Designing Sound

References
Benson, D. J. (2007). Section 3.5, “Wind instruments.” In
Music: A Mathe-
matical Offering
, pp. 107–112. Cambridge.
Cook, P. R. (2002). Appendix C, “Acoustic tubes.” In
Real Sound Synthesis
for Interactive Applications
, pp. 225–231. A. K. Peters.
Olson, H. F. (1952). Chapter 4, “Resonators and Radiators,” section entitled
“Open and closed pipes.” In
Music, Physics, and Engineering
, pp. 83–100.
Dover.

---

38
Practical 15
Rain
Aims
In this practical we will produce the effect of rain falling. We will consider the
effect of short-pressure signatures as excitors for other materials and investigate
another kind of statistical distribution.
Analysis
Rain is made of nearly spherical water particles approximately 1mm to 3mm in
diameter. They fall at constant velocity, impacting with a variety of materials at
a typical flux of 200
/
m
2
/
s. Within any local sample all raindrops have already
attained terminal velocity, so relative to one another there are no fast or slow
ones. All are roughly the same size, a factor determined by their formation at
precipitation under nominally uniform conditions. In different conditions the
size and velocity will vary; a light mist or drizzle has much smaller drops than
a heavy downpour. Because of air resistance the drop size determines their
terminal velocity, which increases with larger droplets. Under normal gravity
and air density 1mm drops reach about 2m
/
s, rising to around 10m
/
s for 5mm
drops. Finally, raindrops are not “tear-shaped” as is commonly held. Small
ones are near perfect spheres whereas bigger ones become vertically squashed
(a burger shape). The factor making rain a nonuniform sound and giving it a
diverse range of pitches and timbres is what it hits. Sometimes it falls on leaves,
sometimes on the pavement, or on a tin roof, or into a puddle of rainwater.