Perangkat lunak simulasi medan suara besar RAYNOISE dari Belgia

Pendahuluan ke perangkat lunak akustik geometris raynois: RAYNOISE adalah sistem perangkat lunak simulasi medan suara skala besar yang dikembangkan oleh perusahaan desain akustik Belgia LMS. Fungsi utamanya adalah mensimulasikan berbagai perilaku akustik ruang tertutup, ruang terbuka, dan ruang semi tertutup. Hal ini dapat secara akurat mensimulasikan proses fisik propagasi suara, termasuk: refleksi spekuler, refleksi difus, wall dan udara penyerapan, difraksi dan transmisi, dan akhirnya dapat menciptakan kembali efek mendengarkan dari posisi penerima. Sistem ini dapat digunakan secara luas dalam desain kualitas suara aula, prediksi dan kontrol kebisingan industri, desain peralatan rekaman, desain sistem suara di tempat umum seperti bandara, kereta bawah tanah dan stasiun, dan estimasi kebisingan di jalan, kereta api dan stadion.
Prinsip dasar dari sistem RAYNOISE:
Sistem RAYNOISE pada dasarnya dapat dianggap sebagai sistem auralization kualitas suara (untuk rincian tentang "auralization", lihat referensi [1]). Hal ini terutama didasarkan pada akustik geometris. Akustik geometris mengasumsikan bahwa gelombang suara dalam lingkungan akustik menyebar dalam bentuk sinar suara. Setelah bertabrakan dengan media atau antarmuka (seperti dinding), sebagian energi sinar suara akan hilang. Dengan cara ini, modus pengumpulan energi gelombang suara pada posisi yang berbeda di bidang suara juga berbeda. Jika lingkungan akustik dianggap sebagai sistem linier, maka efek akustik pada posisi apa pun di lingkungan akustik dapat diperoleh oleh karakteristik sumber suara hanya dengan mengetahui respons impuls sistem. Oleh karena itu, mendapatkan respon impuls adalah kunci dari seluruh sistem. Di masa lalu, metode analog sebagian besar digunakan, yaitu, respon impuls diperoleh dengan menggunakan model skala. Sejak akhir 1980-an, dengan perkembangan cepat teknologi komputer, teknologi digital secara bertahap menjadi dominan. Inti dari teknologi digital adalah menggunakan komputer multimedia untuk membangun model dan program untuk menghitung respons impuls. Teknologi ini sederhana, cepat, dan memiliki karakteristik terus meningkatkan akurasi, yang tidak tertandingi oleh teknologi analog. Ada dua metode yang terkenal untuk menghitung respons impuls: Metode Sumber Gambar Cermin (MISM) dan Metode Pelacakan Sinar (RTM). Kedua metode ini memiliki kelebihan dan kekurangan sendiri [1]. Kemudian, beberapa metode yang menggabungkannya dikembangkan, seperti Metode Balok Konik (CBM) dan Metode Balok Segitiga (TBM) [1]. RAYNOISE menggunakan kombinasi dari kedua metode ini sebagai teknologi inti untuk menghitung respon impuls dari medan suara [2].

Aplikasi sistem RAYNOISE:

RAYNOISE dapat digunakan secara luas di bidang prediksi dan kontrol kebisingan industri, akustik lingkungan, akustik arsitektur, dan desain sistem nyata yang disimulasikan, tetapi niat asli desainer masih akustik ruangan, yaitu, terutama digunakan untuk simulasi komputer kualitas suara aula. Untuk merancang kualitas suara aula, pertama-tama diperlukan untuk secara akurat dan cepat membangun model tiga dimensi aula, karena secara langsung terkait dengan akurasi simulasi komputer. Sistem RAYNOISE menyediakan antarmuka interaktif yang ramah untuk pemodelan komputer. Pengguna dapat langsung memasukkan model tiga dimensi yang dihasilkan oleh AutoCAD atau HYPERMESH, atau mereka dapat memilih model di perpustakaan model sistem dan menyelesaikan definisi model. Langkah-langkah utama pemodelan meliputi: (1) Mulai RAYNOISE; (2) Pilih model; (3) Masukkan dimensi geometris; (4) Tentukan bahan dan sifat setiap permukaan (termasuk koefisien penyerapan suara, dll.); (5) Tentukan karakteristik sumber suara; (6) Tentukan bidang penerima; (7) Instruksi atau definisi lainnya, seperti jumlah garis suara yang dipertimbangkan Kemudian Anda dapat memulai perhitungan. Dengan memproses hasil perhitungan, Anda dapat memperoleh parameter akustik seperti tingkat tekanan suara, tingkat suara, ekogram, dan fungsi respons impuls frekuensi dari titik tertentu di bidang penerima yang menarik. Jika Anda masih ingin tahu efek mendengarkan dari titik ini, Anda dapat terlebih dahulu mengubah respon impuls menjadi fungsi transfer binaural dan mengelilinginya dengan sinyal kering yang direkam di ruang anekoik sebelumnya, sehingga Anda dapat mendengar efek mendengarkan dari titik ini melalui telinga Anda.

1. Asal usul teknologi "pengurangan kebisingan lokal"

Saat ini, polusi kebisingan umum terjadi di lokasi industri tambang minyak dan gas. Di Cina, pengendalian kebisingan memiliki kondisi dan sarana teknis untuk mengubah dari perlindungan pasif menjadi perlindungan aktif, dan dapat mulai melakukan perawatan yang sesuai dengan situs kebisingan tinggi dengan cara yang ditargetkan. Dalam beberapa tahun terakhir, ladang minyak China National Petroleum Corporation telah mulai meningkatkan investasi dalam pengolahan bahaya kebisingan, dan beberapa ladang minyak dan gas telah melakukan proyek pengolahan kebisingan skala besar di lokasi produksi.

Dalam kasus investasi terbatas dalam pengolahan kebisingan, teknologi komputer canggih dapat digunakan untuk mencapai "pengurangan kebisingan lokal" di daerah lokal, yang dapat memastikan bahwa rute patroli titik tetap pekerja di tempat kerja di bawah 85 dB (((A). Ini adalah teknologi "pengurangan kebisingan lokal" dalam pengolahan kebisingan di industri minyak dan gas.

2. Teknologi "pengurangan kebisingan lokal" dan perangkat lunak simulasi lapangan suara sistem RAYNOISE

Biasanya, untuk pengendalian kebisingan di pabrik ladang minyak dan gas dengan kebisingan yang berlebihan, sebagian besar perusahaan akustik lebih memilih untuk menutupi dinding dan atap dalam ruangan dengan penyerap suara dari berbagai struktur dan bahan, dan kemudian melakukan isolasi suara yang wajar dan pengurangan getaran pada peralatan yang memancarkan kebisingan tinggi. Selama struktur dan bahan yang sesuai dengan karakteristik lapangan suara dan kualitas suara digunakan, dan faktor-faktor seperti ventilasi, disipasi panas, inspeksi dan pemeliharaan peralatan dipertimbangkan, skema desain di atas umumnya akan mencapai efek pengurangan kebisingan yang baik. Tidak diragukan lagi, ini membutuhkan dukungan investasi yang cukup. Jika investasi unit konstruksi dalam proyek pengendalian kebisingan terbatas atau ingin menggunakan investasi terbatas untuk pengendalian lebih banyak tempat dengan kebisingan yang berlebihan, teknologi baru diperlukan sebagai dukungan. Kematangan akhir dari teknologi "pengurangan kebisingan lokal" harus dikaitkan dengan penerapan "software simulasi lapangan suara sistem RAYNOISE".

Sistem simulasi medan suara RAYNOISE, fungsi utamanya adalah untuk mensimulasikan berbagai perilaku akustik ruang tertutup, ruang terbuka dan ruang semi tertutup, dan dapat secara akurat mensimulasikan proses fisik penyebaran suara. Ini termasuk: refleksi cermin, refleksi difus, penyerapan dinding dan udara, difraksi dan transmisi, dan akhirnya dapat menciptakan kembali efek mendengarkan di posisi penerima. Sistem ini dapat digunakan secara luas dalam simulasi kebisingan pabrik industri, prediksi kebisingan dan analisis kabin, kereta api, dan kabin mobil; desain sistem suara di tempat umum seperti bandara, kereta bawah tanah dan stasiun, dan prediksi kebisingan lalu lintas dan analisis jalan raya, kereta api dan terowongan. Misalnya, Daqing Theater menggunakan sistem RAYNOISE untuk desain optimasi akustik, dan beberapa hasil simulasi adalah sebagai berikut.
Metode simulasi desain teknik pengurangan kebisingan adalah:
1. Pertama, masukkan struktur bangunan ke dalam pemodelan komputer sesuai dengan rasio ukuran sebenarnya, dan kemudian masukkan posisi distribusi dan nilai kebisingan sumber kebisingan ke dalam komputer, dan sistem RAYNOISE akan mencerminkan lingkungan medan suara di struktur bangunan (ditampilkan dengan spektrum warna).
2. Masukkan berbagai ukuran akustik dan jumlah pengurangan kebisingan mereka ke dalam pemodelan komputer, dan sistem RAYNOISE akan mencerminkan perubahan lingkungan medan suara di struktur bangunan (diidentifikasi oleh perubahan warna).
3. Menurut area perlindungan kerja yang ditunjuk oleh Pihak A, sesuaikan lokasi instalasi dan jumlah tindakan akustik beberapa kali sesuai dengan perhitungan akustik dan pengalaman teknik, dan pilih solusi yang paling hemat biaya yang dapat membuat lingkungan suara area perlindungan memenuhi standar dari beberapa hasil simulasi.

Sistem RAYNOISE dapat mensimulasikan distribusi medan suara dan parameter kualitas suara dengan sangat akurat sesuai dengan nilai pengukuran kebisingan yang sebenarnya, mensimulasikan solusi yang berbeda, memprediksi dan menguji efek pengurangan kebisingan, menemukan tautan lemah dalam desain, dan mengoptimalkan desain. Sebelumnya, teknologi "pengurangan kebisingan lokal" dalam pengendalian kebisingan tidak dapat direalisasikan hanya dengan perhitungan akustik dan pengalaman teknik. Dengan menerapkan sistem RAYNOISE, tidak hanya konsep teknologi "pengurangan kebisingan lokal" direalisasikan, tetapi juga berbagai jenis desain akustik dapat diselesaikan dengan akurat.

3. Kasus Aplikasi
Sebuah ruang pompa di Liaohe Oilfield menggunakan sistem RAYNOISE untuk desain pengurangan kebisingan.
Dalam keadaan normal, hanya satu pompa permukaan dan satu pompa air bersih yang berjalan, jadi kita hanya perlu melakukan desain pengurangan kebisingan sesuai dengan kondisi operasi satu pompa. Setelah deteksi dan analisis di tempat, kami menggunakan sistem RAYNOISE untuk analisis spektrum kebisingan dan simulasi komputer, terutama mengadopsi desain pengurangan kebisingan yang menggabungkan pemasangan absorber suara di ruang pompa dan pemasangan penghalang isolasi suara di sekitar peralatan. Empat skema berikut digunakan untuk analisis komparatif.
4. Prospek teknologi "pengurangan kebisingan lokal" "Memegang kesehatan ketika karyawan sehat" adalah konsep manajemen yang umumnya diakui oleh manajer keselamatan dan perlindungan lingkungan saat ini. Dengan perkembangan cerdas kontrol dan manajemen kebisingan, pengelolaan kebisingan di lokasi industri minyak dan gas (seperti ruang pompa, ruang boiler atau ruang pemanas, ruang kipas angin, ruang mesin, ruang kompresor, ruang generator, bengkel pipa minyak, situs pengeboran dan ruang tugas pendukung, dll.) akan memasuki tahap baru pengembangan di bawah pengaruh teknologi "
Pengendalian kebisingan industri
• Menentukan tingkat tekanan suara dari kebisingan yang dihasilkan oleh mesin dan peralatan di pabrik
• Menghitung kebisingan yang dipancarkan oleh mesin dan peralatan ke ruangan yang berdekatan atau di luar pabrik
• Evaluasi berbagai solusi pengendalian kebisingan, seperti bantalan penyerap suara, tata letak mesin dan peralatan, desain pabrik, dll., Untuk mengurangi kekuatan suara yang dipancarkan
Aplikasi akustik lingkungan
• Mengevaluasi dampak kebisingan dari jalan raya, pabrik, dll.
• Merancang penghalang dan hambatan isolasi suara yang dioptimalkan (posisi, panjang, tinggi, bahan, dll.)
Aplikasi akustik dalam ruangan
• Pertimbangkan waktu reverberasi
• Mengevaluasi dan mengoptimalkan pemahaman bicara di bangunan umum (stasiun kereta bawah tanah, terminal bandara, dll.) Bangunan, pusat perbelanjaan besar, dll.)
• Pilih tempat pembicara yang ideal
• Penempatan sistem penyamaran kebisingan yang wajar (seperti perpustakaan)
• Mengurangi konsumsi bahan penyerap suara yang mahal untuk mengurangi biaya
• Penelitian tentang kejelasan pidato dan privasi di area terbuka (bank, ruang desain terbuka, dll.)
• Desain akustik ruang konser (kejernihan, aksesibilitas, reverberasi, dll.)
• Desain dan penempatan layar difus
• Perbandingan solusi akustik untuk tata letak ruangan yang berbeda
Diagram blok struktural dari setiap modul komponen
Setiap modul dijelaskan satu per satu sesuai dengan empat aspek berikut:
Gambaran umum fungsi utama
Grafis User Interface
• Antarmuka grafis berdasarkan OSF/Motif atau MS-Windows
• Menu drop-down yang intuitif
• Bilah alat dengan menu pintasan
• Bar alat yang dapat disesuaikan
• Bantuan secara online
Antarmuka Geometri
• Format DXF, termasuk informasi lapisan
• Mendukung sebagian besar format file geometri CAE
Data masukan
• Geometri input mendukung definisi kelompok dan atribut penomoran
• Pilihan titik, pilihan kotak, pilihan bebas
• Model geometri tertutup dan/atau terbuka
• Penyerapan udara menurut model Harris
• Sifat material mendukung 1/3 oktaf atau tabel frekuensi
• Mendukung koefisien penyerapan, koefisien dispersi, koefisien transmisi
• Termasuk database bahan
• Sumber suara titik, garis, panel (ditempelkan pada sisi poligon)
• Mendukung input diagram direktivitas sumber suara, tabel koordinat kutub horizontal dan vertikal
• Mendukung sumber suara yang koheren/tidak koheren
• Titik bidang: titik, garis, permukaan, lingkaran, silinder, bola, heksahedron
Analisis Analisis dan Solusi
•Mesin pencarian sumber virtual yang efisien (metode balok kerucut dan balok segitiga)
•Refleksi difus multi-order berdasarkan metode pelacakan sinar suara
•Koreksi ekor yang terus menerus
•Sumber suara dan sumber difraksi virtual
•Analisis pita sempit sumber suara koheren
•Metoda sumber suara panel untuk mensimulasikan transmisi
•Parameter perhitungan yang dapat disesuaikan, seperti jumlah sinar suara, jumlah pantulan, jendela waktu, dll.
•Perhitungan statistik cepat waktu reverberasi menggunakan jalur bebas rata-rata
•Perhitungan simultan diagram standar, fungsi respons frekuensi, ekograf, dll.
•Rangkaian hasil akustik yang kaya: SPL (tingkat tekanan suara), STI (kecerdasan berbicara), RT60 (60ms waktu reverberasi), dll.
Pengolah
•Representasi visual dari bahan model dan hasil akustik
• Hasil grafis: peta awan, garis kontur, medan deformasi, dll.
• Hasil fungsi respons frekuensi: diagram kurva XY dengan berbagai pilihan (db tertimbang, transformasi FFT, dll.)
• Hasil ekograf, yang dapat menggambar diagram jalur sinar suara pada model geometris
Auralization
• Tanggapan impuls binaural
• Output konvolution fase dari sinyal kering yang direkam dalam ruang anekoik: WAV, AU, AIFF dan format lainnya
Catatan lain tentang perangkat lunak ini:
RAYNOISE adalah sistem perangkat lunak simulasi medan suara skala besar yang dikembangkan oleh LMS, sebuah perusahaan desain akustik Belgia. Fungsi utamanya adalah untuk mensimulasikan berbagai perilaku akustik dari ruang tertutup, terbuka dan semi-tertutup. Hal ini dapat secara akurat mensimulasikan proses fisik propagasi suara, termasuk: refleksi spekuler, refleksi difus, wall dan udara penyerapan, difraksi dan transmisi, dan akhirnya dapat menciptakan kembali efek mendengarkan di posisi penerima. Sistem ini dapat digunakan secara luas dalam desain kualitas suara aula, prediksi dan kontrol kebisingan industri, desain peralatan rekaman, desain sistem suara di tempat umum seperti bandara, kereta bawah tanah dan stasiun, dan estimasi kebisingan di jalan, kereta api dan stadion.
Prinsip dasar sistem RAYNOISE
Sistem RAYNOISE sebenarnya dapat dianggap sebagai sistem auralization kualitas suara (untuk rincian tentang "auralization", lihat referensi [1]). Hal ini terutama didasarkan pada akustik geometris. Akustik geometris mengasumsikan bahwa gelombang suara dalam lingkungan akustik menyebar dalam bentuk sinar suara. Setelah bertabrakan dengan media atau antarmuka (seperti dinding), sebagian energi sinar suara akan hilang. Dengan cara ini, modus pengumpulan energi gelombang suara pada posisi yang berbeda di bidang suara juga berbeda. Jika lingkungan akustik dianggap sebagai sistem linier, maka efek akustik pada posisi apa pun di lingkungan akustik dapat diperoleh oleh karakteristik sumber suara hanya dengan mengetahui respons impuls sistem. Oleh karena itu, mendapatkan respon impuls adalah kunci dari seluruh sistem. Di masa lalu, metode analog sebagian besar digunakan, yaitu, respon impuls diperoleh dengan menggunakan model skala. Sejak akhir 1980-an, dengan perkembangan cepat teknologi komputer, teknologi digital secara bertahap menjadi dominan. Inti dari teknologi digital adalah menggunakan komputer multimedia untuk membangun model dan program untuk menghitung respons impuls. Teknologi ini sederhana, cepat, dan memiliki karakteristik terus meningkatkan akurasi, yang tidak tertandingi oleh teknologi analog. Ada dua metode yang terkenal untuk menghitung respons impuls: Metode Sumber Gambar Cermin (MISM) dan Metode Pelacakan Sinar (RTM). Kedua metode ini memiliki kelebihan dan kekurangan sendiri [1]. Kemudian, beberapa metode yang menggabungkannya dikembangkan, seperti Metode Balok Konik (CBM) dan Metode Balok Segitiga (TBM). RAYNOISE menggunakan kedua metode ini dalam kombinasi sebagai teknologi inti untuk menghitung respon impuls dari medan suara.
Aplikasi sistem RAYNOISE
RAYNOISE dapat digunakan secara luas di bidang prediksi dan kontrol kebisingan industri, akustik lingkungan, akustik arsitektur, dan desain sistem nyata yang disimulasikan, tetapi niat asli desainer masih akustik ruangan, yaitu, terutama digunakan untuk simulasi komputer kualitas suara aula. Untuk merancang kualitas suara aula, pertama-tama diperlukan untuk secara akurat dan cepat membangun model tiga dimensi aula, karena secara langsung terkait dengan akurasi simulasi komputer. Sistem RAYNOISE menyediakan antarmuka interaktif yang ramah untuk pemodelan komputer. Pengguna dapat langsung memasukkan model tiga dimensi yang dihasilkan oleh AutoCAD atau HYPERMESH, atau mereka dapat memilih model di perpustakaan model sistem dan menyelesaikan definisi model. Langkah-langkah utama pemodelan meliputi: (1) Mulai RAYNOISE; (2) Pilih model; (3) Masukkan dimensi geometris; (4) Tentukan bahan dan sifat setiap permukaan (termasuk koefisien penyerapan suara, dll.); (5) Tentukan karakteristik sumber suara; (6) Tentukan bidang penerima; (7) Instruksi atau definisi lainnya, seperti jumlah garis suara yang dipertimbangkan Kemudian Anda dapat memulai perhitungan. Dengan memproses hasil perhitungan, Anda dapat memperoleh parameter akustik seperti tingkat tekanan suara, tingkat suara, ekogram, dan fungsi respons impuls frekuensi dari titik tertentu di bidang penerima yang menarik. Jika Anda masih ingin tahu efek mendengarkan dari titik ini, Anda dapat terlebih dahulu mengubah respon impuls menjadi fungsi transfer binaural dan mengelilinginya dengan sinyal kering yang direkam di ruang anekoik sebelumnya, sehingga Anda dapat mendengar efek mendengarkan dari titik ini melalui telinga Anda.