Bilgisayar destekli akustik tasarım--RAYNOISE geometrik akustik yazılımı tanıtımı

RAYNOISE, Belçikalı akustik tasarım şirketi LMS tarafından geliştirilen büyük ölçekli bir ses alanı simülasyon yazılım sistemidir. Ana işlevi, kapalı veya açık alanların ve yarı kapalı alanların çeşitli akustik davranışlarını simüle etmektir. Bu, şu gibi ses yayımının fiziksel sürecini doğru bir şekilde taklit edebilir: ayna yansıması, yayılmış yansıma, duvar ve hava emili, difraksiyon ve iletim ve nihayetinde alıcı pozisyonun dinleme etkisini yeniden oluşturabilir. Sistem, salon ses kalitesi tasarımı, endüstriyel gürültü tahmin ve kontrolü, kayıt ekipmanları tasarımı, havaalanları, metrolar ve istasyonlar gibi kamu mekanlarında ses sistemi tasarımı ve yollarda, demiryollarında ve stadyumlarda gürültü tahmininde yaygın olarak kullanılabilir.

SYSNOISE, akustik ortamı tanımlamak için en gelişmiş sayısal yöntemleri kullanır. Doğrudan ve dolaylı sınır elemanı yöntemlerine veya akustik sonlu elementlerin akustik denklemlerine/sonsuz elementlere dayanırlar. Yapının kendisi, tüm ana yapısal bitişli eleman ve ağ üretim araçlarından ithalat edilebilen bir yapısal sonlu eleman modeli ile ifade edilir. Tüm analiz modülleri, çoklu model ve 3 boyutlu grafikleri destekleyen çekirdek ortamda tamamen entegre edilmiştir.
SYSNOSISE, güçlü entegre ön ve sonrası işleme işlevlerine sahiptir ve ağ kontrolü ve düzeltme araçlarına sahiptir. Sonrası işleme, renkli resimler, vektör alanları, deforme edilmiş yapılar, XY grafikleri, çubuk grafikleri ve kutup koordinat grafikleri çizebilir ve ayrıca animasyon gösterimi ve ses çalımı da içerir.
RAYNOISE sisteminin temel ilkeleri

RAYNOISE sistemi esasen ses kalitesi bir auralizasyon sistemi olarak kabul edilebilir (auralizasyon hakkında ayrıntılar için referans [1]'e bakın). Temel olarak geometrik akustik üzerine kurulmuştur. Geometrik akustik, akustik bir ortamdaki ses dalgalarının ses çizgileri şeklinde tüm yönlere yayıldığını varsayar. Ses hatları bir ortamla veya arayüzle (duvar gibi) çarpıştıktan sonra enerjinin bir kısmı kaybolacaktır. Bu şekilde, ses alanındaki farklı konumlarda ses dalgalarının enerji birikimi yöntemi de farklıdır. Eğer bir akustik ortam doğrusal bir sistem olarak kabul edilirse, ses kaynağının özelliklerinden akustik etkisi, akustik ortamın herhangi bir konumunda elde etmek için sistemin sadece dürtü tepkisini bilmemiz gerekir. Bu nedenle, dürtü tepkisini elde etmek tüm sistemin anahtarıdır. Geçmişte, çoğu zaman, dürtüsel tepkileri elde etmek için ölçekli modeller kullanılarak simülasyon yöntemleri kullanılıyordu. 1980'lerin sonlarından bu yana, bilgisayar teknolojisinin hızlı gelişmesiyle birlikte, dijital teknoloji yavaş yavaş baskın hale geldi. Dijital teknolojinin özü, modelleme ve programlama için multimedya bilgisayarlarını kullanmak ve dürtü yanıtlarını hesaplamak. Bu teknoloji basit, hızlı ve sürekli olarak analog teknolojinin karşılaştıramayacağı doğruluğu geliştirmiştir. İmpuls tepkisini hesaplamak için iki iyi bilinen yöntem vardır: Ayna Görüntü Kaynağı Metodu (MISM) ve Ray Takip Metodu (RTM). Her iki yöntemin de kendi avantajları ve dezavantajları vardır [1]. Daha sonra, Konik Çakıl Metodu (CBM) ve Üçgen Çakıl Metodu (TBM) [1] gibi bunları birleştiren bazı yöntemler ortaya çıktı. RAYNOISE, ses alanı dürtü tepkisini hesaplamak için bu iki yöntemi temel teknolojisi olarak birleştirerek kullanır [2].

Laiwu Oditoryumu ses alanının bilgisayar simülasyonu etkisi diyagramı

RAYNOISE sisteminin uygulanması
RAYNOISE, endüstriyel gürültü tahmin ve kontrolü, çevresel akustik, mimari akustik ve simüle edilmiş gerçek sistemlerin tasarımı için yaygın olarak kullanılabilir, ancak tasarımcının orijinal amacı hala oda akustikti, yani esas olarak salon ses kalitesi bilgisayar simülasyonu için kullanılır. Bir salonun ses kalitesini tasarlamak için, ilk gereklilik, bilgisayar simülasyonunun doğruluğu ile doğrudan ilişkili olduğu için, salonun üç boyutlu modelini doğru ve hızlı bir şekilde oluşturmaktır. RAYNOISE sistemi, bilgisayar modelleme için yararlı bir etkileşimli arayüz sunar. Kullanıcılar, AutoCAD veya HYPERMESH tarafından oluşturulan üç boyutlu modelleri doğrudan girebilir veya sistem model kütüphanesinden modeller seçebilir ve modelin tanımını tamamlayabilirler. Modelleme'nin ana adımları şunlardır:
(1) RAYNOISE'yi başlatın.
(2) Modelin seçimi;
(3) Geometrik boyutları girin.
(4) Her yüzeyin malzemelerini ve özelliklerini (ses emici katsayısı da dahil olmak üzere) tanımlayın;
(5) Ses kaynağı özelliklerini tanımlayın;
(6) Alıcı alanı tanımlayın;
(7) Diğer talimatlar veya tanımlar, örneğin göz önüne alınan ses çizgilerinin sayısı, yansıma seviyelerinin sayısı vb.
Kullanıcı, tanımlanmış modelin özelliklerini ve iç yapısını ekranda farklı açılardan (renkle ayırt edilir) görüntülemek için fareyi kullanabilir. Sonra hesaplamaya başlayabiliriz. Hesaplama sonuçlarını işlemekle, ilgi alanındaki alıcı alanın belirli bir noktasında ses basıncı seviyesi, bir ses seviyesi, bir ekogram ve frekans darbeleri yanıt fonksiyonu gibi akustik parametreler elde edilebilir. Bu noktanın dinleme etkisini bilmek istiyorsanız, öncelikle dürtü tepkisini binaural transfer fonksiyonuna dönüştürebilir ve anekoik odada önceden kaydedilen kuru sinyalle sarıp, bu noktanın dinleme etkisini kulaklarınızdan duyabilirsiniz.

Ulusal Tiyatro'nun bilgisayar akustik tasarım simülasyonu efekt şeması

RAYNOISE'nin Özellikleri

Son 10 yılda ortaya çıkan diğer ses alanı simülasyon yazılımlarıyla karşılaştırıldığında, örneğin Signalgic'in Hypersignal-Acoustic3.4 ve EASE2.0, RAYNOISE kullanım ve işlev açısından daha olgun. Nispeten eksiksiz ve bağımsız bir auralizasyon sistemi oluşturdu. Hipersignal-Acoustic3.4, yalnızca diğer auralizasyon yazılımları için bir yazılım ve donanım arayüzü olarak hizmet edebilir [3]; yani, yalnızca kuru sinyali diğer yazılımlardan gelen dürtü tepkisiyle kıvrımlandırma ve dinleme etkisini simüle etme işini tamamlayabilir; EASE2.0'un, aura

Askeri grup konser salonunun ses alanının bilgisayar simülasyonu etkisi diyagramı

RAYNOISE'nin eksikleri

Bununla birlikte, RAYNOISE Revizyon 3.0 sistemi, önceki sürümler temelinde büyük gelişmeler yapmış ve hem kullanım hem de hesaplama doğruluğu açısından atılımlar yapmış olsa da, her zaman geometrik akustiklere dayanmaktadır, bu nedenle kaçınılmaz olarak geometrik akustikler tarafından sınırlandırılır. Örneğin, düşük frekanslı veya küçük ölçekli alanda simülasyon etkisi nispeten zayıf, bu da kaçınılmaz olarak uygulama kapsamını büyük ölçüde azaltacaktır. Başka bir örnek için, sadece basit ses kaynaklarının (noktalı kaynaklar gibi) simülasyon sonuçlarını belirli bir noktada verebilir, ancak hareketli ses kaynakları, dağıtılmış ses kaynakları, yönlü ses kaynakları ve daha karmaşık durumlar için güçsüzdür.

Nanjing Radyo ve Televizyon Merkezi Tiyatrosunun ses alanının bilgisayar simülasyonu etkisi diyagramı

LMSSYSNOISE - Akustik titreşim Koplama Analiz Yazılımı SYSNOISE piyasadaki en gelişmiş akustik titreşim analiz yazılımıdır, ancak kullanıcıların akustik uzman olması gerekmez.
SYSNOISE, güçlü fonksiyonlara sahip küresel akustik titreşim alanının tasarımı, hata teşhisi ve optimizasyonu konusunda öncüdür. Çukurun ses alanının tahmininden nesnenin çevresindeki ses alanının analizinin sonuna kadar, ses alanının etkisi altında yapının tepkisini bile hesaplayabilir ve böylece gürültü kontrol mühendislerinin ürünün akustik titreşim özelliklerini optimize etmelerine yardımcı olur. SYSNOISE'nin mükemmel kullanıcıları, endüstrideki her türlü teknik personeldir, örneğin: esneklik gibi araştırma ve geliştirme mühendisleri, ara sıra kullanıcıların kolay anlaşılır bir grafik arayüzüne ihtiyacı vardır ve tasarım mühendisleri, analizleri tamamlamalarında yardımcı olmak için çevrimiçi "büyücülere" güveni Titreşim kaynaklarından gelen ses radyasyonu, titreşim ölçüm sonuçlarından veya sonlu element hesaplama sonuçlarından yüzeyde ve nesnenin herhangi bir noktasında yayılan ses alanını hesaplar. Örneğin: motorun ve kompresörün gürültüsü, hoparlörün ses radyasyonu. Ses alanı dağılımı, ses alanında yapının etrafında oluşan ses alanını ve yapısal titreşimi tahmin eder. Örneğin: denizaltı algılama, yol gürültü bariyerlerinin ses yalıtım etkisi. Yapısal yol yayılması, dinamik uyarılma ve üretilen ses alanı nedeniyle yapının zorlu titreşim tepkisini hesaplar. Örneğin: motor destek tasarım, rotor dengesizliğinin etkisi.
Hava yolu iletim kaybı, ince levhanın ses alanındaki iletim kaybı özelliklerini, uyarılmış titreşim boyutunu ve levhanın her iki tarafındaki ses alanını hesaplar. Örneğin: iletim gürültüsü nedeniyle uydudan gelen titreşim, dekoratif panellerden ses dalgalarının yayılması, bulaşık makinesi gürültüsü