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

直达声分析图：直达声是指从声源直接传播到听众左右耳的音频信号，直达声分析主要是判断声源宽度和深度的重要依据。

RASTI分析图：用来测定语言传输可读懂度是否达到标准。

ALCons%分析图：用来测定语言明晰度是否达到标准。

RT60图：反映厅堂1/3倍频程内每频段全场混响时间。

声学射线跟踪图：反映全屏主扩声扬声器在700ms内,4次声线运动碰撞过程中的残留轨迹。

瀑布图：反映给定测试点的声能量随时间在各频点的损耗数值，（以下瀑布图是根据声学射线跟踪图计算而来，选取的点位为现场实际测试点位）。

3.多功能厅声学数据分析

45度视角扬声器布臵图

鸟瞰声向图

立体声向图

3dB线声场覆盖图

数据分析：250HZ全场总声压级在107.60～120.44dB之间，平均声压为114.02dB。

数据分析：500HZ全场总声压级在101.92～115.65dB之间，平均声压为108.79dB。

数据分析：1000HZ全场总声压级在97.35～112.00dB之间，平均声压为104.68dB。

数据分析：2000HZ全场总声压级在99.73～110.54dB之间，平均声压为105.14dB。

数据分析：4000HZ全场总声压级在96.80～109.58dB之间，平均声压为103.19dB。

数据分析：6300HZ全场总声压级在100.38～112.23dB之间，平均声压为106.31dB。

数据分析：听音区直达声在500Hz内分部均匀，但后场辅助扬声器声压级深度与宽度较差。

数据分析：听音区直达声在1000Hz内分部均匀，但后场辅助扬声器声压级深度与宽度较差。

数据分析：听音区直达声在8000Hz内分部均匀，高频部分整体声压级深度与宽度表现不理想。

数据分析：辅音清晰度损失率在听音区为1.13～3.32之间，属于非常好范围。

数据分析：快速语言传输指数在听音区1000Hz为0.727～0.925之间，属于非常好范围。

RT60图数据分析：根据黑色部分会堂、报告厅和多用途礼堂混响时间参考曲线，本项目多功能厅模拟参考混响时间在中高频段较短。

数据分析：根据两台主扬声器声射线碰撞点反映观众区无声焦距现象，声射线分部均匀。

数据分析：声线在2.5ms内跟踪碰撞轨迹

数据分析：声线在20ms内跟踪碰撞轨迹

数据分析：声线在80ms内跟踪碰撞轨迹

数据分析：1排6座瀑布图，图中该测试点在声源传输300ms后各频点声压骤减