처음 싱잉볼에 대한 궁금증을 가지기 시작하면서 궁금했던 게, 왜 차크라별로 다른 크기의 싱잉볼로 때로는 다른 음정의 싱잉볼로 치유를 해야 하는지 물음표가 생겨났다. 그때 그 궁금증을 풀어준 논문이 이번에 소개할 논문이다. 논문의 목적은 주파수 분석을 통해 싱잉볼 음향 특성을 확인하기 위함도 있어 아래의 링크에서 유한요소해석(FEA, Finite Element Analysis), 실험모드해석(EMA, Experimental Modal Analysis)에 대한 내용을 한번 확인해 보면 글을 읽는 데 도움이 될 거 같다.
수학적 계산과 과정 등등에 대해서는 주로 다루지 않고, 싱잉볼이 치유의 기전을 찾기 위함에 중점을 두고 논문을 확인해 보기로 한다.
우선, 싱잉볼에 대한 기본적 이해를 하기 위해 싱잉볼 분석을 위한 관련 근거를 제시해 보면, 싱잉볼과 종은 비슷하여 과학적 연구에서 많은 관심을 받고 있다. 고대 중국의 음악 종을 조사하였는데, 원형의 종이 아닌 아몬드 모양의 단면이다. 아몬드 모양의 종은 구조적 진동 모드 특성에 대한 이중 음정의 효과를 낼 수 있다.
한국종의 타악기 소리와 진동 모드의 상관관계를 조사하지 위해 유해요소해석(FEA)를 활용하여 종의 진동모드 형태를 분석한 결과, 지속적이고 더 긴 소리를 얻기 위해 최적의 형태로 설계되었음을 확인하였다. 종의 기하학적 구조는 종의 특별한 음질을 얻기 위해 최적화되었고, 종의 소리에 영향을 미치는 주요 매개변수가 종의 두께, 높이, 반지름, 곡률 형태와 원뿔 각도임을 알아내었다.
이와 같이 싱잉볼 연구는 종을 토대로 한 이론적 근거로 확인하여도 그 음향적 특성을 확인 할 수 있다. 그래서, 유해요소해석(FEA)과 실험모드해석(EMA, Experimental Modal Analysis) 방법을 사용하여 싱잉볼 음향적 특성을 연구하였다.
싱잉볼 진동 분석 및 검증
싱잉볼 진동 특성을 확인하기 위해 연구자는 유한요소해석(FEA, Finite Element Analysis)을 실시하였다. 기본적인 연구 방법으로 실험모드해석(EMA, Experimental Modal Analysis)과 비교하기 위한 연구로 그 결과를 보면 흥미롭다. 어떤 주파수 분석법을 사용하느냐에 따라 주파수가 달라지는 것을 보았다. 어느 방법이 옳고 틀리다는 것이 아니라 자연 그대로의 주파수를 얻기 위해 연구자가 선택해야 할 방법을 제시하는 내용으로 이해하면 좋을 거 같다.
아래의 표에서 보는 거와 같이 유한요소해석(FEA, Finite Element Analysis)과 실험모드해석(EMA, Experimental Modal Analysis)에 따라 주파수가 차이가 남을 확인하였다. 같은 위치에서 싱잉볼을 쳐도 다른 형태로 분석됨이 싱잉볼이 가진 특성이라도 생각된다. 이런 특성 때문에 다양한 음정이 하나의 싱잉볼에서 나오기 때문에 맥놀이 형태의 특성도 나타난다.
전체 두 분석법의 내용을 다루기보다는, 연구자가 마지막으로 이 싱잉볼의 기본주파수 즉, 공명주파수를 확인하기 위해서 일반적으로 싱잉볼을 연주하면서 사용하는 스트라이커를 가지고 싱잉볼의 윗면을 타격 후 그 주파수를 분석하여다. 그 결과, 아래의 그림처럼 기본주파수는 약 118.4Hz이고 주변으로 다른 주파수도 함께 진동되어 나오며 배음을 형성함을 확인하였다.
이와 같이 하나의 싱잉볼에서 나오는 진동의 특성으로도 우리 귀에는 다양한 형태의 소리로 들리게 되고, 더 나아가 싱잉볼이 주는 소리 치유에 해당하는 ‘바이노럴 비트(binaural beat)’이기도 하다.
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