Simulation des vibroakustischen Verhaltens einer Geige mit Hilfe von Finite-Elemente- und Boundary-Elemente-Methoden

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Contributors

Abstract

Der heutige Geigenbau gründet hauptsächlich auf Tradition und Handwerk, wobei die Meinungsbildung über die Güte eines Instruments vor allem auf subjektive Faktoren zurückzuführen ist. Mit der Entwicklung leistungsfähiger Rechenanlagen und -programme besteht seit einiger Zeit die Möglichkeit, auch numerische Berechnungsmethoden beim Instrumentenbau einzusetzen. Diese ermöglichen schon in einem sehr frühen Entwurfsstadium grundlegende Parameter zu bestimmen und physikalische Zusammenhänge gezielt zu erforschen. In dem gegenwärtigen Beitrag soll die Simulation der vibroakustischen Eigenschaften einer Mustergeige mittels gekoppelter Finite-Elemente- und Boundary-Elemente-Methoden vorgestellt werden. Dabei wird bewusst der Einfluss des Spielers vernachlässigt und an übliche Herangehensweisen der Geigenbauer angeknüpft. Eine gängige Untersuchungsmethode ist die Ermittlung von Übertragungsfunktionen. Als Eingang in das System dienen hier die auf den Steg wirkenden Kräfte (durch Impulshammeranregung des Stegs, sowie Zupf- und Streichanregung der Saiten) und als Ausgangssignal fungiert der Schalldruck an drei Positionen auf einer Kugeloberfläche (Radius 1 m) über dem Stegmittelpunkt. Diese Übertragungsfunktionen wurden sowohl berechnet als auch im Rahmen von Messungen am Institut für Musikinstrumentenbau Zwota, ermittelt. Ziel der Untersuchungen ist es, ein validiertes numerisches Modell zu erarbeiten, mit dem zukünftig die Einflüsse z.B. der verwendeten Materialien, der Vorspannungskräfte oder der Wanddicken effizient untersucht werden können.

Details

Original languageGerman
Title of host publication34. Deutsche Jahrestagung für Akustik - DAGA
Place of PublicationDeutschland
PublisherDeutsche Gesellschaft für Akustik e.V. (DEGA)
Pages157 - 158
Publication statusPublished - 2008
Peer-reviewedYes