Amplitude-dependent modal coefficients accounting for localized nonlinear losses in a time-domain integration of woodwind model
Coefficients modaux dépendants de l'amplitude pour la prise en compte des pertes non linéaires localisées dans un modèle d'instrument à vent à trous latéraux résolu par intégration temporelle
Résumé
This article develops the design of a sound synthesis model of a woodwind instrument by modal decomposition of the input impedance, taking into account viscothermal losses as well as localized nonlinear losses at the end of the resonator. This formalism has already been applied by Diab et al. (2022) to the study of forced systems. It is now implemented for self-oscillating systems. The employed method extends the denition of the input impedance to the nonlinear domain by adding a dependance on the RMS acoustic velocity at a geometric discontinuity. The poles and residuals resulting from the modal decomposition are interpolated as a function of this velocity. Thus, the pressure-ow relation dened by the resonator is completed by new equations which account for the dependence with the velocity at the end of the tube. To assess the ability of the model to reproduce a real phenomenon, comparisons with the experimental results of Atig et al. (2004) and Dalmont et al. (2007) were carried out. Simulations show that the model reproduces these experimental results qualitatively and quantitatively.
Cet article élabore la conception d'un modèle de synthèse sonore d'un instrument de la famille des bois par décomposition modale de l'impédance d'entrée, en tenant compte des pertes viscothermiques ainsi que des pertes non linéaires localisées à l'extrémité du résonateur. Ce formalisme a déjà été appliqué par Diab et al. (2022) à l'étude des systèmes forcés. Il est maintenant mis en œuvre pour les systèmes auto-oscillants. La méthode employée étend la définition de l'impédance d'entrée au domaine non linéaire, en ajoutant une dépendance à la vitesse acoustique RMS au niveau d'une discontinuité géométrique. Les pôles et les résidus résultant de la décomposition modale sont interpolés en fonction de cette vitesse. Ainsi, la relation pression-débit définie par le résonateur est complétée par de nouvelles équations qui tiennent compte de la dépendance avec la vitesse à l'extrémité du tube. Pour évaluer la capacité du modèle à reproduire un phénomène réel, des comparaisons avec les résultats expérimentaux de Atig et al. (2004) et Dalmont et al. (2007) ont été effectuées. Les simulations montrent que le modèle reproduit qualitativement et quantitativement ces résultats expérimentaux.
Domaines
Acoustique [physics.class-ph]
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)