초록 ▼

연구목표
목재플레이트와 동체內 공기와의 공명현상을 기본적인 발음메카니즘으로 하는 찰현악기(bow instruments)의 음질영향인자들에 대한 음향학적 특성을 규명함으로써 고부가가치형 목제품인 바이올린계 찰현악기의 고품격 음질을 보증하는 합리적 설계이론을 정립하고 신뢰할 수 있는 찰현악기 음질평가시스템을 구축하고자 하였다.
연구내용
상기 목표를 달성하고자 3년간 수행된 연구의 주요내용은 다음과 같다.
① 바이올린의 진동 거동 및 음향 특성과 관련 이론 분석
② 브릿지 등 주요 부품의 동적거동 및 음향 특성

연구목표
목재플레이트와 동체內 공기와의 공명현상을 기본적인 발음메카니즘으로 하는 찰현악기(bow instruments)의 음질영향인자들에 대한 음향학적 특성을 규명함으로써 고부가가치형 목제품인 바이올린계 찰현악기의 고품격 음질을 보증하는 합리적 설계이론을 정립하고 신뢰할 수 있는 찰현악기 음질평가시스템을 구축하고자 하였다.
연구내용
상기 목표를 달성하고자 3년간 수행된 연구의 주요내용은 다음과 같다.
① 바이올린의 진동 거동 및 음향 특성과 관련 이론 분석
② 브릿지 등 주요 부품의 동적거동 및 음향 특성 구명
③ 바이올린의 진동 및 발음 메카니즘 분석
④ 바이올린용 소재의 음향재로서의 물리적 성능평가
⑤ 주요 부재인 브릿지의 형태인자의 음향적 특성평가
⑥ 바이올린 동체의 동적거동 분석 : 습윤시 동체좌굴 시뮬레이션
⑦ 바이올린 동체의 제조기술 표준화
⑧ 바이올린 완제품의 음질평가 시스템 구축
연구성과
3년간의 연구수행결과로 얻은 학술적 및 산업적인 면에서의 주요 연구성과를 연구 진행 순서대로 정리하였음.
가. 바이올린계 현악기의 진동특성 및 음향특성 관련이론의 체계화
: 주파수 함수로서의 악기의 음방사 특성 및 그 세기(intensity), 고속푸리에변환(FFT) 및 헬름홀쯔(Helmholtz) 공명이론 등 악기의 공명이론 구명 등으로 초보 단계인 국내 현악기의 음향특성 연구를 위한 이론적 근거를 마련하였음.
나. 바이올린 부재의 동적거동에 대한 해석 및 발음기구 구명
: 브릿지, 전?후판, 혼주 등 주요 부재의 동적거동을 분석하고 발음기구에 있어 각 부재의 기능을 규명함으로써 합리적 악기설계 및 제작자를 위한 기초자료를 마련하였다. 아울러 음향판의 진동거동을 구명하기 위해 잔류응력상태에서의 직교판재의 비선형진동모델을 해석함으로써 바이올린 음향판의 소재 선택 및 설계에 관한 가이드라인을 제공하였음.
다. 악기용 소재의 물성, 가공특성 및 형태인자에 따른 음향 특성 분석
: 바이올린의 주요부재인 전판, 후판 및 브릿지의 소재 물성 분석용 비파괴검사 방법을 이용하여 소재물성 및 가공특성에 따른 음향학적 영향을 구명하였으며 특히 바이올린 브릿지의 진동거동에 대한 SDM 시뮬레이션 연구를 수행함으로써 현악기 공장에서의 소재구입 및 제작과정에서의 적용할 수 있는 실용적 품질관리 기준을 제공하였음.
라. 바이올린 동체의 동적거동 분석 및 음질평가 시스템 개발
: 실내외기에 노출된 악기 동체의 사용중 거동변화를 추정하기 위해 주기적인 함수율 변동에 의한 목질재료 구조물의 점탄성적 좌굴거동을 분석하였으며 악기의 음질평가를 위한 방법론을 제공함으로써 현악기 제품의 품질인증을 위한 객관적인 방법론을 제시하였다.
마. 대학원생 논문지도, 논문발표 등 학술적인 성과 및 홍보
: 석사학위 취득 1명, 석사수료 1명, 박사과정 2명 진학, post-doc 1명 연수 진학 등의 인력양성 효과를 거두었으며 전국규모 학술대회 발표 9회, 국제학회 3회 발표, 국내학회지 2편 및 SCI급 국제학회지에 1편 등의 학술논문을 게재하였고, 현재 3편의 논문투고를 준비하고 있음. 또 EBS 등 방송매체를 통해 주요 연구성과 홍보함.

Abstract ▼

Purpose of Research
This research is carried out to establish the rational design principles and the sound quality evaluation system of violin-family bow instruments by investigating the acoustical characteristics of some factors affecting sound quality of bow instruments which have the sound gen

Purpose of Research
This research is carried out to establish the rational design principles and the sound quality evaluation system of violin-family bow instruments by investigating the acoustical characteristics of some factors affecting sound quality of bow instruments which have the sound generation mechanism of vibration of wooden plate and the resonance of air in the cavity.
Contents of Research
Main contents of 3-year research could be summarized as follows.
① Theoretical analysis of vibration behavior and acoustics of violin
② Investigation of the dynamic behavior of main parts of bow instruments
③ Analysis of the vibrational and sound generating mechanism of violin
④ Evaluation of main physical properties of solid wood for violin
⑤ Investigation of the acoustical charateristics of shape factors of violin bridge
⑥ Analysis of dynamic behavior of corpus : postbuckling behavior simulation
⑦ Standardization of violin and its parts making technology
⑧ Approaches to implemention of sound quality evaluation system of violin
Effectiveness of Research
Academical and industrial effectiveness can be summarized by the research process as follows.
A. Theoretical systematization of vibration anc acoustics of bow instruments
: It prepared the methodology and theoretical basis of the research for the acoustical characteristics of bow instrument at an early stage by introducing the sound radiation and its intensity as freqounct function, fast Fourier transformation and Helmholtz resonance theory.
B. Analysis of vibrational behavior and sound mechanism of violin parts
: Fundamental information is provided for the designer and luthier by analyzing the dynamic behavior of bridge, front and back, and soundpost and by investigating their function in sound generation of violin. And it also made the guidance for solid wood selection and part design of violin by simulating the nonlinear vibration of orthotropic plates with residual stresses.
C. Acoustical characterization of processing and shape parameter of parts.
: Physical properties and processing parameter of solid wood for front and back were evaluated using NDT method and especially vibrative behavior of bridge was invesigate to provide the QC standard for procuring and processing of raw bridge blank by SDM simulation of bridge.
D. Analysis of corpus behavior and sound quality evaluation system
: Rheological postbuckling behavior of wood-based composites under cyclic hygro-loading was analyzed to estimate the dynamic behavior of assembled corpus in service condition and an approach to sound quality evaluation was implemented by comparing subjective test and physical parameters
E. Other academical performance
: 1 studnents got MS degree, 1 student finished MS course work and 2 students entered to PhD. 1 post-doctoral trained, 12 research reports were presented in nationwide and international conference, 2 articles in domestic and 1 article in international SCI journal.(Show on EBS TV and Q channel)

목차 Contents

• Ⅰ. 연구계획 요약문 ...4
• 1. 국문요약문 ...4
• Ⅱ. 연구결과 요약문 ...5
• 1. 국문요약문 ...5
• 2. 영문요약문 ...6
• Ⅲ. 연구내용 ...7
• 1. 서론 ...7
• 2. 연구방법 및 이론 ...8
• 3. 결과 및 고찰 ...10
• 4. 결론 ...20
• 5. 인용문헌 ...21