声学模拟计算机辅助设计

一、声学模拟计算机辅助设计

众所周知，厅堂音质经典设计方法包括对厅堂建筑形体进行设计，对厅堂建筑内表面进行声学处理，并对电声设备选型、位置设置提出设计方案，尽可能使厅堂音质满足使用的需求。对于厅堂设计方案的验证，则要通过缩尺模型实验。所谓缩尺模型，是按照厅堂建筑实际尺寸的若干分之一(例如1︰20)制作一个缩小尺寸模型，两者在几何形状上相似。利用该模型，可以研究声波的传播及声学特性，并按一定的比例关系折算到实际厅堂，从而了解所设计厅堂的声学特性。尽管缩尺模型能在设计阶段预知厅堂的声学特性，但是随着缩小比例的增大，可供选用的与实物相近的吸声材料和结构越不容易找到，在制作上具有较大的难度。近年来，随着数值计算的发展以及计算机软硬件技术的不断提高，各类声学专业设计软件相应问世，厅堂音质设计也正逐渐从传统的经典设计方法向计算机仿真设计方法过渡。

通过声学仿真软件，我们在设计阶段就可对厅堂音质做出较为正确的先期预演和评价。在建声方面，我们通过构筑其建筑声学模型，对声场评价参数(例如混响时间)进行模拟分析；在电声方面，通过模拟厅堂电声系统运行状态下扬声器的声学特性，以获得比较准确的设计数值，并能直观看到设计效果，对实际音响工程设计和调整有良好的指导作用。这样就可以避免在传统的设计方法中，只能在工程竣工后通过测试方可得知声场效果究竟如何，从而使设计工作变得更为快捷、准确并节约成本。

自20世纪70年代以来，一些国际著名公司开始致力于声学模拟计算机辅助设计软件的开发。目前欧洲国家已经研发成功不少商品化软件(如表8-1所示)，其中使用最为广泛的是德国ADA公司的EASE软件以及丹麦技术大学研发的Odeon软件。本章将以EASE软件为例，来详细介绍这类软件在扩声系统优化中的应用。

表8-1　声学模拟计算机辅助设计软件