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Der Klang der Okarina als akustisches Außenraumproblem modal analysiert (de)
* Presenting author
Abstract:
Die Okarina ist auf den ersten Blick ein vergleichsweise einfach gebautes Musikinstrument. Um das Funktionsprinzip und relevante Parameter für den Bau besser zu verstehen, eignen sich Simulationen besonders gut. Das im Computer erstellte Modell kann einfach abgeändert werden, um unterschiedliche Griffe und Klangspektrum zu untersuchen. Die Methode der finiten Elemente hat sich hierfür etabliert. Jedoch führt eine genügend feine Diskretisierung unweigerlich zu einem hohen Rechenaufwand. Hier eignet sich die Nutzung der modalen Superposition besonders gut, um akustisch relevante Moden besser zu verstehen und gleichzeitig den Rechenaufwand zu reduzieren. Allerdings erzeugt die mathematische Behandlung des Fernfeldes Moden, die die Ergebnisse verfälschen können. An dieser Stelle bedarf es einer Selektion der relevanten Eigenwerte, was eine Herausforderung darstellt und bisher kaum automatisierbar ist.In dieser Arbeit untersuchen die Autoren eine im Computertomograph gescannte Okarina hinsichtlich der akustisch relevanten Moden. Als Approximation des Fernfeldes dient die „Perfekt Absorbierende Schicht – engl.: Perfectly Matched Layer“. Eine Messung des Klangspektrums dient zur Validierung. Eine anschließende Beitragsanalyse vermittelt die Relevanz der einzelnen Moden für die modale Superposition. Mit den gewonnenen Erkenntnissen lassen sich wichtige Designparameter identifizieren und Außenraumprobleme modal untersuchen.