声学理论与仿真

鞋盒式房间室内声学建模仿真

鞋盒式房间室内声学建模仿真 Modeling and Simulation of the Shoebox Room Acoustic 1 摘要 鞋盒式房间是指不能够处理室内几何形状复杂和室内有任何物体的矩形空间。室内声学建模是通过计算机建立封闭环境的房间模型，借助特定的算法求出房间的冲激响应函数，模拟室内声波传播情况。本文推导了利用镜像源法对鞋盒式房间室内声场进行建模的基本原理和算法。镜像源法是建立在镜面反射虚像的原理上，用几何法作图将反射声看成与声源对称的镜像源发出的。该算法可以获得给定环境条件下声源至接收麦克风之间的冲激响应函数。利用MATLAB平台，仿真建立一个具有可操控房间温度、湿度及墙壁材料的矩形房间模型，再利用计算机完成数据分析处理。通过改变鞋盒式房间的内部环境，模拟声波在这些环境的改变下的传播情况，研究房间的混响情况，房间环境对混响的影响，找出房间的最佳混响时间。 关键词:镜像源法混响时间 MATLAB 2 Abstract Shoebox room is not able to handle complex geometry and interior room of any object in the rectangular space. Room acoustics modeling is the establishment of a closed environment through the computer room model, with a particular algorithm the room impulse response function to simulate the spread of indoor sound. Image source is derived using method of shoebox rooms to model the interior sound field the basic principles and algorithms. Image source method is based on the principle

浅谈大房间声学模拟软件EASE_5_

6 EASE软件数据库 EASE软件数据库(包括吸声材料数据库和扬声器数据库等)是该软件建立模型进行声学参量预测和实现可听化必要的前提条件。下面对它们所起的作用加以讨论。 6.1 吸声材料数据库 在安装英文版EASE软件数据库时其自带的吸声材料数据库包括美国吸声材料数据库(American Base)和德国吸声材料数据库(Germany Base)两个安装选项。国内用户通常选择安装前者数据库。那么在我国厅堂音质设计中，仅仅采用美国吸声材料库能否胜任呢？ 这要从用户采用吸声材料数据库营造房间合适的声环境的最终目的来分析。 如果仅仅用来学习EASE软件，弄清楚软件所给出的几个项目案例的吸声材料的设置原则，那也是没有问题的。 如果用户采用EASE做房间声学设计，并付诸工程实施的话，仅仅依靠美国吸声材料库是远远不够的。这就涉及吸声材料数据库的正确使用问题。下面加以论述。 6.1.1 EASE软件自带的吸声材料数据库 EASE软件美国吸声材料数据库包括两个部分：完整吸声材料数据库(FULL)和吸声材料厂商提供的数据库(Manufacturers)。 6.1.1.1 完整吸声材料数据库(FULL) 所谓完整吸声材料数据库，并非指吸声材料大全，而是指该库中吸声材料涉及的面比较广泛。FULL吸声材料数据库共计收集189种吸声材料，大致分为三种类型。 ①虚拟吸声材料 包括百分比材料(如20%.mat、40%.mat等)以及linear.mat(在125~8 000?Hz吸声系数从0.2~0.8线性增加)。虽然它很容易被用户记住，但在现实生活中，它是不存在的。 EASE软件在中国使用初期曾有人在工程投标时使用过，这是对软件数据库使用中的一个误解，并非FULL吸声材料数据库所有内容都可用。 ②建筑物基础材料或室内用品 它不属于专业吸声材料厂商的产品，但在声学设计时必不可少。实木门，木地板，各类地毯，瓷砖，光滑的水泥墙面或地面，粗糙的水泥墙面或地面，抹灰的砖墙，窗玻璃，各类坐人的座椅等。这类吸声数据库文件具有一定程度的通用性，可供国内用户选用。 ③厂商提供的商品化吸声材料 FULL吸声材料数据库只收入一部分专业厂商生产的具有一定代表性吸声材料产品。 6.1.1.2 厂商吸声材料数据库(Manufacturers) 包括16个专业厂商生产的约388种吸声材料商品。 6.1.2 建立国产吸声材料数据库的必要性 近年来随着国内建材工业的发展，建筑吸声装饰材料应用的日益广泛，促进了吸声材料工业的发展。无论从产品规格，还是从产品质量都有了长足的进步。材料性能优异和装饰效果美观的新型吸声材料不断研制和进入市场。在厅堂扩声系统工程中营造房间声环境需要采用国产吸声材料就有了现实物质基础。在这种情况下，就有必要建立适应我国国情的国产吸声材料数据库。 6.1.3 建立国产吸声材料数据库 EASE软件吸声材料数据库是一个开放的数据库， 浅谈大房间 声学模拟软件EASE(5)

全频段振动噪声模拟软件VA One

V A One 振动声学解决方案 1．概述 ESI集团旗下的振动噪声系列解决方案是全球技术最领先、最完善的解决方案，包括全频段振动噪声模拟软件V A One，高频冲击响应分析软件SEA Shock，声学材料解决方案Foam-X/Nova。 2．全频段振动噪声模拟软件V A One VA One是法国ESI集团于2005年推出的全频段振动噪声分析的模拟环境，代表着ESI 集团在振动噪声模拟、分析和设计方面的最新技术，被业界专家评为振动噪声工程近二十年来最重大的突破。 VA One把有限元分析（FEA），边界元分析（BEM），统计能量分析（SEA）及其混合分析集中于一个易于进行模拟的环境。同时，VA One提供有限元、边界元和统计能量分析一种严格的耦合形式，能够统一而可靠地进行全频谱范围的求解。 从2004年以来，汽车，航空和铁路领域的一些世界性企业参与了ESI集团的结构噪声共同体（SBNC- Structure-borne Noise Consortium）项目，对发展和验证VA One方案做出了重要的贡献。联盟成员包括：空中客车德国部（Airbus Deutschland GmbH），波音商业飞机（Boeing Commercial Airplanes），庞巴迪运输（Bombardier Transportation），欧洲航空防务及航天公司研发中心（EADS CRC Research Centre GmbH），本田汽车（Honda Motor Co），三菱电机（Mitsubishi Motor Co），英国QinetiQ Ltd，立达汽车系统（Rieter Automotive Systems），大众汽车（Volkswagen AG）等。 VA One包含有一系列的内部求解器，从而可以满足对振动噪声分析的需要。另外，这一工具软件还包括有与外部求解器的接口，以确保与目前振动噪声分析和设计过程的兼容性。VA One具有很大的灵活性，可以让用户选择基于成本、时间和计算资源的最佳模拟方案。这一软件还包含有强有力的管理工具，以快捷地根据CAD和FEA的数据建立模拟模型。VA One方案还提供了一个广泛的附加模块库，以确保软件可以集成于现有的CAE和设计过程中。例如，SYSWELD用于获得不同焊接连接具体的材料和几何属性。这个结果输入给VA One ，用于在一个耦合的有限元/SEA分析中定义局部连接细节。这种方法提供了一个评估复杂系统振动－声学响应考虑不同焊接和热处理过程影响的高效途径。

汽车整车气动声学风洞风噪试验——泄漏噪声测量方法

ICS号 中国标准文献分类号 团体标准 T/CSAEXXX－2020 汽车整车气动-声学风洞风噪试验 —泄漏噪声测量方法 Wind noise test for full-scale automobile in aero-acoustical wind tunnel — the measurement method of leakage noise （征求意见稿） 在提交反馈意见时，请将您知道的该标准所涉必要专利信息连同支持性文件一并附上。

目次 前言 (3) 1 范围 (4) 2 规范性引用文件 (4) 3 术语和定义 (4) 4 基本条件 (5) 4.1概述 (5) 4.2测试环境-声学风洞 (5) 4.3测试仪器 (5) 4.4被测车辆 (6) 4.5密封材料 (6) 4.5.1 胶带 (6) 4.5.2 胶泥或胶条 (6) 5测量与密封方法 (6) 5.1 概述 (6) 5.2 测量方法 (6) 5.3 车外密封 (7) 5.3 车内密封 (7) 6工况制定 (7) 6.1 概述 (7) 6.2 密封位置 (7) 6.3 整车泄漏噪声 (7) 6.4 局部泄漏噪声 (7) 6.4.1基准状态 (7) 6.4.2 测试顺序方法 (8) 6.5 工况制定基本原则 (8) 7测量流程 (8) 7.1 前期准备工作 (8) 7.2 正式测量过程 (8) 8 评价参数 (9) 8. 1概述 (9) 8.2A计权声压级 (9) 8.3累计声压差分值 (9) 8.4语言清晰度指数 (9) 8.5总响度 (9) 8.6 尖锐度 (9) 9记录 (10) 10数据处理和测量报告 (10) 附录 A (11) 附录 B (12) 附录 C (14)

Aeroacoustics_气动声学(理论教程)

Aeroacoustics 气动声学 翻译：岳刚伟

简介 本翻译英文原文源于STAR-CCM+12.02版本的帮助文件，仅供从事CFD相关领域的同学参考，译者从2010年开始从事汽车行业的CFD仿真分析工作，本翻译根据自身的理解进行，翻译过程中错误在所难免，请予以指正。 附制作的空气动力学视频，请提出指导建议，感谢！ https://https://www.wendangku.net/doc/1f14026371.html,/x/page/w0159lk8pka.html? https://https://www.wendangku.net/doc/1f14026371.html,/x/page/s0156bgaa11.html?

Computational aeroacoustics (CAA) is a branch of multiphysics modeling and simulation that involves identifying noise sources that are induced by fluid flow and propagation of the subsequently generated sound waves. 计算气动声学（CAA）是多体物理学的建模和仿真的一个分支，包括识别流体流动和随后产生的声波的传递而产生的噪声源。 Noise sources originate from various types of flow, such as: 噪声源来自于各种类型的流动，例如： Turbulent flow over solid bodies (bluff body flows) 固体表面的湍流（钝体/非线性流动） Turbulent boundary layer flows (for example, automobile, aircraft components) 湍流边界层流动（例如汽车、飞机部件） High-speed turbulent shear flows (for example, free jet flow) 高速湍流切变流动（例如，自由射流） High-speed impinging flows (for example, jet impingement, rocket exhaust noise) 高速撞击流（如射流冲击、火箭排气噪声） Structural vibration that is induced by fluid flow (fluid-structure interactions) 由流体流动（流体与结构相互作用）引起的结构振动 High-speed rotating flows (for example, rotorcrafts or turbomachinery) 高速旋转流（例如，直升机或涡轮机械） Turbulent combustion (reacting flows) 湍流燃烧（反应流） Blast waves (explosions) 爆炸波（爆炸） A typical CAA simulation requires the following components: 典型的CAA仿真需要以下组件： Navier-Stokes equations for fluid flow 流体流动的纳维-斯托克方程 High-resolution turbulence models 高精度的湍流模型 Analytical or computational acoustic wave propagation

P Z公司选用LMS声学仿真软件减小CVT齿轮箱的噪声辐射

P＋Z公司选用LMS声学仿真软件减小CVT齿轮箱的噪声辐射 作者：LMS 近年来，无级变速（CTV）已经获得了巨大的技术进步，以更低的油耗和更好的性能提供了方便。然而，无档变速的宽带噪声激励也形成了特殊的声学工程挑战。在为领先汽车厂商开发咨询项目的过程中，P＋Z公司有效地优化了新型CVT设计方案的声学性能，无需增加额外的重量或提高产品成本。成功的秘诀在于P＋Z公司开发的专门的虚拟仿真流程，在开发过程早期准确地限定设计的声学性能。LMS SYSNOISE，流程中关键的一部分，支持P＋Z部门以空前的速度、准确率和灵活性来进行声学辐射仿真。 处理宽带声学激励 今年来，P＋Z公司，作为领先的德国工程咨询公司，致力于领先汽车厂商的各种CVT开发项目。这些项目中，P＋Z公司主要关注优化新型CVT设计方案的声学性能，这与常规的齿轮箱相比，通常会面临不同的声学挑战。尽管带有成组齿轮的手动或自动齿轮箱主要在固定频率范围内产生噪声峰值，但是无档变速齿轮箱通常在宽带频谱范围内产生振动。在慕尼黑的P＋Z公司CAE齿轮箱项目经理Gisela Quintenz评价到：“为避免使用阻尼材料，造成更高的产品成本，减少热传导，我们建立了专门的声学仿真流程，从早期概念阶段就开始有效地应用。早期设计阶段进行的声学仿真可以让我们在实现整体齿轮箱设计修改，如调整轴承位置或修改CVT箱体设计的过程中，确定并消除主要声学问题的根源。”

虚拟仿真流程开始于创建CVT装置的结构有限元模型。除了箱体以外，P＋Z工程师仔细地模拟所有内部部件，包括涨缝滑轮、链条、轴和轴承。如果可能，发动机的结构也可以模拟。这点上，正确定义其初始重量、重心和凸缘设计是非常重要的。完成模型后，P＋Z 工程师进行初始动力学分析，找出装配模型的固有频率特征。为了进行随后的工况振动计算，他们从最临界的工况条件开始。相关的轴承激励可以从试验台上的样机测量中引入，或者从多体仿真中引入。P＋Z工程师选用频率阶跃大小为1或者10Hz，在频率为0-4KHz 的范围内进行频响分析，这样通常导致工况振动过剩。挑战就集中在相关的声学现象。 模拟最终的声学辐射 振动CVT箱体表面和内部部件产生的噪声强度可以用声学仿真来研究。从装配的CAD或有限元模型开始，P＋Z工程师创建声学边界元模型（BEM）。CVT的边界元模型通常由15000多个平均单元大小约10mm的单元组成，可以准确地进行高达4KHz的声学预测。P＋Z使用LMS SYSNOISE对与未来声学试验相关的麦克风位置，或者离物体一米远处建立的ISO半球上点的声压级进行计算。使用这种场点网格，LMS SYSNOISE将CVT的边界元模型作为其间接非耦合边界元仿真方法的输入。这种仿真方法可以计算声学传递向量（ATV）的矩阵。Gisela Quintenz解释到：“LMS SYSNOISE产生ATV，并将其和来自传统频响分析的普通表面速度相结合。清晰的声压图表让我们关注关键的共振现象，通过评价单元贡献量图谱，我们能够找出相关的声学热点，选择最恰当的设计修改方案。LMS ATV

声学模拟专家ACTRAN

ACTRAN 是著名的声学软件提供商—比利时FFT 公司（Free Field Technology ）的旗舰产品。 ACTRAN 最初定位于声音的传播（因而定名为ACTRAN ）， 现在该产品已经覆盖了声学、振动声学、流动声学的各个方面， 并广泛吸收融合、发展创新了当今最先进的技术。ACTRAN 可 以处理的问题包括：声波的辐射、散射、封闭和开放声场、声 波在管道中的传播、对流效应、声振耦合、精确模拟阻尼等。 ACTRAN 简单易用，与CAE 软件的集成方便快捷，历经工程验 证，具有出色的鲁棒性和求解效率。 ACTRAN 是当今市场上最完善的声学模拟软件。ACTRAN 基 于有限元和无限元方法，并提供了丰富的单元库、材料库、边界条 件、求解配置和求解器。ACTRAN 被最挑剔的工程师、研究人员和 教师用来求解具有挑战性的声学、振动声学、流动声学问题。 最优秀的声学模拟软件，加上FFT 公司和海基科技专业的支 持服务，就是您获得成功的有力保证。 作为计算声学领域的技术领先者，ACTRAN 的先进性主要体 现在以下的六个方面：1. 完整性 ACTRAN 除了包含其它计算声学软件的全部特征之外还包含 了许多独有的技术特征，例如： ● 声波在非均质运动流体中的传播（应用于旋转机械设计以及掠过噪声的模拟） ● 与有限元部件分析模态结果相耦合 ● 内含对有回响和无回响房间的模拟 ● 声音通过复合材料/夹层结构的传输和吸收 ● 由真实的结构激励激发的结构载荷：扩散声场、湍流边界 层、随机运动学激励 2. 连贯性 ACTRAN 基于一个众所周知、经过充分验证的数值技术—有 限元。因而ACTRAN 与其它有限元程序保持了内在的一致性。容 易与其它主要的CAE 工具连接、结合以及比较。 3. 性能 ACTRAN 中包含了许多特色解算器以提供最佳的解算性能。 例如，FFT 公司开发的用于快速计算频率响应函数的Krylov 解算 器，它具有任意的频率分辨率，而且使计算效率提高至少一个量 级，同时还带来以下优点： ● 完美的封装使它易于和任何有限元程序集成。ACTRAN — 计算声学的领跑者 移动电话扬声器在4000Hz 时的压力分布移动电话扬声器的辐射功率ACTRAN 非常适合于模拟进排气部件

计算气动声学CAA若干学习经验

计算气动声学CAA若干学习经验 在论坛上看到越来越多的人也在做气动声学相关的东西，颇有得遇同道中人的喜悦。本人在硕士阶段就开始接触一些气动声学相关的东西，工作后主要的研究内容就更专一了：航空声学。工作一年后，通过各种乱七八糟的学习过程，对计算气动声学有了更多的理解。受版主水若无痕的影响（他是我的同学），因此打算在此写个与计算气动声学（CAA）相关的东西，和大家交流交流。 对气动声学的关注始于上世纪的50年代，原因就是当时涡喷式航空发动机的喷流噪声实在是太吓人了。于是，牛逼的莱特希尔（Lighthill）坐在火车上，在一个信封上一顿写，就把N-S方程给改写成了波动方程的形式。方程的左边是一个经典声学的波动方程，而右边则是一个主要与湍流相关的源项，被后人称为莱特希尔应力张量。这就是所谓的莱特希尔方程了，气动声学的开山之作。莱尔希尔方程的声源为四极子声源，也就是湍流噪声源，主要适用于高速、湍流为主要噪声源的情况，如高速喷流。方程的声源项未知，需要采用CFD或者试验来获取。 再后来，柯尔（Curler）同志对莱特希尔方程进一步发展，得出了考虑了固壁影响的柯尔方程。柯尔方程主要适用于低速情况下的固壁绕流噪声计算，如低速的圆柱绕流、机翼绕流等。此时，气动噪声源主要为偶极子声源，声源的强度为声源表面对流体的作用力。这种作用力不单是压力，还包括表面动量流量。当然，对于固壁来说，法向速度为零，也就没有动量流量了，因此采用固壁表面作为声源面时，只需要壁面的压力脉动即可。而在采用通流面作为积分面时，则需要考虑动量流量了，这在后面会有介绍。 福茨威廉斯与霍金斯（Ffcows Williams &Hawkings）两位在莱特希尔方程的基础上，发展出FW-H方程。FW-H方程的发展主要是针对运动壁面的发声情况。这里说的运动壁面指的是在来流中的运动，也就是说壁面具有加速度，如螺旋桨。FW-H方程包含了所有的噪声源，单极子、偶极子和四极子。这三种声源的发声效率递减，指向性差异很大。一般来说，FW-H 方程能够描述所有的气动噪声问题，只不过你需要根据你计算问题的具体情况，来确定哪种噪声源为主，哪种噪声源可以忽略。现在主流的气动声学计算软件基本上都用的是FW-H方程。 上面大概介绍了一下气动声学理论方面你的东西。具体的方程形式复杂，推导困难，我是不会的。不过随便找本相关的书都有这方面的介绍，大家可以好好看看。这三个方程有个一致的假设，就是声场与流场不存在相互影响。这三个方程的主要作用有两个：一是告诉了我们声源的发声机理，以及怎么由流场参数去求声源参数；二是方程的积分解可以用来解决一些简单的气动声学问题，后面会提及。 有了这些方程后，我们就应该想着去计算气动噪声了。一个完整的气动噪声计算应该包括以下三个部分：声源计算、声传播计算和声辐射计算。如下面这张图片所示。

ansys 声学分析

第五章声学 5.1什么是声学？ 声学研究声压波在流体介质中的产生、传播、吸收和反射。声学有如下的应用： ·声纳—声学上雷达的对应物 ·设计音乐厅，希望声压均匀分布。 ·减小机器厂房内的噪音 ·汽车中的噪声消除 ·水下声学 ·设计扬声器、音箱、声滤、消音器及其他类似装置。 ·地球物理探测 5.1.1声场分析的类型 只有在ANSYS/Multiphysics 和 ANSYS/Mechanical中能进行声场分析，通常包括对流体介质及其周围结构的建模。典型感兴趣的是不同频率的声波在流体中的压力分布、压力梯度、粒子速度、声压级及声波的散射、衍射、传输、辐射、衰减和散射。耦合的声场分析将考虑流体-结构的相互作用。非耦合的声场分析模型只考虑流体而忽略任何流体-结构的相互作用。 ANSYS程序假定流体是可压的，但只允许压力与平均压力相比有较小的变化。而且，流体假定为非流动并且无粘的（即粘性不引起耗散作用）。假定平均密度和平均压力不变，压力求解偏离平均压力而不是绝对压力。 5.2求解声学问题 通过执行一个谐波响应分析可以解决许多声学问题。分析计算流体-结构界面上的谐波载荷（正弦变化）引起流体中的压力分布。通过指定载荷的频率范围，可以观察到在不同的频率时压力的分布。可以执行模态和瞬态的声学分析。（参见《ANSYS Structural Analysis Guide》中关于这种分析更详细的叙述。） 谐波声场分析的过程包括以下三个主要步骤： ·建立模型。 ·施加边界条件和载荷并获得求解。

·查看结果。 5.3建立模型 在此步骤中，用户指定工作名称和分析标题，然后用PREP7前处理器定义单元类型，单元实常数，材料属性和模型几何尺寸。这些任务与多数分析相同，在《ANSYS Basic Analysis Guide》中有叙述。 5.3.1谐波声场分析准则 对一个谐波声场分析，考虑以下几点： 单元类型—ANSYS声场分析指定了四种单元类型：对二维和三维模型的流体部分分别使用Fluid29和Fluid30单元，Fluid129和Fluid130与FLUID29和FLUID30单元一起使用，用来构造包围Fluid29和Fluid30单元的无限外壳。利用这些单元类型可以构造流体部分的模型，然后利用相应的结构单元（PLANE42、SOLID45等）构造固体模型。只有Fluid29和Fluid30单元才能与结构单元相接触（在结构的内部或外部）；Fluid129和Fluid130单元只能与Fluid29和Fluid30单元相接触，而不能直接与结构单元接触。 5.3.1.1 FLUID29与FLUID30单元 对与固体相接触的声单元，要确保使用KEYOPT(2)=0，缺省的设置允许流体-结构的相互作用。UX，UY，UZ和PRES作为自由度引起单元矩阵的不对称。对所有其它的声单元，设置KEYOPT（2）=1，致使带有PRES自由度的单元矩阵的对称。（见图5-1）对称矩阵需要的内存和计算时间更少，因此只要可能就应该使用它。关于流体-结构的相互作用的详细信息参见《ANSYS, Inc. Theory Reference》。 图5-1二维声模型的例子（流体在结构的内部） 5.3.1.2 FLUID129和FLUID130单元 对无限的吸收压力波的声单元，模拟在FLUID29和FLUID30单元之外无限延伸域的输出效果。FLUID129和FLUID130单元提供了第二级的吸收边界条件，所以输出的压力波到达模型的边界以最小的反射吸收到流体域内。 FLIUD129单元用来建立二维流体区域的边界和诸如线单元。FLIUD130单元用来建立三维流体区域的边界和诸如平面表面单元。

Ecotect 软件在音乐厅改造中的模拟声学设计研究1

Ecotect 软件在音乐厅改造中的模拟声学设计研究 随着社会的发展, 人们对于精神方面的欣赏需求愈发提高。音乐厅建筑, 作为专业的音乐欣赏场所, 为提高国民欣赏层次发挥着巨大作。决定音乐厅设计成败的因素有很多, 其中声学设计是极其重要的一个方面。当前音乐厅建设往往耗资巨大, 资金的投入既包含后期实体的声学装修, 还包括设计之初各类声学模型的搭建和模拟实验。 本文以音乐厅声学设计为主题, 应用计算 机模拟仿真软件Ecotect, 对音乐厅进行模拟 声学改造设计。与传统声学设计需搭建等比例模 型相比, 计算机模拟模型搭及声学设计方面的 调试和修改更为快捷。若模型搭建正确, 便可模 拟出音乐厅声音的反射状况, 声波覆盖状况, 并可快速计算模型的混响时间。本文力图通过 Ecotect 软件的模拟技术, 使改造后的音乐厅, 满足功能转换后的日后音乐欣赏需求, 并可用 于小型交响乐的演出。 图1 原建筑 1 原建筑概况及声学缺陷 1.1 原建筑概况 本案为一个音乐厅的改造工程, 原来是位于某综合楼顶层的室内篮球场( 图1) , 由于业主要求的变化, 现在要将其改造为一个室内音乐厅。原篮球馆的平面为一个东西向41m, 南北向34m 的矩形平面, 三层通高, 东面一侧是视线升高值为344cm 的观看台, 西面一侧为一个标准篮球场, 建筑的屋顶部分是一个曲线形的采光玻璃顶, 但由于后期使用问题, 又在玻璃顶下加了一个轻质吊顶。 1.2 声学缺陷分析 由于原有建筑为体育建筑, 对于声学方面的要求在设计之初并没有得到重视, 而随功 能改变之后, 其本身的声学缺陷便暴露无疑。经过实地调研及分析, 笔者认为原建筑声学缺陷共有以下几点: (1) 玻璃顶在声学上存在严重缺陷 原有玻璃对室外的噪声, 隔声效果不理想。虽后来加设轻质吊顶, 但仍不能满足音乐厅对于噪声控制的要求。且由于其安装问题, 吊顶不仅不能很好得消除无用的后期多次反射声, 其玻璃自身也会产生不利的颤动回声。 (2) 原建筑本身形体造成的声学体缺陷。 篮球馆平面为矩形, 原建筑南北两侧有开敞式走廊, 但其自身并不成一个完全的封闭 空间。这类建筑空间容易形成声学上的耦合空间, 导致声波被不必要接受的空间吸收, 造成声能的浪费, 而却还会导致回声的不均匀, 不满足音乐厅的声学要求。其对称的平面形式, 也不是最佳的音乐厅平面形式。 (3) 篮球场的室内体积过大, 室内材料吸声系数偏小, 导致混响时间过长。 音乐厅要求音乐演奏时, 应具有: 亲切感、温暖感、活跃感和丰满度。适度的混响时间, 可使音乐丰满, 语声宏亮、饱满; 过短的混响使声音干涩无力; 混响时间过长会使语言的清晰度降低, 音乐缺乏节奏感和力度。查阅资料, 可知音乐厅的混响时间一般在1.7s~ 2.2s 之间。而现有篮球场, 由于体积偏大, 室内装饰材料大多为砖墙抹灰涂料, 大面积的观众座位为塑料座椅, 导致室内混响时间过长, 不能满足音乐演出要求。 由于原建筑存在以上多种声学缺陷, 为能使改造后的音乐厅音质效果达到演出要求,

振动声学与气动声学仿真的新挑战新技术与新方案_航发短舱声衬优化仿真案例_

振动声学与气动声学仿真的新挑战、新技术与新方案

声学仿真的多学科联合多种数值方法覆盖噪声仿真全频率 更高的计算效率基于脚本的自动优化技术 声学仿真的发展趋势

Actran引领技术革新 ?覆盖广泛的振动及气动噪声问题 ?覆盖更广泛的频率范围 ?丰富的软件接口覆盖多学科噪声问题 ?完全基于API脚本图形界面及求解器方便自动化流程建立 ? 内置优化求解器可进行设计优化 边界元 BEM 有限元 FEM 间断伽辽金 DGM 虚拟统计能 量法 Virtual SEA 1990’ 2000’ 2015 2018

IXV飞行器的声疲劳仿真 S. Destefanis, M. Bellini, A. Talbot, Analysis of IXV Space Hardware exposed to acoustic diffuse random field,ECSSMET 2018 IXV 飞行器结构模型结构测点加速度 测量与仿真结果 问题及挑战 过渡性试验飞行器Intermediate eXperimental Vehicle (IXV)的声疲劳问题。确保在强声场激励下结构不会发生振 动疲劳。 MSC解决方案 通过Nastran与Actran的联合仿真准确预测在特定混响 声场激励下的结构振动响应，从而为疲劳计算提供输入 条件。Actran对于声场的精确描述以及Nastran对于结 构动力学的精确建模保证的声振耦合模型的精确性。 价值 仿真可以准确预测实验结果，减少测试次数及成本。在 开发前期使用仿真预报不当设计可能产生的结构声疲劳 问题。 振动噪声测试

计算机声学设计软件_EASE

计算机声学设计软件_EASE 文章编号,1002-8684,2009,09-0046-03 * 软件应用??计算机声学设计软件—— EASE 隋星 声学设计与咨询有限公司中国香港中国,EASE ,, , , 自年第次大会初次被介绍给专业 ,RASTI,。 1990 88 AES 电声及音响界以来软件已经发展成为当今最,EASE 被声学工程师广泛应知名的专业声学设计软件之一,

用于声学设计中软件的发展历程经过了。 , EASE 1994年版的年版的DOS EASE2.1,1999 WINDOW EASE3.0 并入了试听模块年并入了室 ,EARS,,2002 EASE4.0 内声学分析模块和用于设计会议厅的红外辐,AURA, 射模块年升级为版,,, IR INFRARED2007 EASE4.2 本其使建模更简便计算结果更准确运算速度更, , , 快同时德国公司即将正式推出此 ,,AFMG EASE4.3,版本使建模功能更强大并且进一步完善了程 , EASE 序操作。 将真实准确的建声数据和信息输入到软件 EASE 中通过计算机进行相关声学参量运算从而对实际工 ,, 程安装进行预判断和分析是软件的价值所在,EASE 。 对于混响时间的基础设计应用版 ,, EASE EASE JR 的计算是以爱林赛宾公式为基,,,,,, RTEyring/Sabine 础图是在中生成的混响曲线但 ,1 EASE JR 。EASEJR 空间构造复杂声场的运算是不足对吸声系数差异大、 够的当声场中各反射面的吸声系数比较均匀时如。 ,图所示用进行声学参量的运算是可以2 ,, EASE JR 但声场的各反射面吸声系数差异很大的如图所。, 3 示时用进行运算就会得到不准确的结果,,。 EASE JR 除了需要考虑吸声系数的均匀性外还要考虑声场的, 空间几何结构如图所示当声场的空间几何结构出,, 4 现内角大于的情况其产生的大量声散射180?, ,Scat- 也会导致声参量运算结果的不准确tering,EASE JR 。 直达声声压级所运算的声学参量包括, EASE JR 总声压级临界距离 ,,、,,、, DirectS PLTotal SPLCritical

计算声学

计算声学软件概述 计算声学（CA）是CAE的重要一支，主要用于研究声环境与声疲劳等噪声问题。根据不同的分类方式，噪声可分为振动噪声与气动/流动噪声，或者中低频噪声与高频噪声。对应的研究方法主要有边界元法、有限元法、统计能量法。随着学术进步与硬件性能提升，有限元法取代边界元法的趋势日趋明朗。 主流声学软件中，Virtual. Lab Acoustic（原Sysnoise）以边界元为主，近年追加了振动噪声的有限元解算器；Actran以有限元/无限元为基础，提供振动/气动噪声的综合方案，对于气动/流动噪声、声振耦合、隔声降噪与声疲劳等问题独擅胜场；VA-One以统计能量法为基础，适用于系统级高频振动噪声问题。 除Actran等声环境与声疲劳分析软件之外，众多专用软件也异彩纷呈，诸如建筑声学与电声分析软件EASE、环境噪声分析软件Cadna/A等，均各显其能。EASE适用于大尺度建筑物内部声场分布计算以及音响设备电声品质的预测；Cadna/A适用于城市或区域环境噪声的预测、评估和控制方案设计。 现在的噪声分析软件主要有Vone（高频）、Sysnoise和ACTRAN等。 ACTRAN可以处理的问题包括：声波的辐射、散射、封闭和开放声场、声波在管道中的传播、对流效应、声振耦合、精确模拟阻尼等。ACTRAN简单易用，与CAE软件的集成方便快捷，历经工程验证，具有出色的鲁棒性和求解效率。 无缝集成英文名称：seamless integration 定义：一种无须数据格式转换，直接访问来自多种不同数据源数据格式的高级数据集成技术。ACTRAN可以与I-DEAS Master Series、MSC.Patran和Hypermesh等主流有限元前后处理软件无缝集成，并成为这些软件操作界面中的一个功能菜单，用户完全可以在熟悉的软件界面下操作ACTRAN，进行噪声分析，而不必担心需要重新熟悉一个全新的软件界面。 ACTRAN与MSC NASTRAN的耦合：对于装饰件建模和要求苛刻的振动声学应用，为什么不把世界上两个最好的方法结合在一起呢？用MSC.Nastran建立结构体模型，用ACTRAN/VA捕捉装饰件的声学和动力学特性。ACTRAN/VA能够真正将它的模型与NASTRAN的超单元结合起来，同时支持结构的模态描述。

房间声学建模

Begault’s paper ‘Direct Comparison of the impact of head tracking, reverberation and individualized HRTF on the spatial perception of VAS’指出3D虚拟声信号包含3个部分：头部跟踪器、真实散射环境合成技术以及个人化HRTF，不同的因素对VAS的影响是不同的。 个人化HRTF可以提高定位准确性、改善外部化，以及减少前、后声像倒置，但Moller指出非个人化HRTF会引起前、后声像倒置，但对外部化没有影响，但这些实验是在混响情况以及没有头部跟踪器的条件下进行。 其它的文献也指出，混响和很少的早期反射声(即使是衰减后的延迟信号)足以产生外部的声像。当前研究中，可变的实验条件包括消声室仿真、HRTF滤波后的早期反射声仿真(0-80ms)，全部声学环境的混响(早期反射声以及80ms-2.2s的后期混响)。 Anechoic/early reflection/full Auralizaiton分别表示仿真的散射环境等级。 进行了实验测试后，仿真结果表明： 方位角误差： 混响声明显降低了方位角误差，early reflection和full auralization对方位角误差的差别也不是很明显。 忽略其它因素影响，头部跟踪器对方位角误差的影响处于中等水平。头部跟踪器与不同HRTF数据类型进行组合，方位角误差的区别很小，总的来说，头部跟踪器与非个人化HRTF组合，方位角定位精度提高的幅度更大。即若使用非个人化HRTF数据，应尽可能使用头部跟踪器。 仰角误差 与混响声(包括早期反射声和后期混响)能够降低方位角误差不同，加入混响后的虚拟声反而会提高仰角判断误差，同时early reflection和full auralization在仰角判断误差上差别不是很明显。并且头部跟踪器和个人化HRTF对仰角判断误差也没有太大的影响。这表明仰角判断精度与混响、个人化以及头部跟踪器的联系不是很紧密。

FLUENT 声学模型

目录 1.ANSYS Fluent流噪声计算方法 (1) https://www.wendangku.net/doc/1f14026371.html,putational Aeroacoustics(CAA直接模拟) (1) 1.2.Acoustic Analogy Modeling（声比拟模型） (1) 1.3.Broadband（宽频噪声模型） (2) 1.4.将CFD和指定的噪声计算代码耦合 (2) 2.Fluent的声比拟模型（FW-H）的使用步骤 (3)

1.ANSYS Fluent流噪声计算方法 对于气动噪声学科的挑战，许多气动噪声计算的方法已经被呈现出来，他们的适用性和所消耗的资源都不一样。 Ansys Fluent提供了四种方式来计算气动噪声：直接模拟方法、基于声比拟的积分方法、使用宽频噪声源模型的方法以及将CFD和指定的噪声计算代码耦合。 1.1. Computational Aeroacoustics(CAA直接模拟) 在这种方法中声音的产生和传播直接通过求解合适的流体动力学方程获得。 声波的预测要求控制方程的时间精确解。进一步讲，在大多数直接模型的实际应 用中，必须借助于能够模拟粘滞效应和湍流效应的控制方程，例如非稳态N-S方 程，雷诺时均方程以及过DES和LES使用的过滤方程。 直接模型需要高精度的求解方法，非常细密的计算网格以及声音无反射边界条件，所以计算代价大。当预测远场噪声（几百倍的机翼弦长处得噪声）计算代 价更大。当计算近场噪声，直接方法就变的可行，如舱室噪音。对于许多近场噪 声的计算中，由于局部压力波动导致的噪声是可以通过fluent准确计算的。1.2. Acoustic Analogy Modeling（声比拟模型） 对于中场和近场噪声，fluent采用基于Ligthill的声比拟方法，它是直接模拟的一个很好的补充。在该方法中，近场流场从控制方程中获得，如非稳态的雷诺 平均方程，过滤的DES和LES方程，然后把求解结果作为噪声源，通过求解波动 方程得到解析解，这样就把流动求解过程从声学分析中分离出来。 Ansys Fluent采用基于FW-H的方程，FW-H方程采用最通用的lighthill的噪声比拟方法，可以求解单极子、偶极子和四极子产生的噪声传播。Ansys Fluent采用 时域积分的方法（声压、噪声信号与时间相关），通过面积分计算指定位置的噪声。 流场变量，如压力，速度时间精度的解的获得需要求解面积分。时间精度的解可以从非稳态雷诺平均方程，大涡模拟，或分离涡模型求解获得，可以捕捉精确的流动特征如涡脱落等现象。 Ansys Fluent中的噪声积分源面不仅可以放在不可穿透壁面上，也能放在内部可穿透面上，这样就可以考虑源面包围的四极子噪声的贡献。Ansys fluent中先进

计算机声学模拟分析(声学建模)

计算机声学模拟分析 系统名称：多功能厅会议扩声系统 项目编号：CS-01-12

目录 1. 计算机模拟声场分析说明 (3) 2. 分析依据 (3) 3. 多功能厅声学数据分析 (5) 4. 多功能厅声学分析结果 (18)

1.计算机模拟声场分析说明 为了使声学方案设计更好地符合实际的效果，运用当代先进的计算机模拟技术，根据我公司技术人员现场实际勘测尺寸，从而建立了计算机建筑模型（模型与现场比例为1：1），对方案设计的声场效果及现场实际施工、安装、调试情况进行计算机模拟验证，以确认设计的合理性，现场施工的正确性，以及为后期我公司至现场针对多功能厅扩声系统测试提供良好的参考依据，从而验证是否达到了预期效果。 运用声场分析软件EASE: 模拟验算的声学参数有： ●声场声压的分布——对声场的直达声、均匀度、声学射线跟踪及分布等进行分 析计算 ●声场清晰度的计算——对声音清晰度的分析计算，其中包括快速语言传输指数 （STI），辅音清晰度损失率（ALC）。 2.分析依据 多功能厅，参与声学计算面积为2062M2,声容积为3417 M3。 多功能厅扩声系统属厅堂扩声。声学特性指标采用广播电影电视部标准《厅堂扩声系统设计规范》50371-2006标准特性：

RASTI----快速语言传输指数（rapid speech transmission index）是语言传输指数法（STI法）在某些条件下的一种简化形式，用来测定与可读懂度有关的语言传输质量。 RaSTI参考值表 普茨长公式 范围评价 0.60~1.00非常好 0.45~0.60良好 0.30~0.45较差 0.00~0.30不能接受 ALC-----辅音清晰度损失率（%ALCONS）是一种语言明晰度的度量方法。 Alcons%参考值 普茨长公式 范围评价 0~7非常好 7~11良好 11~15清晰 15~18较差 18以上不能接受 说明：以下十种图，前两种图表示设计及现场施工的音箱布臵方式及扬声器传声方向（根据现场勘测主扬声器及辅助扬声器内嵌至墙内，传声方向有百叶遮挡，根据分析百叶参与声学计算部分可以忽略不计），后八种图是计算机模拟分析的结果。设计选择的音箱型号是软件数据库所具备的（本项目会议扩声系统扬声器为：左右声道全频主扬声器EV ELX115，辅助扬声器EV ELX112）考虑到多功能厅的声学特性，是以演讲声音传输为主，音乐特性为辅，故其中主扩全频扬声器、辅助扬声器参与本次建模的声学计算，低音扬声器、返听扬声器不参与本次声学计算范畴，所以其模拟分析的结果是有一定参考价值的。 建筑模型图——表示音箱的设计布臵方式； 音箱声向图——表示音箱声线主轴所指向的位臵； 音箱3dB覆盖图------表示所用音箱在偏离声线主轴衰减3dB所覆盖的范围； 声压图------表示建筑环境各频率的声场分布,声场均匀度和最大声压级是否达到标准

Matlab声学仿真摘要+结论

摘要 随着科学技术的发展，声学已经延伸到了许多不同的领域，成为学习现代科学技术必备的基础知识之一，对于声学的研究在通信领域更是有着重要的意义。 本文选择了在声学研究中最为常见的五个基本问题进行了重点的探讨，其中包括回声、多普勒效应、声音滤波、交混回响和短时傅立叶变换。由于MATLAB 软件具有易学、功能强大和开放性好的优点，所以本文选择应用MA TLAB软件来进行声学仿真研究。利用MATLAB编程仿真功能和Simulink的模块式仿真功能，并将两者有机地结合起来，可以很容易地对声音进行模拟、观察声音波形，以及进行声音信号的分析和处理。由于滤波和短时傅立叶变换是对声音信号进行分析和处理的重要方法，所以，在本文的仿真部分对它们进行了更为细致的研究。 关键字：声学；仿真；MATLAB；Simulink 结论 本文介绍了声学发展的状况，指出了进行声学仿真研究在实际应用中的重要作用。通过对声学研究中最为常见的五个基本问题（包括回声、多普勒效应、声音的滤波特性、交混回响、短时傅立叶变换）的理论研究与仿真，得到以下结论： 1.回声现象主要受两个反射体间的距离和回声衰减速度的影响，适当地调整它们的值就可以有效地减小回声，甚至可以利用回声使原声加强。 2.当听者和声源的相对速度大到可以与声速相比拟时，就可以明显感觉到声音频率的变化，即发生了多普勒效应。 3.在声学滤波过程中，在正确选择采样频率的基础上，正确选择通带和阻带的截止频率，就可以有效地滤掉和保留下预想的频率。 4.在一间有若干个扬声器的礼堂里，扬声器的布置位置决定了交混回响的产生与否。 5.短时傅立叶变换非常适合声音信号的时频分析。 本文只是对声学问题及其仿真研究的初步探讨，考虑问题也不是很全面，这些都有待在日后的实践中进行更加细致的研究和不断的完善。