第六章 声线和声束跟踪法建模和仿真 建筑声学教学课件

x 2 x1 x3 x1
d ax4 by4 cz4
a b c 0 a b c 0
t
ax0 by0 cz0 d a b c
x x 0 t y y 0 t z z t 0
2018/8/30
南京大学声学研究所
6
6.2 声线和声束跟踪法
判断相交平面 t >0 且 距离最短 判断交点是否在实际平面内 夹角和检验法、差积检验法、 交点计数判别法 确定碰撞点后
Wi (t ) Wi (t t1 )(1 )
2 1 2 cos 2 1 2 cos 2 cos 1 2
2 1 2 cos 2 1 2 cos 2 cos 1 2
2018/8/30
南京大学声学研究所
11
6.2 声线和声束跟踪法
声束跟踪法
2018/8/30
南京大学声学研究所
12
6.3 应用实例
剧场
2018/8/30
南京大学声学研究所
南京大学声学研究所
3
6.1 声线和声束跟踪法原理
声束跟踪法原理
2018/8/30
南京大学声学研究所
4
6.2 声线和声束跟踪法
声线跟踪法 (RTM)
声源
w ref ) 1 ( 10 Wi 10 N
L
Si (t ) f ( ,, t )
i
2i 1 2n
i 1,2,3, , n
b

n
ri sin i
li 2 sin i
mi li b 2n sin i
Vij (sini cosij , sin i sin ij , cosi )
2 j 1 2 j 1,2,3,, mi 2mi x x0 y y 0 z z 0 t
2018/8/30
南京大学声学研究所
18
6.4 商用软件介绍
混合法: ODEON
2018/8/30
南京大学声学研究所
19
6.4 商用软件介绍
计算设置
2018/8/30
南京大学声学研究所
20
6.4 商用软件介绍
声束跟踪法: Raynoise
2018/8/30
南京大学声学研究所
21
6.4 商用软件介绍
2018/8/30
南京大学声学研究所
9
6.2 声线和声束跟踪法
空气吸收衰减 边界反射 散射模型
随机散射模型（RSM） 转换级数模型（TOM） 次级声源模型（SSM） 扩散能量模型（DEM） 分离系数模型（SCM）
判断条件
散射系数 转换级数 散射系数 散射系数 分离系数
处理散射
Lambert定律 Lambert定律 次级声源 Eyring能量衰减 Lambert定律
其它：Soundplan
2018/ 比较与评价
声的干涉和衍射
声线/束跟踪法无法模拟声干涉现象 可以模拟声衍射现象
dR
( xr xk )(xr xk 1 ) 0 ( yr yk )( yr yk 1 ) 0 ( z r z k )(z r z k 1 ) 0
南京大学声学研究所
2018/8/30
8
6.2 声线和声束跟踪法
计算结束判断 能量阈值 P
反射次数 M
M
lg P lg(1 )
计算设置
2018/8/30
南京大学声学研究所
22
6.4 商用软件介绍
计算结果
2018/8/30
南京大学声学研究所
23
6.4 商用软件介绍
计算结果
2018/8/30
南京大学声学研究所
24
6.4 商用软件介绍
其它：CATT-Acoiustic
2018/8/30
南京大学声学研究所
25
6.4 商用软件介绍
2018/8/30
南京大学声学研究所
7
6.2 声线和声束跟踪法
接收点
x xk 1 y y k 1 z z k 1 xk xk 1 y k y k 1 z k z k 1
d {xr xk1 yr yk 1 zr zk 1
2 2 2
2 ( xk xk 1 )(xr xk 1 ) ( yk yk 1 )( yr yk 1 ) ( z k zk 1 )(z r zk 1 ) 1 2 } 2 2 2 xk 1 xk yk 1 yk zk 1 zk
2018/8/30
南京大学声学研究所
10
6.2 声线和声束跟踪法
随机散射模型 产生随机数r ϵ [0,1]， 若0<r<s, 发生散射，散射声线方向：
sin sin sin cos cos
arcsin(r1 ) 2r2
若s<r<1, 发生镜面反射
13
6.3 应用实例
混响时间
2018/8/30
南京大学声学研究所
14
6.3 应用实例
回声图
2018/8/30
南京大学声学研究所
15
6.3 应用实例
稳态声压和混响时间
2018/8/30
南京大学声学研究所
16
6.3 应用实例
顶面反射效果
2018/8/30
南京大学声学研究所
17
6.3 应用实例
双通道房间脉冲响应
第六章 声线和声束跟踪法建模和仿真
6.1 原理 6.2 声线和声束跟踪法 6.3 应用实例 6.4 商用软件介绍 6.5 比较和评价
2018/8/30
南京大学声学研究所
1
6.1 声线和声束跟踪法原理
声线跟踪法原理
2018/8/30
南京大学声学研究所
2
6.1 声线和声束跟踪法原理
2018/8/30
ij



2018/8/30
南京大学声学研究所
5
6.2 声线和声束跟踪法
墙面
ax by cz d 0
N AB AC ax by cz y 2 y1 z 2 z1 z 2 z1 a b y 3 y1 z 3 z1 z 3 z1
c x 2 x1 x3 x1 y 2 y1 y 3 y1