Zur Klangoptimierung von Idiophonen mittels Schallsynthetisierung

Von:

Pascal Bestle

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In dieser Arbeit geht es um die simulative Untersuchung von Schall abstrahlenden, schwingenden Strukturen. Es werden Methoden zur numerischen Simulation elastischer, schwingender Körper und der anschließenden Synthetisierung des daraus resultierenden, abgestrahlten Schalls vorgestellt. Im Speziellen werden diese Methoden am Beispiel der Klangplatte eines Vibraphons diskutiert, mit dem Ziel deren Klang im Hinblick auf die Wahrnehmung unter Berücksichtigung psychoakustischer Effekte zu optimieren. Da das menschliche Gehör ausgesprochen sensibel auf musikalische Klangereignisse reagiert und in der Lage ist, bereits kleinste Frequenz- oder Lautstärkenunterschiede wahrzunehmen, werden die numerischen Methoden anhand verschiedener Messungen in einer Laborumgebung verifiziert. Die dafür verwendeten Methoden in Form der Schallmessung durch Mikrofone aber auch der Messung von Oberflächenschwingungen durch Laser-Doppler-Vibrometrie werden in dieser Arbeit ausführlich dargestellt und die Ergebnisse diskutiert. Am Beispiel der Klangplatte des Vibraphons wird abschließend eine Strukturoptimierung der Geometrie durchgeführt, sodass die Frequenzen des wahrnehmbaren Schallsignals in einem für den Menschen harmonischen Verhältnis stehen. Anschließend wird die klangoptimierte Vibraphon-Platte real gefertigt, um die Ergebnisse der Optimierung anhand des Prototypens zu verifizieren.