Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel



Hasonló dokumentumok
Geometriai akusztikai módszerek a számítógépes teremakusztikai tervezésben

Teremakusztikai méréstechnika

Számítógépes teremakusztikai modellezés Computer Aided Modelling of Room Acoustics

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Optika fejezet felosztása

ÁRAMKÖRÖK SZIMULÁCIÓJA

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

Hangterjedés szabad térben

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Hangintenzitás, hangnyomás

Az egyes visszaverődésekhez időben egyre később beérkező és a gömbhullámok 1/r terjedési törvénye miatt egyre csökkenő amplitúdójú hullámok

Zaj és rezgésvédelem Hangterjedés

Csillapított rezgés. a fékező erő miatt a mozgás energiája (mechanikai energia) disszipálódik. kváziperiódikus mozgás

Ellenőrző kérdések a Jelanalízis és Jelfeldolgozás témakörökhöz

A mérések általános és alapvető metrológiai fogalmai és definíciói. Mérések, mérési eredmények, mérési bizonytalanság. mérés. mérési elv

1.1 Emisszió, reflexió, transzmisszió

Az optika tudományterületei

Hullámmozgás. Mechanikai hullámok A hang és jellemzői A fény hullámtermészete

Kutatási beszámoló február. Tangens delta mérésére alkalmas mérési összeállítás elkészítése

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

TERMÉKTERVEZÉS NUMERIKUS MÓDSZEREI. 1. Bevezetés

Fürjes Andor Tamás DDC/DDS HANGSUGÁRZÓ RENDSZEREK DURAN AUDIO DDC/DDS HANGSUGÁRZÓ RENDSZEREK - ELMÉLET

STATISZTIKAI PROBLÉMÁK A

Milyen simaságú legyen a minta felülete jó minőségű EBSD mérésekhez

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

11. Egy Y alakú gumikötél egyik ága 20 cm, másik ága 50 cm. A két ág végeit azonos, f = 4 Hz

Rezgés, Hullámok. Rezgés, oszcilláció. Harmonikus rezgő mozgás jellemzői

A végeselem módszer alapjai. 2. Alapvető elemtípusok

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban A fény; Abszorpciós spektroszkópia

A diplomaterv keretében megvalósítandó feladatok összefoglalása

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

Abszorpciós spektroszkópia

A Brüel & Kjaer zajdiagnosztikai módszereinek elméleti alapjai és ipari alkalmazása

Tartalomjegyzék. Emlékeztetõ. Emlékeztetõ. Spektroszkópia. Fényelnyelés híg oldatokban 4/11/2016. A fény; Abszorpciós spektroszkópia

Technikai áttekintés SimDay H. Tóth Zsolt FEA üzletág igazgató

Intelligens Közlekedési Rendszerek 2

Fényhullámhossz és diszperzió mérése

Sugárzásos hőtranszport

Numerikus módszerek alkalmazása a teremakusztikai tervezésben

BAGME11NNF Munkavédelmi mérnökasszisztens Galla Jánosné, 2011.

GEOMETRIAI OPTIKA I.

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

időpont? ütemterv számonkérés segédanyagok

2.3 Mérési hibaforrások

Hő- és füstelvezetés, elmélet-gyakorlat

biometria II. foglalkozás előadó: Prof. Dr. Rajkó Róbert Matematikai-statisztikai adatfeldolgozás

Hullámok tesztek. 3. Melyik állítás nem igaz a mechanikai hullámok körében?

Röntgendiffrakció. Orbán József PTE, ÁOK, Biofizikai Intézet november

Számítógépes teremakusztikai szimuláció hangtér optimalizáláshoz

Projektfeladatok 2014, tavaszi félév

Az energialecsengési kontúr használata Fürjes Andor Tamás kutatási jelentés

Dinamikus modellek felállítása mérnöki alapelvek segítségével

2. REZGÉSEK Harmonikus rezgések: 2.2. Csillapított rezgések

Tartószerkezet-rekonstrukciós Szakmérnöki Képzés

Súlytámfal ellenőrzése

Ultrahangos anyagvizsgálati módszerek atomerőművekben

DEBRECENI EGYETEM MŰSZAKI KAR GÉPÉSZMÉRNÖKI TANSZÉK SPM BEARINGCHECKER KÉZI CSAPÁGYMÉRŐ HASZNÁLATA /OKTATÁSI SEGÉDLET DIAGNOSZTIKA TANTÁRGYHOZ/

13. Előadás. A Grid Source panelen a Polarization fül alatt megadhatjuk a. Rendre az alábbi lehetőségek közül választhatunk:

3. OSZTÁLY A TANANYAG ELRENDEZÉSE

Számítógépes teremakusztikai szimuláció hangtér optimalizáláshoz

(Solid modeling, Geometric modeling) Testmodell: egy létező vagy elképzelt objektum digitális reprezentációja.

A kálium-permanganát és az oxálsav közötti reakció vizsgálata 9a. mérés B4.9

OPTIKA STATISZTIKUS OPTIKA IDŐBELI KOHERENCIA. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Atomfizika Tanszék, dr. Erdei Gábor

Gépészeti rendszertechnika (NGB_KV002_1)

Jelek és rendszerek 1. 10/9/2011 Dr. Buchman Attila Informatikai Rendszerek és Hálózatok Tanszék

Méréselmélet MI BSc 1

Perturbációk elméleti és kísérleti vizsgálata a BME Oktatóreaktorán

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Hullámoptika II.Két fénysugár interferenciája

Optikai alapmérések. Mivel több mérésről van szó, egyesével írom le és értékelem ki őket. 1. Törésmutató meghatározása a törési törvény alapján

A TERVEZETT M0 ÚTGYŰRŰ ÉSZAKI SZEKTORÁNAK 11. ÉS 10. SZ. FŐUTAK KÖZÖTTI SZAKASZÁN VÁRHATÓ LÉGSZENNYEZETTSÉG

tervezési szempontok (igénybevétel, feszültségeloszlás,

Optika. sin. A beeső fénysugár, a beesési merőleges és a visszavert, illetve a megtört fénysugár egy síkban van.

Ferromágneses anyagok mikrohullámú tulajdonságainak vizsgálata

Rezgések és hullámok

Villamosságtan szigorlati tételek

Ebben a fejezetben egy szögtámfal tervezését, és annak teljes számítását mutatjuk be.

Légszennyező anyagok városi környezetben való terjedése

4. Lokalizáció Magyar Attila

ELTE II. Fizikus 2005/2006 I. félév KISÉRLETI FIZIKA Optika 8. (X. 5)

Síklapokból álló üvegoszlopok laboratóriumi. vizsgálata. Jakab András, doktorandusz. BME, Építőanyagok és Magasépítés Tanszék


Optika gyakorlat 2. Geometriai optika: planparalel lemez, prizma, hullámvezető

Modern fizika laboratórium

Követelmény a 8. évfolyamon félévkor matematikából

EGYIRÁNYBAN ER SÍTETT KOMPOZIT RUDAK HAJLÍTÓ KARAKTERISZTIKÁJÁNAK ÉS TÖNKREMENETELI FOLYAMATÁNAK ELEMZÉSE

A fény mint elektromágneses hullám és mint fényrészecske

A távérzékelés és fizikai alapjai 3. Fizikai alapok

Korszerű mérőeszközök alkalmazása a gépszerkezettan oktatásában

Pro/ENGINEER Advanced Mechanica

Szerkezetvizsgálat ANYAGMÉRNÖK ALAPKÉPZÉS (BSc)

Mechanikai hullámok. Hullámhegyek és hullámvölgyek alakulnak ki.

Zaj (bevezetés) A zaj hatása Zaj Környezeti zaj Zajimisszió Zajemisszió Zaj szabályozás Zaj környezeti és gazdasági szerepe:

Hőmérsékleti sugárzás

FOK Fogorvosi anyagtan fizikai alapjai tárgy kolokviumi kérdései 2012/13-es tanév I. félév

Osztályozóvizsga követelményei

VI. Az emberi test hőegyensúlya

Bevezetés. Hangterjedés. Visszaverődés. Teremakusztikai tervezés. A teremalak fontossága. Határoló felületek burkolata.

Ejtési teszt modellezése a tervezés fázisában

A hatékony mérnöki tervezés eszközei és módszerei a gyakorlatban

Átírás:

Akusztikai tervezés a geometriai akusztika módszereivel Fürjes Andor Tamás BME Híradástechnikai Tanszék Kép- és Hangtechnikai Laborcsoport, Rezgésakusztika Laboratórium 1

Tartalom A geometriai akusztika módszere áttekintés Számítógépes modellezés Alkalmazás 2

Geometriai akusztika - elmélet Hangsugár definíciója: a hullámfront egy síkhullámnak tekinthető darabkájának mozgása... A hangsugár iránya megváltozik, ha a közeg egy jellemzője (pl. hőmérséklet) megváltozik a hangsugár útjában (refrakció). A hangsugár visszaverődik, ha tökéletesen merev és sík, végtelen kiterjedésű felület (akadály) található a hangsugár útjában a beesési és visszaverődési szögek azonosak. A hangsugár energiát veszít - haladása közben (levegő nyelése db/m), - visszaverődéskor (felület elnyelése - α). E i (f) E r (f) = E i (f) [1-α(f)] 3

Geometriai akusztika - korlátok Az akadályok véges kiterjedésűek, így - a visszaverődés és a terjedés nem írható le tisztán geometriai módon - a geometriai módon adódó árnyéktér nem létezik - diffrakció Az akadályok nem tökéletesen síkok és merevek, ezért - a visszaverődés nem csak geometriai diffúz (szórt) visszaverődés, - a visszaverődési energiaelnyelés a beesési szögtől is függ. Érvényességi feltétel A vizsgált frekvenciának megfelelő hullámhossz jóval nagyobb ( 3... 6), mint az akadályok lineáris mérete. A leírás hibáira bevezetett közelítések: - Fresnel-számon alapuló diffrakciós közelítések (pl. Kurze-Anderson formula), - diffúztéri avagy véletlen beeséshez tartozó elnyelési tényező, diffúzitási tényező (δ). a c b E i (f) E i (f) [1-α(f)] δ(f) E i (f) E i (f) [1-α(f)] [1-δ(f)] 4

Geometriai akusztika források, vevők A hangsugarak a forrásból indulnak ki - pontforrás, - vonalforrás, - felületi forrás. A források jellemzői - hangnyomás, intenzitás, illetve ezek - komplex (amplitúdó + fázis) irányfüggése, az iránykarakterisztika Reciprocitás A források és a vevők felcserélhetők. 5

Számítógépes modellezés a geometriai akusztika módszerével Alapvető feltételezések - geometriai akusztika feltételezései érvényesek frekvenciakorlát, - időinvariancia, - linearitás (konvolúció), - impulzusjellegű gerjesztés (impulzusválasz, nem állandósult állapot). Alapvető eljárások - tükörforrások módszere (pontos, de számításigényes), - sugárkövetés (egyszerű, de detektáló felület kell, így statisztikus eredmény), - nyalábkövetés (praktikus, véges kiterjedésű hullámfront-felület darabok követése) 6

Számítógépes modellezés II. Nem-geometriai jelenségek közelítése - diffúz visszaverődések: véletlen visszaverődések külön követése, radiant -módszer, stb. - diffrakció: kijelölt élekre diffrakciós csillapítás, éldiffúzió, - refrakció: közeghatárok, mint áteresztő felületek Detektálás - inkoherens: energia-jellegű vizsgálat, - koherens: interferencia-jellegű vizsgálat (csak tükörforrás és nyalábkövetés esetén). A modellezés menete Geometria (diffrakciós élek, stb.) Források és Vevők (pozíció, helyzet, stb.) Modellezési paraméterek (elnyelési tényezők, iránykar., stb.) Modell futtatása - sugarak/nyalábok száma, -modell típusa, - követés rendje, stb. Eredmények számolása Eredmények megjelenítése 7

Számítógépes modellezés III. Eredmények - hangutak feljegyzése α 1 (f), δ 1 (f) Θ vevő (φ,υ,f ) α 2 (f), δ 2 (f) I 0, forrás és Θ forrás (φ,υ,f) - echogram a hangutak feljegyzései és a modellezési paraméterek alapján - akusztikai paraméterek az echogram alapján, a vizsgálat célja szerint energia Echogram - monokromatikus impulzusválasz, azaz - a detektált energia időbeli eloszlása idő 8

Számítógépes modellezés IV. Eredmények ábrázolása - eloszlási ábrák, - táblázatok, - grafikonok... 9

Alkalmazás Zárt terek modellezése - nagy visszaverődési rend, diffúz tér feltételezése - energialecsengés számítása, - szélessávú impulzusválasz számítása, - szemléltetés: konvolúció és auralizáció Félig zárt és nyitott terek modellezése - kis visszaverődési rend, - diffrakció és refrakció jelentősége megnő, - inkább energia-jellegű paraméterek számítása Elektroakusztikus rendszerek modellezése - zárt, félig nyitott és nyitott terekben egyaránt, - összetett hangsugárzó rendszerek viselkedésének vizsgálata 10

Alkalmazás - problémák Modellezési paraméterek bizonytalansága: - a modellezési paraméterek mérése, - a modellezési paraméterek implementálása, - a modell beállításainak bizonytalansága. Modellezett paraméterek bizonytalansága - milyen paramétert modellezzünk, - a kapott eredmény mennyire felel meg a szubjektív (érzeti) jellemzőnek. A modellezés eredményeinek pontosságát befolyásoló tényezők - a modellezési módszer (frekvenciakorlát, térbeli felbontás, stb.), - a modellezési paraméterek (elnyelések, iránykarakterisztikák, stb.), Fejlesztő - a modell beállítása, - a modell bevitele (geometria pontossága). Felhasználó 11

Alkalmazás problémák II. A modellezés gyakorlatának problémája Modell bevitele Modell futtatása Eredmények Modell állítása Kiértékelés Inverz geometriai akusztika módszere Követelmény Modell bevitele Modell futtatása Modell beállítása Követelmény 12

Összefoglaló A geometriai módszer előnyei - praktikus, szemléletes, - könnyen implementálható, - könnyedén adaptálható a szabványokhoz. A geometriai módszer hátrányai - az elv korlátjai relatív közép- és nagyfrekvenciás tartományban érvényes közelítések - nem-geometriai jelenségek közelítése, - csak bizonyos szintig növelhető, nem tetszőleges pontosság, - impulzusjellegű gerjesztések, elsősorban energiajellegű eredmények A modellezések általános hátrányai - modellezési paraméterek mérése/számítása/adaptációja, - a modellezés nem ad analitikus választ (de: inverz módszerek), - követelmények megfogalmazása. 13

Jövő... Kapcsolat más modellező eljárásokhoz - csatolás szerkezetvizsgálati modellekhez (pl. SEA), - illesztés frekvenciatartományban végeselem modellekhez (pl. FEM, BEM, FDM). Valódi tervezés - analízis - inverz módszereken és szubjektív vizsgálatokon alapuló szakértői rendszerek... 14