3. Компьютерное моделирование и анализ результатов акустического расчета обрабатываемого помещения

Компьютерное моделирование и акустический анализ исследуемых помещений в рамках данного курсового проекта выполняется с помощью программной среды Ulysses. Подробная информация о построении трехмерной модели и размещении звукопоглощающих материалов приведена в приложениях 1 и 2 к данным методическим указаниям.

После создания трехмерной модели помещения выполняется анализ времени стандартной реверберации (см. Приложение 3). Зафиксируйте график и численные значения времени реверберации, полученные в результате анализа, и сравните их с результатами теоретического расчета.

Следует отметить, что в связи с невозможностью размещения в компьютерной модели некоторых элементов основного фонда звукопоглощения, использованных при выполнении теоретического расчета (таких как исполнители, стулья или декорации), результат расчета времени реверберации для такой модели будет иметь погрешность порядка 0,03..0,05 с, если поле в помещении идеальное диффузное, что трудно выполнимо на практике. Однако, среди звукопоглощающих материалов, используемых в программе Ulysses для облицовки пола, есть несколько поглотителей, учитывающих расстановку на полу помещения стульев, а также присутствие исполнителей и/или слушателей (материалы №200–225 в табл. 8).

В случае, если рассматриваемое помещение предполагает наличие в нем исполнителей и/или слушателей, вычислите площадь, занимаемую местами для их размещения, из расчета 0,7 м² на одно место. На полу смоделированного помещения разместите поверхность (или несколько поверхностей в случае зонирования помещения), размеры которой соответствуют рассчитанной площади, и присвойте ей один из материалов, соответствующий размещению на полу пустых стульев того или иного типа. Выполните процедуру анализа времени стандартной реверберации.

Повторите анализ времени стандартной реверберации для случаев частичного (2/3) и полного заполнения стульев, присваивая поверхностям, на которых они размещены, соответствующие материалы. Зафиксируйте все полученные результаты.

4. Пример выполнения акустического расчета помещения

В настоящем разделе приведен пример выполнения акустического расчета звукопоглощающих материалов, звукоизоляции, а также компьютерного моделирования и анализа студийного помещения.

4.1. Расчет требуемой частотной характеристики времени стандартной реверберации помещения

Предположим, что нам необходимо произвести расчет помещения, имеющего размеры l = 15 м, b = 10 м, h = 6 м, и, следовательно, V = 15106 = 900 м³, S = 2(1510 + 156 + 106) = 600 м² и V/S = 1,5 м. Требуется обеспечить время стандартной реверберации T = 0,6 c с допустимыми пределами отклонения ∆Т = ±0,15 c, т.е.

Т_min = 0,6 – 0,15 = 0,45 с,

Т_max = 0,6 + 0,15 = 0,75 с.

На частоте 125 Гц требуется уменьшить длительность времени стандартной реверберации на 10%, т.е.

T_min(125 Гц) = 0,45 – 0,60,10 = 0,405 с,

Т_max(125 Гц) = 0,75 – 0,60,25 = 0,675 с.

Требуемая частотная зависимость времени реверберации представлена на рис. 13.

Рис. 13. Частотная зависимость требуемого времени реверберации (сплошная кривая­­) и допустимые отклонения (пунктир)

Находя величины S по табл. 2, учитывая, что 0,4V/S = 0,6, и подставляя для каждой частоты значения Т_min и Т_mах, произведем вычисления по формуле (2). Результаты вычислений представлены в табл. 13.

Теперь определим величины (l – α_ср), α_ср и А = α_срS для каждой частоты. Очевидно, что при минимальной реверберации мы получим максимальное число единиц звукопогло­щения и соответственно наоборот. Результаты расчета приведены в табл. 14.

Таблица 13

Пример расчета величины lg(l – α_ср)

F, Гц	lg(l – αср)
	для Тmin	дляТmах
125	0,6(0–0,175/0,405) = –0,259	0,6(0–0,175/0,675) = –0,156
250 и 500	0,6(0–0,175/0,45) = –0,233	0,6(0–0,175/0,75) = –0,139
1000	0,6(0,003–0,175/0,45) = –0,232	0,6(0–0,175/0,75) = –0,138
2000	0,6(0,01–0,175/0,45) = –0,227	0,6(0–0,175/0,75) = –0,134
4000	0,6(0,03–0,175/0,45) = –0,215	0,6(0–0,175/0,75) = –0,122

Таблица 14

Пример расчета единиц звукопоглощения

F, Гц	125		250 и 500		1000		2000		4000
	min	max	min	max	min	max	min	max	min	max
lg(l – αср)	–0,26	–0,16	–0,23	–0,14	–0,23	–0,14	–0,23	–0,14	–0,23	–0,13
l – αср	0,55	0,70	0,58	0,72	0,59	0,73	0,59	0,73	0,59	0,73
αср	0,45	0,30	0,42	0,28	0,41	0,27	0,41	0,27	0,41	0,27
А = αсрS	269,7	180,6	249,4	165,3	248,9	164,7	247,9	163,5	244,5	159,3

На рис. 14 графически показано необходимое количество единиц звукопоглощения. Частотная характеристика реверберации, получаемая при подборе звукопоглощающих материалов, должна находиться в пределах, показанных на рис. 14. На том же рисунке сплошной линией показана кривая, полученная в результате расчета, который приводится ниже.

Рис. 14. Пределы возможного отклонения количества единиц звукопоглощения от требуемого (для данного помещения)