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管端部補正計算機

Q: 直径と半径のどちらが必要ですか？

半径です。 内径しか分からない場合は、呼び出す前に二で割ってください。

半径0.01 mの管は、開口端で約0.006 mだけ音響的に長くなります。内半径に0.6を掛けて補正量を求めるので、共鳴の計算に実際に振動する長さを使えます。ブラウザで無料で使えます。

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ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

計算例

入力した場合

半径: 0.01

結果

開口端補正: 0.006
因数: 0.6

音波が開口管から出るとき、圧力の腹は物理的な縁ちょうどには位置しません。外側の短い空気柱が共鳴に加わるため、実効的な音響長は測った管長よりわずかに長くなります。この余分な長さが端部補正です。フランジのない単一の開口端では、古典的な一次近似は内半径のおよそ十分の六、つまり delta L がおおよそ 0.6 倍の r に等しいとされます。楽器製作者、物理実験室、音響設計スクリプトは、長さを基本周波数に換算したり理論をチューナーと比較したりする前に、この補正を必要とします。本管端部補正計算機は管の半径を受け取り、固定係数 0.6 を掛け、半径と同じ単位で長さ補正を返します。

開口管の端部補正が物理的に意味すること

円筒空気柱の理想的な一次元モデルでは、圧力の節と腹を管の幾何学的な端に置きます。実際の開口端は三次元空間へ放射するため、出ていく波は縁を少し越えて進み、音圧が自由場の条件に達するまで続きます。このはみ出し分を端部補正 delta L としてまとめ、共鳴式では物理長 L に加算します。

フランジのない円形開口端では、放射インピーダンスから得られる標準的な一次結果は delta L がおよそ 0.61 倍の半径に等しいというもので、教科書や実験手引では手早い見積もりとして係数を 0.6 に丸めることが多いです。この一次モデルでは補正は周波数ではなく半径に比例し、口径が広いほど長さ調整も大きくなります。

剛壁で閉じた端にはこの開口端の項は付きません。両端が開いた管では、両端が同じフランジなし開口であれば、およそ二回分の端部補正が積み上がります。本機能は半径だけから一つの開口端の補正を計算するので、両端開口ならご自身で二倍にし、あるいは測った物理長と足し合わせてから別の管共鳴・周波数式を呼べます。

係数は 0.6 に固定し、結果を決定的に保ち、フランジ依存の完全な放射モデルではなく教室でよく使う近似に合わせます。

管端部補正が役立つ場面

学部の音響実験では管長と基本周波数を測り、開口端がどれだけ端部補正を与えたかを逆算します。固定の 0.6 r 見積もりは、学生が係数を精密化する前の最初の理論比較になります。楽器製作者や自作のフルート・オルガン管では、目標音高に合わせて管を切るときに素早い長さオフセットが必要です。

検証失敗は残高を消費しません。

活用例

定在波の実験室実験

測定した共鳴周波数を L_eff = L + ΔL（両端開口なら L + 2ΔL）と比較する前に、開口端の ΔL ≈ 0.6·r を見積もります。

管楽器・オルガン管の設計

目標の基本音に合わせて管を切ったり共鳴体を調律したりするとき、口径半径を開口端の長さオフセットに変換します。

よくある質問

係数は常に 0.6 ですか？

この計算機でははいです。フランジなしの一つの開口端に対し、教室向けの固定近似 ΔL ≈ 0.6·r を使います。フランジ開口や高次モデルは別係数となり、ここでは対象外です。

直径と半径のどちらが必要ですか？

半径です。内径しか分からない場合は、呼び出す前に二で割ってください。

半径がゼロまたは負の場合はどうなりますか？

端部補正には厳密に正の有限半径が必要で、ゼロと負の値は拒否され課金されません。

両端が開いた管はどう補正しますか？

開口端ごとに補正を1回ずつ加え、両端が開いた管ならL + 2ΔLとします。硬い壁で閉じた端には補正を加えません。

端部補正は周波数によって変わりますか？

この一次近似のモデルでは、補正は半径に比例し、周波数には依存しません。内径が太い管ほど補正量が大きくなります。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/optics/pipe-end-correction

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/pipe-end-correction \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"radius":0.01}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/optics/pipe-end-correction", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "radius": 0.01
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/optics/pipe-end-correction",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "radius": 0.01
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/optics/pipe-end-correction", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"radius":0.01}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"radius":0.01}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/optics/pipe-end-correction", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "radius": 0.01
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "optics.pipe_end_correction",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

技術的な注記

入力契約、応答の形、エラーの扱い

radius は開口端の内半径で、メートルなど一貫した長さ単位です。数値文字列は受け付けます。図面に直径しかない場合は、呼び出す前に直径を半径に換算してください。ハンドラはフランジ係数、温度依存の音速、共鳴周波数は推定しません。それらは別ツールの領域です。オルガン管、管楽器、定在波実験装置を設計するときは、ご自身の L_eff を L プラス delta L（両端開口なら L プラス二倍の delta L）として、この補正と組み合わせてください。必須の有限数を一つ含む JSON 本体を POST してください。別名 r、tube_radius、pipe_radius、a でも送れます。空文字列、欠落フィールド、非有限値、ゼロ、負の半径は invalid_input で失敗し、課金されません。例：radius が 0.01 メートルなら end_correction は 0.006 メートル。例：センチメートル単位で radius が五なら end_correction は三です。同一リクエスト内で単位を混ぜないでください。

管端部補正 API が役立つ場面

口径を掃引するシミュレーションノートブックは、放射項を毎回導出せず、この純粋 parse エンドポイントを形状ごとに一度呼べます。実装は純粋な parse ティア A のため、成功した各呼び出しは公開の基本料金 $0.002 のみで、モデルトークンも外向きネットワークも使いません。リクエストを小さく保ち、丸めた end_correction をテストに固定すれば、一回の乗算のために本格的な音響有限要素スタックを立てなくても、宿題、LMS プラグイン、エッジワーカー向けに再現可能な開口端長さ調整が得られます。

連携の活用例

ノートブックと形状掃引

管半径を掃引しながら決定的な parse API を呼び、音響ライブラリを埋め込まずに安定した端部補正をスクリプトへ渡します。

技術的な質問

管端部補正はどのように計算されますか？

正の有限半径 r（開口端の内半径）を送ってください。API は end_correction = 0.6 × r を返し、フランジなし開口端の古典的一次近似を r と同じ長さ単位で示します。

管端部補正計算機の料金はいくらですか？

ブラウザ版は無料です。API リクエストは成功した呼び出しごとに KIT の前払い残高から $0.002 です。無効な入力は課金されません。

KITの完全なドキュメントを見る →