2022 Fiscal Year Annual Research Report
Design of musical instruments based on precise physical modeling and high-accuracy numerical analysis
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19H04126
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
鮫島 俊哉 九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (00298192)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 計算力学 / 数値計算手法 / 振動学 / 音響学 / 楽器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，4年間の研究実施期間中に，いくつかの楽器について，1.振動・音響物理モデリングの精密化プロジェクト，2.数値解析の高精度化プロジェクト，3. 新規楽器のデザインプロジェクトを実施し，それらのまとめとして，4.新規楽器のプロトタイプ制作プロジェクトを実施する計画としている。
シンバルについては，周辺部分のボウ部と，中心部分のカップ部の曲率の違いを物理モデル化に含め，その支配方程式の構築と高精度数値解析手法の開発を行った。ピアノについては，ハンマーシャンクの多自由度振動系としてのダイナミクスを考慮したピアノ弦の振動場の物理モデル化と，その高精度数値解析手法の開発を行った。その解析手法を用いて，ピアノ演奏におけるタッチの違いが，ピアノの音質に与える影響についての検討を行った。さらに，タッチの違いによるピアノの音質の制御のしやすさの観点から，ハンマーシャンクの新たな形態のデザインを行った。小鼓については，ヘッドの非線形性も加味した物理モデル化と，ケトル内音場の物理モデル化のさらなる詳細化を行った。このことにより，小鼓の演奏音の特徴の一つである，ピッチグライド（ピッチの動的変化）を再現することが可能となった。二胡については，弦・サウンドボックス・ネックのダイナミクスを考慮した物理モデル化を行い，それを擦弦振動の等価回路表現へ導入することで，擦弦振動場のより詳細な解析手法を構築した。
これらにより，シンバル，小鼓，二胡については，1および2のプロジェクトをさらに詳細化することができた。また，ピアノについては，3のプロジェクトを実施することができた。
さらに，本研究で対象とする楽器として，新たに梵鐘，箏，管楽器(クラリネットとトランペット)，チェロを付け加え，1および2のプロジェクトに着手したところである。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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