古筝是中国最古老的民族乐器之一,其音域宽广,音色清亮,表现力丰富,是可与钢琴相媲美的弦乐器,既承载了传播中国民族文化的重任,又能实现在未来得到很好的普及。随着当今科技的迅猛发展,西方乐器在制作规范、声音品质控制以及稳定性等方面都非常成熟,而我国民族乐器却相对落后,主要表现在:1)结构设计缺少科学指导,结构不稳定,音调不准确;2)制作方式和手段相对传统、落后,制琴质量无法保证;3)设计者与演奏者之间难以沟通,使得其发展进步受到很大阻碍。基于这种背景,本文对民族乐器古筝的结构振动声学特性进行了建模分析,探索了完整、系统的民族乐器研究体系,揭示了古筝的发声机理以及结构与振动声学特性之间的关系,为古筝的制作标准化、音质可控性以及结构声学设计等方面提供了理论基础。全文主要有以下五个方面的内容:1)全面总结了中西方乐器研究现状,并指出古筝存在的问题以及研究的方向。2)介绍古筝的结构构造和声学系统,揭示了其发声机理,并以此为基础对古筝的结构进行了模型简化。3)对拨弦和扫弦状态下弦的振动进行了动力学分析,以拨弦为例,建立了弦振动通过琴码传递到古筝面板的动力学模型,利用Matlab数值计算了古筝琴码的传递力时域曲线,并通过实验测量进行了验证,证明了模型的准确性。4)建立古筝结构三维有限元模型,进行了振动频响分析,并做了实验验证。以振动频响仿真结果作为声学边界条件,建立声学有限元模型并进行声学仿真,得到辐射声压的频响特性。对比计算与实验结果表明,古筝结构振动声学仿真有效,可作为其优化设计的方法。并以此方法对古筝不同出音孔位置、结构高度以及结构比例的振动声学特性进行了仿真,分析了古筝结构参数变化与振动声学特性之间的关系。5)利用古筝琴码传递力时域曲线和主结构声压频响曲线,结合数字信号处理技术,完成了古筝仿真数据的声音重建,最终实现了古筝声学特性的可听化。