Perisian simulasi medan bunyi besar RAYNOISE dari Belgium

Pengenalan kepada perisian akustik geometri raynois: RAYNOISE ialah sistem perisian simulasi medan bunyi berskala besar yang dibangunkan oleh syarikat reka bentuk akustik Belgium LMS. Fungsi utamanya adalah untuk mensimulasikan pelbagai tingkah laku akustik ruang tertutup, ruang terbuka dan ruang separa tertutup. Ia boleh mensimulasikan proses fizikal penyebaran bunyi dengan tepat, termasuk: pantulan spekular, pantulan meresap, penyerapan dinding dan udara, pembelauan dan penghantaran, dan akhirnya boleh mencipta semula kesan mendengar kedudukan penerimaan. Sistem ini boleh digunakan secara meluas dalam reka bentuk kualiti bunyi dewan, ramalan dan kawalan bunyi industri, reka bentuk peralatan rakaman, reka bentuk sistem suara di tempat awam seperti lapangan terbang, kereta bawah tanah dan stesen, dan anggaran bunyi di jalan raya, kereta api dan stadium.
Prinsip asas sistem RAYNOISE:
Sistem RAYNOISE pada asasnya boleh dianggap sebagai sistem auralisasi kualiti bunyi (untuk butiran tentang "auralisasi", lihat rujukan [1]). Ia terutamanya berdasarkan akustik geometri. Akustik geometri mengandaikan bahawa gelombang bunyi dalam persekitaran akustik merambat dalam bentuk sinaran bunyi. Selepas bertembung dengan medium atau antara muka (seperti dinding), sebahagian daripada tenaga sinar bunyi akan hilang. Dengan cara ini, mod pengumpulan tenaga gelombang bunyi pada kedudukan yang berbeza dalam medan bunyi juga berbeza. Jika persekitaran akustik dianggap sebagai sistem linear, maka kesan akustik pada mana-mana kedudukan dalam persekitaran akustik boleh diperolehi oleh ciri-ciri sumber bunyi hanya dengan mengetahui tindak balas impuls sistem. Oleh itu, mendapatkan tindak balas impuls adalah kunci kepada keseluruhan sistem. Pada masa lalu, kaedah analog kebanyakannya digunakan, iaitu, tindak balas impuls diperoleh dengan menggunakan model berskala. Sejak akhir 1980-an, dengan perkembangan pesat teknologi komputer, teknologi digital secara beransur-ansur menjadi dominan. Teras teknologi digital ialah menggunakan komputer multimedia untuk membina model dan program untuk mengira tindak balas impuls. Teknologi ini mudah, pantas, dan mempunyai ciri-ciri meningkatkan ketepatan secara berterusan, yang tidak dapat ditandingi oleh teknologi analog. Terdapat dua kaedah yang terkenal untuk mengira tindak balas impuls: Kaedah Sumber Imej Cermin (MISM) dan Kaedah Pengesanan Sinar (RTM). Kedua-dua kaedah mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri [1]. Kemudian, beberapa kaedah yang menggabungkannya telah dibangunkan, seperti Kaedah Rasuk Kon (CBM) dan Kaedah Rasuk Segi Tiga (TBM) [1]. RAYNOISE menggunakan gabungan kedua-dua kaedah ini sebagai teknologi terasnya untuk mengira tindak balas impuls medan bunyi [2].

Penggunaan sistem RAYNOISE:

RAYNOISE boleh digunakan secara meluas dalam bidang ramalan dan kawalan bunyi industri, akustik persekitaran, akustik seni bina, dan reka bentuk sistem sebenar simulasi, tetapi niat asal pereka masih akustik bilik, iaitu, ia digunakan terutamanya untuk simulasi komputer kualiti bunyi dewan. Untuk mereka bentuk kualiti bunyi dewan, pertama-tama diperlukan untuk mewujudkan model tiga dimensi dewan dengan tepat dan cepat, kerana ia berkaitan secara langsung dengan ketepatan simulasi komputer. Sistem RAYNOISE menyediakan antara muka interaktif yang mesra untuk pemodelan komputer. Pengguna boleh terus memasukkan model tiga dimensi yang dijana oleh AutoCAD atau HYPERMESH, atau mereka boleh memilih model dalam pustaka model sistem dan melengkapkan definisi model. Langkah-langkah utama pemodelan termasuk: (1) Mulakan RAYNOISE; (2) Pilih model; (3) Masukkan dimensi geometri; (4) Tentukan bahan dan sifat setiap permukaan (termasuk pekali penyerapan bunyi, dan lain-lain); (5) Tentukan ciri-ciri sumber bunyi; (6) Tentukan medan penerimaan; (7) Arahan atau definisi lain, seperti bilangan garis bunyi yang dipertimbangkan, bilangan tahap pantulan, dsb. Pengguna boleh menggunakan tetikus untuk melihat ciri-ciri model yang ditentukan dan struktur dalamannya dari sudut yang berbeza pada skrin (dibezakan oleh warna). Kemudian anda boleh memulakan pengiraan. Dengan memproses hasil pengiraan, anda boleh mendapatkan parameter akustik seperti tahap tekanan bunyi, tahap bunyi, echogram, dan fungsi tindak balas impuls frekuensi titik tertentu dalam bidang penerima yang diminati. Jika anda masih ingin mengetahui kesan pendengaran titik ini, anda boleh menukar tindak balas impuls terlebih dahulu kepada fungsi pemindahan binaural dan menggabungkannya dengan isyarat kering yang direkodkan dalam ruang anechoic terlebih dahulu, supaya anda boleh mendengar kesan mendengar titik ini melalui telinga anda.

1. Asal usul teknologi "pengurangan bunyi tempatan"

Pada masa ini, pencemaran bunyi adalah perkara biasa di tapak perindustrian medan minyak dan gas. Di China, kawalan bunyi mempunyai syarat teknikal dan cara untuk berubah daripada perlindungan pasif kepada perlindungan aktif, dan boleh mula menjalankan rawatan yang sepadan terhadap tapak bunyi bising tinggi dengan cara yang disasarkan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, medan minyak China National Petroleum Corporation telah mula meningkatkan pelaburan dalam rawatan bahaya bunyi, dan beberapa medan minyak dan gas telah menjalankan projek rawatan bunyi berskala besar di tapak pengeluaran.

Dalam kes pelaburan terhad dalam rawatan bunyi, teknologi komputer canggih boleh digunakan untuk mencapai "pengurangan bunyi tempatan" di kawasan tempatan, yang boleh memastikan bahawa laluan rondaan titik tetap pekerja di tempat kerja adalah di bawah 85 dB(A). Ini ialah teknologi "pengurangan bunyi tempatan" dalam rawatan bunyi dalam industri minyak dan gas.

2. Teknologi "Pengurangan bunyi tempatan" dan perisian simulasi medan bunyi sistem RAYNOISE

Biasanya, untuk kawalan bunyi di loji medan minyak dan gas dengan bunyi yang berlebihan, kebanyakan syarikat akustik lebih suka menutup dinding dan bumbung dalaman dengan penyerap bunyi pelbagai struktur dan bahan, dan kemudian melakukan rawatan penebat bunyi dan pengurangan getaran yang munasabah pada peralatan yang mengeluarkan bunyi yang tinggi. Selagi struktur dan bahan yang sesuai untuk medan bunyi dan ciri kualiti bunyi digunakan, dan faktor seperti pengudaraan, pelesapan haba, pemeriksaan dan penyelenggaraan peralatan diambil kira, skema reka bentuk di atas secara amnya akan mencapai kesan pengurangan bunyi yang baik. Tidak dinafikan, ini memerlukan sokongan pelaburan yang mencukupi. Jika pelaburan unit pembinaan dalam projek kawalan bunyi adalah terhad atau ia ingin menggunakan pelaburan terhad untuk mengawal lebih banyak tempat dengan bunyi bising yang berlebihan, teknologi baharu diperlukan sebagai sokongan. Kematangan akhir teknologi "pengurangan bunyi tempatan" harus dikaitkan dengan penggunaan "perisian simulasi medan bunyi sistem RAYNOISE".

Perisian simulasi medan bunyi sistem RAYNOISE, fungsi utamanya adalah untuk mensimulasikan pelbagai tingkah laku akustik ruang tertutup, ruang terbuka dan ruang separa tertutup, dan ia boleh mensimulasikan proses fizikal penyebaran bunyi dengan tepat. Ini termasuk: pantulan spekular, pantulan meresap, penyerapan dinding dan udara, pembelauan dan penghantaran, dan akhirnya boleh mencipta semula kesan mendengar pada kedudukan penerimaan. Sistem ini boleh digunakan secara meluas dalam simulasi bunyi loji perindustrian, ramalan bunyi dan analisis kabin, kereta api dan kabin kereta; Reka bentuk sistem suara di tempat awam seperti lapangan terbang, kereta api bawah tanah dan stesen, dan ramalan bunyi lalu lintas dan analisis jalan raya, kereta api dan terowong. Sebagai contoh, Teater Daqing menggunakan sistem RAYNOISE untuk reka bentuk pengoptimuman akustik, dan beberapa hasil simulasi adalah seperti berikut.
Kaedah simulasi reka bentuk kejuruteraan pengurangan bunyi ialah:
1. Pertama, masukkan struktur bangunan ke dalam pemodelan komputer mengikut nisbah saiz sebenar, dan kemudian masukkan kedudukan pengedaran dan nilai bunyi sumber bunyi ke dalam komputer, dan sistem RAYNOISE akan mencerminkan persekitaran medan bunyi dalam struktur bangunan (dipaparkan dengan spektrum warna).
2. Masukkan pelbagai langkah akustik dan jumlah pengurangan hingarnya ke dalam pemodelan komputer, dan sistem RAYNOISE akan mencerminkan perubahan dalam persekitaran medan bunyi dalam struktur bangunan (dikenal pasti dengan perubahan warna).
3. Mengikut kawasan perlindungan buruh yang ditetapkan oleh Pihak A, laraskan lokasi pemasangan dan jumlah langkah akustik beberapa kali mengikut pengiraan akustik dan pengalaman kejuruteraan, dan pilih penyelesaian yang paling kos efektif yang boleh menjadikan persekitaran bunyi kawasan perlindungan memenuhi standard daripada beberapa keputusan simulasi.

Sistem RAYNOISE boleh mensimulasikan taburan medan bunyi dan parameter kualiti bunyi dengan sangat tepat mengikut nilai yang diukur bunyi sebenar, mensimulasikan penyelesaian yang berbeza, meramalkan dan menguji kesan pengurangan hingar, mencari pautan lemah dalam reka bentuk, dan mengoptimumkan reka bentuk. Sebelum ini, teknologi "pengurangan bunyi tempatan" dalam kawalan bunyi tidak dapat direalisasikan hanya melalui pengiraan akustik dan pengalaman kejuruteraan. Dengan menggunakan sistem RAYNOISE, bukan sahaja konsep teknologi "pengurangan bunyi tempatan" direalisasikan, tetapi juga pelbagai jenis reka bentuk akustik boleh disiapkan dengan tepat.

3. Kes Permohonan
Bilik pam di Liaohe Oilfield menggunakan sistem RAYNOISE untuk reka bentuk pengurangan bunyi.
Dalam keadaan biasa, hanya satu pam permukaan dan satu pam air bersih yang berjalan, jadi kami hanya perlu melakukan reka bentuk pengurangan bunyi mengikut keadaan operasi pam tunggal. Selepas pengesanan dan analisis di tapak, kami menggunakan sistem RAYNOISE untuk analisis spektrum bunyi dan simulasi komputer, terutamanya menggunakan reka bentuk pengurangan bunyi yang menggabungkan pemasangan penyerap bunyi di dalam bilik pam dan pemasangan penghalang penebat bunyi di sekeliling peralatan. Empat skema berikut digunakan untuk analisis perbandingan.
4. Prospek teknologi "pengurangan bunyi tempatan" "Fahami kesihatan apabila pekerja sihat" ialah konsep pengurusan yang umumnya diiktiraf oleh pengurus keselamatan dan perlindungan alam sekitar hari ini. Dengan perkembangan pintar kawalan dan pengurusan bunyi, pengurusan bunyi tapak perindustrian minyak dan gas (seperti bilik pam, bilik dandang atau bilik pemanasan, bilik kipas, bilik motor, bilik pemampat, bilik penjana, bengkel paip minyak, tapak penggerudian dan bilik tugas sokongan, dll.) akan memasuki peringkat pembangunan baru di bawah pengaruh teknologi "pengurangan bunyi tempatan".
Kawalan bunyi industri
• Tentukan tahap tekanan bunyi bunyi yang dihasilkan oleh jentera dan peralatan di kilang
• Kira bunyi yang dipancarkan oleh jentera dan peralatan ke bilik bersebelahan atau di luar kilang
• Menilai penyelesaian kawalan bunyi yang berbeza, seperti pad penyerap bunyi, susun atur jentera dan peralatan, reka bentuk kilang, dsb., untuk mengurangkan kuasa bunyi yang dipancarkan
Aplikasi akustik alam sekitar
• Menilai kesan bunyi bising dari lebuh raya, kilang, dsb.
• Reka bentuk halangan dan halangan penebat bunyi yang dioptimumkan (kedudukan, panjang, ketinggian, bahan, dll.)
Aplikasi akustik dalaman
• Menilai masa gema
• Menilai dan mengoptimumkan kefahaman pertuturan di bangunan awam (stesen kereta api bawah tanah, terminal lapangan terbang, dll.) Bangunan, pusat membeli-belah besar, dll.)
• Pilih peletakan pembesar suara yang ideal
• Penempatan sistem penyamaran bunyi yang munasabah (seperti perpustakaan)
• Meminimumkan penggunaan bahan penyerap bunyi yang mahal untuk mengurangkan kos
• Penyelidikan kejelasan pertuturan dan privasi di kawasan terbuka (bank, bilik reka bentuk pelan terbuka, dll.)
• Reka bentuk akustik dewan konsert (kejelasan, kebolehcapaian, gema, dll.)
• Reka bentuk dan penempatan skrin meresap
• Perbandingan penyelesaian akustik untuk susun atur bilik yang berbeza
Gambar rajah blok struktur setiap modul komponen
Setiap modul diterangkan satu demi satu mengikut empat aspek berikut:
Gambaran keseluruhan fungsi utama
Antara Muka Pengguna Grafik
• Antara muka grafik berdasarkan OSF / Motif atau MS-Windows
• Menu lungsur turun intuitif
• Bar alat dengan pintasan menu
• Bar alat yang boleh disesuaikan
• Bantuan dalam talian
Antara Muka Geometri
• Format DXF, termasuk maklumat lapisan
• Menyokong kebanyakan format fail geometri CAE
Masukkan data
• Input geometri menyokong definisi kumpulan dan penomboran atribut
• Pemilihan titik, pemilihan kotak, pemilihan percuma
• Model geometri tertutup dan/atau terbuka
• Penyerapan udara mengikut model Harris
• Sifat bahan menyokong 1/3 oktaf atau jadual frekuensi
• Menyokong pekali penyerapan, pekali penyebaran, pekali penghantaran
• Termasuk pangkalan data bahan
• Sumber bunyi titik, garisan, panel (dilekatkan pada sisi poligon)
• Menyokong input rajah pengarah sumber bunyi, jadual koordinat kutub mendatar dan menegak
• Menyokong sumber bunyi yang koheren/tidak koheren
• Titik medan: titik, garisan, permukaan, bulatan, silinder, sfera, heksaheredron
Analisis Analisis dan Penyelesaian
• Enjin carian sumber maya yang cekap (kaedah rasuk kerucut dan rasuk segi tiga)
• Refleksi meresap berbilang susunan berdasarkan kaedah penjejakan sinar bunyi
• Pembetulan ekor berterusan
• Sumber bunyi dan pembelauan sumber maya
• Analisis jalur sempit sumber bunyi yang koheren
• Kaedah sumber bunyi panel untuk mensimulasikan penghantaran
• Parameter pengiraan boleh laras, seperti bilangan sinaran bunyi, bilangan pantulan, tetingkap masa, dsb.
• Pengiraan statistik pantas masa gema menggunakan min laluan bebas
• Pengiraan serentak rajah standard, fungsi tindak balas frekuensi, echograph, dsb.
• Siri hasil akustik yang kaya: SPL (tahap tekanan bunyi), STI (kefahaman pertuturan), RT60 (masa gema 60ms), dsb.
Pasca pemproses
• Perwakilan visual bahan model dan hasil akustik
• Hasil grafik: peta awan, garis kontur, medan ubah bentuk, dsb.
• Hasil fungsi tindak balas frekuensi: Gambar rajah lengkung XY dengan pelbagai pilihan (dB berwajaran, transformasi FFT, dll.)
• Hasil echograph, yang boleh melukis gambar rajah laluan sinar bunyi pada model geometri
Auralisasi
• Tindak balas impuls binaural
• Output konvolusi fasa isyarat kering yang direkodkan dalam ruang anechoic: WAV, AU, AIFF dan format lain
Nota lain mengenai perisian ini:
RAYNOISE ialah sistem perisian simulasi medan bunyi berskala besar yang dibangunkan oleh LMS, sebuah syarikat reka bentuk akustik Belgium. Fungsi utamanya adalah untuk mensimulasikan pelbagai tingkah laku akustik ruang tertutup, terbuka dan separa tertutup. Ia boleh mensimulasikan proses fizikal perambatan bunyi dengan tepat, termasuk: pantulan spekular, pantulan meresap, penyerapan dinding dan udara, pembelauan dan penghantaran, dan akhirnya boleh mencipta semula kesan mendengar pada kedudukan penerimaan. Sistem ini boleh digunakan secara meluas dalam reka bentuk kualiti bunyi dewan, ramalan dan kawalan bunyi industri, reka bentuk peralatan rakaman, reka bentuk sistem suara di tempat awam seperti lapangan terbang, kereta bawah tanah dan stesen, dan anggaran bunyi di jalan raya, kereta api dan stadium.
Prinsip asas sistem RAYNOISE
Sistem RAYNOISE sebenarnya boleh dianggap sebagai sistem auralisasi kualiti bunyi (untuk butiran tentang "auralisasi", lihat rujukan [1]). Ia terutamanya berdasarkan akustik geometri. Akustik geometri mengandaikan bahawa gelombang bunyi dalam persekitaran akustik merambat dalam bentuk sinaran bunyi. Selepas bertembung dengan medium atau antara muka (seperti dinding), sebahagian daripada tenaga sinar bunyi akan hilang. Dengan cara ini, mod pengumpulan tenaga gelombang bunyi pada kedudukan yang berbeza dalam medan bunyi juga berbeza. Jika persekitaran akustik dianggap sebagai sistem linear, maka kesan akustik pada mana-mana kedudukan dalam persekitaran akustik boleh diperolehi oleh ciri-ciri sumber bunyi hanya dengan mengetahui tindak balas impuls sistem. Oleh itu, mendapatkan tindak balas impuls adalah kunci kepada keseluruhan sistem. Pada masa lalu, kaedah analog kebanyakannya digunakan, iaitu, tindak balas impuls diperoleh dengan menggunakan model berskala. Sejak akhir 1980-an, dengan perkembangan pesat teknologi komputer, teknologi digital secara beransur-ansur menjadi dominan. Teras teknologi digital ialah menggunakan komputer multimedia untuk membina model dan program untuk mengira tindak balas impuls. Teknologi ini mudah, pantas, dan mempunyai ciri-ciri meningkatkan ketepatan secara berterusan, yang tidak dapat ditandingi oleh teknologi analog. Terdapat dua kaedah yang terkenal untuk mengira tindak balas impuls: Kaedah Sumber Imej Cermin (MISM) dan Kaedah Pengesanan Sinar (RTM). Kedua-dua kaedah mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri [1]. Kemudian, beberapa kaedah yang menggabungkannya telah dibangunkan, seperti Kaedah Rasuk Kon (CBM) dan Kaedah Rasuk Segi Tiga (TBM). RAYNOISE menggunakan kedua-dua kaedah ini dalam kombinasi sebagai teknologi terasnya untuk mengira tindak balas impuls medan bunyi.
Penggunaan sistem RAYNOISE
RAYNOISE boleh digunakan secara meluas dalam bidang ramalan dan kawalan bunyi industri, akustik persekitaran, akustik seni bina, dan reka bentuk sistem sebenar simulasi, tetapi niat asal pereka masih akustik bilik, iaitu, ia digunakan terutamanya untuk simulasi komputer kualiti bunyi dewan. Untuk mereka bentuk kualiti bunyi dewan, pertama-tama diperlukan untuk mewujudkan model tiga dimensi dewan dengan tepat dan cepat, kerana ia secara langsung berkaitan dengan ketepatan simulasi komputer. Sistem RAYNOISE menyediakan antara muka interaktif yang mesra untuk pemodelan komputer. Pengguna boleh terus memasukkan model tiga dimensi yang dijana oleh AutoCAD atau HYPERMESH, atau mereka boleh memilih model dalam pustaka model sistem dan melengkapkan definisi model. Langkah-langkah utama pemodelan termasuk: (1) Mulakan RAYNOISE; (2) Pilih model; (3) Masukkan dimensi geometri; (4) Tentukan bahan dan sifat setiap permukaan (termasuk pekali penyerapan bunyi, dan lain-lain); (5) Tentukan ciri-ciri sumber bunyi; (6) Tentukan medan penerimaan; (7) Arahan atau definisi lain, seperti bilangan garis bunyi yang dipertimbangkan, bilangan tahap pantulan, dsb. Pengguna boleh menggunakan tetikus untuk melihat ciri-ciri model yang ditentukan dan struktur dalamannya dari sudut yang berbeza pada skrin (dibezakan oleh warna). Kemudian anda boleh memulakan pengiraan. Dengan memproses hasil pengiraan, anda boleh mendapatkan parameter akustik seperti tahap tekanan bunyi, tahap bunyi, echogram, dan fungsi tindak balas impuls frekuensi titik tertentu dalam bidang penerima yang diminati. Jika anda masih ingin mengetahui kesan pendengaran titik ini, anda boleh menukar tindak balas impuls terlebih dahulu kepada fungsi pemindahan binaural dan menggabungkannya dengan isyarat kering yang direkodkan dalam ruang anechoic terlebih dahulu, supaya anda boleh mendengar kesan mendengar titik ini melalui telinga anda.