Главная страница » Работы на конкурс » Технические науки » Выпускная квалификационная работа “Исследование нелинейных волновых процессов в психоакустике музыкальных звуков”

Выпускная квалификационная работа “Исследование нелинейных волновых процессов в психоакустике музыкальных звуков”

Автор (ы)

Лопаскина Екатерина Андреевна

Аффилиация

Санкт-Петербургский государственный институт кино и телевидения

Научный руководитель

Ходанович Александр Иванович

Аннотация

Объект исследования – методология научных исследований нелинейных волновых процессов в психоакустике.

Предмет исследования – модели нелинейных волновых процессов в психоакустике музыкальных звуков.

Цели и задачи исследованияпровести 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:

  1. Исследованы нелинейные динамические модели волновых процессов в психоакустике музыкальных звуков.
  2. Получен амплитудный спектр колебания струны, прямоугольной и круглой мембраны в случае возбуждения прямоугольным импульсом.
  3. 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.
  4. 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

Конкурс, в котором автор работы принял участие:

III Открытый международный конкурс инициативных научно-исследовательских проектов “High Goals 2021”

Отрасль наук

Форма представления работы

Дата публикации работы: 27.09.2021

Смотреть похожие работы

Выпускная квалификационная работа “Математические основы теории рекламного медиапланирования”

Медиапланирование помогает понять, каким образом ценностное предложение будет достигать целевой аудитории. Так как целостная стратегия продвижения через комплекс каналов дает лучшие результаты, чем разовая рекламная активность в ограниченном числе кана …

Выпускная квалификационная работа “Разработка информационной системы сбора и анализа цифрового следа студентов”

В настоящее время актуальность анализа данных успеваемости студентов с целью возможности редактирования учебного процесса обуславливается тем, что большинство учебных организаций получают данные только к концу семестра, когда они уже не всегда актуальн …

Выпускная квалификационная работа “Получение наноструктурного порошка состава ZnMoO4 методом ультразвукового спрей-пиролиза”

В связи с ростом спроса на крупномасштабные накопители энергии разработка нового поколения литий-ионных аккумуляторов является очень актуальной задачей. Одним из наиболее популярных аднодных материалов для литий-ионных батарей является графит. Однако г …

Выпускная квалификационная работа “Стратегия создания образовательного портала взаимодействия студентов и преподавателей техникума”

Задачи развития и усовершенствования информационной среды взаимодействия руководства, преподавателей среднего учебного заведения и студентов на современном этапе развития общества и эволюции человечества это прежде всего – создание интуитивно понятных …