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 “Разработка системы информационной поддержки для предприятий общественного питания”

Актуальность работы определяет то, что условиях пандемии многие предприятия общественного питания вынуждены были существенно поменять привычный для них режим работы. Система информационной поддержки может помочь им найти возможные решения и выбрать реж …

Выпускная квалификационная работа “Разработка клиент-серверного протокола для организации кратчайшего маршрута передачи данных”

Оптимальная маршрутизации является актуальной задачей, так как Всемирная сеть насчитывает уже более миллиарда узлов. В лучшем случае для того, чтобы сформировать оптимальный маршрут необходима информация обо всех сетевых сегментах, правда это возможно …

Выпускная квалификационная работа “Разработка программного модуля автодополнения и описания слов”

Актуальность разработки обоснована тем, что во многих частях S-Terra KP Console существует необходимость вводить длинные названия ключевых слов в течение 3-5 сек, а при совершении ошибок значительно больше. Объектом исследования является печатание слов …

Выпускная квалификационная работа “Разработка программного модуля проверки законов РФ на уникальность”

Разработка ПО, позволяющего облегчить и усовершенствовать поиск заимствований в текстах законопроектов, является актуальной задачей ввиду наличия большого объема законов и постановлений, которые необходимо сравнить и проанализировать, что становится не …