| 研究生: |
王慧穎 Wang, Hui-Ying |
|---|---|
| 論文名稱: |
利用邊界元素法模擬弦樂音 A Simulation for Sound of String Instruments with Boundary Element Method |
| 指導教授: |
沈士育
Shen, Shih-Yu |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
理學院 - 數學系應用數學碩博士班 Department of Mathematics |
| 論文出版年: | 2020 |
| 畢業學年度: | 108 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 76 |
| 中文關鍵詞: | 弦振動 、邊界元素法 、積分方程 、傅立葉級數 、波方程 |
| 外文關鍵詞: | String Vibration, Boundary Element Method, Integral Equation, Fourier Series, Wave Equation |
| 相關次數: | 點閱:99 下載:1 |
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從古至今的弦樂器主要透過弦的振動搖動面板而發出聲音,本論文主要想模擬一組弦模型,一端繫緊而另一端利用假想的彈簧讓弦在彈簧上輕微搖動,此複雜的邊界條件無法利用解析法得到波方程的解,於是我們利用邊界元素法及數值方法輔以波方程式與傅立葉級數為基礎,來模擬真實弦樂器影響面板振動的情形。藉由電腦輸出程式模擬的聲音,透過調整初始條件、弦波速以及假想彈簧的彈性勁度,分別與邊界固定的弦模型做比較,觀察是否與單弦發聲相似,輸出的樂音反覆聆聽與調整,讓製造出的聲音能夠除了音色之外,盡量接近真實的音頻。雖然本論文中的弦模型即使加上彈性邊界,在整個邊界方程裡還是維持能量守恆,樂音消耗能量而導致聲音變小極不明顯,但期望能夠用邊界元素法找到讓能量快速流散的因素,而製造出幾乎與弦在樂器上振動頻率相同並消耗能量的時間相同的樂音。
String instruments mainly shake the panel through string vibration to make sound. This thesis mainly wants to simulate a model with strings. One side is tightened and uses an imaginary spring to shake the string slightly on the spring on the other side. Complicated boundary conditions cannot be solved by analytical methods to get the solution of wave equation, so we use the boundary element method and numerical methods which based on wave equation and Fourier series to simulate the vibration of a real string instrument panel. Expect to use the boundary element method to find the factors that allow energy to quickly dissipate, and create a musical note that has almost the same frequency and same energy consumption as the string vibrating on the instrument.
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