Выпускная квалификационная работа “Исследование нелинейных волновых процессов в психоакустике музыкальных звуков”
Автор (ы)
Аффилиация
Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения, студент
Научный руководитель
Аннотация
Объект исследования – методология научных исследований нелинейных волновых процессов в психоакустике.
Предмет исследования – модели нелинейных волновых процессов в психоакустике музыкальных звуков.
Цели и задачи исследования – провести анализ научной и методической литературы по теме исследования и на этом основании определить методологию научного исследования в разработке нелинейной динамической модели волновых процессов в базилярной мембране слуховой системы человека; изучить методы расчёта амплитудного спектра музыкальных инструментов в формализме моделей математической физики; исследовать явление комбинационного рассеяния звука с экспериментальной проверкой полученных теоретических данных. Провести апробацию результатов выпускной квалификационной работы.
Гипотеза исследования – современная методология математического моделирования волновых процессов и компьютерный эксперимент в системе символьной математики Maple позволяют объяснить нелинейные процессы в психоакустике музыкальных звуков.
Актуальность исследования заключается в изучении волновых процессов в психоакустике с позиции методологии моделирования нелинейных колебаний в дискретной динамической системе. Исследование резонансов длинной наноразмерной цепочки связанных осцилляторов Ферми-Паста-Улама, а также нелинейных явлений комбинационного рассеяния музыкального звука. Развитие классических научных работ в психоакустике нобелевского лауреата Георга фон Бекеши. Рассматриваются методические аспекты изучения фундаментальных научных проблем с использованием современных компьютерных систем и технологий.
Научная новизна исследования. Впервые в практике выпускных квалификационных работ:
- Исследованы нелинейные динамические модели волновых процессов в психоакустике музыкальных звуков.
- Получен амплитудный спектр колебания струны, прямоугольной и круглой мембраны в случае возбуждения прямоугольным импульсом.
- Исследованы резонансы энергии вынужденных колебаний длинной наноразмерной системы Ферми-Паста-Улама в динамической модели базилярной мембраны, а также получена зависимость от частоты периодической внешней силы.
- Проведён спектральный анализ комбинационного рассеяния, а также экспериментальная проверка нелинейных свойств слуха при наличии субъективных гармоник музыкального звука.
В выпускной квалификационной работе развита теория нелинейных волновых процессов в психоакустике на основе классических работ нобелевского лауреата Георга фон Бекеши.
В работе использовалось современное программное и математическое обеспечение, интерактивная графика системы компьютерной математики Maple. Разработаны алгоритмы и комплекс программ математического моделирования колебательных и волновых процессов в дискретной динамической системе Ферми-Паста-Улама. Проведен расчет частоты субъективной гармоники в спектре комбинационного рассеяния звука, а также дана экспериментальная проверка музыкального явления Тартини.
Разработанный комплекс программ целесообразно использовать в научной работе в области математического и компьютерного моделирования физических процессов, проектирования информационных систем в научных исследованиях, для иллюстраций и демонстрационных примеров в общем курсе физики, а также при изучении дисциплин “Методы математической физики”, “Теоретические основы акустики”, “Нелинейные колебания и волны” для направления подготовки бакалавров 11.03.01 – Радиотехника.
Содержание работы
Загрузка...
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке Конкурс, в котором автор работы принял участие:
III Международный конкурс инициативных научно-исследовательских проектов “High Goals”, 2020/2021
Отрасль наук
Форма представления работы
Дата публикации работы: 27.09.2021
Добавить комментарий