<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN">
<HTML><HEAD>
<META HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; =
charset=utf-8">


<META content="MSHTML 6.00.2800.1106" name=GENERATOR></HEAD>
<BODY dir=ltr
style="FONT-SIZE: 10pt; FONT-FAMILY: Arial; BACKGROUND-COLOR: =
#ffffff">
<DIV>
<DIV>
<DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>Dale,</SPAN></DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004></SPAN>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>You wrote:&nbsp; </SPAN></DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004></SPAN>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004><FONT =
color=#000040>"...interesting to note
that when...booming the board with the fist to hear its innate resonance =

&amp;&nbsp;if your face or hand is near any of the nose bolt holes just =
how
powerful a blast of air comes thru there!"</FONT></SPAN></DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>That is an interesting observation.&nbsp; I think a rush of air =
that comes
from striking the board doesn't come from the periodic vibration of the =
board
(which makes up the boom sound it makes when you strike it), but rather =
from the
one-time relatively&nbsp;slow and high amplitude displacement caused by =
the
initial strike itself.&nbsp;&nbsp;Sort of like the way a ride-cymbal or =
a gong
swings when you hit it, but the swinging is only incidental&nbsp;to the =
sound
you hear, which come from much faster vibrations within the
material.&nbsp;&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>I =
think&nbsp;</SPAN>the
frequencies from the strings that we want to transmit would be more in =
the range
of the board's self-vibration than in the relatively very slow movement =
of the
initial displacement when you strike it.<SPAN =
class=000513816-02022004>&nbsp;
</SPAN><SPAN class=000513816-02022004>That isn't to say there aren't =
similar
losses at&nbsp;relevant frequencies, I just don't know if&nbsp;you could =
tell a
whole lot about them by feel.&nbsp; What you've witnessed&nbsp;would =
definitely
be a loss as far as it goes.&nbsp; Part friction, part acoustic short
circuit.&nbsp;&nbsp;</SPAN></DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004></SPAN>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004></SPAN>An analogy to the d<SPAN
class=000513816-02022004>i</SPAN>stinction as&nbsp;to whether the air =
coming
through says anything about the acoustic effects of the hole at relevant =

frequencies&nbsp;could be made by making an experiment with a ported
loudspeakers.&nbsp; If&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>you</SPAN> =
push the
cone in with your hand, air will come out the port, and it comes =
out&nbsp;for
all practical purposes perfectly in time to fill up the extra space in =
the room
made by the&nbsp;cone going in, so there will be no pressure change, any =
any
potential acoustic product that&nbsp;might occur by repeating this in =
and out
movement is cancelled out.&nbsp;&nbsp;<SPAN =
class=000513816-02022004>That's one
kind of acoustic loss.</SPAN></DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004></SPAN>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>The other kind is friction =
loss.&nbsp;
</SPAN>In loudspeakers, a factor is considered "purely" lossy, or =
Q-reducing,
when the output&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>at any reasonable =
playing
level </SPAN>is so disorganized or attenuated as to have
negligible&nbsp;acoustical effect, destructive or constructive, compared =
to the
energy dissipated as heat.&nbsp;&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>C</SPAN>ompressions and =
rarefactions&nbsp;going through
tiny pin-holes in an enclosure are such an example.&nbsp;&nbsp;Their =
waveforms
coming out the other side are very distorted in the amplitude =
domain&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>and&nbsp;</SPAN>maybe&nbsp;in the =
time-domain<SPAN
class=000513816-02022004> also</SPAN>.&nbsp;&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>Basically these pin-holes have a current =
limiting
function as well as an energy dissipating function, so the higher the =
amplitude,
the more distorted the exiting waveform.&nbsp; Somebody with a
better&nbsp;scientific or engineering background&nbsp;can correct me if
my&nbsp;terms are not correct.&nbsp;</SPAN></DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>In the case of soun<SPAN class=000513816-02022004>d</SPAN>board
holes,&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>I think </SPAN>conduction =
of coherent
soundwaves&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>at most frequencies and =
realistic
amplitudes </SPAN>will probably almost always turn out to be =
substantial, or at
least&nbsp;significant, compared to the friction =
losses.&nbsp;&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>(</SPAN><SPAN class=000513816-02022004>But =
that doesn't
necessarily mean it will be&nbsp;s</SPAN>ubstantial or =
significant&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>at important frequencies </SPAN>compared to =
overall
output of the instrument<SPAN class=000513816-02022004>.)&nbsp; =
</SPAN></DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004></SPAN>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>But then there's also the other, =
third
component, which is the reactive one.&nbsp; Reactive paths involve =
energy
storage and time-delays.&nbsp;&nbsp;</SPAN></DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV></SPAN></DIV></DIV></DIV></DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>Going back to the loudspeaker, if
we&nbsp;n</SPAN>ow&nbsp;whack it (or sharply tap it), instead of just =
pushing
it,&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>we</SPAN>'ll get a similar =
puff of air,
but if the speaker is relatively undamped (it might be hard to find one =
undamped
enough, but it helps if one of the wires is disconnected) there will =
also
somewhat of a&nbsp;drum sound that sometimes even has a recognizable
pitch.&nbsp; Imagine hitting the&nbsp;big gong that's suspended -- the =
gong
swings&nbsp;an inch or a few, but the sound comes from the faster
vibrations<SPAN class=000513816-02022004> -- i</SPAN>t's the quivering =
of the
gong, not its slow swing back into plumb, that makes the sound.&nbsp; =
The reason
for referring to the ported loudspeaker is that at the =
<EM>quivering</EM>
frequency, the air going in and out of the port will be delayed so that =
it is
in&nbsp;almost perfect timing to <EM>add</EM> to the effect of the =
cone's
movement<SPAN class=000513816-02022004>.&nbsp; </SPAN>When the cone =
goes out,
the air goes out, so the acoustic output is reinforced by the "hole" at =
this
point, even though the first puff of air that came out of the port --
corresponding to the swinging of the gong -- represented acoustic
canceling.&nbsp;&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>This reversal, =
phase
reversal,&nbsp;i</SPAN><SPAN class=000513816-02022004>s because there =
is now a
<EM>reactive</EM> path</SPAN>.&nbsp; </DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>Now if&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>we</SPAN> excite the cone with a periodic =
source, say
by coupling it to a string, there will be acoustic reinforcement from =
the
hole/port until the frequency of the string used is so low =
that&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>the port output simply follows the backwave =
of the cone
in phase (non-reactively).&nbsp;&nbsp;</SPAN>Now we don't know yet if at =
the
relevant frequencies the holes act more like the port&nbsp;does at or =
above its
tuning,&nbsp;or more like the way it does below its tuning, as from from =
a slow
push.&nbsp; We hope either more like the latter or like
neither.&nbsp;&nbsp;</SPAN>The&nbsp;<SPAN =
class=000513816-02022004>reactive
</SPAN>reinforcing behavior of the port in a speaker happens when the =
spring of
air inside the cabinet aligns through the cross-sectional area of the =
opening
with the mass of the air inside the tube, and&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>we</SPAN> can get a pretty good idea how all =
this works
by just taking a weight and suspending it from a rubber =
band.&nbsp;&nbsp;</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>Use a weight that's heavy enough or a rubber band&nbsp;that's
thin&nbsp;enough so the natural periodic bouncing motion is slow, so =
that it's
easy to observe the timing of it relative to motions of your
hand.&nbsp;&nbsp;Hold the end of the rubber band and bob the weight up =
and
down.&nbsp;&nbsp;If&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>you</SPAN> do =
it very
slowly, the weight will go up and down with your hand.&nbsp; =
As&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>you&nbsp;</SPAN>increase the =
speed,&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>you'll&nbsp;</SPAN>reach a frequency where =
the weight
will be moving up and down opposite to the motion of your hand.&nbsp; At =
this
frequency, the resonant frequency of the band/weight system, it will =
take only
very small motions of your hand to keep the weight bobbing quite a =
bit.&nbsp;
This corresponds to the tuning of a ported speaker, and represents the =
lower
limit of substantial bass response (and just like your hand, the =
excursions of
the cone are controlled by the opposing forces of reactance of the =
system,
reducing distortion or preventing the speaker from mechanically =
bottoming
out.)&nbsp;&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>Connecting to some =
other current
discussions about soundboard stiffness and mass etc., there is now also =
a very
high impedance relationship of the weight/spring to your hand, and =
energy is
reflected back to your hand and thus dissipated very slowly.&nbsp; If =
your hand
was a string it would have long sustain at this frequency.&nbsp; =
</SPAN>Now
continue to move your hand up and down faster, and the motion of the =
weight will
diminish, and will continue to diminish as you increase the =
frequency.&nbsp; So
at higher frequencies there is neither constructive nor destructive =
interference
coming out of the port; the higher frequencies "see" the port as a =
sealed hole,
and speaker behaves as it would in a sealed box in these =
frequencies.</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>And if we r</SPAN>e-did this whole =

experiment with the weight&nbsp;in thick oil to add substantial =
resistance to
the system<SPAN class=000513816-02022004> (or by&nbsp;</SPAN>add<SPAN
class=000513816-02022004>ing</SPAN> big air-brakes made out of =
cardboard to the
weight<SPAN class=000513816-02022004>), we'd have some idea of
the&nbsp;resistive or friction-loss component.&nbsp; You'd see that =
resonant
motion is attenuated -- but also that losses from destructive =
interference below
resonance would be substantially reduced.&nbsp; </SPAN></DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004></SPAN>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>So now&nbsp;we have a couple of =
common-sense
analogies to&nbsp;all three components of the&nbsp;soundboard hole's =
behavior --
1) acoustic short circuit; 2) friction losses; and 3) reactive =
(mass&nbsp;and/or
spring).&nbsp; </SPAN></DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004></SPAN>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>What I don't know how to do is to =
quantify
these effects relative to overall acoustic output, because I don't know =
what
physical context to put it in.&nbsp; Even in the case of simple =
resistance, I
think we&nbsp;still have to compare the amount of resistance to the =
pressure
differential at the opening (analogous to voltage), or&nbsp;compare that =
path to
the other available paths.&nbsp; In the case of certain kinds of =
reactance,
we'd&nbsp;</SPAN><SPAN class=000513816-02022004>have to know even
more.</SPAN></DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>I said in my earlier post that since&nbsp;there is no enclosed body =
of air
between the vibrating membrane&nbsp;and the hole, there isn't any =
mass/spring
system involved in soundboard holes.&nbsp; Now I'm not so sure that the
elasticity of air&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>in </SPAN><SPAN
class=000513816-02022004>propagating&nbsp;soundwaves&nbsp;might
</SPAN>itself&nbsp;not make such an equation possible for analyzing the =
effect
of the holes.&nbsp; Intuitively, it seems like there would be a =
frequency where
the mass of the air in the hole would substantially inhibit conducting
air-vibrations through the hole<SPAN class=000513816-02022004>.&nbsp; =
(O</SPAN>n
the other hand, if, owing to the thinness of the board that frequency =
were so
high that its wavelength was comparable to the hole size, you might as =
well
forget&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>about the reactive =
component and just
look at the current capability, location and resistance of the hole
--&nbsp;</SPAN>both because the air won't act as "a" mass&nbsp;when the =
hole
and&nbsp;wavelength sizes are similar, and also because we're talking =
about
frequencies up around the second partial of C8, or higher<SPAN
class=000513816-02022004> depending on the actual hole</SPAN>.<SPAN
class=000513816-02022004>)</SPAN>&nbsp; That might be modelable as an =
inductor,
but to get any quantitative results from that you have to put it in =
context of
system capacitance&nbsp;<SPAN class=000513816-02022004>and/</SPAN>or
resistance.&nbsp;&nbsp;It's that system component -- in the soundwaves
themselves or&nbsp;in the atmosphere&nbsp;<SPAN =
class=000513816-02022004>(or in
the pressure differentials, or the impedances of other available paths) =
or
</SPAN>whatever, that I'm not grasping<SPAN =
class=000513816-02022004>.&nbsp; I
don't think I&nbsp;ever dealt with anything like that.&nbsp;&nbsp;(Well, =
of
course I did, by living at all, but I'm saying&nbsp;consciously or =
explicitly,
you know what I mean.)</SPAN>&nbsp;&nbsp;<SPAN =
class=000513816-02022004>So
(Terry) my confidence that I could&nbsp;figure this out&nbsp;in my =
earlier reply
to your post&nbsp;may have been premature.</SPAN></DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV>If it turns out these holes aren't so good, it seems like an =
acoustically
sound answer to the problem could come quite cheaply and conveniently in =
the
form of the usual suspension systems used for loudspeakers -- either a =
sealed
version of the little accordion-like "spiders" attached to the =
voice-coil behind
the cone (outer-edge attaches to the SB, inner edge to the nose-bolt), =
or
something like a foam or rubber half-roll surround.&nbsp;&nbsp;<SPAN
class=000513816-02022004>Maybe t</SPAN>he stiffness could even be =
chosen
to&nbsp;support desired impedance characteristics in the =
soundboard.</DIV>
<DIV>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>I'll be interested to hear =
anything you
notice from the experiment you proposed with your Steinway =
D.</SPAN></DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004></SPAN>&nbsp;</DIV>
<DIV><SPAN class=000513816-02022004>Trent Lesher</SPAN></DIV>
<BLOCKQUOTE dir=ltr style="MARGIN-RIGHT: 0px">
  <DIV>-----Original Message----- <BR><B>From:</B> Erwinspiano@aol.com
  [mailto:Erwinspiano@aol.com] <BR><B>Sent:</B> Sat 1/31/2004 10:28 PM
  <BR><B>To:</B> pianotech@ptg.org <BR><B>Cc:</B> <BR><B>Subject:</B> =
Re: Dipole
  Effects and Leaks in Soundboard; was Isolated =
Air-Movement<BR><BR></DIV>
  <DIV>
  <DIV>In a message dated 1/31/2004 4:35:49 PM Pacific Standard Time,
  tlesher@sachnoff.com writes:</DIV>
  <BLOCKQUOTE
  style="PADDING-LEFT: 5px; MARGIN-LEFT: 5px; BORDER-LEFT: blue 2px =
solid">As
    for the holes, although there's no substitute for somebody taking =
frequency
    spectrum measurements from a variety of positions and then plugging =
the
    holes up and doing it again, I think I can handle that question a =
little
    more satisfactorily than the other one.&nbsp; I wish I still had the =

    equipment to take some measurements myself, but various upheavals =
took their
    toll some years ago.&nbsp; But give me some data if you want and =
I'll see
    what I come up with. <BR><BR>Best r egards,<BR><BR>Trent
    Lesher<BR><BR>(tuning student, amateur pianist)</BLOCKQUOTE></DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman"
  color=#000040>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;<FONT size=4>
  Trent</FONT></FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman" color=#000040><FONT
  size=4>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Interesting post. This may be trivia =
but it is
  interesting to note than many times when I'm working on an unstrung =
piano
  &amp; booming the board with the fist &nbsp;to hear its innate =
resonace
  &amp;&nbsp;I</FONT><FONT size=4>f your face or hand is near any of =
the nose
  bolt holes just how powerful a blast of air comes thru there! It would =
seem
  that a great deal of air is continually leaking thru these holes. =
Might this
  be a friction loss as you describe? WOuld the effeincy of the whole =
mechanism
  indeed increase if the hole were sealed or eliminated or are they =
benificial?
  I think I'll get someone to play vigorously on My Stwy D and then I'll =
see if
  I can feel any significant exchange from underneath the piano around =
the bolt
  holes.</FONT></FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman" color=#000040 size=4>&nbsp; =
Dale
  Erwin</FONT></DIV>
  <DIV><FONT face="Times New Roman" color=#000040 =
size=4></FONT>&nbsp;</DIV>
  <DIV><FONT size=2>
  <P>&nbsp;</P>
  <P>&nbsp;</P>
  <P>&nbsp;</P>
  <P>EVEN MORE IMPORTANT NOTICE: Never mind the message below. It's =
intended for
  law-client-related communications, and the computer people at the law =
firm
  where I work seem to have made it impossible to keep it from being =
added to
  one's e-mails, otherwise I would turn it off and it would not appear =
below.
  For purposes of this message it may be considered as meaningless, =
random
  clutter. Piano tuners, technicians, rebuilders, makers, designers, =
scientists,
  craftsmen, artisans, musicians, engineers, enthusiasts and friends =
need not
  trouble themselves. Despite what the notice says, you are hereby =
notified of
  nothing (except that you are hereby notified of
nothing).</P></FONT></DIV></BLOCKQUOTE></BODY><!--[object_id=#sachnoff.=
com#]--><P align=center><FONT face=Tahoma size=2><FONT =
color=#0000ff>****** IMPORTANT NOTICE ******<BR>This e-mail, and any =
attachments hereto, is intended only for use by the addressee(s) named =
herein and may contain legally&nbsp;privileged and/or confidential =
information.&nbsp;If you are not the intended recipient of this e-mail, =
you are hereby notified that any dissemination, distribution or copying =
of this e-mail, and any attachments hereto, is strictly prohibited. If =
you have received this e-mail in error, please immediately notify me at =
(312) 207-1000 and permanently delete the original and any copy of any =
e-mail and any printout thereof.</FONT></FONT></P></HTML>