Компьютерное акустическое проектирование -- Введение в программное обеспечение геометрической акустики RAYNOISE

RAYNOISE является крупномасштабной системой моделирования звукового поля, разработанной компанией LMS, бельгийской компанией по акустическому проектированию. Его основная функция заключается в моделировании различных акустических явлений закрытых или открытых пространств и полузакрытых пространств. Он может точно моделировать физический процесс распространения звука, включая: зеркальное отражение, диффузное отражение, поглощение стенами и воздухом, дифракцию и передачу, и в конечном итоге может воссоздать эффект прослушивания в точке приема. Система может широко использоваться в проектировании качества звука в залах, прогнозировании и контроле промышленного шума, проектировании звукозаписывающего оборудования, проектировании голосовых систем в общественных местах, таких как аэропорты, метро и станции, а также в оценке шума на дорогах, железных дорогах и стадионах.

Для описания акустической среды SYSNOISE использует самые передовые численные методы. Они основаны на прямых и косвенных методах пограничных элементов или акустических уравнениях акустических конечных элементов/бесконечных элементов. Сама структура выражается в форме модели структурных конечных элементов, которую можно импортировать из всех основных инструментов по созданию структурных конечных элементов и сетчатых сетей. Все модули анализа полностью интегрированы в основную среду, поддерживают многомодели и 3D-графику.
SYSNOSISE имеет мощные интегрированные функции предварительной и послеобороны, с проверкой сетки и инструментами коррекции. Послеобработка может рисовать цветные изображения, векторные поля, деформированные структуры, а также XY-графики, штрих-графики и полярные координаты, а также включает в себя анимационное отображение и воспроизведение звука.
Основные принципы системы RAYNOISE

Систему RAYNOISE можно по существу рассматривать как систему аурализации звукового качества (для подробной информации о "аурализации", см. ссылка [1]). Основное его основание - геометрическая акустика. Геометрическая акустика предполагает, что звуковые волны в акустической среде распространяются во всех направлениях в виде звуковых линий. После того, как звуковые линии столкнутся со средой или интерфейсом (например, с стеной), часть энергии будет потеряна. Таким образом, метод накопления энергии звуковых волн в разных позициях звукового поля также отличается. Если акустическая среда рассматривается как линейная система, то для получения акустического эффекта в любом положении в акустической среде из характеристик источника звука необходимо знать только импульсную реакцию системы. Поэтому получение импульсной реакции является ключом к всей системе. В прошлом в основном использовались моделирование, то есть использование масштабных моделей для получения импульсных ответов. С конца 1980-х годов, с быстрым развитием компьютерных технологий, цифровые технологии постепенно стали доминирующими. Ядро цифровых технологий состоит в использовании мультимедийных компьютеров для моделирования и программирования для расчета импульсных реакций. Эта технология проста, быстрая и постоянно улучшает точность, которой не сравнится с аналоговой технологией. Существует два известных метода расчета импульсной реакции: метод источника зеркального изображения (MISM) и метод отслеживания лучей (RTM). Оба метода имеют свои преимущества и недостатки [1]. Позже появились некоторые методы, которые их объединяют, такие как метод конического луча (CBM) и метод треугольного луча (TBM) [1]. RAYNOISE использует эти два метода в сочетании в качестве своей основной технологии для расчета импульсной реакции звукового поля [2].

Компьютерная симуляция диаграммы эффекта звукового поля Аудитория Laiwu

Применение системы RAYNOISE
RAYNOISE может широко использоваться в промышленном прогнозировании и контроле шума, экологической акустике, архитектурной акустике и проектировании моделируемых реальных систем, но первоначальное намерение конструктора было все еще акустикой помещений, то есть он в основном используется для компьютерного моделирования качества Для проектирования звукового качества зала первым требованием является точное и быстрое создание трехмерной модели зала, потому что это напрямую связано с точностью компьютерного моделирования. Система RAYNOISE обеспечивает дружественный интерактивный интерфейс для компьютерного моделирования. Пользователи могут напрямую вводить трехмерные модели, сгенерированные AutoCAD или HYPERMESH, или выбирать модели из библиотеки системных моделей и завершать определение модели. Основные этапы моделирования включают:
(1) Запустить RAYNOISE;
2) Выберите модель;
(3) Введите геометрические размеры;
4) Определите материалы и свойства каждой поверхности (включая коэффициент поглощения звука и т.д.);
(5) Определите характеристики источника звука;
(6) Определите приемное поле;
(7) Другие инструкции или определения, например, количество рассматриваемых звуковых линий, количество уровней отражения и т.д.
Пользователь может использовать мышь для просмотра характеристик определенной модели и ее внутренних структур с разных углов на экране (отличается по цвету). Тогда можно начинать расчеты. Обработка результатов расчетов позволяет получить акустические параметры, такие как уровень звукового давления, уровень звука, эхограмма и функция частотного импульса в определенной точке в приемном поле. Если вы хотите узнать эффект слушания этой точки, вы можете сначала преобразовать импульсную реакцию в функцию бинаурального передачи и соединить его с сухим сигналом, записанным заранее в анехозной комнате, так что вы можете услышать эффект слушания этой точки через ваши уши

Компьютерная акустическая схема моделирования эффекта Национального театра

Особенности дождевого шума

По сравнению с другими программами для моделирования звукового поля, появившимися за последние 10 лет, такими как Signalgic Hypersignal-Acoustic3.4 и EASE2.0, RAYNOISE более зрелый с точки зрения использования и функции. Он сформировал относительно полную и независимую систему аурализации. Hypersignal-Acoustic3.4 может служить только в качестве программного и аппаратного интерфейса для другого программного обеспечения аурализации [3], то есть он может только завершить работу по конвульсии сухого сигнала с импульсной реакцией от другого программного обеспечения и моделированию эффекта прослушивания; EASE2.

Компьютерная симуляция эффекта диаграммы звукового поля военного оркестра концертного зала

Недостатки RAYNOISE

Однако, хотя система RAYNOISE Revision 3.0 значительно улучшилась по сравнению с предыдущими версиями и достигла прорывов как в использовании, так и в точности расчетов, она всегда основана на геометрической акустике, поэтому она неизбежно будет ограничена геометрической акустикой. Например, его симуляционный эффект в низкочастотных или маломасштабных пространствах относительно слабый, что неизбежно значительно сократит сферу его применения. Например, он может дать только результаты моделирования простых источников звука (например, точечных источников) в данной точке, но он бессилен для перемещения источников звука, распределенных источников звука, направленных источников звука и более сложных ситуаций.

Компьютерная симуляция диаграммы эффекта звукового поля театра Нанкинского радио- и телевизионного центра

LMSSYSNOISE - Программное обеспечение для анализа соединения акустических вибраций SYSNOISE - это самое передовое программное обеспечение для анализа акустических вибраций на рынке, но для этого пользователям не требуется быть экспертами в акустике.
SYSNOISE является пионером в области проектирования, диагностики неисправностей и оптимизации глобального поля акустических вибраций с мощными функциями. От прогнозирования звукового поля полости до анализа звукового поля вокруг объекта, он может даже рассчитать реакцию конструкции под действием звукового поля, тем самым помогая инженерам по контролю шума оптимизировать акустические вибрационные характеристики продукта. Отличные пользователи SYSNOISE - это все виды технического персонала в отрасли, например: инженеры по исследованиям и разработкам любят гибкость, случайным пользователям нужен легко понятный графический интерфейс, а инженеры по проектированию полагаются на онлайн "ведьма" для завершения анализа Звуковое излучение от источников вибрации рассчитывает излучаемое звуковое поле на поверхности и любой точке объекта на основе результатов измерения вибрации или результатов расчета конечных элементов. Например: шум двигателя и компрессора, звуковое излучение динамика. Распределение звукового поля предсказывает звуковое поле и структурную вибрацию, образованную вокруг структуры в звуковом поле. Например: обнаружение подводных лодок, звукоизоляционный эффект дорожных шумовых барьеров. Распространение структурного пути рассчитывает ответ на вибрацию структуры, вызванный динамическим возбуждением и генерируемым звуковым полем. Например: конструкция подвески двигателя, влияние дисбаланса ротора.
Потеря передачи воздушного пути рассчитывает характеристики потери передачи тонкой пластины в звуковом поле, размер возбужденной вибрации и звуковое поле с обеих сторон пластины. Например: спутниковые вибрации, вызванные шумом передачи, распространение звуковых волн через декоративные панели, шум посудомоечной машины