竹笛的声场仿真及声品质分析

发布时间：2020-08-15 16:08

【摘要】：本文在分析国内外竹笛研究现状的基础上,通过理论研究、声学有限元数值仿真模拟及实验手段,研究竹笛振动以及声学的一些关键性问题,揭示竹笛的振动机理和材料参数对竹笛声学品质的影响,探索从客观的物理角度改善和评判竹笛声品质的方法,为竹笛的制造和音质的改善提供科学的参考。竹笛的腔体与笛塞之间的相互作用机理非常复杂,形成一个复杂的振动系统。本文在分析竹笛内部声波的运动、传统的振动模型以及现代振动理论的基础上,提出了竹笛的声学有限元模型。该模型考虑了竹笛发生时声波的振动与竹笛本身的声振耦合作用,从而比较真实的体现了竹笛的发音过程。为了深入研究竹笛的发音机理,本文利用实验技术对竹笛的发音进行了深入实验研究。通过测量竹笛不同频率下的声场,研究和验证了竹笛吹奏展现出的声音的品质,为建立竹笛的声学有限元模型提供了实验支持。实验所用的竹笛在频率响应中1-2k Hz频率范围内的音准对竹笛的动态频率响应和声学品质有很大影响。本文首先通理论研究,确定了竹笛的声学有限元模型,之后依靠声学有限元仿真分析了频率响动态范围以及频域特征对整个竹笛声学品质的影响。为了验证理论与声学有限元仿真的结果,本文基于LMS的实验装置,测量竹笛吹奏时的各个音调的频谱特征。该实验装置为实验研究真实竹笛的声学品质提供了更加精确和实用的测量手段。实验结果验证了声学有限元仿真的结果。本文通过几何建模和声学有限元仿真,分析了竹笛的频率响应,探究了竹笛的材料参数对竹笛振动特性的影响。本文的最后根据以上对竹笛的发音测量以及声学有限元仿真的结果,进一步通过MATLAB软件分析了竹笛材料参数改变之后的振动以及通过频谱图分析了材料的变化对竹笛声学品质的影响。提出了改善竹笛声学品质的方法和途径。本文从理论意义和实际应用的角度,介绍了竹笛研究的历史和现状,从流体力学角度研究竹笛的发音机制,旨在揭示竹笛的理论发音机理与实际发音效果之间的关系,探索从实际出发的科学角度评价竹笛的声学品质的方法。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN912.3
【图文】：

图 2.1 等响曲线Fig.2.1 Loudness curve度来代表声音的大小的优势是能够使用自然数与定量阐释声的和，直接获得声音的响度增多或者减少的百分数，十分的直便利。响度级范围内（20~120phon）响度级LL和响度L之间的关系为 = 4010 .........................................，L——响度；LL——响度级。权声级学中，早时候人们在声级计之中模仿我们的耳朵对各种声音的接着按照该理论制造出滤波线路，其分别模仿3条等响曲线70phon、100phon，接着建立成4个计权网，也就是ABCD。声率以及声音的声压，但是，输出不仅仅需求是声压级的，更需

图 2.2 A、B、C、D 计权网络频率响应曲线Fig.2.2A、B、C、D network spectrum response curve谱与频带声压级在进行简谐运用的时候，辐射的声波便指的是简谐波，其声强的关系。纯声音仅仅有单一的频率声音，这种波便是一类十分，即最为基础的波，其频率往往是单一的。但是我们平常感知大体上都是不纯的，十分的繁杂，往往是由一些频率不一致、音糅合而成的，一般叫做复音。能够听到的声音的频率十分广泛，并且不同声音的波形十分的样式十分奇怪，因此把其分成3种：连续谱、复合谱以及线性谱通常由频率十分分散的一些单音构成，声音的频率谱线呈现谱[20]，如图2.3所示：

线状谱

【参考文献】

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1 刘磊;;论中国竹笛的音色特点区别[J];北方音乐;2015年16期

2 李子晋;;乐器声学品质评价方法研究[J];演艺科技;2013年S1期

3 王思敏;蒋身学;;毛竹材声学振动特性研究[J];竹子研究汇刊;2011年01期

4 孙晓芳;;笛子的音色[J];剧影月报;2009年03期

5 蔡振家;;具有非线性边界条件的琴弦振动:京胡“开花音”的声学研究[J];黄钟(中国.武汉音乐学院学报);2008年04期

6 李子晋;;钢琴音板声学品质的分析与检测[J];演艺设备与科技;2007年05期

7 张怀;严珍珍;杨长春;石耀霖;;用有限单元法研究曾侯乙编钟双音激发过程[J];科学通报;2007年06期

8 王晓俊;中国竹笛音色再论[J];南京艺术学院学报(音乐与表演版);2004年01期

9 邱坚,李坚;纳米科技及其在木材科学中的应用前景(Ⅰ)——纳米材料的概况、制备和应用前景[J];东北林业大学学报;2003年01期

10 于文吉,江泽慧,叶克林;竹材特性研究及其进展[J];世界林业研究;2002年02期

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1 史剑峰;发动机与舱室的声振耦合特性研究[D];中北大学;2016年

2 邱涛;当代竹笛制作管窥[D];山东大学;2016年

3 常小坡;大客车空调系统流体噪声模拟及优化[D];集美大学;2015年

4 邓小伟;民族乐器古筝的结构振动声学特性分析[D];上海交通大学;2015年

5 白洁;基于声固耦合的车内噪声分析研究[D];武汉理工大学;2013年

6 朱嘉星;乐器音响仿真及虚拟技术研究[D];中央音乐学院;2013年

7 芦笑坷;室外轮胎噪声测量系统研究与设计[D];武汉理工大学;2012年

8 陈璇;古琴共鸣体声学振动特性的研究和分析[D];长春理工大学;2011年

9 王戬;虚拟式噪声分析仪的研制[D];重庆大学;2009年

10 刘明;钢琴音板用材振动性能检测与分选研究[D];东北林业大学;2007年

本文编号：2794339