numerische Strömungsmechanik im Instrumentenbau
Im Blasinstrument entsteht der Ton durch strömende Luft. Die Strömung von Fluiden wie Luft oder Wasser wird durch die Navier-Stokes-Gleichung beschrieben, die in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts aufgestellt wurde. Sie verrät z.B. wie der Druckabfall in einem Schlauch von dessen Radius abhängt. Man kann aber nur für einfache Geometrien eine Lösung angeben. Seit den 1950er Jahren hat man deshalb verschiedene numerische Verfahren entwickelt, mit denen man das Strömungsverhalten approximativ für beliebige Anordnungen auf dem Computer berechnen kann. Dies war besonders für die Luftfahrttechnik interessant. Im Jahr 2003 hat der Hobbyfagottist und Leiter des Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik der TU Dresden, Prof. Dr.-Ing. Roger Grundmann, zum ersten mal diese numerische Strömungsmechanik auf ein Musikinstrument angewandt – das Fagott.
Fagottisten müssen vor allem bei hohen Tönen viel Kraft aufbringen. Das liegt unter anderem an dem hohen Reibungswiderstand im zweifach gekrümmten S-Bogen, in dem sich Luftwirbel bilden. Grundmann führte aufwändige numerische Berechnungen durch und entwickelte einen neuen optimierten S-Bogen mit einer um 25 bis 30 Prozent geringeren Reibung. Dieser hat nur eine, im Radius veränderte Biegung; dazu einen etwas längeren unteren Teil. Dadurch kommt das Mundstück in einem anderen Winkel in den Mund und der Spieler muss die Haltung ändern. Der stellvertretende Solofagottist von den Landesbühnen Sachsen Ulrich Höntsch hat die Neuerung ausführlich getestet: „Das Instrument ist viel leichter anzublasen, die Höhen kommen besser, die Tiefen deswegen nicht weniger, insgesamt erreicht man mehr Klangvolumen, der Klang ist modellierfähiger“.
Christof Weitenberg
Weitere Informationen: www.nmz.de/nmz/2003/11/dossier-fagott.shtml
Letztes Update 09.09.2007 | Copyright© Johannes Voit 2006 |
|
