Modelling body vibration and sound radiation of a modified kantele
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2012
Department
Major/Subject
Akustiikka ja äänenkäsittelytekniikka
Mcode
S-89
Degree programme
Language
en
Pages
[8] + 65 s.
Series
Abstract
Tässä työssä mallinnetaan 15-kielisen kanteleen kopan värähtelyä ja säteilyä elementtimenetelmän avulla. Kahta perinteistä kopan rakennetta, laatikkokanteletta ja lautakanteletta, verrataan muunneltuun rakenteeseen, jossa kopan ja kannen välillä on ilmarako. Tämä rakenne, jota kutsutaan myös nimellä vapaareuna-erillispohjarakenne, mahdollistaa kannen vapaan värähtelyn. Lisäksi pohjan ja kannen sulkemalla ilmatilalla on omat värähtelymuotonsa. Tämä muunnellun kanteleen on osoitettu olevan äänekkäämpi kuin perinteiset kanteleet. Tässä työssä osoitetaan, että muunnellussa kanteleessa yhdistyvät sekä kannen että ilmatilan värähtelymuodot. Siksi muunnellulla kanteleella on suurempi värähtelymuototiheys kuin perinteisillä kanteleilla. Muunneltu kantele on myös ympärisäteilevämpi, sillä ilmatilan värähtelymuodot kytkeytyvät kopan värähtelyihin. Tästä seuraa, että muunnellun kanteleen säteilytehokkuus on suurempi, kun ilmarako on pieni (1-3 mm).In this thesis, the vibrational modes and radiation of the body of a 15-string instrument called the kantele are modeled using the finite element method. Two traditional body structures, the top-plate kantele and the box kantele, are compared to a modified kantele with an air gap separating the top and the back plate. The modified structure allows the kantele top plate to vibrate freely. In addition, together the top and back plate create an enclosed air mass that has its own vibrational modes. The modified kantele has previously been shown to be louder than the traditional top plate kantele. In this thesis, it is shown that the modified kantele includes vibrational modes of both the freely vibrating top plate and the enclosed air. Thus, it has a higher mode density than the traditional kanteles. Because of the coupling of the enclosed air modes to the body, the modified kantele radiates more omni-directionally than the traditional kanteles. Consequently, the modified kantele has a higher radiation efficiency than the traditional kanteles when the size of the air gap is small (1-3 mm).Description
Supervisor
Välimäki, VesaThesis advisor
Penttinen, HenriKeywords
acoustics, music, finite element methods, vibrations, akustiikka, musiikki, elementtimenetelmät, värähtelyt