Диффузия звука

Что такое акустические диффузоры или звуковые диффузоры?

Диффузия звука

Акустические диффузоры — это акустические панели, которые используются в комнате чтобы распространить  отзвуки, отголоски и отражения.

Но они не похожи на абсорбцию, ведь диффузоры HolzAkustika — это отражатели, которые сохраняют и улучшают качество звучания в вашей комнате, потому что они не поглощают много энергии.

Вместо этого они рассеивают волны звука, распространяя звуковую энергию по всей комнате. Поглощение как у акустического поролона нет.

Что такое акустические диффузоры?

Есть несколько различных типов акустической обработки в которых они работают эффективно. Поглотители, абсорбция, сделаны именно для этого. Обычно этот мягкий акустический поролон является наиболее популярным типом акустической обработки помещений.

На протяжении веков архитектурные вкусы менялись, приводя к визуальным изменениям в дизайне интерьера, что привело к физическим изменениям в акустике помещений.

В величественных дворцах и концертных залах, построенных до ХХ века, скульптуры, рельефные работы и другие украшения были обычным явлением, обеспечивая достаточное рассеивание от поверхности и, делая более лучшее диффузное звуковое поле.

Этот стиль был заменен в двадцатом веке на более простой дизайн, но многие аудитории и комнаты двадцатого века также содержат большие плоские поверхности, что, в свою очередь, приводит к более зеркальным и менее диффузным отражениям.

диффузоры HolzAkustika

Поглощения звука

Вы, наверное, видели пирамиды, клинья, волны, или что-то подобное на стенах студии или специально расположенных в случайных точках по комнате. Звук энергии (вибрации) попадает в такой материал и тысячи крошечных воздушных карманов, которые составляют этот материал удаляют энергию, поглощая.

Отражения звука

Идеальные акустические отражатели или акустические диффузоры HolzAkustika работают эффективно почти на любой  поверхности, раздробляя отражая звуковую волну от любого звукового направления равномерно разбрасывают во всех направлениях.

Вы когда-нибудь кричали в подушку? Если Вы заметите, то ваш крик звучит очень приглушенно. Это применяется к акустическим качествам, которые имеют материалы абсорбции. Поглощение является эффективно хорошим даже при удалении (поглощении) на более высоких частотах, не только на СЧ и НЧ.

Деревянные-диффузоры hi-fi

Акустические диффузоры или акустические отражатели применяются для поддержания акустической энергии внутри комнаты, но в то же время снимают сильные отзвуки, эхо.

Акустическая диффузия происходит в разных случаях, особенно в старых исторических зданиях. Современные помещения редко имеют такие диффузии, но могут включать в себя изогнутые стены или другие архитектурно-акустические особенности.

звуковые диффузоры

Красота диффузоров

Кроме рассеивания — современный акустический диффузор HolzAkustika имеет прекрасную возможность привлечь внимание своим видом, данные конструкции выглядят очень красиво.

Деревянные_диффузоры

Тем не менее, надлежащее количество правильной диффузии, нормально размещенные акустические диффузоры «покажут» впечатляющий звук акустики в вашем помещении, но слишком много или мало диффузии или неправильно размещенных диффузоров, имеется в виду «неправильной» диффузии может легко разрушить ваш зал прослушивания, в то время как отсутствие рассеивания несет ответственность за плохую звуковую акустику.

  • Как может быть так много противоречий?
  • Это просто вопрос личного вкуса, или есть какая-то лежащая в основе физика и психоакустика, которую нужно лучше понять?

Прошло почти 30 лет с тех пор, как Шредер опубликовал свою основополагающую статью о диффузных отражениях от последовательностей максимальной длины, и, несмотря на большие исследовательские усилия с тех пор, вопросы о том, когда и почему, следует использовать акустические диффузоры и какие поверхности следует использовать, остаются полностью решенными.

диффузоры деревянные

В этой статье мы постараемся изучить некоторые мифы, секреты связанные с применением подобного диффузора, и будут поставлены будущие вопросы, которые нуждаются в последующих ответах.

Акустические диффузоры HolzAkustika или акустические отражатели конструированы для того чтобы разбросать или разметать (рассеивать) звуковые волны, таким образом уменьшая стоячие волны, эхо и отголоски для того чтобы улучшить звуковую ясность. Отражатели (или диффузоры) типично используют в критических неправильных помещениях, таких как студии звукозаписи, диспетчерские пункты, и комнаты прослушивания.

Деревянные диффузоры

Еще раз хочу уточнить, что акустический поролон поглощает или удаляет звук, а акустические диффузоры (отражатели) поддерживают обстановку звука «в реальном масштабе времени», но в тоже время уменьшают стоячие волны и отголоски звука. Кстати, отражатели также могут быть изготовлены в отлитую форму пластмассы или стекла и могут быть обернуты или покрыты в различные ткани.

Акустические диффузоры (отражатели) часто используют в комбинации с другими материалами как   басовые ловушки, акустический поролон на потолке или другие, обеспечивая лучший звук для того чтобы достигнуть положительных результатов в применении.

акустические диффузоры HolzAkustika

Они также могут быть размещены в комнате прослушивания меломана/аудиофила, чтобы помочь подтянуть акустически вашу комнату, уменьшить трепетания эха и улучшить контроль отражения.

[attention type=yellow]

Акустические отражатели рассеивают звуковую энергию во многих направлениях для уменьшения определенных отголосков и отражений. Диффузоры HolzAkustika являются большим плюсом к поглощению, потому что они не удаляют звуковую энергию и оставляют живое звучание.

[/attention]

Акустическая обработка такими диффузорами останавливает звук, ведь он отскакивает с различных поверхностей комнаты и попадает в ближайшие стены поглощается поролоном.

Ведь прослушивающий в помещении без акустической обработке слышит прямую звуковую вибрацию от динамика к уху, он или она получит вторую версию той же вибрации, которая отражается от ближайших стен и потолка, но с небольшой задержкой.

диффузоры

Это дезориентирует мозг и в конечном итоге портит стерео звук (звуковую сцену), которая приводит к неточным смешиваниям. Эти отражения происходят за прослушивающим, причем волны слишком быстро доходят и отражаются от задней стены отражаясь назад в уши инженера даже с более длинной задержкой.

Смешивание поролона и отражателей HolzAkustika

Лучший способ справиться с этим – разместить акустический поролон и бас ловушки как поглощение и/или акустические диффузоры в точках отражения.

 Я использовал поглощающие звуковые панели на отражении точек + установил акустические диффузоры.

Я хотел быть еще более осторожным с моими точками отражения  для большего диапазона частот, поэтому я добавил диффузоры позади себя. И получил лучшие результаты.

Какие частоты я смогу рассеять?

В пределах «диффузии» акустическая обработка, имеет несколько типов звуковых отражателей, которые обрабатывают специфические частоты. Я получил более широкополосное рассеивание, это означает, что они будут рассеивать столько частот, сколько возможно.

Что мне нравится в этих диффузорах HolzAkustika, так этот диапазон частот, с которыми они работают. Они выглядят и работают действительно круто, особенно вместе с акустическим поролоном.

Если вы хотите купить деревянные диффузоры, то рекомендую обратиться в компанию Эхо-Дизайн – только для читателей действует скидка 3% при заказе данных диффузоров не забудьте сказать кодовое слово (Звукомания 2017)

По всем вопросам Пишите мне на эл. почту: anl555@bk.ru или ВК http://.com/id104002989 или http://ok.ru/aleksandr.levchuk2

Не бойтесь меня и добавляйтесь в ВК, Ютуб, , FK

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях. Желаю удачи в поиске именно своего звука!

На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт 

Источник: http://zvukomaniya.ru/chto-takoe-akusticheskie-diffuzory/

Сладкие сны вместе с диффузионной акустикой

Диффузия звука

Уравнение акустической диффузии является простейшим и наиболее быстродействующим методом моделирования высокочастотной акустики.

Фактически, этот метод акустического анализа оказался исключительно полезным при внутренней планировке будущего дома моих родителей.

Я представлю тему акустической диффузии, делясь своим собственным личным опытом, и в то же время подчеркивая, при этом, предположения, лежащие в основе этого подхода к моделированию, равно как его сильные и слабые стороны.

Дом для проживания

Мои родители любят друг друга до смерти, но иногда их привычки могут конфликтовать между собой. Моя мама обожает смотреть ночные телевизионные ток-шоу, в то время как мой отец предпочитает выспаться, когда это удается. Поскольку они, в конечном итоге, решили сократить жилплощадь, я решил помочь им с планировкой дома, в котором они смогли бы “остаться друзьями”.

Из прошлого опыта я знал, что нет смысла пытаться оптимизировать расположение каждого растения, ковра или этажерки. Мой папа постоянно передвигает мебель вокруг, чтобы, как он говорит, “ощущать пространство”. Мама, между тем, стремится подтащить диван все ближе и ближе к телевизору, вместо того, чтобы признать, что она нуждается в очках.

Короче, они обязательно наведут беспорядок во входных данных и, тем самым, удалят цифру за цифрой (после запятой) из точности любой априорной оценки уровня звука. К счастью, точность не являлась главной целью. Мне просто нужно было устроить все таким образом, чтобы мой отец получил условия для комфортного сна.

Акустическая диффузия в среде COMSOL Multiphysics

Очевидным началом “черновой” модели акустики в квартире является использование интерфейса Уравнение Акустической диффузии (Acoustic Diffusion Equation). Данный интерфейс интуитивно прост в использовании и, в большинстве случаев, он гораздо быстрее, чем более точные интерфейсы Скалярной Акустики или Геометрической акустики.

Для своего моделирования, я создал простенький чертеж соответствующих комнат и расставил в ней наиболее крупные предметы мебели.

После завершения чертежа, я наконец-то сделал свою первую модель акустической диффузии.

Это было достаточно просто — два мощных источника звука, представляющих собой стереодинамики, подключенные к телевизору, коэффициенты поглощения, присвоенные стенам и мебели, и… все.

Приблизительные коэффициенты поглощения для большинства распространенных (стандартных) материалов легко найти онлайн в свободном доступе в Интернете.

[attention type=red]

Если вы подходите к этому вопросу более основательно, то можете использовать различные значения в разных полосах частот, или даже задать их в виде произвольных функций от частоты.

[/attention]

Я выбрал небольшое постоянное значение для стен и перекрытий (включая пол и потолок) и большее для мягких деталей мебели.

Для компенсации отсутствия ковров и относительно немногочисленных деталей отделки, я потом слегка сдвинул коэффициент для стен и перекрытий в сторону увеличения. Если вы решитесь на подобные меры для экономии времени, я советую вам не скрывать этих упрощений. Мои родители понимают, что акустическая диффузия не является точной теорией, и они оценят мою честность.

Распределение уровня звукового давления (дБ) при отсутствии дверей между комнатами. Красными точками обозначены “смотровая площадка” моей мамы и голова моего отца, когда он пытается заснуть.

Дверь и прямой звук

Мое первое решение показывает снижение уровня звукового давления на довольно скромные 11 дБ между диваном в гостиной и спальней. К счастью, я пока не учел два важных фактора, которые могли бы здорово увеличить эту разницу.

Первый фактор — это дверь между комнатами. Если изготовитель вашей двери приводит коэффициент потерь при передачи в дБ, убедитесь, что она относится только к передаче звука через саму дверь, или, что она была измерена с дверью, зафиксированной в дверном проеме.

Это имеет значение, поскольку значительное количество звука может проникать через пространство между дверью и полом, до тех пор пока вы не установите уплотнение. Если у вас есть доступ к чертежу двери и вы знаете материал, из которого она изготовлена, вы можете, разумеется, выполнить анализ структурно-акустического взаимодействия с целью получения альтернативного мнения.

Учет наличия двери, с заданными потерями при передаче, в моделировании акустической диффузии является тривиальной задачей.

Второй фактор — это прямой звук. Уравнение акустической диффузии учитывает только ту часть звука, которая уже столкнулась (провзаимодействовала) со стенами или мебелью и стала диффузно-рассеянной.

Что касается мамы, сидящей непосредственно перед телевизором, то прямой звук в значительной степени достигает ее.

Полагая источники звука точечными и пренебрегая экранированием от стола, довольно просто учесть прямой звук в виде аналитического выражения в терминах излучаемой звуковой мощности и локальных координат источника.

В моем втором — и окончательном — моделировании, я учел прямой звук, попадающий на диван, и поместил дверь между комнатами. Общие потери между диваном и кроватью составили теперь гораздо более приемлемую величину в 23 дБ. Я предоставил своим родителям прекрасно отпечатанный отчет и дал им добро на переезд.

Распределение уровня звукового давления (дБ) при учете добавленной двери и прямого звука в гостиной.

Уравнение акустической диффузии

Процесс диффузии часто рассматривается при описании движения частиц в газе. Частицы перемещаются вдоль прямых линий, со случайной периодичностью изменяя направление движения при соударении с молекулами газа. Коэффициент диффузии является функцией длины свободного пробега между двумя последовательными столкновениями.

Длина свободного пробега между столкновениями в газе (слева) и для “звуковых частиц” в комнате (справа).

Уравнение акустической диффузии оперирует с воображаемыми “звуковыми частицами”, с плотностью, пропорциональной локальной звуковой энергии. Эти частицы сталкиваются не с молекулами воздуха, а скорее, со стенами и перекрытиями, ограничивающими комнату.

Длина свободного пробега \lambda, а, вместе с ней, коэффициент диффузии D, связаны с размерами помещения. Считается, что \lambda = 4V/S, где V — это объем комнаты, а S является общей площадью поверхности, ограничивающих помещение стен и перекрытий.

В свою очередь, D=\lambda c/3, где c — скорость звука.

Реализацией уравнения акустической диффузии в среде COMSOL Multiphysics является

\frac{\partial{w}}{\partial{t}}+abla \cdot (-D_t abla w) + c m_a w = q(\textbf{x},t)

Уравнение решается для плотности акустической энергии w, из которой можно вывести уровень звукового давления и другие важные измеримые величины. Если отбросить производную по времени, то можно получить стационарную форму уравнения.

Коэффициент объемного поглощения m_a, который отвечает за диссипацию в воздухе, часто полагается незначительным, но иногда, в случае очень больших пространств, оказывается важным.

D_t = D есть коэффициент диффузии и q описывает произвольное распределение объемных источников звука. В альтернативной формулировке

\frac{\partial{w}}{\partial{t}}+abla \cdot (-D_t abla w) + c (m_a + \frac { \alpha_f } {\lambda_f}) w = q(\textbf{x},t), ~ ~ D_t = \frac {D_f D}{D_f+D}

вы можете также учесть усредненное описание внутреннего убранства помещения. Здесь, \alpha_f является средним коэффициентом поглощения предметами мебели. Коэффициент диффузии D_f и длина свободного пробега \lambda_f выводятся из концентрации и среднего поперечного сечения предметов мебели.

[attention type=green]

Скажем, к примеру, что мои родители захотели инвестировать в мебельный магазин. В таком случае, я бы использовал эту формулировку, а не чертил бы каждый предмет в отдельности.

[/attention]

Граничные условия включают в себя разнообразные способы задания локального коэффициента поглощения и распределения источников звука. Можно также задавать точечные источники звука.

Сильные и слабые стороны диффузионной акустики

Аналогично геометрической акустике, уравнение акустической диффузии не описывает низкочастотные эффекты, такие как стоячие волны или огибание углов (дифракцию на углах).

Они сказываются, в основном, ниже частоты Шредера, о которой вы можете подробно узнать в топике “Моделирование акустики помещения в среде COMSOL Multiphysics”.

В новой гостиной и спальне у моих родителей частоты Шредера — 167 Гц и 183 Гц, соответственно.

Для набора статистики вам нужно некоторое время понаблюдать за вашей системой. По сравнению с геометрической акустикой, основное ограничение в уравнении акустической диффузии заключается в том, что она не учитывает начальный звук.

Это означает, что она будет систематически занижать уровень звукового давления в непосредственной близости от источников звука — случай со “смотровой площадкой” моей мамы прямо перед телевизором. Вы можете взять и использовать мой подход и, в большинстве случаев, по крайней мере, частично компенсировать это ограничение, вычисляя прямой звук аналитически и добавляя его к диффузному решению.

Однако это может оказаться довольно проблематичным или даже невозможным сделать это, при наличии препятствий вблизи источников, отражающих или поглощающих звук.

Пока можно утверждать, что акустическая диффузия является наименее точной из трех методов акустического анализа доступных в среде COMSOL Multiphysics, акустическая диффузия проще в настройке и зачастую на порядки величины более быстродействующая, чем другие методы.

Время решения, требуемое для построения графических изображений, представленных здесь, составило примерно 2,5 секунды на обычном настольном компьютере.

Моделирование трассировки лучей, с большим количеством лучей для получения хорошей статистики, потребует для решения по крайней мере несколько минут, а возможно и часов.

[attention type=yellow]

Скалярная акустика является единственным приемлемым вариантом для низкочастотного, с преобладанием резонансов диапазона. Но для частот, значительно превышающих частоту Шредера, данный подход перестает работать из-за быстро нарастающего времени решения и требований к памяти.

[/attention]

В целом, если родители спросят ваше мнение о звуковом окружении в своем доме, я искренне советую вам запустить моделирования акустической диффузии для них.

Другой случай, если вы находитесь на ранних стадиях проектирования концертного зала или офисного помещения, акустическая диффузия все еще может оказаться прекрасным инструментом для получения предварительной оценки (начального приближения) распределения высокочастотного звука.

Впоследствии, вы сможете добавить геометрическую акустику, для учета начального звука и уточнения предварительного результата, а также скалярную акустики для исследования низкочастотных эффектов.

Скачивание учебных моделей

Модель, упомянутая в данном топике, доступна для скачивания здесь. Для более подробного знакомства с акустикой помещений, я также рекомендую вам скачать учебную модель Акустика семейного дома из нашей Галереи Приложений.

Источник: https://www.comsol.ru/blogs/sweet-dreams-with-diffusion-acoustics/

Будь здоров
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: