Model-based evidence of the dominance of the guitar brace design over material and climatic variability for dynamic behaviors

Model-based evidence of the dominance of the guitar brace design over material and climatic variability for dynamic behaviors

Romain Viala,Vincent Placet,Scott Cogan

Article in Applied Acoustics · July 2021　DOI: 10.1016/j.apacoust.2021.108275

 

動的挙動の材料および気候変動に対するギターブレースデザインの優位性のモデルベースの証明

 

概要

アコースティックギターのブレーシングパターンのデザインの選択は、楽器の特定の音につながると一般的に言われています。ただし、材料特性や気候条件の変動による強い不確実性が存在する場合、サウンドボードのダイナミクスの堅牢性はまだ調査されていません。この研究では、物理学に基づくモデルを使用して3種類のブレースパターンを研究し、物質的および気候的不確実性を説明するために確率論的分析を実行します。ブレース設計の選択は、少なくとも低周波数領域では、強い空中不確実性が存在する場合でも、別の設計と積み重ねることができない動的な動作につながることが示されています。この評価は、ギターのサウンドボードのダイナミクスが関係する場合、ギターのブレースのデザインの選択が材料のばらつきよりも大きな影響を与えるという推測を裏付けています。より一般的には、これらの結果は、ギターの理解、設計、製造における詳細な物理ベースのモデルの有用性を示しています。

 

内容

　一般に、高品質の木材と特定の種が、望ましいギターサウンドを実現するための重要な要素であると考えられていますが、木材の入手がますます困難になることを考えると、別のアプローチを考える必要が出てきます。

　アコースティックギターのダイナミクスは、分析的および実験的アプローチだけでなく、木材の変動性、変更の不可逆性、およびそのようなアプローチの時間とコストを克服するため、シミュレーションによる物理ベースモデルを使用した数値的手法に基づいて、多くの研究の対象となっています。

　物理ベースのモデルを使用して、材料特性（スプルースのトーンウッドとブレース）と気候条件（温度と湿度）の両方の不確実性を考慮に入れて、多数のサウンドボード特性のモーダル動作を調査します。

　クラシックナイロン弦ギター、スチール弦アコースティックギター、セルマー・マカフェリギターの３種のギターブレースパターン（サウンドボード3mm、サウンドホール、ロゼット、ブリッジ、カッタウェイは同じで、ブレースが接着されている反対側のみが異なる）について、スプルースの変動性を表す材料特性パラメーターにより、ブリッジアドミタンスが評価された。ブレース構成ごとに 1000 回の計算が実行され、対象の特徴が抽出された。

　結果は、響板とブレースの縦方向の比弾性係数と密度が、固定された響板の固有振動数に主な影響を与え、次に相対湿度が影響します。（20 ～2500 Hzの周波数帯域でサウンドボードブレースパターンの各ファミリーの最初の10 モードの材料パラメータの変動性を考慮した響板の固有振動数の標準偏差は ± 5.5 % でした。）

　材料のばらつき、相対湿度が、固有周波数、固有モード形状、ブリッジ アドミタンス形状などのギタ　　ーの動的特性に影響を与えるが、ブレースパターンが素材や気候変動よりもサウンドボードの動的特徴に大きな影響を与えることを示しています。

　ブレースの形状の設計上の選択がサウンドボードのダイナミクスに支配的な影響を及ぼし、木材の密度と剛性の変化が二次的な影響であるということです。

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題名の日本語訳がこれでいいのか疑問です。何を言っているか分からないので。

　2000年代に入ってから、分析的および実験的アプローチだけでなく、シミュレーションによる物理ベースモデルを使用した数値的手法が活発になってきています。

　物理ベースモデルのシミュレーションの具体的な中身が理解できていないので、この結果についてはそうかもしれないということしか言えませんが、「ブレース形状の決定が素材や気候変動よりもサウンドボードの動的特徴に大きな影響を与える」ということは予想できることであり、それを確認することよりも、この論文の中でも述べられていますが「主な観点は、各ブレースの幾何学的パラメーターを 1 つずつ変更することによって、特定のブレースパターンごとに小さな違いを研究すること」によって「ギターのサウンドボードをさらに調整し、周波数帯域で所望の応答に到達する」ことだと思います。

　そうはいっても、こういうことができる環境が一般的になってくると、ビルダーやメーカー毎に差が出てくるのだろうということです。当然、大きな企業は新しいことを開発するために導入していることでしょう。大事なことは「確からしいモデルをどう作るか」ということだと思います。