オールドヴァイオリンの非侵襲かつ定量的な音質評価手法の開発

一种老小提琴非侵入性定量音质评价方法的开发

基本信息

批准号：
21K11969
负责人：
横山真男
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Meisei University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究ではストラディヴァリに代表されるようなオールド・ヴァイオリンの振動と周辺音場を数値シミュレーションで解析している．2022年度は、楽器全体の振動モード解析および周辺の空気領域の音場解析を大規模並列計算機で行ってきた．また、高精度なマイクロCTスキャナを用いて、ストラディヴァリとならび名器とされるグァルネリ・デル・ジェズのヴァイオリンをスキャンしCADデータ化し、有限要素法による構造シミュレーションに取り組んだ。音場の解析については、現在、並列計算ライブラリのAdventureSoundを用いて、楽器周辺音場の定常計算および時間変化に伴う音圧の放射の様子を計算し可視化できる非定常計算の基礎動作確認まで行えた。全体の計画においては概ね順調に進んでいる。録音については、コンサートホールにてストラディヴァリや現代の製作者の楽器の音を収録し、ステージ上とホール客席での音色の比較を行った。上記の成果について、国際学会で2件（15th World Congress on Computational Mechanics 日本、24th International Congress on Acoustics 韓国）で、また、国内では日本機械学会第35回計算力学講演会、日本学術会議公開シンポジウム「計算音響学の目指すもの」でそれぞれ講演を行った。CTスキャンの利用による振動の解析はこれまでも他の研究においても行われてきたが、マイクロCTスキャンという高精度な形状測定と大規模並列計算を用いたヴァイオリンの構造と音響を連成させた数値シミュレーションによる定量的・定性的解析は世界に類がなく、楽器研究の領域に大きくインパクトを与えていると思われる。

在这项研究中，使用数值模拟分析了旧小提琴的振动和周围的声场，例如stradivari代表的振动。在2022年，我们使用大型平行计算机对周围空气区域的整个仪器和声场分析进行了振动模式分析。此外，使用高精度的微CT扫描仪，将Stradivari和著名的Guarneri del Jez的小提琴进行了扫描并转换为CAD数据，并使用有限元方法进行了结构模拟。关于声场分析，我们现在能够使用Adventuresound（一个并行计算库）来确认不稳定计算的基本操作，这使我们能够使用稳定的计算库来计算和可视化由于时间变化而导致的声压发射状态。总体计划通常进展顺利。关于录音，在音乐厅录制了Stradivari和Modern Producter的乐器声音，并在舞台和观众座位上比较了声音。关于上述结果，他在两次国际会议上（第15届世界计算机学大会，日本第15届世界大会，韩国国际声学国际大会）和日本进行了讲座，在日本机械工程师日本机械工程师学会的计算机制和日本公共Imposium of日本公共座谈会的第35届计算机械学讲座上，他的计算机会议“什么计算审议”。尽管过去在其他研究中对使用CT扫描进行了振动的分析，但是使用数值模拟使用数值模拟，使用高精度形状测量和大规模平行计算结合了小提琴的结构和声学的定量和定性分析在世界范围内是独特的，并且被认为对仪器研究的现场有重大影响。