Perisian simulasi medan bunyi besar RAYNOISE dari Belgium

Pengenalan kepada perisian akustik geometri raynois: RAYNOISE adalah sistem perisian simulasi medan bunyi berskala besar yang dibangunkan oleh syarikat reka bentuk akustik Belgium LMS. Fungsi utamanya adalah mensimulasikan pelbagai tingkah laku akustik ruang tertutup, ruang terbuka, dan ruang separa tertutup. Ia dapat mensimulasikan dengan tepat proses fizikal penyebaran bunyi, termasuk: pantulan cermin, pantulan difus, penyerapan dinding dan udara, difraksi dan penghantaran, dan akhirnya dapat mencipta semula kesan mendengar dari kedudukan penerima. 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 dasarnya boleh dianggap sebagai sistem auralization kualiti bunyi (untuk butiran mengenai "auralization", lihat rujukan [1]). Ia terutamanya berdasarkan akustik geometri. Akustik geometri menganggap gelombang bunyi dalam persekitaran akustik merebak dalam bentuk sinaran bunyi. Selepas bertabrakan dengan medium atau antara muka (seperti dinding), sebahagian daripada tenaga sinar bunyi akan hilang. Dengan cara ini, mod pengumpulan tenaga gelombang bunyi di kedudukan yang berbeza dalam medan bunyi juga berbeza. Jika persekitaran akustik dianggap sebagai sistem linear, maka kesan akustik di mana-mana kedudukan dalam persekitaran akustik boleh diperoleh 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 kebanyakan digunakan, iaitu, tindak balas impuls diperoleh dengan menggunakan model skala. Sejak akhir 1980-an, dengan perkembangan pesat teknologi komputer, teknologi digital secara beransur-ansur menjadi dominan. Inti teknologi digital adalah menggunakan komputer multimedia untuk membina model dan program untuk mengira tindak balas impuls. Teknologi ini mudah, pantas, dan mempunyai ciri-ciri peningkatan ketepatan yang 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 kelemahan mereka sendiri [1]. Kemudian, beberapa kaedah menggabungkan mereka telah dibangunkan, seperti Kaedah Balok Konik (CBM) dan Kaedah Balok Segitiga (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 alam sekitar, akustik seni bina, dan reka bentuk sistem sebenar yang disimulasikan, tetapi niat asal pereka masih akustik bilik, iaitu, ia digunakan terutamanya untuk simulasi komputer kualiti bunyi dewan. Untuk merancang kualiti bunyi dewan, ia pertama-tama diperlukan untuk dengan tepat dan cepat mewujudkan model tiga dimensi dewan, kerana ia berkaitan secara langsung dengan ketepatan simulasi komputer. Sistem RAYNOISE menyediakan antara muka interaktif yang mesra untuk pemodelan komputer. Pengguna boleh memasukkan secara langsung model tiga dimensi yang dihasilkan oleh AutoCAD atau HYPERMESH, atau mereka boleh memilih model dalam perpustakaan model sistem dan melengkapkan definisi model. Langkah utama pemodelan termasuk: (1) Mula RAYNOISE; (2) Pilih model; (3) Masukkan dimensi geometri; (4) Tentukan bahan dan sifat setiap permukaan (termasuk pekali penyerapan bunyi, dll.); (5) Tentukan ciri sumber bunyi; (6) Tentukan medan penerima; (7) Arahan atau definisi lain, seperti bilangan garis bunyi yang dipertimbangkan, bilangan tahap Kemudian anda boleh mulakan pengiraan. Dengan memproses hasil pengiraan, anda boleh mendapatkan parameter akustik seperti tahap tekanan bunyi, tahap bunyi, ekogram, dan fungsi tindak balas impuls frekuensi titik tertentu dalam medan penerima yang menarik. Jika anda masih mahu tahu kesan mendengar dari titik ini, anda boleh mula-mula menukar tindak balas impuls ke dalam fungsi pemindahan binaural dan mengelilingkannya dengan isyarat kering yang dirakam di ruang anehoik terlebih dahulu, supaya anda boleh mendengar kesan mendengar dari titik ini melalui telinga anda.

1. Perkhidmatan Asal usul teknologi "pengurangan bunyi bising tempatan"

Pada masa ini, pencemaran bunyi adalah biasa di tapak industri ladang minyak dan gas. Di China, kawalan bunyi bising mempunyai syarat dan cara teknikal untuk mengubah dari perlindungan pasif kepada perlindungan aktif, dan boleh mula melakukan rawatan yang sesuai di tapak bising dengan cara yang disasarkan. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ladang minyak China National Petroleum Corporation telah mula meningkatkan pelaburan dalam rawatan bahaya bunyi bising, dan beberapa ladang minyak dan gas telah menjalankan projek rawatan bunyi bising berskala besar di tapak pengeluaran.

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

2. Perancangan Teknologi "pengurangan bunyi bising tempatan" dan perisian simulasi medan bunyi sistem RAYNOISE

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

Perisian simulasi medan bunyi RAYNOISE sistem, fungsi utamanya adalah untuk mensimulasikan pelbagai tingkah laku akustik ruang tertutup, ruang terbuka dan ruang separa tertutup, dan ia dapat mensimulasikan dengan tepat proses fizikal penyebaran bunyi. Ini termasuk: pantulan cermin, pantulan difus, penyerapan dinding dan udara, difraksi dan penghantaran, dan akhirnya dapat mencipta semula kesan mendengar di kedudukan penerima. Sistem ini boleh digunakan secara meluas dalam simulasi bunyi tanaman perindustrian, ramalan bunyi dan analisis kabin, kereta api, dan kabin kereta; reka bentuk sistem suara di tempat awam seperti lapangan terbang, kereta 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 adalah:
1. Perkhidmatan 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 (ditampilkan dengan spektrum warna).
2. Perancangan Masukkan pelbagai langkah akustik dan jumlah pengurangan bunyi ke dalam pemodelan komputer, dan sistem RAYNOISE akan mencerminkan perubahan dalam persekitaran medan bunyi dalam struktur bangunan (diidentifikasi oleh perubahan warna).
3. Pergi ke rumah. Mengikut kawasan perlindungan kerja yang ditetapkan oleh Pihak A, sesuaikan lokasi pemasangan dan jumlah langkah akustik beberapa kali mengikut pengiraan akustik dan pengalaman kejuruteraan, dan pilih penyelesaian yang paling kos efektif yang dapat menjadikan persekitaran bunyi kawasan perlindungan memenuhi standard dari beberapa hasil simulasi.

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

3. Pergi ke rumah. Kes Permohonan
Bilik pam di Liaohe Oilfield menggunakan sistem RAYNOISE untuk reka bentuk pengurangan bunyi bising.
Dalam keadaan biasa, hanya satu pam permukaan dan satu pam air bersih yang berfungsi, jadi kita hanya perlu melakukan reka bentuk pengurangan bunyi mengikut keadaan operasi satu pam. Selepas pengesanan dan analisis di tempat, kami menggunakan sistem RAYNOISE untuk analisis spektrum bunyi bising dan simulasi komputer, terutamanya mengamalkan reka bentuk pengurangan bunyi yang menggabungkan pemasangan penghisap bunyi di bilik pam dan pemasangan halangan penebat bunyi di sekitar peralatan. Empat skema berikut digunakan untuk analisis perbandingan.
4. Prospek teknologi "pengurangan bunyi bising tempatan" "Mengambil kesihatan apabila pekerja sihat" adalah konsep pengurusan yang umumnya diiktiraf oleh pengurus keselamatan dan perlindungan alam sekitar hari ini. Dengan perkembangan kawalan dan pengurusan bunyi bising yang bijak, pengurusan bunyi bising tapak industri minyak dan gas (seperti bilik pam, bilik dandang atau bilik pemanasan, bilik kipas angin, bilik enjin, bilik pemampat, bilik penjana, bengkel paip minyak, tapak penggerudian dan bilik kerja sokongan, dll.) akan memasuki peringkat baru pembangunan di bawah pengaruh teknologi
Kawalan bunyi bising industri
• Menentukan tahap tekanan bunyi bunyi yang dihasilkan oleh mesin dan peralatan di kilang
• Hitung bunyi bising yang dipancarkan oleh mesin dan peralatan ke bilik bersebelahan atau di luar kilang
• Menilai penyelesaian kawalan bunyi yang berbeza, seperti bantalan penyerap bunyi, susun atur mesin dan peralatan, reka bentuk kilang, dll., Untuk mengurangkan kuasa bunyi yang dipancarkan
Aplikasi akustik alam sekitar
• Menilai kesan bunyi bising dari lebuh raya, kilang, dan lain-lain.
• Reka bentuk penghalang dan halangan penebat bunyi yang optimum (kedudukan, panjang, ketinggian, bahan, dll.)
Aplikasi akustik dalaman
• Mengkaji masa bunyi dengungan
• Menilai dan mengoptimumkan kefahaman ucapan di bangunan awam (stesen kereta bawah tanah, terminal lapangan terbang, dll.) Bangunan, pusat membeli-belah besar, dan lain-lain)
• Pilih tempat yang sesuai untuk pembesar suara
• Penempatan sistem penyamaran bunyi yang munasabah (seperti perpustakaan)
• Mengurangkan penggunaan bahan pengendap bunyi yang mahal untuk mengurangkan kos
• Penyelidikan ketelusan ucapan dan privasi di kawasan terbuka (bank, bilik reka bentuk pelan terbuka, dll.)
• Reka bentuk akustik dewan konsert (kejernihan, ketersediaan, dengungan, dll.)
• Reka bentuk dan penempatan skrin berpencar
• Perbandingan penyelesaian akustik untuk susunan bilik yang berbeza
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 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
Data input
• Geometri input menyokong definisi kumpulan dan nombor atribut
• Pilihan titik, pilihan kotak, pilihan bebas
• 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, garis, panel (dilampirkan ke sisi poligon)
• Menyokong input rajah arah sumber bunyi, jadual koordinat kutub mendatar dan menegak
• Menyokong sumber bunyi yang koheren/tidak koheren
• Titik medan: titik, garisan, permukaan, bulatan, silinder, bola, heksahedron
Analisis Analisis dan Penyelesaian
•Penyelidikan sumber maya yang cekap (kaedah balok kerucut dan balok segitiga)
•Refleksi bercampur pelbagai perintah berdasarkan kaedah pengesanan sinaran bunyi
•Pembetulan ekor yang berterusan
•Sumber bunyi dan sumber difraksi maya
•Analisis jalur sempit sumber bunyi yang koheren
•Kaedah sumber bunyi panel untuk mensimulasikan penghantaran
•Parameter pengiraan yang boleh disesuaikan, seperti bilangan sinaran bunyi, bilangan pantulan, tingkap masa, dll.
•Kira-kira statistik masa dengkuran yang cepat menggunakan laluan bebas purata
•Pemiraan serentak rajah standard, fungsi tindak balas frekuensi, ekografi, dll.
•Seri hasil akustik yang kaya: SPL (tingkat tekanan bunyi), STI (pengertian ucapan), RT60 (60ms masa dengungan), dll.
Pengprosesan selepas
•Pembentangan visual bahan model dan hasil akustik
•Hasil grafik: peta awan, garis kontur, medan deformasi, dll.
•Hasil fungsi tindak balas frekuensi: Rajah lengkung XY dengan pelbagai pilihan (db tertimbang, transformasi FFT, dll.)
• Hasil ekograf, yang boleh membuat rajah laluan sinaran bunyi pada model geometri
Auralization
• Tanggapan impuls binaural
• output konvolution fasa isyarat kering yang direkodkan dalam bilik anechoic: WAV, AU, AIFF dan format lain
Nota lain mengenai perisian ini:
RAYNOISE adalah 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 separuh tertutup. Ia dapat mensimulasikan dengan tepat proses fizikal penyebaran bunyi, termasuk: pantulan cermin, pantulan difus, penyerapan dinding dan udara, difraksi dan penghantaran, dan akhirnya dapat mencipta semula kesan mendengar di kedudukan penerima. 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 auralization kualiti bunyi (untuk butiran mengenai "auralization", lihat rujukan [1]). Ia terutamanya berdasarkan akustik geometri. Akustik geometri menganggap gelombang bunyi dalam persekitaran akustik merebak dalam bentuk sinaran bunyi. Selepas bertabrakan dengan medium atau antara muka (seperti dinding), sebahagian daripada tenaga sinar bunyi akan hilang. Dengan cara ini, mod pengumpulan tenaga gelombang bunyi di kedudukan yang berbeza dalam medan bunyi juga berbeza. Jika persekitaran akustik dianggap sebagai sistem linear, maka kesan akustik di mana-mana kedudukan dalam persekitaran akustik boleh diperoleh 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 kebanyakan digunakan, iaitu, tindak balas impuls diperoleh dengan menggunakan model skala. Sejak akhir 1980-an, dengan perkembangan pesat teknologi komputer, teknologi digital secara beransur-ansur menjadi dominan. Inti teknologi digital adalah menggunakan komputer multimedia untuk membina model dan program untuk mengira tindak balas impuls. Teknologi ini mudah, pantas, dan mempunyai ciri-ciri peningkatan ketepatan yang 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 kelemahan mereka sendiri [1]. Kemudian, beberapa kaedah menggabungkannya telah dibangunkan, seperti Kaedah Balok Konik (CBM) dan Kaedah Balok Segitiga (TBM). RAYNOISE menggunakan kedua-dua kaedah ini dalam kombinasi sebagai teknologi terasnya untuk mengira tindak balas impuls medan bunyi.
Aplikasi sistem RAYNOISE
RAYNOISE boleh digunakan secara meluas dalam bidang ramalan dan kawalan bunyi industri, akustik alam sekitar, akustik seni bina, dan reka bentuk sistem sebenar yang disimulasikan, tetapi niat asal pereka masih akustik bilik, iaitu, ia digunakan terutamanya untuk simulasi komputer kualiti bunyi dewan. Untuk merancang kualiti bunyi dewan, ia pertama diperlukan untuk dengan tepat dan cepat mewujudkan model tiga dimensi dewan, kerana ia berkaitan secara langsung dengan ketepatan simulasi komputer. Sistem RAYNOISE menyediakan antara muka interaktif yang mesra untuk pemodelan komputer. Pengguna boleh memasukkan secara langsung model tiga dimensi yang dihasilkan oleh AutoCAD atau HYPERMESH, atau mereka boleh memilih model dalam perpustakaan model sistem dan melengkapkan definisi model. Langkah utama pemodelan termasuk: (1) Mula RAYNOISE; (2) Pilih model; (3) Masukkan dimensi geometri; (4) Tentukan bahan dan sifat setiap permukaan (termasuk pekali penyerapan bunyi, dll.); (5) Tentukan ciri sumber bunyi; (6) Tentukan medan penerima; (7) Arahan atau definisi lain, seperti bilangan garis bunyi yang dipertimbangkan, bilangan tahap Kemudian anda boleh mulakan pengiraan. Dengan memproses hasil pengiraan, anda boleh mendapatkan parameter akustik seperti tahap tekanan bunyi, tahap bunyi, ekogram, dan fungsi tindak balas impuls frekuensi titik tertentu dalam medan penerima yang menarik. Jika anda masih mahu tahu kesan mendengar dari titik ini, anda boleh mula-mula menukar tindak balas impuls ke dalam fungsi pemindahan binaural dan mengelilingkannya dengan isyarat kering yang dirakam di ruang anehoik terlebih dahulu, supaya anda boleh mendengar kesan mendengar dari titik ini melalui telinga anda.