Türk müziği çalgılarından `Ud`da ses oluşumunun incelenmesi ve telli çalgıların ses karakteri açısından tasarımlarının belirlenmesine dair yöntem önerisi

Abstract

Telli çalgıların ses karakterini belirleyen en önemli etkenler çalgının tasarımı ve kullanılan malzemelerdir. Telli çalgı yapımında kullanılan ağaç malzemenin fiziksel özelliklerinin birbirinden farklı olması ve çalgıda ses oluşumunun yeterince bilinmemesi, istenilen sesin elde edilmesi açısından çalgının tasarlanmasını zorlaştırmaktadır. Bu çalışmanın temel amacı, udun ses oluşumunun incelenmesi ve buradan yola çıkılarak, ses karakteri açısından telli çalgıların tasarımlarının belirlenmesine dair bir araştırma yönteminin ortaya konmasıdır. Bu amaçla çalınır durumdaki on adet ud, bir adet tanbur ve bir adet bağlamanın titreşim ve ses özellikleri incelenmiştir. Udlardan biri yapılacak deneyler için çalışma sürecinde üretilmiştir. Çalışmada ilk olarak, udların ses karakterlerinin belirlenmesi için BTL modeli kullanılarak psikoakustik dinleme testi, LTAS analizi ve ses yayınım analizleri yapılmıştır. Elde edilen bulguların birbiriyle uyumlu olduğu görülmüştür. Böylece çalgıların ses yayınım özelliklerinin ses karakterini temsil edebileceği ortaya konmuştur. Bir sonraki aşamada, udların ses yayınımları ile titreşim özellikleri arasındaki ilişki incelenmiştir. Bu bağlamda çalgıların titreşim modlarının doğal frekansları, mod şekilleri ve sönüm değerlerinin belirlenmesi amacıyla udların deneysel modal analiz ve eşik mobilitesi ölçümleri yapılmıştır. Elde edilen bulgular ile çalgıların ses yayınım özellikleri karşılaştırılmış, böylece doğal titreşim modlarının ses yayınımı üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın sonraki aşamasında, udların tasarım özelliklerinin, doğal titreşim modları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla sonlu elemanlar metodu kullanılmıştır. Öncelikle udun doğal titreşim modlarının incelenmesinde bu metodun uygun olup olmadığı araştırılmıştır. Bunun için çalışma sürecinde üretilen udun üç boyutlu sonlu elemanlar modeli hazırlanmış ve gövde içindeki havanın dahil edildiği koşullarda teorik modal analiz yapılmıştır. Elde edilen bulgular ile deneysel modal analiz bulguları karşılaştırılmış, böylece sonlu elemanlar metodunun kullanımının uygun olduğu ortaya konmuştur. Sonrasında udun sonlu elemanlar modelinde tasarım özellikleri değiştirilerek, tasarımın doğal titreşim modları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmanın son aşamasında, telli çalgıların tasarım özelliklerinin ses karakterine etkilerinin incelenmesine yönelik bir araştırma yöntemi önerilmiştir. Bu yöntem tanbur ve bağlama çalgılarına da uygulanmış, yöntemin telli çalgılarda genel kullanımına dair çeşitli önerilerde bulunulmuştur. Sonuç olarak, ud başta olmak üzere çalışmada kullanılan çalgıların ses oluşum süreci hakkında bilgiler elde edilmiş, buradan çıkılarak, çalgı tasarımının ses karakterine etkisinin araştırılmasına dair bir yöntem önerilmiş ve bu yöntemin tüm telli çalgılarda kullanılabilirliğine dair sonuçlara varılmıştır.

The most significant factors that determine the sound characteristics of stringed instruments are their design features and material properties. However, the differences between the physical properties of the wood materials which are traditionally used in the making up of the stringed instruments, and, lack of knowledge on how the sound is handled, make the instrument design difficult in terms of sound quality. The basic aim of this study is to investigate the sound production process in the oud, and thus, to propose a research method for the design of stringed instruments in terms of their sound characteristics. Therefore, the vibration and sound features of ten ready-for-use ouds, one tanbur and one baglama were examined. One of the ouds was produced during the study for the experiments. At the first step of the study, in order to determine the sound characteristics of ouds, psychoacoustic listening test was conducted using Bradley-Terry-Luce (BTL) model, which was followed by long term avarage spectrum (LTAS) analysis and sound radiation analysis. It was observed that the outcomes were compatible with each other, which suggested that the sound radiation features of the instruments could represent the sound characteristics. At the next step, correlation between the sound radiation of ouds and their vibration features was examined. Measurement of the bridge mobility of the ouds was done and the modal analysis was performed in order to determine the natural frequencies, mode shapes and damping ratios of vibration modes of the instruments. Using the results obtained, the sound radiation features of the instruments were compared, thus the effects of natural vibration modes on sound radiation were determined. At the next stage of the study, effects of the design features of ouds on natural vibration modes were investigated using the finite element method (FEM). As a prior step, it was investigated whether if this method is convenient for examination of the natural vibration modes. For this purpose, 3D finite element model of the empirically produced oud was prepared during the study and theoretical modal analysis was done under structural fluid coupled conditions. The use of the finite element model was justified by comparing the results obtained and the outcomes of the empirical modal analysis. Further, the effects of the design properties on the vibration modes were investigated by modifying the design features of the oud in the finite element model. At the final stage of the study, a research method was suggested for examination of the effects of design features of stringed instruments on sound characteristics. This method was applied to tanbur and baglama as well, and, suggestions were proposed for the general usage of this method for all stringed instruments.In conclusion, information on the sound production processes in the oud and the other stringed instruments included in the study was obtained, and, base on this information, a research method was proposed for determining the design of stringed instruments from the aspect of their sound characteristics. Our results suggest that the proposed method can be used for all stringed instruments.