声学常用数值方法和软件介绍

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用CAD进行声学分析与设计

用CAD进行声学分析与设计声学是研究声波传播和其在各种环境中产生影响的科学。

在建筑设计、音响系统设计以及汽车和航空航天等领域中，声学设计起着重要作用。

而计算机辅助设计（CAD）软件为声学分析和设计提供了强大的工具。

在CAD软件中进行声学分析和设计，可以帮助工程师快速准确地模拟和优化声学系统。

以下将介绍几种常见的声学分析与设计方法。

首先是声场分析。

声场是指特定空间内的声波分布。

在CAD软件中，工程师可以通过建立几何模型来模拟声场的传播和分布。

该模型可以包括建筑物、房间或器件的几何形状和材料参数。

通过设置合适的声源和边界条件，可以计算出声场中声压级、声能分布、回声时间等参数。

这样的分析结果可以帮助工程师评估声学环境的优劣，并优化设计。

其次是声学过程模拟。

在音响系统设计中，CAD软件可以对声波在各种元件和设备中的传播和变化进行模拟。

例如，在扬声器设计中，可以通过CAD软件模拟声波在扬声器腔体和振膜中的传播和谐振特性。

通过调整声学元件的形状和参数，可以实现对音质和频率响应的优化。

此外，CAD软件还可以模拟声波在管道、隔音材料等中的传播过程，帮助优化声学系统的性能。

另外，CAD软件还可以进行声学材料设计和优化。

声学材料的选择和设计对于声学系统的性能至关重要。

通过CAD软件，工程师可以模拟不同材料的声学特性，并评估其对声波的吸收、反射和传导能力。

这使得工程师能够选择合适的材料，以达到声学系统的优化设计目标。

最后，CAD软件还可以进行噪音分析和控制。

噪音是一种令人不快的声音，对人们的健康和生活质量有着重要的影响。

通过CAD软件，工程师可以对噪音源进行建模，并模拟噪音在空间中的传播和衰减过程。

这可以帮助工程师找到噪音来源和传播路径，并采取合适的控制措施，减少噪音对人们的影响。

综上所述，CAD软件在声学分析和设计中具有重要的应用。

它可以帮助工程师模拟声场、模拟声学过程、进行声学材料设计和优化以及进行噪音分析和控制。

物理实验技术中的声学测试方法

物理实验技术中的声学测试方法声学测试是物理实验中非常重要的一种技术方法。

它利用声波在不同介质中的传播和反射特性，通过测量声波的传播速度、声压、声强等参数，来分析物体的结构、材料特性以及各种声学现象。

本文将介绍物理实验技术中常用的几种声学测试方法。

一、声速测量声速是声波在介质中传播的速度，是声学测试中最基础且常用的参数之一。

测量声速的方法有多种，其中最常用的是通过测量声波在介质中的传播时间来推算声速。

在实验中，可以利用常见的声音发生器产生声波，并通过传感器接收，从而测量声波在不同介质中的传播时间。

通过测量不同介质中声波的传播时间，然后根据声波在空气中传播的声速对照计算出声速值，以此来推算出目标介质中的声速。

二、声压测量声压是指声波引起的气体或介质中的压力变化。

在声学测试中，测量声压可以用于分析声波的强度、音量和音质等参数。

声压的测量通常使用压电传感器或麦克风等装置进行。

压电传感器通过转换声压变化为电压信号，然后通过仪器测量电压信号的变化来得出声压值。

麦克风则可以将声压变化转化为电信号，通过计算机对电信号进行采集和处理，得到声压值。

三、频谱分析频谱分析是声学测试中常用的一种方法，它将声音波形分解为不同频率的成分，通过分析不同频率的振动模式来研究声音的特性。

在频谱分析中，可以使用调谐管、频谱分析仪或声学软件等设备进行。

通过将声音信号输入到频谱分析设备中，设备会将声音信号分解为不同频率的成分，并将其显示为频谱图。

通过观察频谱图，可以分析声音的频率分布、强度分布等特征，以更好地理解声音的性质。

四、共振频率测量共振频率是指在特定条件下，物体受到外界声波作用时产生最大振幅的频率。

共振频率的测量对研究物体的固有特性、材料的塑性变形等方面有重要意义。

在实验中，可以通过改变外部声波的频率，不断调整直到使物体产生共振现象，并通过测量共振频率来分析物体的特性。

常见的共振频率测量方法有拍频法和频率扫描法等。

五、声学模拟声学模拟是一种通过计算机模拟声学现象的方法。

声学测量与分析方法及其应用探讨

声学测量与分析方法及其应用探讨声学是研究声波的产生、传播和接收的学科，它在现代科学和工程中起着重要的作用。

声学测量与分析方法是声学研究的基础，它们可以帮助我们更好地理解声音的特性和行为。

本文将探讨声学测量与分析方法的原理和应用领域。

声学测量是通过使用声学传感器和仪器来获取和记录声音信号的过程。

常见的声学测量参数包括声压级、频率、声速、声阻抗等。

声压级是衡量声音强弱的指标，它通常用分贝（dB）表示。

频率是声音振动的周期性，常见的单位是赫兹（Hz）。

声速是声波在介质中传播的速度，它与介质的密度和弹性有关。

声阻抗是声波在两种介质之间传播时的阻力，它是介质密度和声速的乘积。

声学测量方法有很多种，其中最常用的是麦克风测量法。

麦克风是一种将声音转换为电信号的传感器，它可以测量声音的强度和频率。

在测量中，麦克风通常被放置在被测物体附近，通过测量声压级和频率来获取声音的特性。

此外，还有声纳测量法、声学相机测量法等。

声学分析是对声音信号进行处理和解释的过程。

常见的声学分析方法包括频谱分析、时域分析、波形分析等。

频谱分析是将声音信号转换为频域信号的过程，它可以帮助我们了解声音的频率成分和能量分布。

时域分析是对声音信号在时间上的变化进行分析，它可以帮助我们了解声音的时序特性。

波形分析是对声音信号波形形状的分析，它可以帮助我们了解声音的形态特征。

声学测量与分析方法在许多领域中得到了广泛的应用。

在音乐领域，声学测量和分析可以帮助音乐家和音频工程师优化音响系统和音乐表演效果。

在建筑和环境领域，声学测量和分析可以帮助设计师评估建筑物和环境的声学性能，提高室内外声学环境的质量。

在医学领域，声学测量和分析可以帮助医生诊断听力障碍和语言障碍。

在工业领域，声学测量和分析可以帮助工程师评估机器和设备的噪声水平，提高工作环境的安全性和舒适性。

总之，声学测量与分析方法是研究声音特性和行为的重要手段。

通过声学测量和分析，我们可以更好地理解声音的本质和特点，为实际应用提供科学依据。

建筑声学参数测试与数据处理

建筑声学参数测试与数据处理建筑声学参数测试是一项重要的工作，它可以帮助我们评估和改善建筑的声学性能。

在建筑设计和施工过程中，合理的声学参数测试和数据处理对于保证室内环境的舒适性至关重要。

首先，我们需要了解建筑声学参数的定义和测量方法。

建筑声学参数包括各种声学指标，如声传播特性、隔声能力、吸声性能等。

这些参数的测量通常需要使用专业的测试设备和软件。

常用的测试方法包括声压级测量、声透传测量、吸声系数测量等。

通过这些测试，我们可以获得建筑各个空间的声学参数，并评估其声学性能的优劣。

然而，仅仅获得测试数据还不足以评估建筑的声学性能。

数据处理是评估和改善建筑声学性能的关键一步。

在处理声学测试数据时，我们需要注意以下几个方面。

首先，我们要进行数据的有效性验证。

测试数据可能会受到外界环境的影响，比如背景噪声、测试设备的误差等。

因此，在进行数据处理之前，我们应当对测试环境进行评估，并剔除无效数据，确保测试结果的准确性。

其次，我们要进行数据的分析和比较。

通过将测试数据与相应的标准进行比较，我们可以评估建筑的声学性能是否符合要求。

比如，通过对声透传的测试数据进行分析，我们可以评估建筑的隔声能力。

通过对吸声系数的测试数据进行分析，我们可以评估室内空间的吸声性能。

通过数据的分析和比较，我们可以确定是否需要采取进一步的声学改善措施。

此外，数据处理还可以帮助我们预测建筑的声学性能。

通过对已有数据的分析，我们可以建立预测模型，以评估不同设计方案的声学效果。

这对于建筑师和设计团队来说是非常有价值的，可以帮助他们在设计阶段就考虑到声学要求，并做出更合理的设计决策。

最后，数据处理还可以为声学改善提供参考。

通过对已有数据的处理和分析，我们可以确定具体的改善方向和措施。

比如，在分析吸声系数数据时，我们可以确定是否需要增加吸声材料或采取其他吸声措施。

通过数据处理可以为改善建筑声学性能提供有针对性的指导。

总的来说，建筑声学参数测试和数据处理是评估和改善建筑声学性能的重要环节。

声学仿真基础介绍

• 声学方程，声波的能量，声功率和声强； • 声级；
3）. 有限元方法及边界元方法介绍 4）. Virtual. lab-Acoustic 启动与图形界面介绍 5）. Virtual. lab-Acoustic建模基本知识
• 单位制； • 网格要求； • 单元的法线方向.
6）. Virtual. Lab 建模分析流程
Source Engine
Microphones Array Muffler
Virtual. Lab中的实现
Lw1
模拟试验中的 ISO3744场点
Lw2
传递损失: TL
TL Lwi Lwt
声衰减: NR
NR 20 log(Pn / P1)
Source
Engine
Lwi
Muffler
P Source
2. 时域2与pr频,t域 c1的2 关2 pt系r2,t： 0
时域
pr,t ~p(r) eit
k 2 2 f c c
2 ~p k 2 ~p 0
频域
求解方程都为运动学方程与结构运动学方程相同，可以将振动与声学方程进行
3. 有限元方法：
耦合求解，从而实现声振耦合的效果。
运动学方程： H i A 2Q p i F
• 映射规则是按照权重进行网格节点进行映射：
网格格式要求：
Virtual. lab-Acoustic建模基本知识
单元法向要求：
有限元网格模型的法线方向总是指向声腔的一面； DBEM的法线必须指向流体存在的一面； IBEM的法线可以指向内也可以指向外，法线方向确定了单元的正方向与负
方向，为了保证计算结果的正确性，有必要让单元法向方向保持一致。
• 在施加边界条件时一定要主要单元的法线方向，与法线方向一致是正值，否则为负值。

有限元原理声学-概述说明以及解释

有限元原理声学-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述声学是研究声音的产生、传播和接收的科学，其在工程学、医学、音乐等领域都有着广泛的应用。

有限元方法是一种数值计算方法，可以用于模拟各种物理现象，包括声波的传播和声学特性的分析。

本文将讨论有限元原理在声学领域的应用，探讨其在声学研究中的重要性和优势。

有限元方法通过将复杂的物理系统分割为有限数量的小单元，然后利用数值算法对每个单元进行建模和计算，最终将这些单元联结起来形成一个整体系统的模拟。

在声学领域，有限元方法可以用来研究声波在不同介质中的传播特性、声场的分布以及声学结构的振动特性。

通过有限元分析，研究人员可以更好地了解声学系统的工作原理，并优化设计以达到更好的性能。

本文将深入探讨有限元原理在声学领域的应用，介绍有限元模拟声学系统的基本步骤和方法，以及在声学研究中常见的问题和挑战。

通过本文的阐述，读者将能够更全面地了解有限元方法在声学领域的意义和作用，为进一步的声学研究提供有益的参考和指导。

1.2 文章结构文章结构部分应该包括整个文章的框架和主要内容，以便读者可以清晰地了解文章的结构和主题。

具体内容可包括：文章结构部分的内容：本文分为引言、正文和结论三个部分。

引言部分主要介绍了有限元原理在声学领域中的应用背景和意义，以及本文的目的和意义。

正文部分将着重介绍有限元原理在声学领域中的基本原理和方法，比如有限元模型建立、声学仿真计算方法等。

结论部分将总结本文的主要观点和结论，以及对未来研究方向的展望和建议。

整个文章的结构清晰明了，逻辑性强，通过引言、正文和结论三个部分的布局，使读者可以系统地了解有限元原理在声学领域中的应用和意义。

1.3 目的有限元原理在声学领域的应用已经被广泛认可，它为解决声学问题提供了强大的数值计算工具。

本文的目的是探讨有限元原理在声学领域中的应用，并深入分析其在声学问题中的优势和局限性。

通过具体案例的分析和应用，我们将深入挖掘有限元原理在声学中的潜力，并寻找更加有效和精确的声学问题解决方法。

计算声学第一章数值计算中的误差分析

截断误差：
E n(x)s ixn P n(x)
§2 误差与数值计算的误差估计
绝对误差与绝对误差限
绝对误差：
设某一量的精确值为 x，其近似值为 x *，则称E(x*)xx*
为近似值 x * 的绝对误差，简称误差。 E(x*) 0时称 x * 为弱近似值或亏近似值； E(x*) 0时称 x * 为强近似值或盈近似值。
1000.0 1200.0 2000.0 3000.0 4000.0 1482.6 1482.4 1498.0 1516.6 1534.8
前言
深度 (m)
声速剖面图 0
-500
-1000
-1500
-2000
-2500
-3000
-3500
-4000
-4500
-5000 1480
1490
1500
1510
提高应用计算机解决实际问题的能力。
数值计算的对象、任务与特点
数值计算流程：
实际问题
理论模型
数学问题
误差分析
上机计算
程序设计
算法设计
特点：
既具有数学的抽象性与严格性，又具有应用的广泛性与实际实验的技术性，是一门与计算机紧密结合的实用性很强的有着自身研究方法与理论体系的计算数学课程。
数值计算中的误差分析
例1.2 设
x* ，0其.0近3似30值55 x *
，问有
几位有效数字？如果
，有几位有效数字？
练习题
1.指出如下有效数的绝对误差限、相对误差限和有效数字位数。
4 91 0 2, 0.04,9409 .000
2.将22/7作为的近似值，它有几位有效数字？绝对误差
限和相对误差限各为多少？

职业音频人员必备的【声学应用软件】大汇总

职业音频人员必备的【声学应用软件】大汇总导读计算机建筑声学模拟是体育场馆建筑声学设计、厅堂音质设计、区域环境噪声预测等方面的重要手段和有力工具。

为了了解国内建筑声学计算机软件的发展和应用流行趋势，兰格电子特此把主流的声学软件做个简单梳理：1INSUL&ZORBA建筑结构隔声性能预测软件建筑材料的声学计算软件，是世界上第一个声学材料计算软件，有隔声计算和吸声计算两个模块界面，通过它可以计算目前国内的99% 的建筑声学产品，设计师可以对材料的构造变化进行有效预测，并把计算结果反馈到设计中，有效的支持设计方案。

该软件被业内称为移动(笔记本)声学材料实验室。

２CARA小房间声学仿真软件德国意力推出的一款软件——CARA，Computer Aided Room Acoustics 计算机房间声学仿真和优化软件。

CARA是一款专门针对家庭视听室设计、简单易学的有限元分析软件，强大专业。

软件建模，修改房间平面结构，房间内物体设置，材料表面设定，材料的选择，声学环境计算，听音位置设定，计算结果分析等。

３德国声学模拟软件EASE自1990年第88次AES大会被初次介绍给专业电声及音响界以来，德国ADA公司的EASE声学模拟软件已经发展成为今天世界最知名专业声学设计软件之一，被世界40多个国家所广泛采用。

它的扬声器数据库包含了70多家世界著名的扬声器厂商提供的扬声器数据。

因此EASE声学模拟软件成为了一个统一的声学模拟设计计算平台。

通过EASE软件可以对不同品牌的扬声器计算结果进行比较。

针对该厅堂扩声系统声学特性指标，采用声学计算机辅助设计软件EASE(Electro Acoustic Simulator for Engineers)4.3版本进行设计及计算，其计算结果以声场分布彩色展示图的方式给出。

通过EASE 软件所计算的主要内容包括：1、混响时间频率特性曲线；2、直达声声压级(Direct SPL)；3、总声压级 (Total SPL)；4、临界距离 (Critical Distance)；5、直达声/混响声比 (D/R Ratio)；6、辅音损失率(ALcons%)；7、快速传递指数(RASTI、STIPA)；8、C系列参量 (C Measurements)。

学会使用音频分析软件

学会使用音频分析软件音频分析软件是一种专业性较强的工具，广泛应用于音乐制作、音频修复、音频分析等领域。

本文将分成四个章节，依次介绍音频分析软件的基本原理、常见的音频分析软件、音频分析软件的应用以及学习使用音频分析软件的方法。

第一章：音频分析软件的基本原理音频分析软件是通过对音频数据进行频域分析、波形展示和特征提取等操作，来帮助用户了解音频信号的特征和结构。

其基本原理包括声音的采集、声音信号的数字化、频谱分析和特征提取等几个方面。

通过了解这些基本原理，用户可以更好地理解音频分析软件的工作原理。

第二章：常见的音频分析软件目前市场上有许多优秀的音频分析软件，每种软件都有其独特的功能和特点。

其中，WaveLab、Adobe Audition、Pro Tools、Sony Sound Forge等是业内比较知名的音频分析软件。

这些软件在音频编辑、音频修复、频谱分析以及特效处理等方面具有丰富的功能，用户可以根据自身需求选择适合的软件。

第三章：音频分析软件的应用音频分析软件在各个领域都有广泛的应用。

在音乐制作领域，音频分析软件可以帮助音乐制作人对音频进行处理和编辑，从而达到更好的音质效果。

在音频修复领域，音频分析软件可以帮助用户去除音频中的噪音、杂音等干扰，还原清晰的音频信号。

在音频分析领域，音频分析软件可以提供音频信号的频谱分析、波形展示等功能，帮助用户了解音频信号的特征和结构，以便进行后续的分析和处理。

第四章：学习使用音频分析软件的方法学习使用音频分析软件需要一定的时间和经验积累。

以下是几种学习使用音频分析软件的方法：1. 学习基本操作：首先要熟悉音频分析软件的基本操作，包括文件载入、参数设置、图表展示等。

通过学习软件的基本操作，可以对软件的功能和界面有一个初步的了解。

2. 学习算法原理：了解音频分析软件的算法原理，可以更好地理解软件的功能和工作原理。

可以通过学习相关教材、视频教程等途径，深入了解音频分析的基本原理和算法。

一篇文章入门计算声学

一篇文章入门计算声学声学是一门发展较早的学科，计算声学也是CAE的重要一个分支；计算声学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。

本文介绍一下计算声学的相关入门知识。

说到声音，就要提到波动。

我们知道声音是一种机械波，机械振动在介质中的传播称为机械波（mechanical wave）。

机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处，机械波由机械振动产生，电磁波由电磁振荡产生；机械波的传播需要特定的介质，在不同介质中的传播速度也不同，在真空中根本不能传播，而电磁波（例如光波）可以在真空中传播；机械波可以是横波和纵波，但电磁波只能是横波；机械波与电磁波的许多物理性质，如：折射、反射等是一致的，描述它们的物理量也是相同的。

常见的机械波有：水波、声波、地震波。

声波的常用物理量：振幅表示质点离开平衡位置的距离，反映从波形波峰到波谷的压力变化，以及波所携带的能量的多少。

高振幅波形的声音较大；低振幅波形的声音较安静。

周期描述单一、重复的压力变化序列。

从零压力，到高压，再到低压，最后恢复为零，这一时间的持续视为一个周期。

如波峰到下一个波峰，波谷到下一个波谷均为一个周期。

频率声波的频率是指波列中质点在单位时间内振动的次数。

以赫兹（Hz）为单位测量，描述每秒周期数。

例如，440 Hz 波形每秒有 440 个周期。

频率越高，音乐音调越高。

相位表示周期中的波形位置，以度为单位测量，共360º。

零度为起点，随后90º 为高压点，180º 为中间点，270º 为低压点，360º 为终点。

相位也可以弧度为单位。

弧度是角的国际单位，符号为rad。

波长表示具有相同相位度的两个点之间的距离，也是波在一个时间周期内传播的距离。

以英寸或厘米等长度单位测量。

波长随频率的增加而减少。

SIA Acoustic Tools声学分析软件)

SIA Acoustic Tools声学分析软件前言由于传统技术和工艺设备的限制，声学专家千辛万苦设计并装修出来的电影院、剧场、录音棚等等声学设施，不能用先进的测试设备和手段来测试和检验它们实在是件令人惋惜的事情。

尽管过去也有一些国外公司研制和生产了一些过去算是比较先进的测试设备，如瑞士B & K公司，美国Keralk公司等，但无论从技术指标到工艺水平到最后测试分析结果来看，都是十分粗糙和不尽如人意的，它们不但只能测试为数极少的几项简单声学指标，而且这些测试设备还不能对这些指标做任何智能分析。

不但如此，其价格也异常昂贵，这不是一般个人能承受得了的。

最近几年，由于计算机及其应用软件的大力开发和发展，声学测试和分析软件就应运而生了。

如美国的Sound Technology，SIA等一大批公司，先后编写了多种声学测试及分析软件包。

这些软件包各具特色，且测试方法和监控手段各不相同，但是有一个最为鲜明的共同特征是它们比较传统测试和分析方法更为科学、直观和快捷，有大部分声学数据可以进行定量分析和可重复性，设备成本也非常低廉。

不仅专业工作者可以使用，即使是那些业余爱好者也容易掌握和熟练地使用。

这里我们为大家介绍一款声学测试和分析软件SIA Acoustic Tools intelligibility。

该软件对于业余爱好者来说不需要昂贵设备，一台电脑、一个软件、一只电声指标说过得去的电容话筒，就可以粗略地测试你的录音棚及控制室的各项声学指标了。

但对于专业工作者或声学实验室来说，这就不够了。

你还需要添置一张很好的全双工操作音频卡（信噪比大于90 dB，失真度优于0.005%），一只专业测试话筒，一台测试级的带幻象电源话筒前置放大器（文章中有具体介绍）。

由于我们目的是想让读者了解该软件的一些基本的但又是非常重要的操作方法和有关软件中的声学术语和名词（我们写的不是软件详细说明书），所以我们只粗略地介绍了一些重要的操作步骤。

声测量的方法及应用详解

压强定义：被施加在单位面积上的力的大小。用帕斯卡（Pa）表示。声波一般用微帕（μPa）表示。 1 Pa = 106 μPa
人耳能听到的最小声压约为20 μPa。使人耳产生不舒适感的声压大约为 2000 0000μPa。声压差难以描述，所以引入分贝这个单位。
在电话普及的过程中，人们为了书写运算且又符合人耳对声级的响度感知，于是引入了对数刻度。
确定声级计的时间响度。声级计有三种时间计权：
慢速
快速
脉冲
1000ms
125ms
35ms
稳态信号（如瞬态信号（如脉冲信号（如
纯音）
言语声）
枪声）
计权类别
用途
频率范围
A计权
用于高噪声环境的噪声计量
——
用于高噪声环
C计权境的噪声计量
——
线性全通
用于特定信号比全通模式频
的测量
率范围窄
用于特定信号
1.倍频程刻度对频率的描述很少采用线性刻度，多采用对数刻度。频率每增加一倍，称为一个倍频程，音乐上称为一个八度。
法国数学家Jean Baptiste Joseph Fourier发现，任何一个复合声音都可以看作多个纯音的集合。同时J发明了傅里叶变换，又称频谱分析。
周期性复合声信号
D 一个声音比另一个声音大40dB。
1.声压级定义：规定了作为基准的声压数值，才能表达声压的绝对值。称为声压级（SPL），记为Lp。数值以分贝表示。后缀SPL。
0 dB SPL代表：20 μPa 的声压 40 dB SPL代表：20 μPa 的声压+40 dB 轻声声压级为40 dB SPL
例如：音调A的基频是440Hz 谐波的频率则是440*2Hz=880Hz等。人们可以分辨小号和双簧管的乐音，因为谐波组分具有不同的声级配比，即音色。

sysnoise介绍

LMS公司的sysnoise软件是首家将边界元（BEM）应用到声学领域的商业软件。

一般来说用sysnoise基本上都是：通过结构的FEM得到结构表面的边界条件（振速、模态向量等），然后作为声场边界元的载荷输入条件，再用BEM 计算辐射声场。

也就是所谓的间接边界元（Indirect BEM）方法。

边界元的方法实际上也存在对高频信号处理能力的问题，基本上也只能做到500-1kHz左右。

sysnoise目前已经整合到LMS公司的整体CAE仿真解决方案b产品中了,如今其最新版本已出到了b Revision10。

对于中高频的声学问题，目前来说比较好的解决方法只有一种，也就是统计能量法（SEA, Statistical Energy Analysis）。

原理是从能量守恒的角度去进行分析，将整个模型分为若干个子系统，考虑到各个子系统内部的能量损耗因素，以及子系统之间耦合的能量损耗因素，形成一组能量守恒方程，来求解各个子系统的能量分布情况，而声能量的表征也就是要求解的声学响应。

但是统计能量法也有其缺点：无法对结构或声场的细节进行分析，因为它是基于能量及统计学的方法进行的，如果子空间太小，模态密度不够高，就符合不了统计方法的假设，结果也就不可信了。

LMS Virtual. Lab 软件的声学模块包括边界元法、有限元法无限元法技术，能够有效地模拟结构声学耦合现象，处理结构内部外部的辐射噪声问题，并无缝链接多种CAE软件，如ANSYS，MSC，NASTRAN与ABQAQUS等。

对结构声学的数值分析方法可以分为两大类：离散方法和能量方法。

能量方法主要是指统计能量分析（Statistical Energy Analysis(SEA)）和能量有限元法（Energy Finite Element Analysis(EFEA)）。

能量方法使用于中高频激励作用下模态密集结构振动与声的计算分析。

对中低频区的振动声辐射问题，通常采用单元离散方法。

声学分析的倍频程分析和声级计(SLM)

声学分析的执行有多种原因，包括:产品设计、生产测试、机器性能和过程控制。

Spider系列（Spider-80X、Spider-80Xi）具有声学测量功能，包括实时倍频程谱、1/3倍频滤波器和声级计功能。

晶钻仪器为获取和查看声音信号提供了一个易用而强大的工具箱。

对噪声问题进行详细的研究，可以同时进行数字倍频带滤波器和原始数据记录。

Spider系列满足更多通道测试的要求，最多可达512个频道。

IEPE(ICP®)接入允许直接连接使用时预极化的ICP麦克风前置放大器。

传统的电容麦克风也很容易通过将来自麦克风电源的电压信号与输入通道连接起来。

使用波形发生器可以产生白噪声和粉红噪声信号。

这个特性在使用扬声器进行吸收测量时非常有用。

★实时倍频程分析Spider硬件的声学数据采集软件选项包括实时倍频程滤波器、声压级和麦克风校准功能。

这三种操作允许用户执行许多声学测量操作。

倍频程分析选项适用于1/1、1/3、1/6、或1/12倍频程的实时滤波器组。

输入时间流被分割成部分频率波段信号(倍频程波段)，可以保存。

频率加权可以应用于倍频程频带模拟人的听觉，时间加权可以用来调整对短时间事件的灵敏度。

由此产生的倍频程谱可以定期保存，并在瀑布图上显示，以观察频谱如何随时间变化。

RMS时间历史也可以被保存为一个给定的倍频程带的时间轨迹。

1/1和1/3倍频程分析是使用一种具有降采样技术的实时带通滤波实现的。

数据流是连续处理的，并被输入到带通滤波器中。

然后将带通滤波器应用到降采样滤波器(decimation technique)的每个阶段的输出。

这提供了非常精确的滤波器形状，符合全球声学标准:ANSI std. s1.11 2004, Order 3 Type 1-D和iec61260 -1995。

★声学测量:声级计声级计(SLM)是声学数据采集软件中的一个相关应用。

这个模块也被称为总量级测试。

SLM将一个频率加权滤波器应用到输入信号和时间加权到滤波器的输出。

声学实验技术的使用方法与实用技巧

声学实验技术的使用方法与实用技巧声学是研究声波的传播、产生和控制的学科。

声学实验是声学领域不可或缺的一部分，通过实验可以验证理论，探索未知，解决问题。

在声学实验中，合理选取和使用实验技术是非常重要的。

本文将介绍几种常见的声学实验技术的使用方法与实用技巧。

一、声学实验室的建设声学实验室的建设对于声学实验的进行具有重要意义。

首先要选择合适的实验室位置，避开噪声源和振动源，以确保实验环境的安静和稳定。

其次要配置合适的实验设备和仪器，例如声音发生器、麦克风、振动台等。

在选择实验设备时，可以参考其他研究机构或者论文中的经验，同时也要根据实验需求和经费预算来进行合理选择。

二、声音测量声音测量是声学实验的基础，通过测量可以得到声音的频率、振幅、声速等参数。

常见的声音测量方法有两种：直接法和间接法。

直接法是指通过仪器测量声音的物理量，例如声压级、音频信号等。

间接法则是通过测量与声音相关的物理量，例如振动、电压等，然后通过计算或者模型转换为声学参数。

在进行声音测量时，需要注意以下几点。

首先，要选择合适的测量设备。

合适的测量设备可以提高测量的准确性和可重现性。

其次，要选择合适的测量位置。

测量位置的选择要避免噪声源和振动源的干扰，同时也要考虑声音传播的方向和特性。

此外，要注意测量环境的影响。

例如，在室内测量时，要避免墙壁和家具等表面的反射干扰。

三、声学信号处理声学信号处理是对声音信号进行数字处理的过程。

通过声学信号处理可以改变声音的频率、声像、谐波等特性，增强信号的质量和可靠性。

常见的声学信号处理方法包括滤波、时域变换、频域变换等。

在进行声学信号处理时，需要注意以下几点。

首先，要选择适当的信号处理算法。

不同的声音信号处理算法适用于不同的实验目的。

其次，要选择合适的信号处理工具。

合适的工具可以提高信号处理的效率，并且更易于操作。

此外，要注意信号处理的参数选择。

不同的参数设置会对信号处理结果产生影响，需要根据实际需求进行调整。

声学常用数值方法和软件介绍.概要

杂结构在外载荷作用下的响应可以成功预测耦合结构元件和声学容积的噪声和振级, 也能很好地解决声场与结构间的耦合问题对于受高频、宽频带随机激励的复杂结构动力响应及其噪声辐射问题, 用统计能量法更为有效
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Structural FEM
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K iω C ω M u F F
2 s p
where
[K] : [C] : [M] : [Fs] : [Fp] :
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有限元法和边界元法基于波动方程适用于中低频段模态密度小