RAYNOISE grote geluidsveld simulatiesoftware uit België

Inleiding tot de geometrische akoestieksoftware raynois: RAYNOISE is een grootschalig simulatiesoftware systeem voor geluidsvelden, ontwikkeld door het Belgische akoestische ontwerpbureau LMS. De belangrijkste functie is het simuleren van verschillende akoestische gedragingen van gesloten ruimtes, open ruimtes en semi-gesloten ruimtes. Het kan het fysieke proces van geluidspropagatie nauwkeurig simuleren, inclusief: speculaire reflectie, diffuse reflectie, wand- en luchtabsorptie, diffractie en transmissie, en kan uiteindelijk het luistereffect van de ontvangpositie recreëren. Het systeem kan breed worden toegepast in de geluidskwaliteitsontwerp van zalen, industriële geluidsvoorspelling en -beheersing, ontwerp van opnameapparatuur, ontwerpsystemen voor stemmen in openbare plaatsen zoals luchthavens, metro's en stations, en geluidsinschatting in wegen, spoorwegen en stadions.
Basisprincipes van het RAYNOISE-systeem:
Het RAYNOISE-systeem kan in wezen worden beschouwd als een systeem voor geluidskwaliteit auralisatie (voor details over "auralisatie", zie referentie [1]). Het is voornamelijk gebaseerd op geometrische acoustiek. Geometrische acoustiek gaat ervan uit dat geluidsgolven in een akoestische omgeving zich voortplanten in de vorm van geluidstralen. Na een botsing met een medium of interface (zoals een muur) zal een deel van de energie van de geluidstraal verloren gaan. Op deze manier is de energiebijdrage van de geluidsgolf op verschillende posities in het geluidsveld ook verschillend. Als een akoestische omgeving wordt beschouwd als een lineair systeem, kan het akoestische effect op elke positie in de akoestische omgeving worden verkregen door de kenmerken van de geluidsbron, alleen door de impulsrespons van het systeem te kennen. Daarom is het verkrijgen van de impulsrespons de sleutel tot het hele systeem. In het verleden werd voornamelijk de analoge methode gebruikt, dat wil zeggen, de impulsrespons werd verkregen door gebruik te maken van een geschaald model. Sinds het einde van de jaren 80, met de snelle ontwikkeling van de computertechnologie, is digitale technologie geleidelijk dominant geworden. De kern van digitale technologie is het gebruik van multimedia-computers om modellen te bouwen en programma's te schrijven om impulsresponsen te berekenen. Deze technologie is eenvoudig, snel en heeft de kenmerken van een continue verbetering van de nauwkeurigheid, die niet te evenaren zijn door analoge technologie. Er zijn twee bekende methoden voor het berekenen van impulsresponsen: de Mirror Image Source Method (MISM) en de Ray Tracing Method (RTM). Beide methoden hebben hun eigen voordelen en nadelen [1]. Later werden er enkele methoden ontwikkeld die deze combineerden, zoals de Conical Beam Method (CBM) en de Triangular Beam Method (TBM) [1]. RAYNOISE gebruikt een combinatie van deze twee methoden als zijn kerntechnologie voor het berekenen van de impulsrespons van het geluidsveld [2].

Toepassing van het RAYNOISE-systeem:

RAYNOISE kan breed worden toegepast in de gebieden van industriële geluidsvoorspelling en -beheersing, milieugeluid, architectonische akoestiek en het ontwerp van gesimuleerde reële systemen, maar de oorspronkelijke bedoeling van de ontwerper was nog steeds kamero akoestiek, dat wil zeggen, het werd voornamelijk gebruikt voor computer simulatie van de geluidskwaliteit van zalen. Om de geluidskwaliteit van een zaal te ontwerpen, is het eerst vereist om een driedimensionaal model van de zaal nauwkeurig en snel op te stellen, omdat dit direct verband houdt met de nauwkeurigheid van de computersimulatie. Het RAYNOISE-systeem biedt een gebruiksvriendelijke interactieve interface voor computer modellering. Gebruikers kunnen direct driedimensionale modellen invoeren die zijn gegenereerd door AutoCAD of HYPERMESH, of ze kunnen modellen selecteren in de systeem modelbibliotheek en de definitie van het model voltooien. De belangrijkste stappen van modellering omvatten: (1) Start RAYNOISE; (2) Selecteer het model; (3) Voer de geometrische afmetingen in; (4) Definieer de materialen en eigenschappen van elk oppervlak (inclusief geluidsabsorptiecoëfficiënt, enz.); (5) Definieer de kenmerken van de geluidsbron; (6) Definieer het ontvangende veld; (7) Andere instructies of definities, zoals het aantal beschouwde geluidslijnen, het aantal reflectieniveaus, enz. De gebruiker kan de muis gebruiken om de kenmerken van het gedefinieerde model en zijn interne structuren vanuit verschillende hoeken op het scherm te bekijken (onderscheiden door kleur). Vervolgens kunt u de berekening starten. Door de berekeningsresultaten te verwerken, kunt u akoestische parameters verkrijgen zoals het geluidsdrukniveau, A-geluidniveau, echogram en frequentie-impulsresponsfunctie van een bepaald punt in het ontvangende veld van interesse. Als u nog steeds het luistereffect van dit punt wilt weten, kunt u eerst de impulsrespons omzetten in een binaurale overdrachtsfunctie en deze convolueren met het droge signaal dat eerder in de anechoïsche kamer is opgenomen, zodat u het luistereffect van dit punt via uw oren kunt horen.

De oorsprong van de technologie voor "lokale geluidsreductie"

Momenteel is geluidsoverlast gebruikelijk op industriële locaties in de olie- en gasindustrie. In China heeft geluidsbeheersing de technische voorwaarden en middelen om te transformeren van passieve bescherming naar actieve bescherming, en kan het beginnen met het gericht behandelen van hoge-geluidlocaties. In de afgelopen jaren is de China National Petroleum Corporation begonnen met het verhogen van investeringen in de behandeling van geluidsrisico's, en sommige olie- en gasvelden hebben grootschalige geluidsbehandelingsprojecten uitgevoerd op productieplaatsen.

In het geval van beperkte investeringen in geluidsbehandeling kan geavanceerde computertechnologie worden gebruikt om "lokale geluidsreductie" in lokale gebieden te bereiken, wat kan garanderen dat de vaste patrouilleroutes van werknemers op de werkplek onder de 85 dB(A) blijven. Dit is de technologie voor "lokale geluidsreductie" in geluidsbehandeling in de olie- en gasindustrie.

Technologie voor "lokale geluidsreductie" en geluidsveld-simulatiesoftware RAYNOISE-systeem

Gewoonlijk, voor geluidsbeheersing in olie- en gasveldinstallaties met overmatig geluid, geven de meeste akoestische bedrijven de voorkeur aan het bedekken van de binnenmuren en daken met geluidsabsorbers van verschillende structuren en materialen, en vervolgens redelijke geluidsisolatie en trillingsreductiebehandeling uit te voeren op de apparatuur die veel geluid produceert. Zolang de structuur en materialen die geschikt zijn voor het geluidsveld en de geluidskwaliteitskenmerken worden gebruikt, en factoren zoals ventilatie, warmteafvoer, inspectie en onderhoud van de apparatuur in overweging worden genomen, zal het bovenstaande ontwerpschema over het algemeen goede geluidsreductie-effecten bereiken. Ongetwijfeld vereist dit voldoende investeringsondersteuning. Als de investeringen van de bouweenheid in geluidsbeheersingsprojecten beperkt zijn of als het de beperkte investering wil gebruiken voor de controle van meer plaatsen met overmatig geluid, is er een nieuwe technologie nodig als ondersteuning. De uiteindelijke rijpheid van de technologie voor "lokale geluidsreductie" moet worden toegeschreven aan de toepassing van de "geluidsveld simulatiesoftware RAYNOISE-systeem".

De geluidsveld simulatiesoftware RAYNOISE-systeem, de belangrijkste functie is om verschillende akoestische gedragingen van gesloten ruimtes, open ruimtes en semi-gesloten ruimtes te simuleren, en het kan het fysieke proces van geluidspropagatie nauwkeurig simuleren. Dit omvat: speculaire reflectie, diffuse reflectie, wand- en luchtabsorptie, diffractie en transmissie, en kan uiteindelijk het luistereffect op de ontvangpositie recreëren. Het systeem kan breed worden toegepast in de simulatie van industriële plantgeluid, geluidsvoorspelling en analyse van cabines, treinen en autocabines; ontwerp van spraaksystemen in openbare plaatsen zoals luchthavens, metro's en stations, en geluidsvoorspelling en analyse van wegen, spoorwegen en tunnels. Bijvoorbeeld, het Daqing Theater gebruikt het RAYNOISE-systeem voor akoestische optimalisatieontwerp, en enkele simulatie resultaten zijn als volgt.
De simulatiemethode van geluidsreductie engineering ontwerp is:
Eerst wordt de gebouwstructuur in de computer modellering ingevoerd volgens de werkelijke maatverhouding, en vervolgens wordt de distributiepositie en het geluidsniveau van de geluidsbron in de computer ingevoerd, en het RAYNOISE-systeem zal de geluidsveldomgeving in de gebouwstructuur weergeven (weergegeven met een kleurenpectrum).
Voer verschillende akoestische maatregelen en hun geluidsreductiebedragen in de computer modellering in, en het RAYNOISE-systeem zal de veranderingen in de geluidsveldomgeving in de gebouwstructuur weergeven (geïdentificeerd door kleurveranderingen).
Volgens het arbeidsbeschermingsgebied dat door Partij A is aangewezen, pas de installatieplaats en hoeveelheid akoestische maatregelen meerdere keren aan op basis van akoestische berekeningen en technische ervaring, en selecteer de meest kosteneffectieve oplossing die ervoor kan zorgen dat de geluidsomgeving van het beschermingsgebied aan de norm voldoet uit verschillende simulatie resultaten.

Het RAYNOISE-systeem kan de geluidsveldverdeling en geluidskwaliteitsparameters zeer nauwkeurig simuleren op basis van de daadwerkelijk gemeten waarden van het geluid, verschillende oplossingen simuleren, het effect van geluidsreductie voorspellen en testen, de zwakke schakels in het ontwerp vinden en het ontwerp optimaliseren. Voorheen kon de technologie voor "lokale geluidsreductie" in geluidsbeheersing niet alleen worden gerealiseerd door middel van akoestische berekeningen en engineeringervaring. Door het toepassen van het RAYNOISE-systeem wordt niet alleen het concept van "lokale geluidsreductie" gerealiseerd, maar kunnen ook verschillende soorten akoestische ontwerpen nauwkeurig worden voltooid.

Toepassingsgevallen
Een pompstation in het Liaohe-olieveld maakt gebruik van het RAYNOISE-systeem voor geluidsreductieontwerp.
Onder normale omstandigheden draait er slechts één oppervlaktepomp en één schoonwaterpomp, dus we hoeven alleen geluidsreductieontwerp uit te voeren volgens de bedrijfsomstandigheden van een enkele pomp. Na on-site detectie en analyse hebben we het RAYNOISE-systeem gebruikt voor geluidspectrumanalyse en computersimulatie, waarbij we voornamelijk het geluidsreductieontwerp hebben aangenomen dat de installatie van geluidsabsorbers in de pompkamer en de installatie van geluidsisolatiebarrières rond de apparatuur combineert. De volgende vier schema's worden gebruikt voor vergelijkende analyse.
Vooruitzichten van "lokale geluidsreductie" technologie "Begrijp gezondheid wanneer werknemers gezond zijn" is een managementconcept dat algemeen erkend wordt door de huidige veiligheids- en milieubeschermingsmanagers. Met de intelligente ontwikkeling van geluidsbeheersing en -management zal het geluidsbeheer van olie- en gasindustrie locaties (zoals pompruimtes, ketelruimtes of verwarmingsruimtes, ventilatorkamers, motorruimtes, compressorruimtes, generatorruimtes, olie-pijpenwerkplaatsen, boorlocaties en ondersteunende dienstkamers, enz.) een nieuwe ontwikkelingsfase ingaan onder invloed van "lokale geluidsreductie" technologie.
Industriële geluidsbeheersing
• Bepaal het geluidsdrukniveau van het geluid dat door machines en apparatuur in de fabriek wordt gegenereerd
• Bereken het geluid dat door machines en apparatuur naar aangrenzende kamers of buiten de fabriek wordt uitgestraald
• Evalueer verschillende geluidsbeheersoplossingen, zoals geluidsabsorberende pads, indeling van machines en apparatuur, fabrieksontwerp, enz., om het uitgestraalde geluidsvermogen te verminderen
Toepassingen van miliegeluid
• Evalueer de geluidsimpact van snelwegen, fabrieken, enz.
• Ontwerp geoptimaliseerde geluidsisolatiebarrières en obstakels (positie, lengte, hoogte, materiaal, enz.)
Toepassingen van binnenakoestiek
• Evalueer de nagalmtijd
• Evalueer en optimaliseer spraakverstaanbaarheid in openbare gebouwen (metrostations, luchthavens, enz.) Gebouwen, grote winkelcentra, enz.)
• Selecteer de ideale luidsprekerplaatsing
• Redelijke plaatsing van geluidsmaskeringssystemen (zoals bibliotheken)
• Minimaliseer het verbruik van dure geluidsabsorberende materialen om kosten te verlagen
• Onderzoek naar spraakhelderheid en privacy in open ruimtes (banken, open kantoorruimtes, enz.)
• Akoestisch ontwerp van concertzalen (helderheid, toegankelijkheid, nagalm, enz.)
• Ontwerp en plaatsing van diffuse schermen
• Vergelijking van akoestische oplossingen voor verschillende kamerindelingen
Structureel blokdiagram van elk componentmodule
Elke module wordt één voor één uitgelegd volgens de volgende vier aspecten:
Overzicht van de belangrijkste functies
Grafische gebruikersinterface
• Grafische interface gebaseerd op OSF/Motif of MS-Windows
• Intuïtieve dropdown-menu's
• Werkbalken met menu-snelkoppelingen
• Aanpasbare werkbalken
• Online hulp
Geometrie-interfaces
• DXF-formaat, inclusief laaginformatie
• Ondersteunt de meeste CAE-geometriebestandsformaten
Invoergegevens
• Geometrie-invoer ondersteunt groepsdefinitie en attribuutnummering
• Puntselectie, boxselectie, vrije selectie
• Gesloten en/of open geometrie-modellen
• Luchtabsorptie volgens het model van Harris
• Materiaaleigenschappen ondersteunen 1/3 octaaf of frequentietabel
• Ondersteunt absorptiecoëfficiënt, verstrooiingscoëfficiënt, transmissiecoëfficiënt
• Bevat materiaaldatabase
• Punt-, lijn-, paneelgeluidsbronnen (bevestigd aan polygonen)
• Ondersteunt invoer van directivadiagram voor geluidsbronnen, horizontale en verticale polaire coördinatentabellen
• Ondersteunt coherente/incoherente geluidsbronnen
• Veldpunten: punt, lijn, oppervlak, cirkel, cilinder, bol, hexahydron
Analyse Analyse en Oplossing
•Efficiënte virtuele bronzoekmachine (conische straal- en driehoekige straalmethode)
•Multi-order diffuse reflectie op basis van geluidstraaltrackingmethode
•Continue staartcorrectie
•Geluidbron- en virtuele brondiffractie
•Narrowband-analyse van coherente geluidbron
•Paneelgeluidbronmethode om transmissie te simuleren
•Aanpasbare berekeningsparameters, zoals aantal geluidstralen, aantal reflecties, tijdvenster, enz.
•Snelle statistische berekening van nagalmtijd met behulp van gemiddelde vrije weg
•Gelijktijdige berekening van standaarddiagram, frequentieresponsfunctie, echograaf, enz.
•Rijke reeks akoestische resultaten: SPL (geluiddrukniveau), STI (spraakverstaanbaarheid), RT60 (60ms nagalmtijd), enz.
Postprocessor
•Visuele weergave van modelmaterialen en akoestische resultaten
•Grafische resultaten: wolkenkaart, contourlijn, vervormingsveld, enz.
•Resultaten van de frequentieresponsfunctie: XY-kurvendiagram met verschillende opties (gewogen dB, FFT-transformatie, enz.)
•Echografieresultaten, die geluidsstraalpaddiagrammen kunnen tekenen op geometrische modellen
Auralisatie
•Binaurale impulsrespons
•Faseconvolutie-uitgang van het droge signaal opgenomen in een anechoïsche kamer: WAV, AU, AIFF en andere formaten
Andere opmerkingen over deze software:
RAYNOISE is een grootschalig geluidsveld simulatiesoftware systeem ontwikkeld door LMS, een Belgisch akoestisch ontwerpbureau. De belangrijkste functie is het simuleren van verschillende akoestische gedragingen van gesloten, open en semi-gesloten ruimtes. Het kan het fysieke proces van geluidspropagatie nauwkeurig simuleren, inclusief: speculaire reflectie, diffuse reflectie, wand- en luchtabsorptie, diffractie en transmissie, en kan uiteindelijk het luistereffect op de ontvangende positie recreëren. Het systeem kan breed worden toegepast in de geluidskwaliteitsontwerp van zalen, industriële geluidsvoorspelling en -beheersing, ontwerp van opnameapparatuur, ontwerpsystemen voor stemmen in openbare plaatsen zoals luchthavens, metro's en stations, en geluidsinschatting in wegen, spoorwegen en stadions.
Basisprincipe van het RAYNOISE-systeem
Het RAYNOISE-systeem kan eigenlijk worden beschouwd als een systeem voor geluidskwaliteit auralisatie (voor details over "auralisatie", zie referentie [1]). Het is voornamelijk gebaseerd op geometrische acoustiek. Geometrische acoustiek gaat ervan uit dat geluidsgolven in een akoestische omgeving zich voortplanten in de vorm van geluidstralen. Na een botsing met een medium of interface (zoals een muur) zal een deel van de energie van de geluidstraal verloren gaan. Op deze manier is de energiebeschermingsmodus van de geluidsgolf op verschillende posities in het geluidsveld ook verschillend. Als een akoestische omgeving wordt beschouwd als een lineair systeem, kan het akoestische effect op elke positie in de akoestische omgeving worden verkregen door de kenmerken van de geluidsbron, alleen door de impulsrespons van het systeem te kennen. Daarom is het verkrijgen van de impulsrespons de sleutel tot het hele systeem. In het verleden werd voornamelijk de analoge methode gebruikt, dat wil zeggen dat de impulsrespons werd verkregen door gebruik te maken van een geschaald model. Sinds het einde van de jaren 80, met de snelle ontwikkeling van de computertechnologie, is digitale technologie geleidelijk dominant geworden. De kern van digitale technologie is het gebruik van multimedia-computers om modellen te bouwen en programma's te schrijven om impulsresponsen te berekenen. Deze technologie is eenvoudig, snel en heeft de kenmerken van een continue verbetering van de nauwkeurigheid, die niet te evenaren zijn door analoge technologie. Er zijn twee bekende methoden voor het berekenen van impulsresponsen: de Mirror Image Source Method (MISM) en de Ray Tracing Method (RTM). Beide methoden hebben hun eigen voordelen en nadelen [1]. Later werden er enkele methoden ontwikkeld die ze combineren, zoals de Conical Beam Method (CBM) en de Triangular Beam Method (TBM). RAYNOISE gebruikt deze twee methoden in combinatie als zijn kerntechnologie voor het berekenen van de impulsrespons van het geluidsveld.
Toepassing van het RAYNOISE-systeem
RAYNOISE kan breed worden toegepast in de gebieden van industriële geluidsvoorspelling en -beheersing, miliegeluid, architectonische akoestiek en het ontwerp van gesimuleerde reële systemen, maar de oorspronkelijke bedoeling van de ontwerper was nog steeds ruimteakoestiek, dat wil zeggen, het werd voornamelijk gebruikt voor computersimulatie van de geluidskwaliteit van zalen. Om de geluidskwaliteit van de zaal te ontwerpen, is het eerst vereist om een driedimensionaal model van de zaal nauwkeurig en snel op te stellen, omdat dit direct verband houdt met de nauwkeurigheid van de computersimulatie. Het RAYNOISE-systeem biedt een gebruiksvriendelijke interactieve interface voor computermodellering. Gebruikers kunnen rechtstreeks driedimensionale modellen invoeren die zijn gegenereerd door AutoCAD of HYPERMESH, of ze kunnen modellen selecteren in de systeemmodelbibliotheek en de definitie van het model voltooien. De belangrijkste stappen van modellering omvatten: (1) Start RAYNOISE; (2) Selecteer het model; (3) Voer de geometrische afmetingen in; (4) Definieer de materialen en eigenschappen van elk oppervlak (inclusief geluidsabsorptiecoëfficiënt, enz.); (5) Definieer de kenmerken van de geluidsbron; (6) Definieer het ontvangende veld; (7) Andere instructies of definities, zoals het aantal in aanmerking genomen geluidslijnen, het aantal reflectieniveaus, enz. De gebruiker kan met de muis de kenmerken van het gedefinieerde model en zijn interne structuren vanuit verschillende hoeken op het scherm bekijken (onderscheiden door kleur). Vervolgens kan de berekening worden gestart. Door de berekeningsresultaten te verwerken, kunnen akoestische parameters zoals het geluidsdrukniveau, A-geluidniveau, echogram en frequentie-impulsresponsfunctie van een bepaald punt in het ontvangende veld van interesse worden verkregen. Als je nog steeds het luistereffect van dit punt wilt weten, kun je eerst de impulsrespons omzetten in een binaurale overdrachtsfunctie en deze convolueren met het droge signaal dat eerder in de anechoïsche kamer is opgenomen, zodat je het luistereffect van dit punt via je oren kunt horen.