Tokoptimerad I-or port

[petersteindl]

Det bör även observeras att den tokoptimerade formen har ett mynningshöjd/konstanthöjd-förhållande om 4:1. Det ser vid närmare anblick inte ut som att så är fallet ovan.

Jättebra info!

[I-or]

Jag kollade och det verkar tyvärr vara något skumt med bilden som jag lade upp tidigare. Så här ska den se ut:

tokopt_new.png (60.3 KiB) Visad 1071 gånger

[Neuhausen]

Det ser ut att skilja lite på den bilden och den jag använde, särskilt upplösningen. Jag kontrollerar.

[I-or]

Det är helt klart min miss. När jag gjorde den gamla bilden för snart 5 år sedan så verkar jag ha redigerat bilden för att ta bort axlarna - antagligen eftersom jag bara ville visa den generella formen och inte ville att någon skulle tro att måtten var av vikt. Sidoförhållandet tycks då ha ändrats. Sedan har jag huvudsakligen lagt strömningssimulerandet åt sidan och hela tiden trott att detta var den korrekta formen.

Nu blir det förvisso för någorlunda normala portar i praktiken ingen avgörande skillnad i prestanda (det visar sig t.o.m. att även en jämförelsevis tafflig form fungerar väl), men om man kallar någonting för tokoptimerat så måste detta förstås vara fallet också.

[Neuhausen]

Visst var det fel och där jag tror är på sämsta stället. Se bild. Förhållandet var 4.5:1. Det skall bli intressant att se om det minskar skillnaden mellan portarna av olika storlek när det blir rätt.

Jag vet att jag reagerade på hur brant det såg ut från början, men när man ser det tillräckligt många gånger så blir det de normala.

Portarna påverkade varandra oväntat mycket när jag försökte simulera två portar samtidigt, så de sista timmarna datorn arbetat när jag var borta är ganska bortslösat. Annars blir det helt symmetriskt.

Men om jag tolkar dig rätt så skall även portens längd skalas med höjden precis som jag gjort?

Screenshot from 2026-03-02 23-08-18.png (443.74 KiB) Visad 1032 gånger

[Calleberg]

Det bör även observeras att den tokoptimerade formen har ett mynningshöjd/konstanthöjd-förhållande om 4:1. Det ser vid närmare anblick inte ut som att så är fallet ovan.

Vad betyder det på Svenska? Konstanthöjd är inte ett begrepp jag är bekant med, och goggelmaskinen har problem med sär skrivning och pratar om Flygplan och Nötkreatur...

[Tank]

Det som benämns 56,52 till höger på bilden ovan.

[petersteindl]

Det bör även observeras att den tokoptimerade formen har ett mynningshöjd/konstanthöjd-förhållande om 4:1. Det ser vid närmare anblick inte ut som att så är fallet ovan.

Vad betyder det på Svenska? Konstanthöjd är inte ett begrepp jag är bekant med, och goggelmaskinen har problem med sär skrivning och pratar om Flygplan och Nötkreatur...

Om du tittar på bilden strax ovan så är höjden i slitsporten = 56,52. Det är i den delen som höjden är konstant.

Där porten når mynningen expanderar höjden. Expansionen skall då bli 4 ggr 56,52 = 226,08.
Så har jag förstått saken. Då är frågan hur den krökta linjen skall se ut däremellan. I exponentialhorn är den krökta linjen exponentiell. Så kan den vara i början i detta fall men inte mot slutet och jag kan tänka mig att det går en gräns vid 45 grader och därefter sker övergången till 90 grader snabbare d v s på kortare sträcka.

[Neuhausen]

Jag ser förenklat expansionen som två delar. En del som långsamt skall låta arean öka för att låta farten sjunka på den snabba luften som passerar ut ur porten. Formen är anpassad för att försöka få luften att hänga kvar vid väggen vid så hög fart som möjligt. När det inte längre går så börjar det strömma rakt ut ur porten, då finns ändå fördelen att alltför snabb luft inte strömmar förbi ett skarpt avslut på porten.

Den yttre delen behöver också formas för att luft skall kunna strömma in i porten längs ytterkanten utan att skapa problem.

Det jag är mest intresserad av är hur det ser ut när portarna pressas hårt. Den uppdaterade geometrin ser ut att ha gjort tydlig skillnad när jag tittar på de färgglada bilderna från nattens simulering av en uppdaterad 30mm port. Men jag får titta på det mer noga senare.

[Calleberg]

Det bör även observeras att den tokoptimerade formen har ett mynningshöjd/konstanthöjd-förhållande om 4:1. Det ser vid närmare anblick inte ut som att så är fallet ovan.

Vad betyder det på Svenska? Konstanthöjd är inte ett begrepp jag är bekant med, och goggelmaskinen har problem med sär skrivning och pratar om Flygplan och Nötkreatur...

Om du tittar på bilden strax ovan så är höjden i slitsporten = 56,52. Det är i den delen som höjden är konstant.

Där porten når mynningen expanderar höjden. Expansionen skall då bli 4 ggr 56,52 = 226,08.
Så har jag förstått saken. Då är frågan hur den krökta linjen skall se ut däremellan. I exponentialhorn är den krökta linjen exponentiell. Så kan den vara i början i detta fall men inte mot slutet och jag kan tänka mig att det går en gräns vid 45 grader och därefter sker övergången till 90 grader snabbare d v s på kortare sträcka.

Tackar ödmjukast för förklaringen.

[Calleberg]

Det som benämns 56,52 till höger på bilden ovan.

Det var ju Enkelt.. Den del av porten där höjden är konstant alltså, i de allra,allra flesta fall även portens minsta höjd.

[petersteindl]

Jag ser förenklat expansionen som två delar. En del som långsamt skall låta arean öka för att låta farten sjunka på den snabba luften som passerar ut ur porten. Formen är anpassad för att försöka få luften att hänga kvar vid väggen vid så hög fart som möjligt. När det inte längre går så börjar det strömma rakt ut ur porten, då finns ändå fördelen att alltför snabb luft inte strömmar förbi ett skarpt avslut på porten.

Den yttre delen behöver också formas för att luft skall kunna strömma in i porten längs ytterkanten utan att skapa problem.

Det jag är mest intresserad av är hur det ser ut när portarna pressas hårt. Den uppdaterade geometrin ser ut att ha gjort tydlig skillnad när jag tittar på de färgglada bilderna från nattens simulering av en uppdaterad 30mm port. Men jag får titta på det mer noga senare.

Vid simuleringar på horn och waveguides som vi gjorde för kanske 8 år sedan så är det skillnaden mellan den akustiska impedansen i hornet gentemot luftens karakteristiska impedans utanför. D v s det är ett problem som uppstår i mynningen till fri luft. I det här fallet är det ett rör eller en slits. Den expanderande delen vid mynningen fungerar som en slags transformator mellan ljudtryck och partikelhastighet. Skillnaden gentemot ett horn för exempelvis mellanregister är att våglängden är extremt lång i det här fallet, d v s 10-15 meter. Det är alltså exempelvis avståndet från från 1a positiv peak till nästa positiv peak. Detta avstånd ligger även inom rummets stående vågor mellan begränsningsytorna. Detta i sin tur påverkar akustiska impedanser rejält. Ta t.ex. ungefär 25 Hz avstämningsfrekvens och en slits som är 0,5 meter lång.
Då är det ungefär 15 meter från peak till peak på ljudvågen. Luftpartiklarna skall alltså förpassas fram och tillbaka för 1 våglängd enligt vågrörelseteori. Då är delar av vågen i slitsen och andra delar av samma våglängd i princip långt utanför d v s hos grannen bortom grannen. Då måste man kanske förenkla till fri luft utan väggar. Även detta är extremt svårt eftersom turbulens inträffar i mynningen d v s i området från akustisk impedans till karakteristisk impedans, och då gäller inte Eulers vanliga matematik och vågekvationen som vanligt normalt. Det är inte att betraktas som ett linjärt system. Med väggar och begränsningsytor och akustiska impedanser så har vi den hine i bakgrunden skrattandes. Då får I-or eller lilltroll ta på sig hjälmen och ta fram svärdet och skölden.

Luftens rörelse så som elastiskt medium är alltså på generellt sätt principiellt sett mer komplicerat än Einsteins ekvationer eller Heisenbergs. Det finns fler frihetsgrader. Minns jag rätt är det en rörelse i 16 eller kanske 18 dimensioner inom tensorkalkylens underbara värld applicerat på Navier-Stokes ekvationer, och då kommer rotation och skjuvning in i bilden + allehanda linjära och imaginära olinjäriteter. Egentligen hade Helmholz på 18-hundratalet en kunskapsnivå som var ganska anmärkningsvärd.

[I-or]

Jag ser förenklat expansionen som två delar. En del som långsamt skall låta arean öka för att låta farten sjunka på den snabba luften som passerar ut ur porten. Formen är anpassad för att försöka få luften att hänga kvar vid väggen vid så hög fart som möjligt. När det inte längre går så börjar det strömma rakt ut ur porten, då finns ändå fördelen att alltför snabb luft inte strömmar förbi ett skarpt avslut på porten.

Den yttre delen behöver också formas för att luft skall kunna strömma in i porten längs ytterkanten utan att skapa problem.

Det jag är mest intresserad av är hur det ser ut när portarna pressas hårt. Den uppdaterade geometrin ser ut att ha gjort tydlig skillnad när jag tittar på de färgglada bilderna från nattens simulering av en uppdaterad 30mm port. Men jag får titta på det mer noga senare.

Mja, vid beräkningen av den optimala form som presenteras ovan undviker man helt och hållet att befatta sig med den läskiga turbulensen i sig. Turbulensberäkningar blir sällan tillräckligt noggranna och kräver CFD, där formoptimering blir mycket svårhanterlig av numeriska skäl. Brutala metoder bör alltid sparas tills de eleganta metoderna inte längre räcker till.

Den elegante ingenjören utnyttjar istället den s.k. Helmholtz-ekvationen (frekvensplansmotsvarigheten till vågekvationen) som till skillnad från Navier Stokes ekvationer, vilka utnyttjas i CFD-beräkningar, är likartad men förenklad via linjärisering och rotationsfrihet. Beräkningen utförs alltså akustiskt, eller laminärt i strömningsdynamiska termer, och genom att skapa en form som i mynningen ger i det närmaste helt konstant axiell partikelhastighet över tvärsnittet minimerar man risken för rotation av flödet, d.v.s. turbulens.

När flödet ändå slutligen uppnår tillräckligt hög partikel-/strömningshastighet för att virvelavlösning ska uppstå så är formen nog inte särskilt mycket bättre än andra former, men omslaget till turbulent strömning sker alltså vid högre hastighet.

Simuleringar av denna typ gör dessutom ingen skillnad mellan in- och utloppfas, men den med denna metod framtagna optimala formen har både mät- och lyssningsmässigt visat sig ge minst oljud för en given strömningshastighet.

[paa]

Om man tittar på en jetmotor så ser man att framtill är det stora radier runt intaget men i bakänden där gaserna går ut är det nästan raka rör utan radier, möjligen bara en svag konisk form. Men när luften ska röra sig åt båda hållen i båda ändarna på en port så handlar de om kompromisser. En port ska ju kunna hantera små medel och höga hastigheter, och det kan i sig kräva olika lösningar för minsta motstånd resp lägsta brus. Tokoptimerad är nog ett bra ord. Fulländad är ett annat begrepp.

[petersteindl]

Om man tittar på en jetmotor så ser man att framtill är det stora radier runt intaget men i bakänden där gaserna går ut är det nästan raka rör utan radier, möjligen bara en svag konisk form.

Men när luften ska röra sig åt båda hållen i båda ändarna på en port så handlar de om kompromisser. En port ska ju kunna hantera små medel och höga hastigheter, och det kan i sig kräva olika lösningar för minsta motstånd resp lägsta brus. Tokoptimerad är nog ett bra ord. Fulländad är ett annat begrepp.

En jetmotor måste fungera som den gör. Det finns fler anledningar. Där skall luft flyttas utan att vara vågrörelse. Som en högtryckspruta som förflyttar luftmolekyler från alstraren och bortåt i 1 och endast 1 riktning.
Det är allt annat än vågrörelse, där partiklarna skall återgå till deras ursprungsposition. En annan sak är att man troligtvis vill ha laminär strömning vid utloppet för att kunna bibehålla maximalt energiflöde för transport av flygplanet. Dessutom har alstraren en hög fart i en riktning som är vektorn åt motsatta hållet som luftutflödet. Hastighetsskillnaden är stor.

I en basreflexport är det helt annorlunda förutsättningar vid vågrörelse. Personligen tror jag att det möjligen skulle kunna gå att optimera lite mera. Det är en uppgift jag i så fall med varm hand skulle överlämna till I-or för simulering.

Jag tror inte det handlar om minsta motstånd. Den karakteristiska impedansen finns där. Då tror jag det handlar om minsta motståndsskillnad eller snarast, minsta impedansskillnad vid portens utlopp mot luften där karakteristisk impedans råder och det kan vara så att det är helt olika för impedansen inuti lådan kontra utanför lådan.

[paa]

Så här skriver Radiant Acoustics om porten i sin CLARITY 66

SUPERFLARE™ BASS PORT

While passive radiators are an ideal solution for compact stand-mount loudspeaker designs, the larger cabinet volume of Clarity 66 enables an even more ambitious approach to bass loading. Deep bass is easy to promise, but hard to deliver cleanly. A bass reflex port can deliver deeper low-frequency extension and a more gradual roll-off than a passive radiator, but conventional ports can add port noise and compression when the music demands extreme airflow for true deep bass.

Radiant Acoustics addressed these limitations with the proprietary Superflare™ bass port, developed specifically for Clarity 66 by PURIFI and their co-founder, Lars Risbo. Designed to handle extreme air displacement with distortion - and noise levels lower than those of passive radiators, Superflare™ enables a ported system that reaches deeper in the bass while maintaining exceptional clarity and control.

The tall cabinet is acoustically modeled as a constant-cross-section transmission line with carefully distributed damping material. This effectively suppresses the primary standing wave around 150 Hz without absorbing energy at the port tuning frequency, where most of the acoustic output is generated. In this configuration, the cabinet itself becomes part of the port system, allowing a shorter physical port while minimizing midrange leakage. A rear-facing port positioned close to the floor was selected to further reduce audible midrange radiation and standing-wave output toward the listener.



The Superflare™ port geometry is the result of FEA-based aerodynamic optimization. The port features a continuous, smoothly varying profile that controls airflow along its entire length. This design minimizes turbulence and vortex formation at the exits, where distortion and chuffing typically originate, by gradually transitioning fast-moving air into the surrounding still air. The rolled flare allows the airflow to disperse freely and symmetrically. Interestingly, this also makes the port look like air inlets for jet motors.

Beyond minimizing turbulence, the Superflare™ geometry directs airflow evenly, dispersing air 180 degrees to the sides as well as vertically above and below the port exit. By spreading the airflow over a wide area, velocity drops rapidly just beyond the port opening. This significantly reduces the sensation of “blowing” often associated with conventional ports and allows the speaker to be positioned closer to a rear wall without airflow interference or audible boundary effects.

Crucially, the Superflare™ port is fully symmetrical on both the inside and outside of the cabinet. In addition to reducing even-order distortion, this prevents pressure imbalances that could otherwise displace the woofers and introduce distortion. The result is a bass reflex system with extremely low distortion, no audible port noise, minimal dynamic compression, and clean, controlled bass extension below 30 Hz, even at high playback levels.

In short, Superflare™ is mathematically optimized to give Clarity 66 the bass depth of a ported design, without the usual drawbacks. You get deeper extension, less noise, and less compression when playing loud—so bass stays clean, controlled, and seamless with the midrange.

[petersteindl]

Bra där paa, fi lördags länkade jag, i petersteindl-tråden, till 2 videor på Youtube gällande Radiant Acoustics. Då poängterade jag deras port som enligt deras utsaga är tämligen fri från turbulens.

Tycker det är lite synd att låta det stå okommenterat och hoppades att det skulle kommenteras i någon av de 2 aktuella trådarna på faktiskt gällande basreflexport.

Har lite svårt att se att deras lösning skulle vara optimal?

Radiant Acoustics skriver följande:

The port features a continuous, smoothly varying profile that controls airflow along its entire length.
Interestingly, this also makes the port look like air inlets for jet motors.
This design minimizes turbulence and vortex formation at the exits, by gradually transitioning fast-moving air into the surrounding still air.
The rolled flare allows the airflow to disperse freely and symmetrically.

Ok, sedan visar de en bild på luftpartikelflödet på bägge sidor om basreflexporten.

Det som visas är de flöden som uppstår rakt fram samt i princip parallellt med avrundningen på utgång och ingång.

Däremot är flödet till höger nedåt turbulent och skiljer sig från vänster sida.

Men, då undrar jag hur luftpartikelflödet ser ut däremellan? T.ex i 30 eller 45 graders vinkel? Texten anger inte det, som jag ser det. Bilden visar nästan ingen partikelrörelse.

Dessutom är det mycket högre ljudtryck inuti lådan än utanför och det är, som jag ser det, en förutsättning för att porten skall kunna verka som basreflexport. Vilken sida av porten representerar vad?
Jag är mycket tveksam till jetmotorers förträfflighet gällande ljudvågor d v s vågor och vågekvationen härs och tvärs genom jetmotorer.
Ett slags konstant DC-Luftpartikelflöde in i motorn då motorn förflyttar sig med 800 km/h är allt annat än ljudalstring i basen hos högtalare, men en slags laminär strömning vill man gärna uppnå i båda fallen.

Tippar att I-or kan ge bäst svar om I-or anser frågorna vara relevanta.

Jag kan säga att jag har en egen uppfattning hur öppningarna mot luften bör se ut för att vara optimala. Då analyserar jag vågrörelse och strålning med hänsyn till akustisk impedans vid mynningen kontra karakteristisk impedans i luften strax utanför portens mynningar.

Basreflex är inte det lättaste att simulera och förstå, speciellt vid högre ljudtryck och partikelhastigheter, men inte omöjligt.

[I-or]

Profilen för porten i Radiant Clarity 66 ser huvudsakligen vettig ut och arean är dessutom relativt stor, så den har säkerligen hyggliga egenskaper. Samtidigt måste man komma ihåg att de Purifi-element som används är ovanligt kapabla och därmed ställer betydligt högre krav än vanligt på portegenskaperna. Att den yttre portmynningen är placerad aningen utanför baffeln och därmed möter den med en yttre radie är ytterst märkligt och ligger inte alls i linje med väletablerade principer. Strömningen blir som de flesta intuitivt inser mycket lätt turbulent när flödet måste växla riktning 180 grader runt utbuktningen och för att göra det hela ännu värre finns en helt onödig flänskant för den icke försänkta porten:

RACLARITY66WA_O_06.jpg (40.64 KiB) Visad 312 gånger

Turbulensfri är porten definitivt inte vid högre strömningshastigheter men i marknadsföringsvideon demonstreras strömningen (naturligtvis) med en låg hastighet.


Vi har för övrigt i denna tråd: viewtopic.php?f=10&t=75915&p=2364783#p2364783 konstaterat att de testade slitsportarna uppträder bättre än cirkulära dito - t.o.m. när de förstnämnda är halvtaffligt utförda.

[jonasp]

Profilen liknar porttyp D i Bezzaolas artikel om man kikar på avstånd, men om man kikar lite närmare ser man att det skiljer sig en del, och som I-or påpekar är termineringen kanske lite väl kreativ. Nedan profil på porttyp D.

bezzaola D cad.png (24.51 KiB) Visad 268 gånger