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●箱内部定在波 / ポート位置の検討
●箱内部定在波 / ポート位置の検討
ポートからの中域漏れは音を汚す。
ポートの位置で中域漏れが抑えられれば望ましい。
箱内の定在波を予測し、その影響を検討してみる。
箱の中に発生する定在波について
定在波と言うと、左図の赤線を思い浮かべる。
詳細は文献で確認してほしいが、剛体壁面での反射で考えれば、粒子速度分布は赤線になる。
一方で、音圧は剛体壁面で最大となり、青線のような赤に対して裏返しの分布となる。
従って、0.5次（単純に考えれば尤も低い周波数）で発生する定在波での音圧分布で考えれば、箱の中央が節となり音圧は低くなる。
（その次数ではポート配置として最良点だが、1次では音圧の腹となり高い音圧の発生が想定される）
音源からの反射を考慮した音圧の干渉は単純には見出せないので、その用途に向いたソフトウエアを利用する。
ここで利用したのはスピーカーを入れた部屋の定在波を検討するソフト StndWave2 である。
目的外の使い方なので上手く出来るとは限らないが、何らかの情報が得られれば良い。
定在波をより際立せて観察するため、壁面反射は剛体壁（フローリング並みの反射を想定）として0.9を使用
＊ポート位置と定在波の関係をパラメータースタディする。
＊ポート位置と定在波の関係をパラメータースタディする。
これからの検討は、ポート実装の成立性を考慮していない。
これからの検討は、ポート実装の成立性を考慮していない。
●Try 1
●Try 1
スピーカーの中には低域ユニットが一つなので、R/Lを同じ位置とした。低域音源位置は底板から150㎜。
スピーカーの位置は低域ユニットの位置とした（音源位置は感で決めた）。
音源の位置を前後させても変化するが、高さの方が支配的である。
聴取位置をポートの開口部と考える。
定在波の影響が小さい位置にポートが配置できれば、それは望ましい方向と考える。
ポート高さを低域ユニットと同じとすると、300Hzの上でピークが出来る。
内部距離が468㎜ 音速：340m/sとすれば、0.5次で363Hz。 この周波数が出てきているか？
ポート位置を左右方向へずらしもピークは残る。
ポート位置を下げる方向には良いポイントは無い。
基本はこれでよいと思うのだが、波の干渉で元の周波数より低い波が合成される。
ここで扱っているのは500Hzまでなので、このままではそれより高い周波数の波の干渉が扱えない。
相似則で考え、箱寸法を10倍すれば10倍高い周波数 5,000Hzまでが扱えるようになる。
元々がこの寸法での計算を意図したソフトなので、寸法上の制約は無いと思う。
これまで363Hzのピークのみに着目してきが、600Hz付近 700Hz弱 1103Hzあたりに大きなピークが出来る。 特に1103Hzのピークは+24ｄB近い。
この1000Hzより上の周波数帯を上手く処理できると良い。
●Try 2
●Try 2
ポート位置を240㎜とすると低域の363Hzの上にあったピークが消える。
この位置は上下方向ではほぼ中間。
たが、補強を考えるとこの位置にはポートを配置できない可能性がある。
5,000Hzまでの計算では363（368）Hz / 部屋寸法の都合で少し数字が動く / は同じ様に消えているが、595Hz 特に735Hzのピークが大きく＋20dBとなっている。
735Hzのピークを除けば、Try 1 よりは音圧が2dB程度低くなる。
●Tｒｙ 3
●Tｒｙ 3
ポート位置を更に上に上げて、370㎜とすると最初の検討と同じピークが生じる。ピークはユニットと同じ高さにポートを配置した場合より若干高い。
200～300Hzの間もディップとならず、広い周波数でポート漏れ音がでる可能性がある。
ポートはあまり上方に上げて設置しない方が良い。
5,000Hzまでの計算でも実寸で検討した363Hzは+24ｄB出ており、やはり音圧は高い。
その上の帯域では最大＋12ｄB程度に抑えられており、これまでの検討Try 1,2より低い。
特定の周波数を許容すれば、他の周波数帯を抑える事が出来るか？
ただ、300Hz付近だとボーボー鳴るか。
●Try 4
●Try 4
現実的なポート位置 下から310㎜位置とした。
300Hzの上に出来るピークは40ｄB程度で、370㎜位置と比べれば4dB程度低い。
しかし、240㎜位置に比べて25dB程度音圧が高い。
これは微妙な結果。
補強との兼ね合いはあるが、位置を下げた方が良いように思えるが・・。
これは今一つ。
1100Hzに+22ｄB強のピークが出る。
上の帯域も音圧が高い。
中域漏れが五月蝿いかも！？
●Try 5
●Try 5
ポート位置は補強の下にした方が良さそう。
ポート位置210㎜。
これなら成立する。
この検討結果から言える事は、ポート位置は長手方向の検討をすればよい。
箱内部で尤も広いスパンの中で一番低い定在波は発生する。
その中点付近は音圧分布の節となるので、音圧変動の影響を受けにくくなる。
これは実寸法での検討結果。 取り扱っている帯域が不足したので、この様な結論となったが、5,000Hzまで拡大して検討をしてみるとまた違ったものが見えてくる。
今一つスッキリした検討結果とならない。
700Hz付近のピークが＋20ｄB弱 その他のピークが+16ｄB前後。
もっとスッキリしたポート配置は無いか。
いろいろ弄ったが、この箱寸法ではTry 5がベスト。
この先は箱寸法変更が必要。
奥行き方向を変更したトライは行ったが、これはと言う検討結果/知見は得られていない。
これらの検討から言えるのは、
1）箱の上下に接する位置は最悪。
壁は定在波の音圧が最大となる場所。
2）低域ユニットと同一高さは望ましくない。
加震源と同一位相となるからか。
3）良さそうなのは箱長手中央より若干ユニット寄りの位置。
ここまではパラメータースタディとしてポートの長さ、配置の成立性を考慮してこなかった。
ユニットの位置を見直し、ポート成立性を考え再度検討する
ユニットの位置を見直し、ポート成立性を考え再度検討する
相似則を使い、箱寸法は10倍 周波数も10倍で検討
ユニットの位置が箱外形からとなっていたので、板厚分を考慮。
背面ポートで検討
ポートは100㎜が基準 2本入れる。
中央からオフセットしてこれぐらいの位置。
フロントなら中央からのオフセットを多くしてみる。
背面ポートで再度検討しなおし。
高さを262㎜へ上げてみる。
同じ背面ポートでもポート位置を上方に上げることで1,100Hzはほぼ同じ（若干音圧が上る）で、1,300Hzのピークを下げることが出来る。
この方が少し良さそう。
ポート開口位置を17㎜内側（ポートは長くしたくないので、口元をフレアー上にして）にすれば更に少し良い。
またポート位置は下がってきた（206㎜）。
吸音材を入れた状況を仮定 反射率を0.8 0.6と変更してみる
吸音材を入れた状況を仮定 反射率を0.8 0.6と変更してみる
壁面反射率 ： 0.8
壁面反射率 ： 0.6
ポート漏れが起きる条件は？ ポート高さ56㎜では
壁面反射率 ： 0.8
500Hzあたりでポート漏れが出るとすれば、壁反射：0.8で計算すれば良いか。
ポート漏れを避けた条件との比では＋8ｄBの差が出る
壁面反射率 ： 0.6
流石に壁反射率：0.6では吸収のしすぎか。
これでは定在波の影響が見えてこない。
ポート漏れの音圧差が4ｄBなので、もうすこしはっきりした影響が出た方が判り易い。
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