藝
  關於管內回壓

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  關於管內回壓
坐忘
山狐先生提到了回壓的論點,覺得應該擺在這裡來討論,所以在這裡開個主題。

會用回壓這個詞,又看到山狐先生用了些車子的行話和譬喻,我猜山狐先生如果不是也是個愛車族,就是應該有些汽車或流體力學的研究。

以前專在機場搞飛機,又有段時間愛自己玩車、修車,原車渦輪增壓引擎還是大改一番,進排氣算是基本改裝。渦輪增壓是正壓,就像是對著引擎吹氣,這時排氣管的順暢度和回壓就需要些調整,否則....呵呵..許多東西可不是一般道路駕駛能體會的。

一些認識我的笛簫友,我都會和他們討論這個東西,不過講回壓不是每個人都能理解。有的人說叫做阻尼,不過我覺得應該是同一個東西,我也比較認同叫回壓,因為吹管又不是電阻或絕緣類的物理特性,不應叫阻尼,吹管應該從管內流體力學去研究,簡單的講,管內回壓可以視作為管內的氣流壓力。

從管內流體力學來看,管內的阻力有二個部份,一個是管內的內壁對流體的摩擦力,另一個就是管內流體的壓力。所以改車的人對單純進排氣的改裝不外乎是加大管徑或做拋光,以求進排氣的順暢。

以車子的排氣管來看,不談拋光的部份,排氣管的管徑是有一定的管徑,因為排氣管需要回壓來維持低轉速的扭力,不能一昧的加大排氣管。不然,可以試看看把排氣管拆掉,因為最大的排氣管,就是沒有排氣管,排氣直接排到大氣中。跟你保證,引擎一定熄火。
所以適當的回壓是必要的。

以簘管來看,如同山狐兄所言,回壓大,音色會暗,變悶;回壓變小,聲音雖然變大,但柔軟度變差。我來做個補充,如果有誤,還請山狐兄指正。

與管內徑某一處適當管徑相比:
管徑較小,回壓較大,就是排氣不順暢,氣流從吹口往下流過簘管內的壓力較大,氣流比較過不去,所以聲音會被悶住,就像用手嗚住嘴唱歌一樣,聲音出不來。
管徑較大,回壓較小,就像是汽車改裝了大口徑的排氣管,排氣太順太快,氣流一下就過去了,所以音量會大,但是聲音會變硬,比較不好控制。

音準方面,則會有回壓較大,音高較低,回壓較小,音高較高的現象。
因此,改變管內某一處的管徑大小也就改變了管內壓力的變化,所以調整管內徑曲線可以改變音高和八度、泛音間的關係。

希望這篇文章能對想要修簘管內徑的人有所幫助。



山狐
坐忘兄你好 我對回壓的體會 純粹是好幾年製作洞簫和試吹歌曲的心得 曲子的演奏進行中如果洞簫的回壓不足 會很耗氣 而且在快一些的節奏上音色會不好拿捏 如此 我的情緒會受到影響 歌曲的情緒性會不足 因此我會很注重視簫的回壓大小 我希望我的情緒和曲子的情緒合而為一 如此不但自己感動 聽的人也能進入歌曲的情緒當中而受到感動 當然 要把音樂情緒完全表達出來 對於自己使用的洞簫 要能完全掌握 陰陽頓挫 以及除了簫本身的純音外 還要能輕易吹出各種輔助的音色(霧聲 氣聲 氣震聲 抖聲 ...)有時配合腹吟 來達到曲子的情緒性 歌曲是多樣性的 有寂寞型 憂愁型 悲傷型 思念型 甚至埋怨 或者粗懭如浪子的情緒型等等 因此單一吹法無法完全表達歌曲的情緒 當然 文松老師的禪吹亦是一型 如果只吹一型的曲子 對洞簫的演奏沒有完全發揮 而且會固定在同一類型的曲性上 洞簫迷人的地方是透過各種技巧吹奏各類型的歌曲 以達到紓解當下情感 不過 要達到此目的 需要用功的地方很多 打從洞簫本身的性能 歌曲音律的拿捏 各種吹奏技巧的練習 自身情緒的投入 一步一腳印 不斷的演練才能達到目標 也是玩洞簫的最後境界 我曾說過 這是一條沒有終點的路 懂的越多 越覺得自己不足 我最後的目標是吹奏自己寫的曲子 朝創作的路上走 也算是這輩子摸洞簫的一點留念 有需要才有創作 因此才會親自作洞簫 把傳統洞簫的音律完全可以使用到現代歌曲 只是沒想到一做就好幾年 回頭一望 出發點在眼前 終點卻看不到 發笨郊@界如浩瀚深淵 因此來此網站 一來尋找同好 二來看能否吸收自己不足的地方 作為用功的輔助力量 所以不敢發表心得 昨天略為紓發 重點式的描素 已經心感不安 不過那些都是自己的心得 希望對一頭栽到洞簫世界的愛好者 能有所幫助 讓所愛的樂器後繼有人 不至於被時代淘汰 當然 更佩服文松老師的精神 不厭其煩鉅細靡遺的解說 真是不可多得的好老師
在他面前我們還都是學生 很感謝在洞簫的學習路上有他以及諸位同好 僅此


竹管無心吟淡趣,人間有味是清歡

編輯 刪除 發帖時間2005年10月20日 22:41:05 IP: *.*.*.*
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  竹山
關於簫管內的回壓問題,
小弟有些小小心得供大家參考
簫的回壓(以化工術語它也稱為背壓)它給吹者的感覺和簫的通透性是相反的
那麼吹簫者既要求簫的通透度要好,為何又要求回壓也要夠,聽似矛盾其實不然
何哉
回壓它除了給吹者有一種類似替吹者檔風門的微玅感覺外
其實它也存在另一方面的意義
它會在簫管內產生擾流
使簫聲變得甜美而色彩豐富
某種特殊口風的共鳴效果很強烈
而這種感覺對吹者是何比舒暢
魚與熊掌難得兼
這也就是為甚麼
製管師會有一句口頭讒說
好簫難為 難為 真難為也

茅店月
回压这个词用的太好了。我在吹箫中常有所感而不能名其状。多谢几位老师的精微点拨。

山狐
坐忘兄你好 回壓的應用 用在低音洞簫的製作可以得到應証 6孔簫 筒音在c以下 為了縮短按孔距離 可以使用上更方便 我的經驗 就是利用回壓 並且縮小音孔大小 (當然不是一成不變 是慢慢試音調出來的) 做出的低音洞簫 既好吹 柔軟性的音質 吹抒情的歌曲 效果很好
尤其在夜晚吹奏 飽滿的音層 吹出低音的音質 有時想停都停不下來 回壓應用在低音洞簫的製作 與你分享 謝謝 僅此 ps 音準一樣沒問題 超吹也很自然吹出


文松
回壓的討論,我也來談一下看法:

首先我不認為簫管的氣鳴動作與排氣孔的噴射動作是一樣的流體力學回壓.
我認同氣鳴動作是有回壓動作,不過那與噴器管的回壓有天淵之別.

再談回壓對做簫的意義,我想不出有何它對聲波產生輔佐的參數?
想請深入回壓理論的同好進一步論釋.

很高興有人可以深入製簫技術的探討,不過就科學的角度來說,原理除了概念外,
更重要的是深入原理的動作與製簫理想目標的關聯性,做深入的探討.

期待下文!


竹管無心吟淡趣,人間有味是清歡

編輯 刪除 發帖時間2005年10月20日 22:43:38 IP: *.*.*.*
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  坐忘
回壓只是一個形容詞,實際上要從管內氣壓壓力的觀察與應用著手,我倒是覺得在簫的製作上無所不在,因為簫既然是吹管樂器,就需要吹氣(廢話),要吹氣就會有管內氣流,有管內氣流就會有管內氣流壓力的問題。

排氣管的回壓應用當然與簫管不同,但倒不是天淵之別,就像山狐兄所說在低音簫上的反應,對應排氣管低轉速時,如果排氣回壓不適當,車子的扭力就不順暢。曾經在日本改車雜誌上看過一個排氣管改裝為了追求最佳曲線,用了將近十幾種不同尺寸的不鏽鋼管去燒焊出一支排氣管,這和一般一個內徑到底的排氣管是不同層次的東西。對應在簫上,二者都可用管內流體力學來研究觀察,文松老師不是也常說,有做內徑和沒有做內徑是不同層次的東西嗎?。

一般的排氣管沒有像簫一樣的指孔,所以不容易體會,我曾經幫一位友人修摩托車時,觀察到一個狀況。該部摩托車是一部很少見的進口骨董車,它的的排氣管在管側開有一個開放的小孔,就像是簫管的第一孔一樣。這部車的引擎出了點問題,狂冒白煙,於是觀察到一個現象。在低轉速時,旁邊小孔出的氣量少,高轉速時,旁邊小孔的出氣量倍增。

對應到簫上,低轉速就像吹低音,高轉速就像吹高音,這樣在吹奏時,簫的氣流變化上就很容易想像和模擬。應用到簫上,摩擦力的影響太小不計,開孔的大小就有二個調整的變數,一個是開孔與內徑的比例大小,一個是開孔的錐度。這些都影響該孔的出氣壓力,影響該孔的基頻和泛音。

而管徑部份的改變除了改變了管內容積更改變了管內壓力的變化。先不考慮精度的問題,在竹管上打一小孔,接上壓力表,改變內徑曲線大一點,就可以看到變化。

至於在應用與應証上,不管是不是用在低音洞簫上都很容易觀察的到。但就吹奏上,低音洞簫在吹奏的感覺和孔距距離上落差會比較大,比較明顯。

文松老師在製管上有多年的經驗,所以知道控制管內徑的收縮與管徑的修正,其實老師無形之中也在控制管內壓力,在利用它對聲波產生輔佐,只是不自知而已。

到現在為止,許多有發表的笛簫製作的文章就算談了許多變因,還是跳脫不出用長度計算的範疇,所以在實證上不是有些現象無法解釋就是無法用來實作與計算。我自己在摸索製作的過程中,發現了許多用管內流體力學、氣壓壓力的觀念來製作,可以解釋以前無法解釋的現象和更直接解決問題。所以我認為管內壓力並不只是原理或概念而已,在計算上,用複雜的管內流體力學、傅立葉計算的精度也許能作到,但是手工製作精度卻很難控制,就像竹山老師曾說的,一把很好的尺八,挫錯了二刀就毀了,我自己也曾在修內徑時多挫了幾次就毀了一把原本已經很滿意的簫。

至於深入原理的動作與製簫理想目標的關聯性上,並不是沒有。例如,一些尺八的管尾內徑會漸大,甚至很誇張的擴大(就像神琦上次在琴園雅集帶來的尺八一樣)。有些則不然。若從以前單純內徑和長度比例來看,同樣管長長度內徑越大的,音越低。這種概念就無法解釋管尾內徑放大後為何不是偏低,反而是偏高(這一點陳正生教授以前在吹鼓吹小站的文章中也提過無法理解),但是若以氣流壓力概念來看,管尾管徑的放大使該處壓力變小,氣流流速變快,音高升高,這點卻是完全吻合的。而且不一樣的氣流壓力時(高低音),改變的程度並不是正比,這點還可以用來修正泛音列之間的關係,所以在實作上是非常直接有用的,並不會只是原理而已。

在科學上,管內流體力學早就是一門專類科學,在研究管內排氣變化上,航太與汽車工業早就有高度發展。我搞過幾年飛機和汽車,在這方面有些應用與專研,我也設計過一些實驗計畫,不過實在沒有那個時間去做,而且若以精密科學研究的精神去做成本也太高。所幸的是,有相當程度的實驗與了解對簫的製作也夠用了。


山狐
文松老師你好 建議你用一個玻璃可樂瓶子先吹吹看 再找大一點的瓶口玻璃瓶吹吹看
體會一下 回壓對共鳴產生的作用 即可明白 我是這樣體會出來的 回壓大 出音飽滿
回壓不夠 音質會薄 甚至出不了聲音 麻煩老師做這個實驗試試看 應可明瞭


坐忘
山狐兄您好,原來您的回壓是這個回壓啊。

我所討論的不是氣流在瓶內回來的壓力,而是管內流體累積的壓力相對於氣流入口的壓力,在管內流體力學稱為回壓。

關於您的建議,小弟覺得不是那麼適當,因為玻璃瓶是閉管,吹口也是氣流出口;簫是開管,吹口吹氣,由管端末端出口出氣,二者的氣流在管內的干涉是不同的。

而且這個實驗變因太多沒有固定,不一樣的瓶子,開口處角度不同,容積不同,氣流出口不同,厚度不同,瓶子造型不同,氣流干涉出來的聲音一定不一樣,這樣的實驗是不夠客觀的。


竹管無心吟淡趣,人間有味是清歡

編輯 刪除 發帖時間2005年10月20日 22:45:35 IP: *.*.*.*
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  山狐
坐忘兄你好 真對不起 關公面前耍大刀 拍謝 不過我由練習吹玻璃瓶體會吹洞簫的口部細微技巧 才會建議文松老師也試試看
還有一個心得與大家分享 一個空管 管內灑些麵粉 你由管口用力往內吹 看看會有如何結果 應該就能體會一些 僅此
補充 管徑最好不一樣 由小到大


文松
這個討論很有意義!關於回壓的現象我不是否定,回壓對氣鳴的影響是存在,但與排氣管的現象差異很大。

從回壓的現 象,我們來討論在製簫上的實際應用,我 認 為那是在綜合開口率的影響比較有意義。就內徑的曲線來說,它應該是在不同倍頻簫聲的波動上的取得最佳搭配點。若談回壓的影響我是還沒發現明顯的應用數據。

例如回壓的動作,我們將管中置一風阻點,它便產生了回壓,風阻物的大小影響回壓會很明顯,但風阻點置於管中的位置對入口的回壓係數,可能就沒多大影響。但在氣鳴來說它受到聲波頻率的影響,放置的地點對不同的頻率的影響就有天淵之別。

我再澄清一下,不否定回壓的 現 象,但回壓對氣鳴聲波的動作也許直得更深入來探討。例如對不同波長、不同開口率所互動下的現象等等。

我也不 認 為製簫是簡單的計算長度公式,回壓也是現 象之一,但數據比較無法指向重點。我比較傾向綜合開口率的應用,互動的綜合開口率(開孔多少,大小,內徑)與聲波的頻率關係。


山狐
文松老師你好 我個人之見 洞簫的調音原理 其實是白努利定律的更複雜應用 因為一個出氣孔就是一個變數 所以要調到每個出氣孔呈現平衡狀態 而達到像空瓶的共鳴狀態 要製簫者不斷的試吹跟微調 因為氣體由氣孔出來 在管內會產生回壓 一種無形的阻力 才能形成像無形的空瓶 產生共振 像我們吹空瓶一般 產生共鳴 那也是為甚麼調音那麼有學問 也像是做苦工一般 因為那麼多的變數 有時牽一髮而動全身 而且又不像數學公式能算的出來 只能憑藉製管師的經驗和直覺 日本人努力了一千年 到最後還是需要經驗來微調 才能做出頂級的尺八 制式的量產 效果應該是打折的 也是我們要追求頂級製管師的作品的原因 我相信用自然的竹材 沒有100 % 的公式可言 只能說是接近 再經由製管師的經驗微調 來達到美滿的境界 因此好簫難得 音準要準 共鳴又飽滿 管壓又柔和 材質又頂級 真難得阿 做簫的人好辛苦 好像用生命換來的 與老師分享 僅此


文松
山孤兄所言文松認同,沒有公式可以計算那麼多變數,需要精密的微調才能製作出完美的簫器,我所言是方向問題,一位老外尺八製管師所言很有道理:製管過 程好像黑夜的東京市區要摸黑回家,懂得了原理好像是有了幾盞燈,指引一個方向而前進到目標.若這燈號是明顯而正確,那到達目的地就不遠,重點是你發現了幾盞燈,是明確而正確的,到達的目標是否還有更高處?

哈哈...此路走來唯有走過的人了解,很想與山狐兄當面交流! : )

再針對山狐兄的閉管回壓補充一下!
山狐兄所言空瓶回壓,我認 為它是類似於閉口吹管,與簫笛之開口吹管又有聲波上差異.
類似壎的樂器也是閉口吹管樂器,它是沒有類似開口吹管的的豐富泛音
也就是說沒有我所說的多泛音共鳴,山狐兄的共鳴與文松所言的共鳴恐怕是不同呢!


竹管無心吟淡趣,人間有味是清歡

編輯 刪除 發帖時間2005年10月20日 22:50:43 IP: *.*.*.*
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  坐忘
對於文松老師二次提到氣鳴與排氣管的不同,文松老師可能有所誤會了,小弟再一次的檢查了所寫的文章,並沒有提到簫管氣鳴動作與排氣管的噴射動作是一樣的流體力學。氣鳴是氣鳴,而排氣管並不會噴射,排氣管只會接受引擎的廢氣,流過排氣管。我之前的文章便有解釋過,相同的是管內流體力學的現象部份,為了避免誤解,我也說明過,也盡力解釋管內流體的一些現象。不可否認的,一個管徑內只要有流體的流動,就有管內流體力學與流體壓力的現象,這不管是在笛管、簫管、排氣管、煙囪管、還是甚麼管都一樣。

製簫科學在這方面的研究,遠低於其他科學,其他科學在這部分已經研究到流體分子的關係與影響,而製簫呢?也許小弟不常在網路瀏覽,看的書不夠多,眼界不夠寬廣,若不是山狐兄提到回壓,引發我進而在此討論外,小弟倒是還沒有發現有其他專論出現。就連文松老師也回應山狐兄寫道"山孤兄的回壓論述很創新"不是嗎?

既然如此,何來的應用數據?

不過老師倒是提到一個重點"在綜合開口率的影響"。笛簫製作出版文章當中,第一位談到綜合開口率的算是趙松庭老師,不過儘管趙松庭老師提出了公式與數據,如果用心學習計算過的人就會發現其中許多的問題,包含常數的來路交代不清,部分常數使用經驗數據,以及提出的數據與公式在計算上無法結合,陳正生教授也提過,他曾當面向趙老師詢問,為何不完善這個公式,得到的回答卻是:非不為,實不能也。

綜合開口率的問題,從另一個角度來看也可以用流體力學現象來解釋和分析,這點的部份概念在前面談尺八管尾放大的地方已經有所報告。

是否有公式可以完善的計算簫管問題方面,我倒是認為不是沒有,而是還沒有人辦到。就像300年前的人怎麼會相信現在的各種科技?假設有數百億的資金,數百位的科學家來研究,也許幾天之內就會有了。只是,牽扯的不客觀因數太多(人),就算有又如何???所以從另一條路來走,就是需要精密的微調。

另外,令人那悶的是,文松老師提到"回壓也是現 象之一,但數據比較無法指向重點",而在前幾篇提到"再談回壓對做簫的意義,我想不出有何它對聲波產生輔佐的參數?想請深入回壓理論的同好進一步論釋."。既然想不出它對聲波產生輔佐的參數,可見老師並沒有對這方面有很深入的研究,而何來的數據?所有的討論也沒有討論到數據,卻怎麼說"數據比較無法指向重點"???就我看來,在之前的分享已經有很多重點了,就看各位同好看不看得到,看不看得懂。

而回壓小弟在前面也已經提過,回壓是與管內流體累積的壓力間相對的壓力,有風阻物適必改變管內各點壓力的分布與變化,所以在許多說明中我不再用回壓這個詞,就是怕會有誤解。當我們要討論管內流體壓力的時候,不能只看某個點和入口的關係,而是要去深究全部管長內徑內的流體壓力問題,要用的是微積分與連續性概念。

再談風阻物,那又是不同的,改變的不止氣流在管中各點的壓力,還有氣流被干擾、干涉的擾流問題。再者老師有計算或量過風阻物置於管中的位置對入口的回壓係數嗎?否則如何證明風阻點置於管中的位置對入口的回壓係數沒多大影響?也許差之毫厘,失之千里,就造就了"在氣鳴來說它受到聲波頻率的影響,放置的地點對不同的頻率的影響就有天淵之別"的狀況。再加上,若以總觀來看全部管長的流體壓力分佈,更當然是"在氣鳴來說它受到聲波頻率的影響,放置的地點對不同的頻率的影響就有天淵之別"。

不過文松老師有一點說的很對,這個部份確實是值得更深入來探討,因為也許這就是另一盞幫助我們的"燈"。

最後,如同山狐兄所說,真是千言萬語也說不完,回頭看看我之前的文章,大概也超過幾千字了吧,挺累人的,是該打住了。

文松
坐忘兄的研究精神令人敬佩!

若從流體力學來研究製簫的共鳴現象,例如管內流體壓力分布,其原理與聲學的方向應該是殊途同歸.只是我沒從此方向著手,自覺得複雜得多.另一方面也是我對流體力學認知有限吧!

山狐兄所提洞簫回壓的現象是一個創新的解釋,再到坐忘兄的流體力學與吹管的原理,值得深入再探討的,特別是它對聲波頻率的影響,如此便能從另一個角度來實踐簫共鳴,或許有比聲學更簡便的途徑.

綜合開口率是趙松庭先生所率先提出?我不了解,我是看過他在[笛藝春秋]的發表公式,不過他的公式是無法用在製簫是,尤其是大頭簫;印象中沒看到他關於綜合開口率的論述,記得他的吹口大小.音孔大小,內徑都是建議數值,這些我是當作可調變數,來完成多次諧波的重疊過程.

原理很難這樣說清楚,不過討論可以激盪一下靈感;我從聲學的基礎上已經完全掌握了製簫調定的方向,速度慢是因為變數的調校是互動的綜合,每根竹子的獨立性,厚度及厚度曲線,,管徑及管徑曲線... 再來是精密度的要求;舉個例:到達精密的關鍵點時,即使以600番砂紙,多磨五下都可以感受到重疊度的差異.能掌握該磨哪裡,就不算慢了,我只能說,學理使實踐接近重點,是明確的燈也好,是指引大方向的落日餘暉也好,我們朝向目標是需要各種訊息來下判斷,當面臨每個分岔點的抉擇時.

反向思考討論不是否定論點,只是期待更明確說明.就朝向目標的明燈來看,這是值得在開拓的方向;期待坐忘兄與山狐兄深入於流體力學後的製簫應用心得再發表!尤其以實現理想的作品,讓大家分享,應該是眾簫友所期待!

茅店月
我赞成坐忘兄的看法,做的好的箫的确存在回压现象,尽管我理论上说不好,但我有以下直觉不知对不对:1.有回压的箫共鸣特好,声音富于变幻;2.感觉有气流上顶,吹起来省气.

山狐
茅店月簫友 你好 這種洞簫適合吹小調歌曲 韻味實足 尤其是早期台灣創作歌謠 能表現曲性的味道 你說的3大特性 正是我做的小調洞簫的特性 他的音階跟大調音階有別 建議你用測音器測看看 恭喜你 那種洞簫如果要不是訂做 市面上買到得到是靠運氣

茅店月
就是山狐老师说的这个样子。箫是定制的,吹口属偏小一类。
我很喜欢文松老师手制箫的声音,既有竹管的松透,又有金石之声。不知我是否有幸获得一管?


文松
若不急迫則可,等候文松製作完成後再傳簫聲與圖片供參考,喜歡後再確定就好.


竹管無心吟淡趣,人間有味是清歡

編輯 刪除 發帖時間2005年10月20日 22:53:48 IP: *.*.*.*
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  看了上列的討論,對於回壓以及綜合開口率有些看法。
笛簫都是由邊稜產生激波,透過管子產生耦合而得到想要的音高。
產生激波後,就視這個管子是否能適當耦合出該有的頻率,就是所謂的泛音重疊的問題。
回壓是針對氣流在管子的略f位置、大小的關係更為密切,因此,個人誘f率來審視之較為恰當。
或許回壓在氣流的密度分佈上會對於聲波產生影響,但是細審之會過於繁雜,不如就把它看為單一變數,表現層面就是最後的泛音是否重疊的問題,如此簡化,對於大家都好過些。




編輯 刪除 發帖時間2007年03月17日 11:13:30 IP: *.*.*.*

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快速回覆主題: RE: 關於管內回壓

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