Новости

Компьютерное моделирование акустики инструментов Российского Рогового Оркестра

Центр инженерно-физических расчетов и анализа (АО «ЦИФРА») и Российский Роговой Оркестр (РРО) подписали соглашение о сотрудничестве, в рамках которого специалисты АО «ЦИФРА» выполнят расчетное моделирование акустики уникальных духовых музыкальных инструментов. Инженерные расчеты помогут восстановить старинную технологию изготовления инструментов русской роговой музыки, которая была утеряна в течение последних полутора веков.

Уникальный жанр роговой музыки появился в XVIII веке при императрице Елизавете. Главная техническая особенность и отличие рогового оркестра от других жанров заключается в том, что каждый музыкант извлекает из рога только одну ноту. Поэтому в оркестре количество рогов соответствует количеству нот в композиции.  При царском дворе было решено улучшить звучание охотничьих рогов и согласовать их по полутонам. Роговые оркестры впечатлили знать силой звучания, и вскоре они вошли в моду и стали широко распространены. Роговой оркестр называли «живым органом» из-за схожести звучания. Участием таких оркестров сопровождались крупные государственные события, балы, гуляния и охота. Однако со временем другие популярные виды оркестровой музыки вытеснили этот уникальный жанр. Вместе с тем была утеряна и технология изготовления инструментов для рогового оркестра.

В 2006 году петербургский коллектив под руководством российского дирижера и валторниста Сергея Поляничко начал возрождать традиции роговой музыки, заложенные во времена императорской России. Сегодня за плечами Российского рогового оркестра сотни концертов на отечественной и зарубежной сценах, среди которых Государственный кремлевский дворец, залы Московского Кремля и Эрмитажа, Московская и Петербургская филармонии.

Специалисты АО «ЦИФРА» в рамках сотрудничества решают три приоритетные задачи в области численного моделирования музыкальных инструментов. Во-первых, в процессе восстановления технологии изготовления инструментов инженерные расчеты будут применяться для того, чтобы предсказать, как будет звучать рог ещё до того, как обретет форму в металле. Вторая важная задача специалистов в области инженерных расчетов заключается в том, чтобы расширить звучание каждого рога в оркестре, сконструировав его таким образом, чтобы добавить возможность извлечения второго звука на октаву выше основного. В результате количество музыкальных инструментов в оркестре можно будет сократить, что упростит переезды музыкантов в гастрольных турах. Третьей ключевой задачей является исследование возможности применения для изготовления инструментов новых материалов и производственных технологий, что позволит снизить вес инструментов без изменения качества звукоизвлечения и также положительно повлияет на логистические процессы во время гастролей.

Инженеры определят оптимальные соотношения между длинами, диаметрами, углами конусов и рассчитают подходящую форму мундштука. Для специалистов АО «ЦИФРА» данный проект является также возможностью получить уникальную практику совместной работы с музыкантами и расширить собственные возможности моделирования в области акустики музыкальных инструментов.

Для расчетов будет применяться модуль Acoustics в Ansys Mechanical совместно со средой параметрической оптимизации DesignXplorer в рамках платформы Ansys Workbench. Модуль Acoustics позволяет предсказывать собственные частоты музыкального инструмента. В центре внимания при расчетах будут первая и вторая собственные частоты. Первая частота является основным тоном музыкального инструмента и определяет основу его звучания. Целью расчетов является оптимизация соотношения второй собственной частоты к первой таким образом, чтобы они находились в соотношении 2:1. Эти данные позволят решить одну из упомянутых выше задач – сократить количество музыкальных инструментов в оркестре, так как при этом соотношении инструмент сможет играть основной тон и тон на октаву выше при игре передувом. Результат расчетов будет представлен в виде геометрических параметров инструмента. Преимущество применяемого программного продукта Ansys для подобных задач заключается в возможности производить расчеты механики и акустики в рамках единой среды моделирования.

Дмитрий Михалюк, генеральный директор АО «ЦИФРА», к.т.н. отмечает: «Современные цифровые технологии дают инженерам почти безграничные возможности для междисциплинарного моделирования и позволяют применять расчеты даже в таких областях, как конструирование музыкальных инструментов. Задачи моделирования уникальных инструментов Российского Рогового Оркестра – это больше, чем инженерные расчеты, потому что здесь работа наших специалистов граничит с искусством. Это меняет представление о математическом моделировании на наших глазах. Теперь мы выполняем не только моделирование передовых технологических устройств, но также затрагиваем область прекрасного».

Сергей Поляничко, основатель и художественный руководитель Российского Рогового Оркестра, дирижёр БСО им. П.И. Чайковского, директор ФГБУК «Российский центр духовой музыки» уверен, что современные математические методы позволят восстановить и развить уникальные особенности технологии изготовления инструментов для оркестра, которые более столетия многие безуспешно пытались повторить: «Мастерская Центра роговой музыки не один год работает над тем, чтобы изготовить и улучшить музыкальные инструменты, которые будут передавать тот дух русской роговой музыки, который полюбился нашим предкам в 18 веке. Теперь мы возрождаем и совершенствуем неповторимый жанр, исследуя секреты мастеров, которые жили несколько веков до нас, используя цифровые технологии предсказательного моделирования». 

Фото: Даниил Рабовский 

 

Связанные новости
АО «ЦИФРА» и БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова в ноябре заключили договор о практической подготовке обучающихся в вузе. Руководство Университета и АО «ЦИФРА» согласовали образовательную программу. Студенты старших курсов Военмеха смогут пройти практику в компании «ЦИФРА» и применить свои знания в решении задач под руководством опытных инженеров и кандидатов технических наук, которые участвовали в крупных проектах в аэрокосмической, приборостроительной, атомной и многих других отраслях.
Дмитрий Сергеевич Михалюк, генеральный директор АО «ЦИФРА», к.т.н. в своем интервью специально для профориентационного проекта What The Pro рассказал о том, как начинают карьеру в компании стажеры, какие расчеты выполняют инженеры АО «ЦИФРА» и какие перспективы ждут специалистов в области численного моделирования в обозримом будущем.
Связанные публикации в блоге
Открытие летних веранд ресторанов способствует увеличению количества посадочных мест и привлекательности со стороны клиентов в летний период. В условиях ограничительных мер в связи с эпидемией коронавируса это также возможность продолжать работу, избегая вынужденных простоев. На большей части территории России летний сезон, к сожалению, короткий и не всегда достаточно тёплый, в связи с этим экономический эффект от организации открытых веранд оказывается недостаточно велик, а сами веранды зачастую не пользуются большой популярностью из-за погодных условий. Использование различных типов обогревателей для создания комфортных условий для посетителей и продления сезона работы открытых веранд – достаточно распространённый способ решения этих проблем.
Архитекторы, инженеры и другие специалисты строительной отрасли сталкиваются с растущим на них давлением, по вопросам соответствия стандартамэнергоэффективности и понижения уровня выбросов углекислого газа при сохранении затрат. Значительное ускорение процесса проектирования зданий при наименьших затратах наилучшим образом достигается за счёт использования новых технологий. Появившийся класс инструментов на базе численного моделирования, моделирование зданий и моделирование физических процессов достигли новых высот скорости и точности, совершенствуя процесс проектирования зданий и другие рабочие процессы с помощью новых возможностей. Численное моделирование открывает мир моделирования для фирм любого размера, работающих над проектами любого масштаба.
Связанные вебинары
В рамках Договора о научно-техническом сотрудничестве между АО «ЦНИИМФ» и АО «ЦИФРА» на данном вебинаре заведующий отделом конструктивной надежности и защиты судов от коррозии АО «ЦНИИМФ» Алексей Петров расскажет об имеющемся опыте и перспективах использования компьютерного моделирования для решения различных задач, связанных с ремонтом или модернизацией судов в эксплуатации.

Закажите расчет

Команде профессионалов
Изменить файл
Поля, отмеченные звездочкой (*) обязательны для заполнения.