Modelado numérico de un saxofón y comparación con mediciones experimentales

La fabricación de saxofones ha dependido durante mucho tiempo de la artesanía, asociada a un conocimiento empírico de su funcionamiento acústico. El proceso de diseño se basa ahora principalmente en el estudio de la impedancia de entrada, accesible experimental o computacionalmente. Los enfoques numéricos están actualmente limitados ya sea por la precisión (modelos analíticos) o por el tiempo de cómputo (resolución numérica de EDPs). El desafío es proponer un método numérico que combine ambos, para acceder a los campos de presión y velocidad acústica en el instrumento. Nuestro objetivo era desarrollar una herramienta numérica paralela de alto rendimiento basada en FEM para modelar con precisión (algunos centavos en las resonancias) el comportamiento acústico del resonador bajo condiciones de interpretación. El tiempo de cómputo se redujo en un orden de magnitud en comparación con el enfoque de fuerza bruta, utilizando diferentes estrategias de modelado específicas para instrumentos de viento: primero, el modelado de las pérdidas visco-térmicas en las paredes; luego, la reducción del tamaño de los sistemas lineales y, finalmente, la reutilización y reducción del modelo para limitar el efecto de las múltiples resoluciones impuestas por el amplio rango de frecuencias de interés. El modelo se valida mediante comparación con mediciones experimentales. Se ha desarrollado un sistema de medición de impedancia que permite adquisiciones bajo flujo controlado para reproducir condiciones de interpretación realistas.