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
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21K11969
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 61010:Perceptual information processing-related
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| Research Institution | Meisei University |
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Principal Investigator |
横山 真男 明星大学, 情報学部, 教授 (30633044)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢川 元基 東洋大学, 計算力学研究センター, 客員研究員 (40011100)
武居 周 宮崎大学, 工学部, 准教授 (40598348)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | バイオリン / 振動解析 / 音響解析 / 数値シミュレーション / 連成解析 / 大規模数値解析 / ヴァイオリン / 大規模並列計算 / モード解析 / 音場解析 / 音響 / 有限要素法 / 振動 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、ストラディバリに代表されるようにイタリアのオールド楽器の解剖的な解析手法の見直しが迫られている。というのは、300年もの前に作られたヴァイオリンの文化財的価値が高まり、博物館で大切に保管されるようになったことが挙げられる。そのため、かつてのようにインパクトハンマで衝撃を与えたり解剖したりセンサーを接着したりする解析はほぼ不可能になり、楽器にダメージを与えない安全な解析方法（非侵襲的解析）で行わなければならなくなってきた。本研究は、マイクロCTスキャンと数値シミュレーションによる非侵襲な楽器の構造・音響解析手法の確立を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、文化財とも言われるアンティーク・ヴァイオリンの構造と音響について、マイクロCTスキャンによる3次元形状データの高精度な計測を行い、コンピュータ・シミュレーションによる振動モードと周辺音場の連成解析、実演奏の録音と放射音の分析を通して、非侵襲で定量的な音質評価手法の開発を行った。
ヴァイオリンの振動音響連成シミュレーションについては，マイクロCTスキャナを用いてイタリアのアンティーク・ヴァイオリンを0.1mmの精度でスキャンした．これは、世界的にもトップの精度で，名器といわれるA.ストラディヴァリをはじめとして、グァルネリ・デル・ジェズ、ニコロ・アマティなど5本のイタリアン・アンティークヴァイオリンのCTスキャンを行った．スキャンしたデータは，表板，裏板，駒，魂柱といった各パーツに分割してCADデータ化（STEP形式）した．解析には商用ソフトウェアのCOMSOL Multiphisicsを用いて、楽器本体の振動から周辺音場の放射の連成シミュレーションを行い、楽器の形状の違いによる振動モードの違いや放射特性の違いが計算できるまでに至った。これまでのインパクトハンマや分解による振動解析に頼らないモード解析ができることを確認した。さらに、大規模かつ高速な解析を目的とした試みとして，楽器本体の振動解析については商用ソフトウエアのADVENTURE_Clusterを，また、楽器周辺の音場の計算についてはオープンソースソフトウエアのADVENTURE_Soundを用いて二次精度の有限要素法で解析を行った．大規模計算においてはまだ基礎的な振動モードや音場の定常計算までしか行えていないが、今後も継続してコンサートホールでの名器の放射がシミュレーションできることを目指している。実演奏の録音とシミュレーション結果の比較も今後継続していく。
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Report
(3 results)
Research Products
(12 results)
