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廖錦棟的簫古調世界
簫竹工藝
關於管內回壓
主題:關於管內回壓
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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。 -=-=-=-=-=>
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