Hallo Fux,
in diese Kerbe möchte ich auch reinhauen. Was Du suchst ist u.U. Strömungsakustik oder Aeroakustik.
Ein Skript einer FH:
http://stroemungsakustik.de/ol…k/skript_stroeakustik.pdf
Es gibt natürlich auch Bücher dazu.
Um aber auf die Fragen etwas weiter einzugehen, wobei ich nicht sicher bin ob das für Dich hilfreich ist, einige Gedanken. Mal sehen, vielleicht kommen ja Ergänzungen und Korrekturen von anderen...
Wie allgemein bekannt ist man ja an der Helholzresonanz des Rohrs interessiert. D.h. die Luftmasse im Rohr soll nur parallel zu den Rohrwandungen hin- und herschwingen.
Die Strömungsgeschwindigkeit ist klein (~0). Der Antrieb verhält sich linear und entsprechend des elektromechanischen Modells nach Thiele-Small.
D.h. die Abstimmfrequenz ist nur vom umschlossenen Volumen abhängig und das Rohr ist 'frei'. So simuliert z.B. WinISD. Die Berechnung erfolgt entsprechend der bekannten Gleichungen.
Allerdings sind diese Bedingungen allenfalls für HiFi Boxen erfüllt.
Wird das Rohr lang (immer noch mit konstantem Querschnitt), ist der Einfluss der Längsresonanz (lambda/4 der Rohrlänge) bedeutend. Die BR-Box bekommt TML Anteile. Berechnung mit den bekannten (1D-Webster) Wellengleichungen.
Simulation mit den Hornberchnungstools, z.B. Hornresp oder AJ-Horn.
Wird das Rohr geknickt um es in die Box zu bekommen, ändert sich bei geringer Strömungsgeschwindigkeit erst mal nichts. Nun wird es aber an die Wand gepackt und die virtuelle Portverlängerung kommt dazu.
Das sollten die Programme mit Simulation anhand von Wellengleichungen noch gut passen. Die 'konventionellen' Modelle anhand Thiele-Small nehmen nund die Korrekturfaktoren dazu. Die sind aber eher empirisch und ungenau.
D.h. Hornresp und AJ-Horn liefern hier die korrekteren Ergebnisse.
Nun gilt die geringe Strömungsgeschwindigkeit nur, wenn der Rohrquerschnitt groß ist. Er muss umso größer sein, je größer der Hub. Zur Erinnerung - die Luftmasse soll nur schwingen, nicht 'strömen'.
Bei großem Membranhub treten ja die bekannten Kompressionseffekte auf, da die Luftmasse nicht mehr gleichzeitig durch das Rohr passt. D.h. eigentlich müsste der Rohrquerschnitt ja der Membranfläche entsprechen.
Mit Kompression sollte sich ein Einfluss auf die Abstimmfrequenz ergeben.
Zumindest dieser Teil sollte von Hornresp und Aj-Horn noch gehandhabt werden.
Tritt nun Kompression auf und die Strömungsgeschwindigkeit ist nicht mehr klein, kommen nun die ganzen Betrachtungen mit den Strömungsverhältnissen dazu. Das können die mir bekannten Sim.-Progs alle nicht.
Zunächst sollte die Strömung ja nicht mehr laminar sein, sondern turbulent. Das ist zwar erst mal lauter aber noch nicht ganz schlimm. Wenn sie sich ablöst wird es richtig laut.
Gegenmaßnahmen sind die bekannten Trompetenenden, die die laminare Strecke am Anfang des Rohrs verlängern. Da eine turbulente Strömung länger anliegt und leiser ist als eine abgelöste, könnten nun gezielt für Turbulenz sorgen.
Also Dellen wie beim Golfball, Zackenband wie beim Segelflugzeug, etc...
An Umlenkungen könnte man mit 'Leitblechen' wie im Windkanal arbeiten. Und Umlenkungen könnte man 'sanft' ausführen (wie bei Wasserrohren).
Messtechnisch kann man Strömungen u.a. mit sehr schmalen Rohren auch abhören. Für die professionellen Messmikrofone gibt es dafür spezielle Sondenaufsätze.
Ist der Kanal nun nicht mehr rund, sondern eckig und dann vielleicht auch noch schmal, kommen noch Grenzflächeneffekte dazu. An der Wand ist die Geschwindigkeit der Luft immer Null. Es ergibt sich ein Geschwindigkeitsprofil, bis die Geschwindigkeit der freien Strömung erreicht ist.
Das Grenzschichtprofil einer laminaren Strömung ändert sich langsamer als das einer turbulenten, heißt die Höhe über der Wand, bis die volle Strömungsgeschwindigkeit erreicht ist, ist für eine laminare Strömung höher, als für eine turbulente.
Im Endeffekt hat nach meinem Verständnis diese Grenzschicht Einfluss auf die Effektivität des Ports bei schmalen Port.
Viele Grüße
André