Stimmung und Intonation bei Blechblasinstrumenten

Sehen Sie sich hier eine kurze Projekt Vorstellung auf Youtube an! (Link) –>:

Abstrakt:

In meinem Brassissima Projekt versuche ich  zu jenen Zeiten, in denen ich gerade keine Computerprobleme löse –  mancher nennt so etwas Freizeit  – Blechblasinstrumenten mit Hirnschmalz aber auch mit Hilfe von IT  die letzten verborgenen Geheimnisse zu entlocken.  Warum? Um die Vorgänge selbst vollständig  zu begreifen und Instrumente anhand dieser Basis optimieren zu können. Die Materie und hier speziell Stimmung,  Intonation und Ansprache beschäftigt mich als ambitionierter Musikgenießer, Freizeit-Trompeter und Tüftler mittlerweile schon seit 1999.  Vor  dieser Zeit habe ich  mich mit Kompositions- und Harmonielehre sowie Musikkunde  beschäftigt.

Da ich im Internet und in Fachbüchern auf zahlreiche für mich persönlich offene Fragen keine vollständig verwertbaren Antworten gefunden habe und ich mich selbst zudem als sehr begriffsstützig einordne,  habe ich seit 2017 wieder massiv verstärkt Forschungen in Eigenregie in diese Richtung angestellt.

Neben einem selbst entwickelten Meßkopf und Auswertungssoftware die ich bereits vor etlichen Jahren entwickelt habe auch anhand einer virtualisierten Bb-Trompete. Ich habe zeitgleich eine begleitende Dokumentation dazu erstellt  die vorab eigentlich nur für meine eigenen Interessen als Notiz und Gedankenstütze mit Schlagworten gedacht war.

Da die Ergebnisse und Resultate jedoch dermaßen umfassend ausgefallen sind  habe ich mich entschlossen, diese zu ergänzen, aufzubereiten und hier für Interessierte zu veröffentlichen. Die PDF-Dokumente stehen nun als Revision 12 bzw neu, beginnend mit der Umstellung auf englische Dokumentation mit Projektstand 9.9.2024 zum Download bereit.

Eine Inhaltsübersicht aller Projektteile wurde hinzugefügt. Als zusätzliche Projektteile wurden Sideletters angefügt, diese behandeln mathematische, physikalische und akustische Themen, die in einem Zusammenhang mit dem Projekt stehen. Sideletter #3 ist ein Kernstück und behandelt die Berechnung des Änderungspotentials lokaler Perturbationen und deren Auswirkungen an closed-open Zylindern für Frequenzänderungen als auch Input Impedanz Magnituden anhand von A.R.T. Simulationen – Neu hinzugekommen sind im Jahr 2024 die Sideletter #4 OpenWind – eine aktuellere Simulationssoftware, sowie Sideletter #5, in der meine tatsächlichen Messergebnisse den Simulationen gegenübergestellt werden. Sideletter #6 sucht nach den Grenzen der max. möglichen Änderungen.  Sideletter #4 -#6 sind nun in englischer Sprache verfasst, für das restliche Projekt ist die Umstellung auf englische Sprache ebenfalls vorgesehen und wird in weiteren Aktualisierungen umgesetzt.

Wichtig: Aktuell sind Ergebnisse aus Sideletter #4 -#6 noch nicht in den anderen Teilen der Arbeit eingepflegt!

Eine kompakte Projektübersicht spricht einige grundlegende Themen und Aspekte kurz an und soll zur Orientierung und Einarbeitung dienen.

Aktuell gibt es 12 Kapitel,  jedes baut jeweils auf den Grundlagen und Fachbegriffen der vorangehenden auf. Teil 1 und 2A sind als Einführungslektüre in die Thematik Musikkunde und Akustik für Blechbläser gedacht. Teil 2B  und Teil 2C sowie die Sideletter #2 und #3-#6 setzen sich intensiv mit den akustischen Eigenschaften scheinbar simpler Geometrien Zylinder, Konus und Frustum auseinander.

Teil 2D befasst sich intensiv mit den akustischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten Mundstück,  Hörner und Schallbecher und der Webster Hornfunktion. Teil 2E  und beschreibt das Mode-matching Problem, vergleicht Unterschiede zwischen Trompeten und Flügelhörnern, Änderungen durch zugeschaltete Ventillängen, durchleuchtet Patente zum Thema und wie die einzelnen Komponenten zu einem Instrument zusammengesetzt und aufeinander abgestimmt werden können. Teil 2F widmet sich Mundrohren aus verbindendes, korrigierendes und gestaltendes Element.

Teil 3 dokumentiert die erstaunlichen Ergebnisse der Simulationen des virtuellen Instruments, zusätzlich sind Anmerkungen zu gefundenen Abweichungen aus Teil 7 mit eingearbeitet.

Teil 4 beschreibt meine Thesen und Methoden zur Optimierung durch Perturbationen an kompletten Ventilblasinstrumenten und die Unterschiede von Ventilstockpositionen und Ventiltypen.  Dieser Teil ist einigermaßen komplex und viele Passagen waren mit englischen Abkürzungen einfacher zu beschreiben.

Im Teil 5 habe ich meinen Meßkopf- und die Software für die objektive Messung reeller Instrumente neu organisiert und beschrieben.

Teil 6 beschäftigt sich mit Informationen aus dem Zeitbereit – Impulseresponse der gemessenen Instrumente.

In Teil 7 Abschnitt A geht es um die Probleme und Lösungen bei realen Impedanzmessungen des vorhandenen Instruments und in welchem Umfang die Ergebnisse der Virtualisierung davon abweichen. Auch Ergebnisse mit anderen Simulationsmodellen werden behandelt. Abschnitt B beleuchtet die Auswirkungen von Perturbationen auf die verschiedensten Parameter der Impedanzkurve im Frequenzbereich.

Teil 8 beschäftigt sich mit Fakten,  meinen Visionen und wie Input Impedanzkurven von Blechblasinstrumenten besser verstanden werden können. Sollte es möglich sein die Positionen von Druckknoten und Druckbäuchen anhand der Eingangsimpedanzkurve zu bestimmen? Ich habe hierzu eine These aufgestellt. Im Anhang ein „quick&dirty – but straigth forward“ Ansatz für die praktische akustische Arbeit an Trompeten mit kleinstmöglichen Positionsfehlern.

Im Anhang von Teil 3 findet sich eine Auflistung / Übersetzung von mir in dieser Pionierarbeit  verwendeter  oder neu  erfundener Ausdrücke, Abkürzungen und Begriffe.

Da diese Arbeit über weite Teile tatsächlich Pionierarbeit darstellt, können Fehler und falsche Interpretationen nicht ausgeschlossen werden, über Hinweise zu solchen Fehlern bin ich sehr dankbar. Ich übernehme daher keine Haftung  für Schäden, die durch das Nachahmen der von mir beschriebenen Vorgänge und Methoden auftreten könnten!

Aktuell biete ich Messungen,  Analysen und Optimierungen für Instrumente von Kunden und Klienten nicht an. Ich freue mich aber sehr über konstruktive Kritik.

Dieses Projekt ist über den link https://www.preisl.at/brassissima/ zu erreichen.

 

Perturbations of the inner bore & their effects on trumpets.

Abstract:

Within the Brassissima project i try to get the last hidden secrets out of brass instruments!  I am a ambitious free time trumpet player and did such research stuff  since 1999.  I crawled the internet and  acoustic related books,  but did not find answers to many  (for me) open questions. So back in 2017 i started again doing research myself, beginning with the use of a virtualized B flat trumpet. 

There is a huge documentation about the results i found which was forehand only for my personal use, but i decided to make my results public.  Now a 12th edition is available below. The documentation is segmented in 12 parts. A short and compact overview deals with basic aspects and themes. The documentation is to a great part  in german language, part 4 is somewhat complex and mostly written in a german and an english mixture. On the appendix of part 3 is a listing of used abbreviations and shortcuts are translated to english language.  Maybe you are able to have the documents translated by the use of i.e. an online translator or AI. For comments, critics and if you find errors,  please send me an email! Please note: Insights on Sideletter #3 – #6 are actually not included into the (other, former, older) parts of that work at this moment! Sideletter #4, #5 and #6 are now translated and published in english language.  Resuming parts will follow. 

Mensuränderungen und deren Auswirkung bei Trompeten.

Kostenloser Download / Free Downloads available – 12th. revised Edition – PDF, Projektstand 19.9.2024:

Inhaltsverzeichnis aller Projektteile

Teil 0:  Eine kompakte Projektübersicht und Einführung

Sideletter #1: Basics Physik

Sideletter #2: Sound in uniform Tubes – Schall in Rohren

Sideletter #3: Zylinder, Perturbation Theorie und äquivalente Rohrlängen -based on ART

Sideletter #4 (new, in english): Cylinder, Perturbation Theorie und äquivalente Rohrlängen – based on OpenWind

Sideletter #5 (new, in english): Cylinder, Measured Input Impedance vs. Simulation Model OpenWind

Sideletter #6 (new, in english): Cylinder, Measured Input Impedance vs. Simulation Model OpenWind

Teil 1:  Musikkunde sowie Stimmungssysteme und Intonation bei Blechblasinstrumenten

Teil 2A:  Akustik von Zylinder, Konus, Hörnern und die Mensur von Blechblasinstrumenten (eine Einleitung)

Teil 2B:  Akustik simpler Geometrien – Zylinder, Konus und Frustum im Vergleich

Teil 2C:  Perturbationen an simplen Geometrien – Closed Cylinder, Frustum closed-open

Teil 2D:  Akustische Eigenschaften der Einzelkomponenten Mundstück, Hörner, Schallbecher, Horn Funktion

Teil 2E:  Mode matching Probleme, Patente, frische Ideen, Bell Skirts

Teil 2F:  Leadpipes als verbindendes, korrigierendes und gestaltendes Element

Teil 3:  Grundlagenforschung mit Hilfe von Virtualisierung und Simulationen

Teil 4:  Optimierungsstrategien kompletter Ventilblasinstrumente mittels Perturbationen

Teil 5:  Kalibrierung Impedanzmesskopf und Messungen realer Instrumente

Teil 6:  Informationen aus dem Zeitbereich realer Instrumente

Teil 7:  Simulationen und Differenzen zu realen Impedanzmessungen

Teil 8:  Der Informationsgehalt von Impedanzkurven – Fakten, Visionen, Thesen & praktischer Nutzen daraus

Projekt-Kontakt: brassissima@preisl.at

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