Akar, Özge, M.Sc.

Die Physik von Streichinstrumenten wird seit dem 19. Jahrhundert in umfassendem Maße erforscht. Aus diesem Grund bilden Musikinstrumente, deren Klangerzeugung auf dem Prinzip des Streichens beruht, eine fundierte Basis für weitergehende physikalische Betrachtungen.
Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird die Violine unter Verwendung des Finite-Elemente-Verfahrens strukturdynamisch untersucht. Die Kernidee ist die Modellierung der gestrichenen Saite. Das Streichen mit dem Violinbogen löst den Haftgleiteffekt aus, wodurch die Saite die sogenannte Helmholtz-Bewegung durchführt. Weitere Komponenten der Violine, wie z. B. der Steg, die Decke, der Boden, etc., werden entkoppelt betrachtet und mithilfe numerischer Modalanalyse untersucht. Das Saite-Bogen-Modell wird um diese Komponenten sukzessive ergänzt, sodass eine gekoppelte Betrachtung erfolgen kann. Um die numerischen Ergebnisse zu verifizieren, werden diese mit Messdaten verglichen.
Die Eignung von Streichinstrumenten für strukturdynamische Betrachtungen ist besonders durch die physikalischen Effekte, die beim Streichen entstehen, gegeben. Die richtige Beschreibung der Kontaktbereiche auf der gesamten Violine sowie die geometrische Nichtlinearität der Saite, Torsionsschwingungen und das viskose Verhalten des Kolophoniums definieren die Violine als ein vielseitiges Anwendungsbeispiel. Die Erkenntnisse können auf viele andere Anwendungen, insbesondere im Ingenieursbereich, übertragen werden.