نرم افزار شبیه سازی میدان صوتی بزرگ RAYNOISE از بلژیک

معرفی نرم افزار آکوستیک هندسی raynois: RAYNOISE یک سیستم نرم افزاری شبیه سازی میدان صوتی در مقیاس بزرگ است که توسط شرکت طراحی آکوستیک بلژیکی LMS توسعه یافته است. عملکرد اصلی آن شبیه سازی رفتارهای مختلف صوتی فضاهای بسته، فضاهای باز و فضاهای نیمه بسته است. این دستگاه می تواند به طور دقیق فرآیند فیزیکی انتشار صدا را شبیه سازی کند، از جمله: انعکاس آینه ای، انعکاس پخش، جذب دیوار و هوا، تکثیر و انتقال، و در نهایت می تواند اثر گوش دادن موقعیت گیرنده را بازسازی کند. این سیستم می تواند به طور گسترده ای در طراحی کیفیت صدا سالن، پیش بینی و کنترل سر و صدا صنعتی، طراحی تجهیزات ضبط، طراحی سیستم صوتی در مکان های عمومی مانند فرودگاه ها، مترو و ایستگاه ها و تخمین سر و صدا در جاده ها، راه آهن ها و استادیوم ها استفاده شود.
اصول اساسی سیستم RAYNOISE:
سیستم RAYNOISE اساساً می تواند به عنوان یک سیستم آورالیزه کیفیت صدا در نظر گرفته شود (برای جزئیات "آورالیزه" ، مراجعه کنید [1]). این اساسا بر اساس آکوستیک هندسی است. آکوستیک هندسی فرض می کند که امواج صوتی در یک محیط صوتی به شکل اشعه های صوتی گسترش می یابند. پس از برخورد با یک محیط یا رابط (مانند یک دیوار) ، بخشی از انرژی اشعه صدا از دست می رود. به این ترتیب، حالت تجمع انرژی موج 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 اثر صوتی در هر موقعیت در محیط صوتی می تواند با ویژگی های منبع صدا تنها با دانستن پاسخ تکان دهنده سیستم بدست آید. بنابراین، دریافت پاسخ تکان دهنده کلید کل سیستم است. در گذشته، روش آنالوگ عمدتاً استفاده می شد، یعنی پاسخ تکان دهنده با استفاده از یک مدل مقیاس پذیر بدست می آمد. 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 ساخت مدل ها و برنامه ریزی برای محاسبه پاسخ های تکان دهنده است. این تکنولوژی ساده، سریع و دارای ویژگی های بهبود مداوم دقت است که توسط تکنولوژی آنالوگ بی نظیر است. دو روش شناخته شده برای محاسبه پاسخ های تکان دهنده 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 های ترکیبی از آنها توسعه یافت، مانند روش شعاع مخروطی (CBM) و روش شعاع مثلث (TBM) [1]. RAYNOISE از ترکیبی از این دو روش به عنوان تکنولوژی اصلی خود برای محاسبه پاسخ تکان دهنده میدان صوتی استفاده می کند [2].

استفاده از سیستم RAYNOISE:

RAYNOISE می تواند به طور گسترده ای در زمینه 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 شد. برای طراحی کیفیت صدا سالن، ابتدا نیاز است که به طور دقیق و سریع یک مدل سه بعدی سالن ایجاد شود، 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 می توانند مدل ها را در کتابخانه مدل سیستم انتخاب کنند و تعریف مدل را تکمیل کنند. مراحل اصلی مدل سازی عبارتند از: (1) شروع RAYNOISE؛ (2) انتخاب مدل؛ (3) وارد کردن ابعاد هندسی؛ (4) تعریف مواد و خواص هر سطح (از جمله ضریب جذب صدا و غیره) ؛ (5) تعریف ویژگی های منبع صدا؛ (6) تعریف میدان دریافت؛ (7) دستورالعمل ها یا تعاریف دیگر، مانند تعداد خطوط صوتی مورد نظر، تعداد سطوح بعدش میتونید محاسبه رو شروع کنید با پردازش نتایج محاسبات، می توانید پارامترهای صوتی مانند سطح فشار صوتی، سطح صوتی، اکوگرام و تابع پاسخ فرکانس پالس یک نقطه خاص در میدان گیرنده مورد علاقه را بدست آورید. اگر هنوز می خواهید تاثیر شنیدن این نقطه را بدانید، ابتدا می توانید پاسخ تکان دهنده را به یک تابع انتقال دو تنفس تبدیل کنید و آن را با سیگنال خشک ضبط شده در اتاق انوکس از پیش پیچید، تا بتوانید اثر شنیدن این نقطه را از طریق گوش خود بشنوید.

۱. منشاء تکنولوژی "کم کردن سر و صدا محلی"

در حال حاضر، آلودگی سر و صدا در سایت های صنعتی میدان های نفت و گاز رایج است. در چین، کنترل سر و صدا شرایط و ابزار فنی برای تغییر از محافظت منفعل به محافظت فعال دارد و می تواند شروع به انجام درمان مربوطه از مکان های سر و صدا بالا به صورت هدفمند کند. در سال های اخیر، میدان های نفتی شرکت ملی نفت چین شروع به افزایش سرمایه گذاری در درمان خطر سر و صدا کرده اند و برخی از میدان های نفت و گاز پروژه های بزرگ سر و صدا در سایت های تولید را انجام داده اند.

در مورد سرمایه گذاری محدود در تصفیه سر و صدا، فناوری کامپیوتری پیشرفته می تواند برای دستیابی به "کم کردن سر و صدا محلی" در مناطق محلی استفاده شود، که می تواند اطمینان حاصل کند که مسیرهای گشت زنی کارگران در محل کار کمتر از 85 دی سی بی (A) است. این تکنولوژی "کم کردن سر و صدا محلی" در درمان سر و صدا در صنعت نفت و گاز است.

۲. تکنولوژی "کم کردن سر و صدا محلی" و نرم افزار شبیه سازی میدان صوتی سیستم RAYNOISE

معمولاً برای کنترل سر و صدا در کارخانه های نفت و گاز با سر و صدا بیش از حد، اکثر شرکت های صوتی ترجیح می دهند دیوارها و سقف های داخلی را با جذب کننده های صوتی از ساختارهای مختلف و مواد پوشش دهند و سپس عایق صوتی و کاهش لرزش مناسب را بر روی تجهیزات تولید کننده سر و صدا بالا انجام دهند. تا زمانی که ساختار و مواد مناسب برای میدان صوتی و ویژگی های کیفیت صوتی مورد استفاده قرار گیرد و عواملی مانند تهویه، تبعید گرما، بازرسی و نگهداری تجهیزات در نظر گرفته شود، طرح طراحی فوق به طور کلی اثرات کاهش صدا را به دست می آورد. بدون شک، این امر نیازمند حمایت کافی از سرمایه گذاری است. اگر سرمایه گذاری واحد ساختمانی در پروژه های کنترل سر و صدا محدود باشد یا بخواهد از سرمایه گذاری محدود برای کنترل مکان های بیشتری با سر و صدا بیش از حد استفاده کند، به عنوان پشتیبانی به یک فناوری جدید نیاز است. بلوغ نهایی تکنولوژی "کم کردن سر و صدا محلی" باید به استفاده از "سیستم نرم افزار شبیه سازی میدان صوتی RAYNOISE" نسبت داده شود.

نرم افزار شبیه سازی میدان صوتی سیستم RAYNOISE، عملکرد اصلی آن شبیه سازی رفتارهای مختلف صوتی فضاهای بسته، فضاهای باز و فضاهای نیمه بسته است و می تواند به دقت روند فیزیکی گسترش صدا را شبیه سازی کند. این شامل: انعکاس آینه ای، انعکاس پخش، جذب دیوار و هوا، تکثیر و انتقال است و در نهایت می تواند اثر گوش دادن را در موقعیت گیرنده بازسازی کند. این سیستم می تواند به طور گسترده ای در شبیه سازی سر و صدای کارخانه های صنعتی، پیش بینی سر و صدای و تجزیه و تحلیل کابین ها، قطارها و کابین های خودرو، طراحی سیستم صوتی در مکان های عمومی مانند فرودگاه ها، مترو و ایستگاه ها و پیش بینی سر و صدای ترافیک و تجزیه و تحلیل جاده ها، راه آهن ها و تونل ها به عنوان مثال، تئاتر داچینگ از سیستم RAYNOISE برای طراحی بهینه سازی صوتی استفاده می کند و برخی از نتایج شبیه سازی به شرح زیر است.
روش شبیه سازی طراحی مهندسی کاهش سر و صدا عبارت است از:
۱. ابتدا ساختار ساختمان را بر اساس نسبت اندازه واقعی وارد مدل سازی رایانه کنید، و سپس موقعیت توزیع و ارزش سر و صدا منبع سر و صدا را وارد کامپیوتر کنید، و سیستم RAYNOISE محیط میدان صوتی را در ساختار ساختمان منعکس می کند (با طیف رنگی نمایش داده می شود).
۲. در مدل سازی کامپیوتری، اندازه گیری های مختلف صوتی و میزان کاهش نویز آنها را وارد کنید و سیستم RAYNOISE تغییرات محیط میدان صوتی را در ساختار ساختمان (که با تغییرات رنگ شناسایی می شود) منعکس می کند.
۳. بر اساس منطقه حفاظت از کار تعیین شده توسط طرف A، مکان نصب و مقدار اقدامات صوتی را چندین بار بر اساس محاسبات صوتی و تجربه مهندسی تنظیم کنید و مقرون به صرفه ترین راه حل را انتخاب کنید که می تواند محیط صوتی منطقه حفاظت را از چندین نتیجه شبیه سازی مطابق با استاندارد کند.

سیستم RAYNOISE می تواند توزیع میدان صوتی و پارامترهای کیفیت صوتی را با دقت بسیار بالا بر اساس مقادیر اندازه گیری واقعی سر و صدا شبیه سازی کند، راه حل های مختلف را شبیه سازی کند، اثر کاهش سر و صدا را پیش بینی و آزمایش کند، لینک های ضعیف در طراحی را پیدا کند و طراحی را بهینه کند. پیش از این، تکنولوژی "کم کردن سر و صدا محلی" در کنترل سر و صدا نمی توانست تنها با محاسبات صوتی و تجربه مهندسی تحقق یابد. با استفاده از سیستم RAYNOISE، نه تنها مفهوم تکنولوژی "کم کردن سر و صدا محلی" تحقق می یابد، بلکه انواع مختلف طرح های صوتی را نیز می توان با دقت تکمیل کرد.

۳. موارد درخواست
یک اتاق پمپ در میدان نفتی لیاوه، از سیستم RAYNOISE برای طراحی کاهش صدا استفاده می کند.
در شرایط عادی، فقط یک پمپ سطح و یک پمپ آب تمیز در حال کار هستند، بنابراین ما فقط نیاز به انجام طراحی کاهش سر و صدا با توجه به شرایط عملیاتی یک پمپ واحد. پس از تشخیص و تجزیه و تحلیل در محل، ما از سیستم RAYNOISE برای تجزیه و تحلیل طیف سر و صدا و شبیه سازی کامپیوتری استفاده کردیم، عمدتا طراحی کاهش سر و صدا را که ترکیب نصب آبشوری های صوتی در اتاق پمپ و نصب موانع عایق صوتی در اطراف تجهیزات را اتخاذ می کند. چهار طرح زیر برای تجزیه و تحلیل مقایسه ای استفاده می شود.
۴. چشم انداز فناوری "کم کردن سر و صدا محلی" "در صورتی که کارکنان سالم باشند، سلامت را در نظر بگیرید" یک مفهوم مدیریت است که به طور کلی توسط مدیران ایمنی و حفاظت از محیط زیست امروز شناخته شده است. با توسعه هوشمند کنترل و مدیریت سر و صدا، مدیریت سر و صدا در سایت های صنعتی نفت و گاز (مانند اتاق های پمپ، اتاق های دیگ یا اتاق های گرمایش، اتاق های فن، اتاق های موتور، اتاق های کمپرسور، اتاق های ژنراتور، کارگاه های لوله های نفت، سایت های حفاری و اتاق های پشتیبانی، و غیره)
کنترل سر و صدا صنعتی
• تعیین سطح فشار صوتی از سر و صدا تولید شده توسط ماشین آلات و تجهیزات در کارخانه
• شمارش سر و صداهای تابش شده توسط ماشین آلات و تجهیزات به اتاق های مجاور یا خارج از کارخانه
• ارزیابی راه حل های مختلف کنترل سر و صدا، مانند پد های جذب صدا، طرح ماشین آلات و تجهیزات، طراحی کارخانه و غیره، برای کاهش قدرت صوتی تابش شده
کاربرد های آکوستیک محیط زیست
• ارزیابی تاثیرات سر و صدا از بزرگراه ها، کارخانه ها و غیره
• طراحی موانع و موانع عایق صوتی بهینه (موقعیت، طول، ارتفاع، مواد و غیره)
کاربرد های آکوستیک داخلی
• زمان بازگشت صدا را ارزیابی کنید
• ارزیابی و بهینه سازی قابل فهم بودن گفتار در ساختمان های عمومی (استشن های مترو، ترمینال های فرودگاه و غیره) ساختمان ها، مراکز خرید بزرگ و غیره)
• مناسب ترین محل برای قرار دادن سخنران را انتخاب کنید
• قرار دادن مناسب سیستم های پوشاندن سر و صدا (مانند کتابخانه ها)
• مصرف مواد گران قیمت برای جذب صدا را به حداقل برسانید تا هزینه ها کاهش یابد
• تحقیق در مورد شفافیت گفتار و حریم خصوصی در فضاهای باز (بانک ها، اتاق های طراحی باز و غیره)
• طراحی آکوستیک سالن کنسرت (روشنایی، دسترسی، بازگشت و غیره)
• طراحی و قرار دادن صفحه نمایش پخش
• مقایسه راه حل های صوتی برای طرح های مختلف اتاق
نمودار بلوک ساختاری هر ماژول جزء
هر ماژول به صورت تک تک با توجه به چهار جنبه زیر توضیح داده می شود:
خلاصه ای از توابع اصلی
رابط کاربری گرافیکی
• رابط گرافیکی مبتنی بر OSF/Motif یا MS-Windows
• منوهای کشویی
• نوار ابزار با میانبر های منوی
• نوار ابزار قابل تنظیم
• کمک آنلاین
رابط های هندسی
• فرمت DXF، از جمله اطلاعات لایه
• از اکثر فرمت های فایل هندسه CAE پشتیبانی می کند
داده های ورودی
• ورودی هندسه از تعریف گروه و شماره گذاری ویژگی پشتیبانی می کند
• انتخاب نقطه، انتخاب جعبه، انتخاب آزاد
• مدل های هندسی بسته و/یا باز
• جذب هوا بر اساس مدل هریس
• خواص مواد پشتیبانی 1/3 اکتاو یا جدول فرکانس
• از ضریب جذب، ضریب پراکندگی، ضریب انتقال پشتیبانی می کند
• شامل پایگاه داده مواد
• منابع صوتی نقطه ای، خطی، پانلی (به طرف های چند گوشه متصل)
• پشتیبانی از ورودی نمودار جهت گیری منبع صدا، جدول های مختصات قطبی افقی و عمودی
• از منابع صدا منسجم/نا منسجم پشتیبانی می کند
• نقاط میدان: نقطه، خط، سطح، دایره، سیلندر، کره، ششبخش
تحلیل تحلیل و راه حل
• موتور جستجوی منبع مجازی کارآمد (طریقه شعاع مخروطی و شعاع مثلث)
•انعکاس چند نظم گسترده بر اساس روش ردیابی اشعه صدا
•اصلاح مداوم دم
• منبع صوتی و منبع فرگشت مجازی
•تحلیل باند باریک منبع صدا منسجم
• روش منبع صدا برای شبیه سازی انتقال
•پارامترهای محاسبه قابل تنظیم مانند تعداد اشعه های صوتی، تعداد بازتاب ها، پنجره زمانی و غیره
•حساب سریع آماری زمان بازگشت با استفاده از مسیر آزاد متوسط
•حساب همزمان نمودار استاندارد، عملکرد پاسخ فرکانس، اکوگراف و غیره
• مجموعه ای غنی از نتایج صوتی: SPL (سطح فشار صدا) ، STI (فهم گویی گفتار) ، RT60 (60ms زمان بازگشت صدا) ، و غیره
پردازش بعد
•نمونه سازی بصری از مواد مدل و نتایج صوتی
•نتایج گرافیکی: نقشه ابرها، خط محدوده، میدان تغییر شکل و غیره
•نتایج تابع پاسخ فرکانس: نمودار منحنی XY با گزینه های مختلف (دبلبرد وزن شده، تبدیل FFT، و غیره)
•نتایج اکوگراف، که می تواند نمودار مسیر اشعه صوتی را بر روی مدل های هندسی طراحی کند
زرق و برق
• پاسخ به محرک های دو گوش
• خروجی پیچیدگی فاز سیگنال خشک ثبت شده در اتاق آنکوئیک: WAV، AU، AIFF و سایر فرمت ها
سایر یادداشت ها در مورد این نرم افزار:
RAYNOISE یک سیستم نرم افزاری شبیه سازی میدان صوتی در مقیاس بزرگ است که توسط LMS، یک شرکت طراحی صوتی بلژیکی توسعه یافته است. عملکرد اصلی آن شبیه سازی رفتارهای مختلف صوتی فضاهای بسته، باز و نیمه بسته است. این دستگاه می تواند به طور دقیق فرآیند فیزیکی انتشار صدا را شبیه سازی کند، از جمله: انعکاس آینه ای، انعکاس پخش، جذب دیوار و هوا، تکثیر و انتقال، و در نهایت می تواند اثر گوش دادن را در موقعیت گیرنده بازسازی کند. این سیستم می تواند به طور گسترده ای در طراحی کیفیت صدا سالن، پیش بینی و کنترل سر و صدا صنعتی، طراحی تجهیزات ضبط، طراحی سیستم صوتی در مکان های عمومی مانند فرودگاه ها، مترو و ایستگاه ها و تخمین سر و صدا در جاده ها، راه آهن ها و استادیوم ها استفاده شود.
اصول اساسی سیستم RAYNOISE
سیستم RAYNOISE را می توان به عنوان یک سیستم آورالیزه کیفیت صدا در نظر گرفت (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 به شکل اشعه های صوتی گسترش می یابند. پس از برخورد با یک محیط یا رابط (مانند یک دیوار) ، بخشی از انرژی اشعه صدا از دست می رود. به این ترتیب، حالت تجمع انرژی موج 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 اثر صوتی در هر موقعیت در محیط صوتی می تواند با ویژگی های منبع صدا تنها با دانستن پاسخ تکان دهنده سیستم بدست آید. بنابراین، دریافت پاسخ تکان دهنده کلید کل سیستم است. در گذشته، روش آنالوگ عمدتاً استفاده می شد، یعنی پاسخ تکان دهنده با استفاده از یک مدل مقیاس پذیر بدست می آمد. 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 ساخت مدل ها و برنامه ریزی برای محاسبه پاسخ های تکان دهنده است. این تکنولوژی ساده، سریع و دارای ویژگی های بهبود مداوم دقت است که توسط تکنولوژی آنالوگ بی نظیر است. دو روش شناخته شده برای محاسبه پاسخ های تکان دهنده 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 های ترکیبی از آنها توسعه یافت، مانند روش شعاع مخروطی (CBM) و روش شعاع مثلث (TBM). RAYNOISE از این دو روش به عنوان تکنولوژی اصلی خود برای محاسبه پاسخ تکان دهنده میدان صوتی استفاده می کند.
استفاده از سیستم RAYNOISE
RAYNOISE می تواند به طور گسترده ای در زمینه 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 شد. برای طراحی کیفیت صدا سالن، ابتدا نیاز است که به طور دقیق و سریع یک مدل سه بعدی سالن ایجاد شود، 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 می توانند مدل ها را در کتابخانه مدل سیستم انتخاب کنند و تعریف مدل را تکمیل کنند. مراحل اصلی مدل سازی عبارتند از: (1) شروع RAYNOISE؛ (2) انتخاب مدل؛ (3) وارد کردن ابعاد هندسی؛ (4) تعریف مواد و خواص هر سطح (از جمله ضریب جذب صدا و غیره) ؛ (5) تعریف ویژگی های منبع صدا؛ (6) تعریف میدان دریافت؛ (7) دستورالعمل ها یا تعاریف دیگر، مانند تعداد خطوط صوتی مورد نظر، تعداد سطوح بعدش میتونید محاسبه رو شروع کنید با پردازش نتایج محاسبات، می توانید پارامترهای صوتی مانند سطح فشار صوتی، سطح صوتی، اکوگرام و تابع پاسخ فرکانس پالس یک نقطه خاص در میدان گیرنده مورد علاقه را بدست آورید. اگر هنوز می خواهید تاثیر شنیدن این نقطه را بدانید، ابتدا می توانید پاسخ تکان دهنده را به یک تابع انتقال دو تنفس تبدیل کنید و آن را با سیگنال خشک ضبط شده در اتاق انوکس از پیش پیچید، تا بتوانید اثر شنیدن این نقطه را از طریق گوش خود بشنوید.