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音质比较:3D打印与传统乐器

时间:2022-01-07 10:58:01来源:

比较3D打印的夏威夷四弦琴(左)和标准木制乐器(右)。

音乐是一门艺术,但它也是一门涉及振动芦苇和琴弦,声波和共鸣的科学。声学研究可以帮助科学家即使使用高科技方法(例如3D打印)制成的乐器,也可以产生优美的音乐。

中国科学院大学的牛小玉和其他研究人员研究了3D打印的夏威夷四弦琴的音质,并将其与标准的木制乐器进行了比较。Niu将在2019年12月2日至6日举行的美国声学学会第178次会议上的演讲“ PLA 3D打印尤克里里琴和单板木质尤克里里琴的音质比较”中介绍该小组的结果,在圣地亚哥的科罗纳多饭店(Hotel del Coronado)。牛的演讲是今天(12月5日,星期四)举行的“音乐声学的一般主题”会议的一部分。

Niu小组研究的夏威夷四弦琴是使用3D打印机使用一种称为聚乳酸或PLA的塑料制成的。由于可以在低温下进行打印,因此这种物质已非常普遍地用于生产3D打印的对象。

牛在同样的拔毛力下发现,木制的夏威夷四弦琴比3D打印的夏威夷四弦琴响亮。研究人员还发现两种乐器的音色不同。木制乐器比3D打印的夏威夷四弦琴表现出更高的高频振动。

“我们发现3D打印乐器的A加权声压小于木制乐器的A加权声压,” Niu说。A加权用于说明人耳感知到的低频声音的相对响度。

为了解释这些差异,研究人员使用了称为COMSOL的软件包进行了计算机计算。他们首先在数学上对夏威夷四弦琴的形状进行了建模。使用声音共振和声学公式,他们能够解释标准的木制夏威夷四弦琴与新型高科技3D打印版本之间的区别。Niu和他的同事计划继续他们的工作,以进一步改进该数学模型。

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