計(jì)算機(jī)模擬分析在室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
文章作者：admin 來(lái)源：本站 發(fā)布時(shí)間：2019-12-28 01:27:48
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[導(dǎo)讀]：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，軟件模擬成為室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)的主要分析手段之一。相對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算方法和聲學(xué)模型，軟件模擬計(jì)算速度快、精度高、易于修改、成本小，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。目
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，軟件模擬成為室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)的主要分析手段之一。相對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算方法和聲學(xué)模型，軟件模擬計(jì)算速度快、精度高、易于修改、成本小，具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)際上比較著名的聲學(xué)軟件有比利時(shí)LMS公司開(kāi)發(fā)的RAYNOISE，德國(guó)ADA公司的EASE以及丹麥技術(shù)大學(xué)的ORDENS等。本文以RAYNOISE軟件為例，討論了軟件模擬在室內(nèi)聲學(xué)分析中的具體應(yīng)用。
RAYNOISE軟件是針對(duì)聲學(xué)開(kāi)發(fā)的一種大型聲場(chǎng)模擬軟件系統(tǒng)，主要功能是對(duì)封閉空間、半封閉空間或開(kāi)敞空間的各種聲學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行模擬。RAYNOISE軟件模擬主要以幾何聲學(xué)為理論基礎(chǔ)，模型采用圓錐束法（CBM）和三棱錐束法（TBM）作為聲場(chǎng)脈沖響應(yīng)的計(jì)算方法，這兩種方法綜合了傳統(tǒng)的虛聲源法（MISM）和聲線(xiàn)跟蹤法（RTM）的優(yōu)勢(shì)，能夠較準(zhǔn)確地模擬聲傳播的物理過(guò)程，包括鏡面反射、擴(kuò)散反射、墻面和空氣吸收、衍射和透射等現(xiàn)象，尤其在中高頻范圍，并且能夠模擬接收點(diǎn)的聽(tīng)音效果，可以廣泛用于噪聲預(yù)測(cè)和控制、環(huán)境聲學(xué)、室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)等多種領(lǐng)域。
室內(nèi)聲學(xué)模擬過(guò)程
RAYNOISE軟件模擬的主要過(guò)程包括建模、計(jì)算和后處理三部分。建模時(shí)需要輸入以下模型信息：1）三維空間模型；2）傳播介質(zhì)的特性；3）各圍合面的聲學(xué)特性（如吸聲系數(shù)、散射系數(shù)等）；4）聲源特性及位置；5）接收點(diǎn)的位置；6）座位接收面的位置。在計(jì)算過(guò)程中，影響計(jì)算結(jié)果的主要參數(shù)包括聲線(xiàn)數(shù)量、反射方法、反射階次、截止時(shí)間、動(dòng)態(tài)范圍等。其中，聲線(xiàn)數(shù)和反射階次是兩個(gè)重要的影響因素，通常需要通過(guò)試算確定取值，當(dāng)計(jì)算結(jié)果趨于穩(wěn)定時(shí)，表示為最佳取值。計(jì)算結(jié)果經(jīng)過(guò)后處理可以生成圖形或動(dòng)畫(huà)。與傳統(tǒng)的方法相比，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)不僅效率高，而且結(jié)果更加詳細(xì)，為聲學(xué)設(shè)計(jì)的定量化提供了有效的手段。通過(guò)RAYNOSIE軟件模擬分析，直觀的獲得了室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)所需的多種指標(biāo)，從而在早期設(shè)計(jì)方案階段就開(kāi)始為設(shè)計(jì)者提供指導(dǎo)，對(duì)合理分析、優(yōu)化室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)方案起到巨大的作用。
RAYNOISE軟件是針對(duì)聲學(xué)開(kāi)發(fā)的一種大型聲場(chǎng)模擬軟件系統(tǒng)，主要功能是對(duì)封閉空間、半封閉空間或開(kāi)敞空間的各種聲學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行模擬。RAYNOISE軟件模擬主要以幾何聲學(xué)為理論基礎(chǔ)，模型采用圓錐束法（CBM）和三棱錐束法（TBM）作為聲場(chǎng)脈沖響應(yīng)的計(jì)算方法，這兩種方法綜合了傳統(tǒng)的虛聲源法（MISM）和聲線(xiàn)跟蹤法（RTM）的優(yōu)勢(shì)，能夠較準(zhǔn)確地模擬聲傳播的物理過(guò)程，包括鏡面反射、擴(kuò)散反射、墻面和空氣吸收、衍射和透射等現(xiàn)象，尤其在中高頻范圍，并且能夠模擬接收點(diǎn)的聽(tīng)音效果，可以廣泛用于噪聲預(yù)測(cè)和控制、環(huán)境聲學(xué)、室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)等多種領(lǐng)域。
RAYNOISE軟件模擬的主要過(guò)程包括建模、計(jì)算和后處理三部分。建模時(shí)需要輸入以下模型信息：1）三維空間模型；2）傳播介質(zhì)的特性；3）各圍合面的聲學(xué)特性（如吸聲系數(shù)、散射系數(shù)等）；4）聲源特性及位置；5）接收點(diǎn)的位置；6）座位接收面的位置。在計(jì)算過(guò)程中，影響計(jì)算結(jié)果的主要參數(shù)包括聲線(xiàn)數(shù)量、反射方法、反射階次、截止時(shí)間、動(dòng)態(tài)范圍等。其中，聲線(xiàn)數(shù)和反射階次是兩個(gè)重要的影響因素，通常需要通過(guò)試算確定取值，當(dāng)計(jì)算結(jié)果趨于穩(wěn)定時(shí)，表示為最佳取值。計(jì)算結(jié)果經(jīng)過(guò)后處理可以生成圖形或動(dòng)畫(huà)。與傳統(tǒng)的方法相比，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)不僅效率高，而且結(jié)果更加詳細(xì)，為聲學(xué)設(shè)計(jì)的定量化提供了有效的手段。通過(guò)RAYNOSIE軟件模擬分析，直觀的獲得了室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)所需的多種指標(biāo)，從而在早期設(shè)計(jì)方案階段就開(kāi)始為設(shè)計(jì)者提供指導(dǎo)，對(duì)合理分析、優(yōu)化室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)方案起到巨大的作用。
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