Tryckmax - akustisk levitation.

[petersteindl]

Sök och finn svaret man söker... "Snubben i videon igen"

Coanda Effect - Harvard Natural Sciences Lecture Demonstrations -
"molecules that are sitting underneath the airflow feel a friction force to get dragged along with the airflow and leave that area, producing a reduced pressure [...]"
(Han pratar i citatet vid 1:45 om sidan där luftströmmen lämnar objektet)
Har verkligen inte denna dragkraft (på frånsidan) med saken at göra?

[ YouTube ]

Vad kallas förresten den är spegelgrejen som används i demonstrationen? Han uttrycker det visserligen, men jag är inte människa att urskilja vad som sägs. Schler'noptics setup är det nog inte, inte heller FLIR and optics som automatöversättningen menar.

Prova att googla på Schlieren optics eller Schlieren photography. Det står mer här https://en.wikipedia.org/wiki/Schlieren_photography På svenska heter det Schlierenfotografering eller eller Slirfotografering.
Det är en mätteknik för att mäta densitetsgradienter hos gaser. OBS! DENSITETSGRADIENTER!! Det är således inte densitetens absolutvärde utan det är magnituden av densitetsförändringen d v s tidsderivatan av densiteten. Eftersom absolutvärde och derivatan ofta/alltid är olika områden så måste man hålla isär begreppen.

Processen bygger på refraktion. Jaha, vad är det tänker många och hur fungerar det? Jo, det är just om detta jag tänkt återkomma till JM om gällande vad man egentligen ser i videon.

Jag tar upp det nu istället.

The classical implementation of an optical schlieren system uses light from a single collimated source shining on, or from behind, a target object. Variations in refractive index caused by density gradients in the fluid distort the collimated light beam. This distortion creates a spatial variation in the intensity of the light, which can be visualised directly with a shadowgraph system.

In classical schlieren photography, the collimated light is focused with a converging optical element (usually a lens or curved mirror), and a knife edge is placed at the focal point, positioned to block about half the light. In flow of uniform density this will simply make the photograph half as bright. However, in flow with density variations the distorted beam focuses imperfectly, and parts that have been focused in an area covered by the knife edge are blocked. The result is a set of lighter and darker patches corresponding to positive and negative fluid density gradients in the direction normal to the knife edge. When a knife edge is used, the system is generally referred to as a schlieren system, which measures the first derivative of density in the direction of the knife edge.

Nu är frågan, vad är det ljusa och vad är det svarta?

Jag ser nu att IÖ svarat så jag postar det så här.

Med vänlig hälsning
Peter

[IngOehman]

Ahh. -Han sa alltså "Schlieren Optics"! -Och det är alltså bara en konkav spegel med lite trix som behövs.
https://sciencedemonstrations.fas.harva ... ren-optics

Ja, det är en klassisk metod för att illustrera densitetsskillnader i gaser, som ju är kopplade till trycket. Hittades på på 40-talet tror jag.


Vh, iö

[IngOehman]

Såg just Peters inlägg. Ja, det är viktigt att klargöra att det är skillnader i densitet som visas.

Det är inte opaciteten som mäts/illustreras utan effekter av brytningen. Det ger avlänkningar, som från en vanlig glaslins. I själva verket så påverkas inte opaciteten nämnvärt av gasens täthet. Luft är (för praktiskt bruk sådana här korta sträckor) i princip transparent. Men bryta ljuser kan den.


Vh, iö

[petersteindl]

Ahh. -Han sa alltså "Schlieren Optics"! -Och det är alltså bara en konkav spegel med lite trix som behövs.
https://sciencedemonstrations.fas.harva ... ren-optics

Ja, det är en klassisk metod för att illustrera densitetsskillnader i gaser, som ju är kopplade till trycket. Hittades på på 40-talet tror jag.


Vh, iö

Av allt jag läst och av ett snabbt samtal med lilltroll för några dagar sedan så är det lite svårt att entydigt säga exakt vad som ses. Men om detta stämmer, . . .

The result is a set of lighter and darker patches corresponding to positive and negative fluid density gradients in the direction normal to the knife edge.

. . . så skulle det innebära det som jag sa på telefon att området mellan ljust och mörkt är antinoderna d v s där derivatan är lägst d v s tryckmax och det ljusa och det mörka områdena är omväxlande med positiv eller negativ tryckgradient.

Med vänlig hälsning
Peter

[Bagaget]

Lite historia, lite grunder, lite fel och en del nytt.

https://www.svtplay.se/var-matbara-varld

[IngOehman]

Peter: Det du kallar ljust (jag kallar det rökigt/opakt, alltså där röken samlas) är lågtryckszonerna. Det du kallar mörkt (jag kallar det transparent) är högtryckszonerna. Tror jag.


Vh, iö

[petersteindl]

Perer: Det du kallar ljust (jag kallar det rökigt/opakt, alltså där röken samlas) är lågtryckszonerna. Det du kallar mörkt (jag kallar det transparent) är högtryckszonerna. Tror jag.


Vh, iö

Som sagt, Lilltroll och jag spånade fram fler scenarier. Nu då jag tänker lite mer så kan det som jag citerade "The result is a set of lighter and darker patches corresponding to positive and negative fluid density gradients in the direction normal to the knife edge" inte stämma. Det skulle ju betyda att samma område skulle skifta mellan ljust och mörkt 28000 ggr per sekund i den stående vågen. Med en frekvens på 28 kHz så skulle experimentet vara meningslöst om inte samtidigt ett synkat stroboskop kopplas in med högre hastighet så man såg hur förändringen blev till och därefter måste man spela upp det i slow motion. Så funkar det inte. Det ljusa området är konstant ljust.

Det alternativ som lilltroll trodde mest på är att det ljusa är hastighetsmax på molekylerna d v s kring trycknoderna (tryckmin) och det mörka är vid hastighetsmin av molekylerna d v s tryckantinoderna (tryckmax).
Jag tar med båda bilderna igen.
Kameraobjektivet är tyvärr satt så man ser ovansidan av reflektorn. Det hade varit bättre att se undersidan av reflektorn.

Schliering_standing_wave.png (988.97 KiB) Visad 3321 gånger

Jag har fyllt i gult som är det ljusa området i videon. Eftersom detta rör sig om parametrar som ligger långt in på luftens olinjära område samt vågens olinjära område så har jag för lite kunskaper i ämnet för att ge en entydig och korrekt beskrivning. Det enda jag vet är att videon säger motsatsen jämfört med bilden.

standing_wave_levitation_Schlieren.jpg (292.67 KiB) Visad 3321 gånger

Med vänlig hälsning
Peter

[IngOehman]

Man kan även konstatera att jag säger samma sak som bilden visar, och har gjort så sedan mitt första inlägg, då ingen ännu hade visat den där bilden.

Vill även klargöra att det du kallar ”ljust område” bättre beskrivs som röktätt område. Och det du kallar mörkt tycker jag man hellre kan kalla rökfritt område. Det gör det transparentare, således att man ser den mörka bakgrunden igenom.


Vh, iö

[petersteindl]

Är du säker på att det är rök med i processen?

[IngOehman]

Den kommer från Normans Landrover. Den bilen är fantastisk. Man kan ställas in den för valfri färg på röken, från vitaste vit till svartaste svart. Toppen!


Vh, iö

[jansch]

Ref: Inlägget av darkg tor jan 17, 2019 4:40 pm

jansch skrev: rök

Det var intressant! I brist på bra spegel för Schlieren-apparat skulle det kanske vara en framkomlig väg. Vet du mer om hur man kan göra i praktiken?

--------------------------------------------
Dark:
Äntligen lite ledigt! Ledsen att jag inte svarat det tidigare...

Först och främst - Jag TRODDE att effekten vi kan se på videon kommer från rök. Det gör den inte då han nämner Schlier och man kan ju se spegeln! Borde tittat/lyssnat noggrannare...
Jag lurades av att det finns "rökmoln" vid hans händer och vid högtalarelementet vilket väl är är uppvärmd luft. En klar miss från min sida!
Jag har aldrig sett Schlier-effekten i verkligheten utan bara på bild. Det var också första gången jag såg den filmad. De bilder jag har sett kommer genom mitt flygintresse och då är det bilder tagna i vindtunnlar, då finns ju inget annat än luften vid testobjektet som bryter ljuset.

Vi kan nog förutsätta att det inte finns någon rök på videon.

Nu till din fråga.
Brownska rörelsen är visserligen slumpartad (och partiklar fördelas någorlunda jämt) men det förutsätter att gasen (eller vätskan) är i vila och trycket är lika i t.ex. hela luftmassan. OM, som i stående våg fallet, gasen har varierat tryck kommer partiklarna att röra sig mot lågtryck. Detta sker genom att färre molekyler har möjlighet att träffa partikeln på "lågtrycksidan" än på "högtrycksidan".

Frågan är ju bara då om skillnaden blir så stor att man visuellt kan se t.ex. sotpartiklarnas fördelning. Jag vet inte....

En annan intressant med Schlier "effekten": Är ljusa eller mörka partier "högtryck" på bilden? Detta kan man ju egentligen inte veta om man inte själv arrangerar mätriggen.... Det beror väl på fokalpunktens läge och ljussättning..........eller ser jag det på fel sätt? Någon som vet?

[petersteindl]

Ref: Inlägget av darkg tor jan 17, 2019 4:40 pm

jansch skrev: rök

Det var intressant! I brist på bra spegel för Schlieren-apparat skulle det kanske vara en framkomlig väg. Vet du mer om hur man kan göra i praktiken?

--------------------------------------------
Dark:
Äntligen lite ledigt! Ledsen att jag inte svarat det tidigare...

Först och främst - Jag TRODDE att effekten vi kan se på videon kommer från rök. Det gör den inte då han nämner Schlier och man kan ju se spegeln! Borde tittat/lyssnat noggrannare...
Jag lurades av att det finns "rökmoln" vid hans händer och vid högtalarelementet vilket väl är är uppvärmd luft. En klar miss från min sida!
Jag har aldrig sett Schlier-effekten i verkligheten utan bara på bild. Det var också första gången jag såg den filmad. De bilder jag har sett kommer genom mitt flygintresse och då är det bilder tagna i vindtunnlar, då finns ju inget annat än luften vid testobjektet som bryter ljuset.

Vi kan nog förutsätta att det inte finns någon rök på videon.

Nu till din fråga.
Brownska rörelsen är visserligen slumpartad (och partiklar fördelas någorlunda jämt) men det förutsätter att gasen (eller vätskan) är i vila och trycket är lika i t.ex. hela luftmassan. OM, som i stående våg fallet, gasen har varierat tryck kommer partiklarna att röra sig mot lågtryck. Detta sker genom att färre molekyler har möjlighet att träffa partikeln på "lågtrycksidan" än på "högtrycksidan".

Frågan är ju bara då om skillnaden blir så stor att man visuellt kan se t.ex. sotpartiklarnas fördelning. Jag vet inte....

En annan intressant med Schlier "effekten": Är ljusa eller mörka partier "högtryck" på bilden? Detta kan man ju egentligen inte veta om man inte själv arrangerar mätriggen.... Det beror väl på fokalpunktens läge och ljussättning..........eller ser jag det på fel sätt? Någon som vet?

Jag har aldrig sett det som att det funnits rök med i processen i videon. Gå in på den här länken: https://sciencedemonstrations.fas.harvard.edu/presentations/schlieren-optics Det är den länken som Roger J hade i sitt inlägg.

Se den första videon. För ögat syns inget. Det är vanlig luft. Men för videokameran är situationen helt annorlunda. Videokameran har sitt fokus i spegeln flera meter bort. Spegeln är något konkav. Men då luften får densitetsförändring så uppstår refraktion. ljus bryts olika vid densitetsskillnad. Om ljuset går från ett tätare till ett tunnare medium, d.v.s. ett med lägre brytningsindex till ett med större, kommer ljuset att böjas av med en vinkel som är större än den infallande och vice versa.

Vid samtal med lilltroll har han förklarat processen. Jag är dock inte i stånd att återge förklaringen. Det jag kan återge är att det blir ljusa strimlor där densiteten ändras snabbast. Det är där partikelhastigheten är som störst. Det är i så fall i de gula partierna i bilden i mitt inlägg på förra sidan. Dock vill jag fortfarande säga att man är långt utanför luftens linjära område i experimentet i videon och där vet lilltroll och jag bl.a. att konstiga fassprång kan inträffa. Hur sådant påverkar har jag ingen aning om.

Med vänlig hälsning
Peter

[IngOehman]

Så Normans Landrover är inte inblandad alltså? Köper det.

Man jag är tveksam till det du skriver att lilltroll säger... Du skriver ”där densiteten ändrar sig snabbast”. Men snabbast i förhållande till vaddå? Tid eller rum? Normalt menar man förändring per tid när man skriver ”snabbast”. Och ingenstans ändrar sig densiteten (som är proportinell mot trycket) snabbare än i tryckbukarna. Det är rörelsenoderna det - där hastigheten är som lägst.

Men kanske menar du/han något annat? Kanske är det derivatan av trycket(/densiteten) funktion av position höjdledes som åsyftas? Och om så blir frågan - vilket tryck talar vi om? Det statiska trycket (som påverkas av modulationen, men som inte är modulationen) eller ljudtrycket?

Förbaskat synd att han inte placerar kameran vettigt - så man slickar underkanten av reflektorn med synlinjen.


Vh, iö

[JM]

[ YouTube ]

Magnetic levitation är knappast obekant.
Optisk levitation gav Nobelpris.
Akustisk levitation visar här stående vågors utbredning i ett medium - luft. Notera här att synliga tryckmax finns alltid likt i våra rum invid reflekterande ytan och på samma position i rummet för varje stående våg beroende på frekvensen.
Något att beakta vid placering av lyssningspositionen, högtalarna och subbasar.

JM

Jag har mätt avståndet mellan 2 mörka band och infogat avståndet i mitten av det högst belägna mörka bandet. Trots att kameran är inte parallell med glasskivan finns det inte plats för mörkt band under glasskivan. Nästa mörka band kommer i övre delen av glasskivan och ovanför. Under glasskivan finns endast ett ljust band.
Basal akustik ger att en stående våg alltid har ett tryckmaximum invid en hård reflekterande yta.
Således är det korrekt som framförs av Harvardprofessorn att de ljusa banden utgörs av tryckmaxima. Luften har högst densitet i ett tryckmaximum vilket påverkar refraktionen av ljuset och skapar synliga tryckmaxima band i testsituationen.

JM

[IngOehman]

[ YouTube ]

Magnetic levitation är knappast obekant.
Optisk levitation gav Nobelpris.
Akustisk levitation visar här stående vågors utbredning i ett medium - luft. Notera här att synliga tryckmax finns alltid likt i våra rum invid reflekterande ytan och på samma position i rummet för varje stående våg beroende på frekvensen.
Något att beakta vid placering av lyssningspositionen, högtalarna och subbasar.

JM

Jag har mätt avståndet mellan 2 mörka band och infogat avståndet i mitten av det högst belägna mörka bandet. Trots att kameran är inte parallell med glasskivan finns det inte plats för mörkt band under glasskivan. Nästa mörka band kommer i övre delen av glasskivan och ovanför. Under glasskivan finns endast ett ljust band.
Basal akustik ger att en stående våg alltid har ett tryckmaximum invid en hård reflekterande yta.
Således är det korrekt som framförs av Harvardprofessorn att de ljusa banden utgörs av tryckmaxima/minima. De mörka banden utgörs av områden med högst partikelhastighet.

Att vi har (ljud)tryckmaxima nära en yta som ljudet studsar i, är grundläggande, ja.

Vi kan även konstatera att han säger ”...the bright band and that is the high pressure area”, och att han säger att det är där bollarna leviterar.

Men den som läst tråden har också sett att DU publicerat bilder som visar att bollarna vill levitera i lågtrycksbanden - där hastigheten är som högst. Och du har skrivit/påstått att de är där bollarna leviterar. Så du är inkonsekvent.

Du mallade dig också om hur bra du var på att förklara med få ord och bilder, men jag skulle vara mindre stolt om jag varit så inkonsekvent. Jag skulle skämmas.

Jag är försiktigt osäker, och har bjudit in alla som kan och vill att rätta mig, men ännu så länge har jag inte sett några inlägg som entydigt redogör för sakförhållandena.

Jag ifrågasätter även dina påståenden om att du ”mätt”. Menar du på allvar att du med sådan säkerhet kan bedöma perspektivet att du VET det du påstår? Jag tycker det ser ut som om bandet närmast reflektor är mörkt, men jag utesluter inte att det kan finnas ett mörkt band till uppåt, som är skymt av glasskivan. Det är bra att minnas att det översta bandet bara är halvt. Så det har rätt så lite plats. Förbryllande är även att bandet närmast högtalarbaffeln är synbart ljust, men det bandet ser för tjockt ut. En illusion på grund av att kameran är tittande svagt ned på baffeln?

- - -

Sammanfattning:

1. Snubben på videon säger en sak,

2. Den ritning som illustrerar fenomentet säger motsatsen (att det leviteras i lågtryckszonerna,

3. JM har påstått båda dessa motstridiga saker.

Jag har försökt att klargöra min osäkerhet, men har varit mindre bra på att konsekvent göra det i varje inlägg, så jag påminner om den här separat.


Vh, iö

[Max_Headroom]

Phwx, jag skrev ett långt och bra inlägg, men det försvann eftersom proxyserven på jobbet programerats av en halvtam ekorre.

Kort sagt: Säger snubben i videon att bollarna hänger i högtryckzoner så har han fel. Punktum finale. Jag bryr mig inte om att förklara varför, ni som inte förtått hitills får tänka ut varför, själva.

Bilden med kurvorna som postats i tråden är missvisande (direkt fel, om man skall hårddra det) vilket gör att det blir svårare att förstå om man man bara ser på bilden utan att tänka sjalv. "Velocity"-kurvan är egenetligen knas. Partiklarna är inte på väg någonstans, utan det handlar mera om en "fladdrande" rörelse. Mer fladder = lägre tryck.

[IngOehman]

Jag tror jag förstår hur du menar, och är lite på samma linje.

Både tryck- och hastighetskurvorna på den där bilden är ögonblicksvärden. De hade varit tydligare och bättre om de visat ett tiotal olika ögonblicksvärden, med varierande amplitud? Då skulle det ha framgått att nollgenomgångarna är noder, att de alltid har amplituden noll. Och att det i bukarna däremellan råder varierande amplitud.

Den tredje kurva är ett långtidsmedelvärde. Så den skiljer sig från de två vänstrare. Inte ett så pedagogiskt bra upplägg.

Jag skulle inte ha hänvisat till så oklara bilder.


Vh, iö

[petersteindl]

[ YouTube ]

Magnetic levitation är knappast obekant.
Optisk levitation gav Nobelpris.
Akustisk levitation visar här stående vågors utbredning i ett medium - luft. Notera här att synliga tryckmax finns alltid likt i våra rum invid reflekterande ytan och på samma position i rummet för varje stående våg beroende på frekvensen.
Något att beakta vid placering av lyssningspositionen, högtalarna och subbasar.

JM

Jag har mätt avståndet mellan 2 mörka band och infogat avståndet i mitten av det högst belägna mörka bandet. Trots att kameran är inte parallell med glasskivan finns det inte plats för mörkt band under glasskivan. Nästa mörka band kommer i övre delen av glasskivan och ovanför. Under glasskivan finns endast ett ljust band.
Basal akustik ger att en stående våg alltid har ett tryckmaximum invid en hård reflekterande yta.
Således är det korrekt som framförs av Harvardprofessorn att de ljusa banden utgörs av tryckmaxima. Luften har högst densitet i ett tryckmaximum vilket påverkar refraktionen av ljuset och skapar synliga tryckmaxima band i testsituationen.

JM

Det finns ett icke-synbart utrymme strax under reflektorn. Det finns i alla fall plats för en viss del av ett mörkt band. Om det inte finns ett mörkt band där så måste det ljusa bandet fortsätta mot reflektorn. Ett halvt mörkt band skulle kunna rymmas som jag ser det, eller har du annan uppfattning?

Med vänlig hälsning
Peter

[Max_Headroom]

Jag tror jag kom på varför kameran i videon sitter där den sitter. Hade den suttit så man sett undersiden på glasskivan istället før att man skymtar översidan så hade man sett att det vita INTE ligger nära glaset och idén med att det vita är vid "högtryck" inte fungerar. Kameran sitter där den sitter för att bilden skall passa bättre med snacket.

[RogerJoensson]

Vad är fel i detta enkla resonemang?:
-Tussarna håller sig svävande ovanför högtrycksskiktet eftersom dess densitet är lägre än luftens förhöjda densitet i högtrycksskiktet.

[IngOehman]

Därför att det förmodlingen inte är sant.

Det handlar snarare om en tryckskillnad (högre tryck under än över) än om att flyta.

Även mycket fluffiga (gasfyllda) material väger oftast >10 kg/m^3, luft väger drygt 1 kg per kubikmeter.

För att ge sammanhang kan nämnas att det helt normala lufttrycket kan lyfta 10 000 kg per kubikmeter, om det inte verkar något tryck på föremålets ovansida.


Vh, iö

[RogerJoensson]

Det handlar snarare om en tryckskillnad (högre tryck under än över) än om att flyta.

Jag tänkte att tussen + den förtunnade luften inuti den hjälper till att lyfta den.
Jag medger att jag inte förstår hur trycket påverkar om det inte har med densiteter att göra.

Även mycket fluffiga (gasfyllda) material väger oftast >10 kg/m^3, luft väger drygt 1 kg per kubikmeter.

Hur mycket väger luften där trycket är som högst och som minst? Ungefär vilka tryck handlar det om?

[dewpo]

Därför att det förmodlingen inte är sant.

Det handlar snarare om en tryckskillnad (högre tryck under än över) än om att flyta.

Även mycket fluffiga (gasfyllda) material väger oftast >10 kg/m^3, luft väger drygt 1 kg per kubikmeter.

För att ge sammanhang kan nämnas att det helt normala lufttrycket kan lyfta 10 000 kg per kubikmeter, om det inte verkar något tryck på föremålets ovansida.


Vh, iö

Fick mig att tänka på detta experimentet man gjorde som barn

Lyftkraft.jpg (110.43 KiB) Visad 3006 gånger

Läst någon stans att ljudtrycket vid levitering är över 150 dB, Hur översätter det till vanligt tryck?

[IngOehman]

Drygt 40 dB under själva lufttrycket. Modulationen är alltså mindre än 1/100 av det statiska trycket.


Vh, iö

[petersteindl]

Det finns egentligen 2 dominanta alternativ samt andra mindre troliga alternativ, utifrån den kunskap i ämnet som presenteras alternativt vi i dagsläget besitter.

Det finns dock ett ofrånkomligt faktum, nämligen gravitationen. Den är en nedåtriktad kraft mot jordens masscentrum. Den är också att anses vara konstant vid givet avstånd från masscentrum.
Tryck = kraft per ytenhet.

I dessa 2 företrädelsevis dominanta olika alternativ skulle levitationen te sig lite olika.

Levitation i trycknoder: I noderna som är jämviktsläget runt atmosfärstrycket skulle bollen stå helt stilla i en stående våg.

Levitation i antinoder: Där varierar atmosfärstrycket vilket resulterar i ett undertryck och ett övertryck runt atmosfärstrycket. Om levitation uppträder i antinoder så borde bollen röra sig upp och ner runt ett vertikalt jämviktsläge med samma frekvens som den stående vågen. Denna frekvens är så hög och rörelsen så liten att den inte syns för ögat och inte heller för kameran i försöksuppställningen i videon. Den skulle te sig som den leviterar istället för att falla nedåt.

Eftersom det i försöket inte råder linjära samband så kan vanliga formler, typ Euler osv. inte appliceras. Kring bollarna kommer det starka viskösa krafter in i bilden.

I simuleringar lilltroll gjort så har vi även simulerat entropi då ljudvågor rör sig längs med en vägg. Väggens egenskaper kommer naturligtvis i gränsskiktet närmast den fasta materien som i det här fallet är bollen. Vi har sett klara entropiförändringar i skikten närmast väggen. Då har vi ännu inte simulerat vid höga ljudtryck eller höga frekvenser, men vi har viskositet och andra parametrar med för att simulera förluster, både reella och reaktiva.

Personligen tror jag att de viskösa förlusterna kan bli så pass sora att de utgör en nödvändig förutsättning för levitation. Men det är inte enda förutsättningen. På fackspråk heter det att förutsättningen är nödvändig men ej tillräcklig. Ett annat nödvändigt villkor är att bollens fysiska storlek måste vara mindre än en våglängd hos den stående ljudvågen. Om den måste vara mindre än halva våglängden låter jag vara osagt för ögonblicket.

Det betyder i så fall och i vart fall att fenomenet levitation med dessa bollar ej kan uppkomma i ljudvågors linjära område. Vilket får till följd att linjärt betraktelsesätt inte är applicerbart och att gängse ekvationer är otillräckliga som förklaringsmodell.

Är det viskösa krafter så vill jag påminna om att det inte var så många år sedan man kunde fysikaliskt förklara humlans flygkapacitet. Ingen behöver i vart fall skämmas för att förklaringsmodellen inte lätt förstås.

Men i dagens korta samtal med lilltroll så tror jag han fått lite blodad tand att lägga in simulering på vertikal stående våg i luft vid höga ljudtryck samt 28 kHz. Vi behöver bollens mått och materialegenskaper.

Vi får se om vi lyckas. Då kommer entropi, akustisk impedans och viskositet och tryckgradient och partikelhastighet runt jämviktsläget samt krafter om möjligt att simuleras i en animering. Då kan vi lägga in bollar och se om de fastnar och hur och var de fastnar. För att göra detta måste lilltroll själv sätta upp ekvationerna och det kan inte göras utan förståelse.

Mvh
Peter

[JM]

[ YouTube ]

Magnetic levitation är knappast obekant.
Optisk levitation gav Nobelpris.
Akustisk levitation visar här stående vågors utbredning i ett medium - luft. Notera här att synliga tryckmax finns alltid likt i våra rum invid reflekterande ytan och på samma position i rummet för varje stående våg beroende på frekvensen.
Något att beakta vid placering av lyssningspositionen, högtalarna och subbasar.

JM

Jag har mätt avståndet mellan 2 mörka band och infogat avståndet i mitten av det högst belägna mörka bandet. Trots att kameran är inte parallell med glasskivan finns det inte plats för mörkt band under glasskivan. Nästa mörka band kommer i övre delen av glasskivan och ovanför. Under glasskivan finns endast ett ljust band.
Basal akustik ger att en stående våg alltid har ett tryckmaximum invid en hård reflekterande yta.
Således är det korrekt som framförs av Harvardprofessorn att de ljusa banden utgörs av tryckmaxima. Luften har högst densitet i ett tryckmaximum vilket påverkar refraktionen av ljuset och skapar synliga tryckmaxima band i testsituationen.

JM

Det finns ett icke-synbart utrymme strax under reflektorn. Det finns i alla fall plats för en viss del av ett mörkt band. Om det inte finns ett mörkt band där så måste det ljusa bandet fortsätta mot reflektorn. Ett halvt mörkt band skulle kunna rymmas som jag ser det, eller har du annan uppfattning?

Med vänlig hälsning
Peter

Om du kollar noga på videon jag presenterade i mitt initiala inlägg se du att den stående vågen reflekteras inte bara av glasskivan utan även av ytan runt högtalaren.

Det intressanta är, synligt invid högtalaren, att de ljusa bandet bara har halva utbredningen i z-led jämfört med banden fritt i luften. Detta är helt förenligt med tryckutbredningen i z-led enligt första figuren nertill. Detta styrker ytterligare att de ljusa banden är tryckmaximum.

lev2.PNG (157.99 KiB) Visad 2959 gånger

Hur ser generella ekvationen ut om kulan har massa m och utbredning d i z-led för levitation?
Vektorn måste förstås vara -mg men hur och var ger de olika trycken denna vektor?

JM

[IngOehman]

Vaddå Z-ledd? Uppställningen är ju rotationssymmetrisk!

Och igen - du har i olika inlägg ibland påstått att kulan leviterar i tryckmax, ibland i tryckmin (vilket t ex den där bilden visar). Hur skall du ha det?

Och att vågen reflekteras i högtalarbaffeln har ju bivit berättat för dig, det är tack vare det som en resonans uppstår. Hade det bara studsat i glasskivan så skulle en enkel stående våg ha uppstått, inte en resonans. Då utan att vara beroende av specifika frekvenser, som resonanser är.

- - -

Peter: Om man vänder uppåner på resonemanget då - vad är det som du INTE tycker är tillfredsställande i en förklaring som säger att levitering sker i hastighetsbuk - på grund av att man där får tryckminimum (statiskt tryck) och både under och över den punkten får man högre tryck. Därtill kommer gravitationen som gör att kulan vilar en bit ned i övertrycket under rörelsebuken (=tryck minima).

Till saken hör även att ljudtrycken för en våg som möter ett ivägenvarande objekt blir distorderas på grund av geometrisk distorsion, och maxövertrycket blir större än undertrycket. Det blir en kvadratisk komponent och ett medelvärde som är högre än luftens grundtryck.

Leviterar man droppar så är det dessutom uppenbart att dropparna blir isärslitna sidledes om man brassar på allt för höga ljudtryck, vilket är att vänta på grund av de höga lufthastigheterna vid dropparnas sida.

Jag påstår inte att den förklaringsmodellen är riktig, men jag påstår att både droppar och små kulor beter sig precis som jag förväntar mig, det vill säga sett från hur jag förvänar mig att det fungerar, och jag vill gärna att den som säger att den modellen är oriktig motiverar den uppfattningen.


Vh, iö

[Max_Headroom]

Vaddå Z-ledd? Uppställningen är ju rotationssymmetrisk!

....

Jag påstår inte att den förklaringsmodellen är riktig, men jag påstår att både droppar och små kulor beter sig precis som jag förväntar mig, det vill säga sett från hur jag förvänar mig att det fungerar, och jag vill gärna att den som säger att den modellen är oriktig motiverar den uppfattningen.


Vh, iö

Z är uppåt i bild, och vertikalaxel i flygsammanhang.

Jag påstår att förklaringsmodellen är riktig. Det är gott nog för folk.
Max ser dock fram emot ljuplodande simuleringar i ämnet. Jag har redan sett en del simuleringar, men har inte grävt ned mig i hur dom är gjorda. Eller riktiga. Tror inte man har grävt ned så djupt som att studera entropi och viskositetsförändringar. Troligen dels av lathet, dels för att det inte behövs i det här fallet. Det är nämigen mycket enklare.

[jansch]

Peter - vad är det som inte är linjärt?

Ljudtrycket kan väl inte vara så högt (" peak delta p") så att naturlig dist uppstår i någon högre grad? Känns inte rimlgt att trycket är i storleksklassen 170dB. En viss assymetri med lätt distade undertrycks-zoner blir det väl ("+ trycket" blir ju renare). Hur räknar man på det??

Dessutom - hur får man till ett sådant ljudtryck.....

[petersteindl]

Peter - vad är det som inte är linjärt?

Ljudtrycket kan väl inte vara så högt (" peak delta p") så att naturlig dist uppstår i någon högre grad? Känns inte rimlgt att trycket är i storleksklassen 170dB. En viss assymetri med lätt distade undertrycks-zoner blir det väl ("+ trycket" blir ju renare). Hur räknar man på det??

Dessutom - hur får man till ett sådant ljudtryck.....

Du frågar, vad är det som inte är linjärt? Jo, Luften som medium är inte linjärt? Jag kan tänka mig att det i videon är frågan om 170 dB eller till och med mer.

Du frågar, hur får man till ett sådant ljudtryck? Jo, genom att få till en plan ljudvåg och låta den gå i resonans och minska absorptionen till ett minimum eller snarast till noll. Då finns noll förluster och Q-värdet i resonans går mot oändligheten. Då kan ljudtrycket i vågen gå mot oändligheten. Men oändligheten representeras/limiteras av atmosfärstrycket (eller kanske dubbla atmosfärstrycket beroende på hur man ser på saken) och minus oändligheten representeras/limiteras av vacuum. Det finns inga negativa molekyler eller negativt vacuum.

Om man istället tittar på en sfärisk våg och tittar på en pulserande sfär som är infinitesimalt liten. Då är ljudtrycket oändligt i den infinitesimala punkten, men eftersom atmosfärstrycket begränsar så är det atmosfärstrycket som bestämmer, eller snarast vacuum.

Vid höga ljudtryck och vid höga frekvenser är luften som medium inte linjärt och heller inte ljudvågor som existerar i mediet. Då måste man övergå till annan matematik och det är andra fysikaliska formler som gäller som tar hänsyn till olinjäriteter.

Med vänlig hälsning
Peter