طراحی صوتی با کمک کامپیوتر - معرفی نرم افزار صوتی هندسی RAYNOISE

RAYNOISE یک سیستم نرم‌افزاری شبیه‌سازی میدان صوتی در مقیاس بزرگ است که توسط LMS، یک شرکت طراحی آکوستیک بلژیکی توسعه یافته است. عملکرد اصلی آن شبیه‌سازی رفتارهای مختلف صوتی در فضاهای بسته یا باز و فضاهای نیمه‌محصور است. این نرم‌افزار می‌تواند فرآیند فیزیکی انتشار صدا را به دقت شبیه‌سازی کند، از جمله: بازتاب مشخص، بازتاب پراکنده، جذب دیوار و هوا، شکست و انتقال، و در نهایت می‌تواند اثر شنیداری موقعیت دریافت را بازسازی کند. این سیستم می‌تواند به طور گسترده‌ای در طراحی کیفیت صدای سالن، پیش‌بینی و کنترل نویز صنعتی، طراحی تجهیزات ضبط، طراحی سیستم صوتی در مکان‌های عمومی مانند فرودگاه‌ها، متروها و ایستگاه‌ها، و برآورد نویز در جاده‌ها، راه‌آهن‌ها و ورزشگاه‌ها استفاده شود.

برای توصیف محیط صوتی، SYSNOISE از پیشرفته ترین روش های عددی استفاده می کند. آنها بر اساس روش های مستقیم و غیرمستقیم عناصر مرزی یا معادلات صوتی عناصر محدود صوتی / عناصر نامحدود هستند. ساختار خود را با یک مدل عنصر محدود ساختاری بیان می کند، که می تواند از تمام ابزارهای اصلی عنصر محدود ساختاری و تولید میش وارد شود. تمام ماژول های تجزیه و تحلیل به طور کامل در محیط اصلی ادغام شده اند و از چند مدل و گرافیک سه بعدی پشتیبانی می کنند.
SYSNOSISE دارای عملکردهای پیشرفته و پیشرفته ای برای پردازش و بررسی شبکه و ابزار اصلاح است. پردازش پس از آن می تواند تصاویر رنگی، میدان های بردار، ساختارهای تغییر شکل، و همچنین نمودارهای XY، نمودارهای میله ای و نمودارهای مختصات قطبی را طراحی کند و همچنین شامل نمایش انیمیشن و پخش صدا می شود.
اصول اساسی سیستم RAYNOISE

سیستم RAYNOISE اساساً می تواند به عنوان یک سیستم آورالیزه کیفیت صدا در نظر گرفته شود (برای جزئیات در مورد "آورالیزه" ، مراجعه کنید [1]). این اساسا بر اساس آکوستیک هندسی است. آکوستیک هندسی فرض می کند که امواج صوتی در یک محیط صوتی در تمام جهت ها به شکل خطوط صوتی گسترش می یابند. پس از برخورد خطوط صوتی با واسطه یا رابط (مانند دیوار) ، بخشی از انرژی از دست می رود. به این ترتیب، روش تجمع انرژی امواج صوتی در موقعیت های مختلف در میدان صوتی نیز متفاوت است. اگر یک محیط صوتی به عنوان یک سیستم خطی در نظر گرفته شود، پس فقط پاسخ تکان دهنده سیستم برای به دست آوردن اثر صوتی در هر موقعیت در محیط صوتی از ویژگی های منبع صدا نیاز دارد. بنابراین، دریافت پاسخ تکان دهنده کلید کل سیستم است. در گذشته، روش های شبیه سازی عمدتاً مورد استفاده قرار می گرفتند، یعنی استفاده از مدل های مقیاس برای به دست آوردن پاسخ های تکان دهنده. از اواخر دهه 1980، با توسعه سریع فناوری کامپیوتر، فناوری دیجیتال به تدریج غالب شده است. هسته ی تکنولوژی دیجیتال استفاده از کامپیوترهای چند رسانه ای برای مدل سازی و برنامه ریزی برای محاسبه پاسخ های تکان دهنده است. این تکنولوژی ساده، سریع و به طور مداوم دقت را بهبود می بخشد که توسط تکنولوژی آنالوگ بی نظیر است. دو روش شناخته شده برای محاسبه پاسخ پویایی وجود دارد: روش منبع تصویر آینه ای (MISM) و روش ردیابی اشعه (RTM). هر دو روش مزایا و معایب خود را دارند [1]. بعداً، برخی از روش هایی که آنها را ترکیب می کنند، مانند روش شعاع مخروطی (CBM) و روش شعاع مثلث (TBM) [1] ظهور کردند. RAYNOISE از این دو روش به عنوان تکنولوژی اصلی خود برای محاسبه پاسخ پالس میدان صوتی [2] استفاده می کند.

نمودار اثر شبیه سازی کامپیوتری میدان صوتی سالن Laiwu

استفاده از سیستم RAYNOISE
RAYNOISE می تواند به طور گسترده ای در پیش بینی و کنترل سر و صدا صنعتی، صداشناسی محیط زیست، صداشناسی معماری و طراحی سیستم های شبیه سازی شده واقعی استفاده شود، اما هدف اصلی طراح هنوز هم صداشناسی اتاق بود، یعنی عمدتا برای شبیه سازی کامپیوتری کیفیت صدا سالن استفاده می شود. برای طراحی کیفیت صدا یک سالن، اولین نیاز به درست و سریع ایجاد یک مدل سه بعدی سالن است، زیرا این به طور مستقیم به دقت شبیه سازی رایانه ای مرتبط است. سیستم RAYNOISE یک رابط تعاملی دوستانه برای مدل سازی کامپیوتری فراهم می کند. کاربران می توانند به طور مستقیم مدل های سه بعدی تولید شده توسط AutoCAD یا HYPERMESH را وارد کنند یا مدل ها را از کتابخانه مدل سیستم انتخاب کرده و تعریف مدل را تکمیل کنند. مراحل اصلی مدل سازی عبارتند از:
(1) شروع RAYNOISE
2) مدل را انتخاب کنید
(3) ابعاد هندسی را وارد کنید.
(4) مواد و خواص هر سطح را تعریف کنید (از جمله ضریب جذب صدا و غیره) ؛
(5) مشخص کردن ویژگی های منبع صدا
(6) میدان گیرنده را تعریف کنید.
(7) دستورالعمل ها یا تعاریف دیگر، مانند تعداد خطوط صوتی مورد نظر، تعداد سطوح بازتاب و غیره
کاربر می تواند از ماوس برای مشاهده ویژگی های مدل تعریف شده و ساختارهای داخلی آن از زاویه های مختلف در صفحه نمایش (با رنگ های متفاوت) استفاده کند. بعدش ميتونيم حساب کردن رو شروع کنيم با پردازش نتایج محاسبه، پارامترهای صوتی مانند سطح فشار صوتی، سطح صوتی، اکوگرام و عملکرد پاسخ پالس فرکانس در یک نقطه خاص در میدان دریافتی مورد علاقه می تواند بدست آید. اگر می خواهید تاثیر شنیدن این نقطه را بدانید، ابتدا می توانید پاسخ تکان دهنده را به یک تابع انتقال دو صدا تبدیل کنید و آن را با سیگنال خشک ضبط شده در اتاق انوکس از پیش به هم متصل کنید، تا بتوانید اثر شنیدن این نقطه را از طریق گوش خود بشنوید.

نمودار اثر شبیه سازی طراحی صوتی کامپیوتری تئاتر ملی

ویژگی های RAYNOISE

در مقایسه با سایر نرم افزارهای شبیه سازی میدان صوتی که در 10 سال گذشته ظاهر شده اند، مانند Signalgic Hypersignal-Acoustic3.4 و EASE2.0، RAYNOISE از نظر استفاده و عملکرد بالغ تر است. اين يک سيستم کاملاً کامل و مستقل از نور است. Hypersignal-Acoustic3.4 تنها می تواند به عنوان یک رابط نرم افزاری و سخت افزاری برای سایر نرم افزارهای اورالیزاسیون [3] عمل کند ، یعنی فقط می تواند کار پیچیدگی سیگنال خشک را با پاسخ پالس از سایر نرم افزارهای دیگر و شبیه سازی اثر گوش دادن را انجام دهد. EASE2.0 همچنین باید در کنار E

نمودار اثر شبیه سازی کامپیوتری میدان صوتی سالن کنسرت گروه نظامی

نقص های RAYNOISE

با این حال، اگر چه سیستم RAYNOISE Revision 3.0 بر اساس نسخه های قبلی پیشرفت های زیادی داشته است و در هر دو استفاده و دقت محاسبه پیشرفت کرده است، اما همیشه بر اساس صداهای هندسی است، بنابراین به طور اجتناب ناپذیر توسط صداهای هندسی محدود می شود. به عنوان مثال، اثر شبیه سازی آن در فرکانس پایین یا فضای کوچک نسبتا ضعیف است، که اجتناب ناپذیر است که دامنه کاربرد آن را به شدت کاهش دهد. برای مثال دیگر، آن را می تواند تنها نتایج شبیه سازی از منابع صوتی ساده (مانند منابع نقطه ای) در یک نقطه داده شده، اما آن را برای حرکت منابع صوتی، منابع صوتی توزیع شده، منابع صوتی جهت و شرایط پیچیده تر بی قدرت است.

نمودار اثر شبیه سازی کامپیوتری میدان صوتی تئاتر مرکز رادیو و تلویزیون نانجینگ

LMSSYSNOISE--آکوستیک-تلاطم اتصال تجزیه و تحلیل نرم افزار SYSNOISE پیشرفته ترین نرم افزار تجزیه و تحلیل ارتعاش صوتی در بازار است، اما آن را به کاربران نیاز به متخصص صوتی نیست.
SYSNOISE پیشگام در طراحی، تشخیص خطا و بهینه سازی میدان جهانی ارتعاش صوتی با توابع قدرتمند است. از پیش بینی میدان صوتی حفره تا تجزیه و تحلیل میدان صوتی اطراف شی، حتی می تواند پاسخ ساختار را تحت تأثیر میدان صوتی محاسبه کند، بنابراین به مهندسان کنترل سر و صدا کمک می کند تا ویژگی های ارتعاش صوتی محصول را بهینه کنند. کاربران عالی SYSNOISE همه نوع پرسنل فنی در صنعت هستند، مانند: مهندسان تحقیق و توسعه مانند انعطاف پذیری، کاربران گاه به گاه نیاز به یک رابط گرافیکی آسان برای درک دارند و مهندسان طراحی به "جادوگران" آنلاین اعتماد می کنند تا به آنها کمک کنند تا تجزیه و تحلیل را تکمیل کنند. تابش صوتی از منابع ارتعاش میدان صوتی تابش شده را بر روی سطح و هر نقطه از شیء از نتایج اندازه گیری ارتعاش یا نتایج محاسبه عناصر محدود محاسبه می کند. به عنوان مثال: سر و صدا موتور و کمپرسور، تابش صدا از بلندگو. توزیع میدان صوتی میدان صوتی و لرزش ساختاری را که در اطراف ساختار در میدان صوتی شکل می گیرد، پیش بینی می کند. به عنوان مثال: تشخیص زیر آب، اثر عایق بندی صوتی موانع سر و صدا جاده ای. گسترش مسیر ساختاری پاسخ لرزش اجباری ساختاری را که توسط تحریک پویا و میدان صوتی تولید شده است محاسبه می کند. به عنوان مثال: طراحی براکت موتور، تاثیر عدم تعادل روتور.
از دست دادن انتقال مسیر هوایی ویژگی های از دست دادن انتقال صفحه نازک را در میدان صدا، اندازه لرزش تحریک شده و میدان صدا در هر دو طرف صفحه محاسبه می کند. برای مثال: ارتعاش ماهواره ای ناشی از سر و صدای انتقال، گسترش امواج صوتی از طریق پانل های تزئینی، سر و صدای ظرفشویی