@ 2019.12.12 , 10:00

3D打印乐器能比传统乐器发出更动听的声音吗?

音乐是一门艺术,但也是一门涉及振动簧片、弦以及声波的科学。对声学的研究可以帮助科学家们创造出美妙的音乐,比如用高科技方法(3D打印)制作乐器。

最近,中国科学院大学的牛晓宇(音译)和其他研究人员研究了一种3D打印的四弦琴(也被称为尤克里里,是夏威夷的一种四弦拨弦乐器,发明于葡萄牙盛行于夏威夷,归属于吉他乐器)的音质,并将其与标准的木制乐器进行了比较。牛晓宇在12月2日至6日于圣地亚哥的Coronado酒店举行的美国声学学会第178次会议上做了一次学术报告,该报告的题目为《3D打印四弦琴和单板木制四弦琴音质的比较》。

牛晓宇所领导的小组研究的四弦琴是用一种叫做聚乳酸的塑料通过3D打印制成的,由于这种物质可以在低温下进行3D打印,因此它在3D打印方面非常受欢迎。

牛晓宇发现在同样的弹奏力作用下,木制四弦琴的声音比3D打印的四弦琴更大。调查人员还发现这两种乐器的音色是不同的,木制四弦琴比3D打印的四弦琴表现出更多的高频振动。牛晓宇表示:“我们发现3D打印乐器的A计权声压比木制乐器的要小,而A计权声压通常用于解释人耳所感知的低频声音的相对响度。”

为了解释这些差异,研究人员使用 COMSOL软件进行了计算机模拟计算。首先,他们用数学方法建立了四弦琴的形状模型。之后,他们又利用声音共振和声学公式来解释一个标准的木制四弦琴和全新的高科技3D打印版本之间的区别。为了进一步弄清楚这些问题,牛晓宇和他的同事计划继续他们的研究,以进一步改进这个数学模型。

本文译自 techxplore,由译者 Lough 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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