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2017


Die Faszination wahrnehmbarer Oberton-Effekte - neue Instrumente / Frank Geipel 01.10.2017

Fasziniert durch Bernds „Traumstock“- und Manfreds „Terra-Luna“-Projekt kam in mir der Wunsch auf, weitere Instrumente zu bauen, in denen ein mächtiges Bass-Fundament mit deutlich abhebbaren Oberton-Effekten gekoppelt sein sollten.

1. Instrument (Robinie-Dis):

 

Dazu projektierte ich mit Hilfe der Directed Evolution Tools ein Oktav-Instrument mit dem Grundton Dis, bei dem je nach Spieltechnik und Spielposition in einem Raum verschiedene Singtöne bzw. Oberton-Wobbels anregbar und wahrnehmbar sein sollten.

Als Baumaterial entschied ich mich für das Kernholz einer Robinie (inzwischen mein bevorzugtes Holz für den Didgebau), als Baumethode die von mir favorisierte Sandwich Methode.

2. Instrument („Terra-Luna“-NG – „The Volcano Didge“):

 

Es war mein Ziel, ein weiteres Oktav-Instrument mit Grundton Cis (Erdenton, Terra) mit deutlich wahrnehmbaren Sington Gis (Mondton, Luna) und durch Modulation mit dem Vokaltrakt anregbaren Sington B (Sonnenton, Sol) zu bauen.

Wieder verwendete ich die Directed Evolution Tools, um dafür eine geeignete Innenform zu finden. Diese baute ich dann mittels Sandwichmethode in einen 5 Jahre abgelagerten Stamm aus Eschenholz.

 

Nachdem ich Kay das Foto vom fertigen Instrument gesendet hatte, kam prompt ein Email mit diesem "heißen" Bild zurück und das Instrument erhielt den zweiten Namen:

„The Volcano Didge“


Fazit dieser Bau-Experimente:

 

Hier sind zwei tolle Instrumente entstanden, die man live hören sollte. Vor allem das Bass-Fundament dieser Oktav-Instrumente ist beeindruckend. Trotz unterstützender Impedanz Peaks im Frequenzbereich der gewünschten Obertöne waren diese Effekte leider nicht so deutlich wahrnehmbar wie erwartet. Da mir derartige Feedbacks teilweise auch von anderen Bau-Experimenten bekannt waren, entschied ich mich die Wahrnehmbarkeit von Oberton-Eeffekten weiter zu erforschen.

 

Nach wertvollen Diskussionen mit physikalisch interessierten Didgebauern, eigenen Überlegungen und experimentellen akustischen Analysen von speziellen Instrumenten wurden einige Zusammenhänge klarer. Die Oberton-Verstärkung durch überlagerte Impedanz Peaks ist eine bekannte hinreichende Voraussetzung für bevorzugte Schwingungsmoden im Instrument. Um die Schallenergie dieser Schwingungsmoden auch vom Instrument abzustrahlen (zu emittieren) müssen zusätzlich die Schallschnelle Maxima der betreffenden Oberton-Frequenzen mit dem Bellend lokal zusammenfallen.

Siehe folgende Grafik:


In dieser Grafik sind die Amplituden der lokalen Schallschnelle (maximale Bewegung der Luftteilchen) für die harmonischen Teilschwingungen 1 (Grundton) bis 10 (10 fache Frequenz des Grundtones bzw. 9.Oberton) für die Innenform-Kontur eines Instrumentes farblich dargestellt.

Linkes Ende: Mundstück -> Schallschnelle = Null (Druckschwankungen maximal)

Rechtes Ende: Bellend -> relative Schallschnelle mit End-Korrektur

Bei diesem Instrument wird z.B. die 2. und 3. harmonische Schwingung des Grundtones (2. und 3. Oberton) deutlich wahrnehmbar sein. Im Gegensatz dazu werden die 5. und 6. harmonischen Schwingungen des Grundtones (4. und 5. Oberton) wenn überhaupt nur wenig wahrnehmbar sein.


 

3. Instrument (Barugula Yunupingu E – mein persönliches Instrument):

 

Mit diesen Erkenntnissen als zusätzliche Suchparameter in den Directed-Evolution-Tools projektierte ich ein weiteres Didgeridoo, das mein persönliches Instrument werden und meinen Yolngu Namen „Barugula Yunupingu“ tragen sollte.

Es wurde wieder ein Oktav-Instrument diesmal mit Grundton E und anregbaren, deutlich wahrnehmbaren Oberton-Wobbel-Muster zwischen der 6. und 7. Harmonischen Schwingung des Grundtones (5. und 6. Oberton). Für den Bau verwendete ich wieder das Kernholz einer Robinie.

 

Erstes Soundbeispiel von Frank:

Fazit:

 

Die weiteren Überlegungen und das experimentelle Bauergebnis waren ein voller Erfolg und inspirieren für weitere Untersuchungen im Bereich der Schallenergie-Verteilung im Instrument und –Emittierung vom Bellend in die Umgebung.



The fascination of perceptible overtone effects - new instruments / Frank Geipel 01.10.2017

Fascinated by Bernd's "Dream-stick" and Manfred's "Terra-Luna" project, I wanted to build more instruments in which a powerful bass basis should be coupled with clearly distinguishable overtone effects.

1. Instrument (Robina-D#):


For this purpose, using the Directed Evolution Tools, I designed an octave instrument with the fundamental drone D#, in which, depending on the playing technique and the playing position in a room, different singing overtones or harmonic wobbles should be stimulable and perceptible.
As a building material, I chose the core wood of a Robinia (meanwhile my preferred wood for the didgeridoo building), as building method the sandwich method I favored.

2. Instrument ("Terra-Luna" -NG - "The Volcano Didge"):

It was my goal to build another octave instrument with the fundamental drone of C# (earth tone, “Terra”) with clearly perceptible singing harmonic overtone G# (moon tone, “Luna”) and by modulation with the vocal tract stimulable singing harmonic overtone B (sun tone, “Sol”).
Again, I used the Directed Evolution Tools to find an appropriate interior shape. This I then built by use of the sandwich method into a 5 years old trunk of ash wood.
 
After I had sent Kay the picture of the finished instrument, an email came back with this "hot" picture and the instrument got the second name:


"The Volcano Didge"


Conclusion of these building experiments:

Here are two great instruments that you should hear live. Above all, the bass basis of these octave instruments is impressive. Despite supporting impedance peaks in the frequency range of the desired harmonic overtones, these effects were unfortunately not as clearly perceptible as expected. Since I was acquainted with such feedback from other building experiments, I decided to explore the perceptibility of overtone effects.

After valuable discussions with physically interested didgeridoo crafters and experimental acoustic analyzes of specific instruments, some interrelations became clearer. The overtone amplification by superimposed impedance peaks is a known sufficient prerequisite for preferred modes of oscillation in the instrument. In order to emit the sound energy of these modes of oscillation also from the instrument, the air-displacement-maxima of the corresponding harmonic frequencies must coincide locally with the bellend.

 

See folowing graphic:


In this graph, the amplitudes of the local air-displacement (maximum movement of the air particles) are shown in colors for the harmonic partial oscillations 1 (fundamental drone) to 10 (10-fold frequency of the fundamental drone resp. 9. Overtone) for the inner contour of an instrument.
Left end: Mouthpiece -> air-displacement = zero (maximum pressure fluctuations)
Right end: Bellend -> relative air-displacement with end correction
In this instrument, e.g. the second and third harmonic of the fundamental drone (2nd and 3rd overtones) are clearly perceptible. In contrast, the 5th and 6th harmonic of the fundamental drone (4th and 5th overtones), if at all, will be only slightly perceptible.


 

3. Instrument (Barugula Yunupingu E - my personal instrument):
 
With these findings as additional search parameters in the Directed Evolution tools, I projected another didgeridoo, which would become my personal instrument and carry my Yolngu name "Barugula Yunupingu".

Again, an octave instrument with a fundamental drone E and a stimulable, clearly perceptible harmonic wobble pattern between the 6th and 7th harmonic of the fundamental drone (5th and 6th overtones). For the building I again used the heartwood of a robinia.

 

First sound example from Frank:

Conclusion:
 
The further deliberations and the experimental results were a complete success and inspire further studies in the field of sound energy distribution in the instrument and emitting from the bellend into the environment.