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GuitarMania

fankey2010.02.28 08:09
쏠레아님의 생각이 궁금해서 댓글 보다가 남깁니다.

다른 글과 댓글을 살펴보고 제 나름대로 정리하면
"현의 진동에 영향을 주는 두 가지 요소 즉, 장력과 선밀도 이외에는 영향을 줄 수 있는 변수는 없다."
라고 이야기 하신다고 생각합니다.

잘 알고 계시는 부분이라고 생각합니다만
진동 특성은 세 가지 변수에 의해 표현될 수 있습니다.
1) 공진 주파수
2) 공진 모드 형상
3) 댐핑

공진 주파수 영역에서 어떤 모드 형상을 가지고 진동하고 시간에 대한 감쇠 특성을 의미하는 댐핑 값은 얼마 인지를 아는 것이 진동 특성을 분석하는 과정에서 필수적인 세 가지 기본 변수입니다.

현의 고유 진동 특성에 따라 탄현시 발생하는 소리의 주파수 성분 그리고 음의 지속 시간 등이 결정됩니다.
여기까지는 쏠레아님께서 이야기 하신 내용의 범주에 포함이 되어 있습니다.

하지만, 앞서 내용은 경계조건이 지속적으로 동일하게 유지된다는 범위내에서 유효합니다.
여기에서 제가 이야기 하는 경계조건은 현을 고정하는 양쪽 부분을 의미합니다.

진동에 대한 이해도가 높으신 것 같아서 질문 하나 드려보고 싶습니다.

혹시.. 기타의 정적 상태와 동적 상태에서의 현을 고정하는 양쪽 부분의 경계조건이 달라지는 것에 대해
고려해보신적이 있으신지 궁금합니다.

동적 상태에서 경계조건의 변화는 기존 진동 특성을 모두 변화합니다.
단순히, 공진 주파수가 이동하는 것이 아니라 공진 주파수와 매칭된 공진 모드 형상까지 변합니다.

기타에서 주요 가진원은 사람이 탄현하는 것에 의해 현이 현의 고유 특성 내에서 진동하며 넥과 앞판을
포함하여 기타 모든 곳에 진동 에너지가 전파됩니다.

모든 물체는 고유 특성은 가지고 있고 앞서 다른 글에 기타의 진동 해석을 하신 분의 시뮬레이션 자료와 같이
여러가지 공진 모드 형상이 발생합니다.

물론, 해당 자료는 해석 결과를 시각적으로 잘 확인할 수 있도록 변위 스케일이 재조정된 것이기에 실제로
그렇게까지 변위가 존재하지 않습니다.

이러한 공진 모드 형상 중 특정 모드 형상이 현의 진동에 영향을 줄 수 있음을 고려 해보신 적이 없는지
궁금합니다.

만약, 현이 양쪽을 잡아 당기고 있는 상태에서 현의 진동이 일어 났고 기타의 공진 모드 형상이 현이 잡아
당기는 쪽으로 휘어지는 형상이라면 현에 작용하는 장력에 변화가 발생합니다.

물체는 고유의 임피던스 특성을 가지고 있습니다.
실제 가하는 힘과 전파 속도 사이에 위상 관계라고 보시면됩니다.
(임피던스의 실제 의미는 약간 분야마댜 부여하는 의미와 단위가 다르다 보니 약간 다를 수 있습니다.
여기에서는 음향 임피던스로 정의합니다.)

경계조건이 기타 공진 특성에 의해 변화하는 경우 기존에 현의 임피던스가 양쪽에 고정하는 부분에 비해
임피던스가 작고 이에 따라 현의 진동은 양쪽 끝으로 모두 전파되는 것이 아니라 임피던스 부정합에 의해
반사파가 발생하여 다시 현 내로 진동 에너지가 반사됩니다.

이러한 진동 에너지가 남아있는 에너지와의 간섭에 의해 예측하기 힘든 결과를 발생할 수 있습니다.

줄감개를 많이 감아야 되는 기타의 경우 현 이외에 기타 다른 부품의 진동 특성에 의해 장력이 상쇄되기 때문에
동일 조건 내에서 낮은 주파수의 소리가 발생합니다.
그래서 보다 강하게 장력을 걸어줘야 기타 부품의 영향을 받는 가운데 원하는 주파수의 소리를 얻을 수 있습니다

제가 너무 주저리 주저리 쓴거 같습니다만

결론적으로 제가 이야기 드리고 싶은 것은 단순 현의 진동 만을 볼 것이 아니라 가진원으로 작용하는 현 진동을
중심으로 기타의 나머지 부분과의 커플링 상태로 고려하여야 된다는 것입니다.

그리고 현의 진동에 의한 진동 에너지는 한 방향으로만 흘러가지 않습니다.
반대로 반사되는 에너지 또한 동시에 존재하며 임피던스 부정합에 의한 영향이 매우 큽니다.

제가 여기에 쓴 글은 제 의견이라고 하기 보다는
음향학(Acoustics) 첫 부분에 나오는 현의 진동에 대한 내용을 적절히 요약하였다고 보시면 됩니다.

몇몇 용어는 쏠레아님께서 저와 거의 비슷한 전공이라 판단되어 그냥 사용하였습니다.

그리고 음색과 음질은 이미 오래 전부터 연구되어 사람의 주관적 평가와 높은 상관도를 가지는 정량적 변수들이 개발되어 있으며 설계 단계에서부터 음색과 음질 목표를 잡고 개발 과정 중 만족 여부를 체크하여 설계에 피드백합니다. 주로, 유럽에서 특히, 영국과 독일에서 이에 대한 연구가 활발하게 이루어져 왔고 국내에서는 2000년 초반부터 몇몇 기업들이 관심을 가지고 투자를 하고 있습니다. 다만, 국내에서 아직 H자동차, H공조, M기계, S전자 등에서 특정 부서에 국한되어 연구되는 것이 아쉽습니다.

그냥 지나가려다가 구조 음향 및 사운드 퀄러티를 전공하고 자동차 NVH 일을 하고 있는 미천한 공돌이가
보기에는 다른 분들 의견 속에서도 어느 정도 맞는 부분이 있음에도 너무 몰아세우시는 듯 해서
저도 이렇게 제 생각을 댓글로 남깁니다.

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