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声线跟踪法算法

时间:2022-10-11 百科知识 版权反馈
【摘要】:声线跟踪法使用射线声学或几何声学的理论,主要是研究波长非常小时能量沿直线传播的规律,即忽略衍射现象,只考虑声线的反射、折射等问题。当声线能量低于预先设定的阀值,计算机停止对该声线的跟踪,然后跟踪下一根声线,如此重复进行,直到所有声线跟踪完毕,然后用统计学确定整个声场空间内的声线分布。图8-39所示为声线跟踪法的流程。

一、声线跟踪法算法

声线跟踪法使用射线声学或几何声学的理论,主要是研究波长非常小时能量沿直线传播的规律,即忽略衍射现象,只考虑声线的反射、折射等问题。因此使用该算法,有以下的假设:

对于声空间而言:

(1)几何形状较为规则;

(2)几何尺寸远大于声波波长;

(3)各个壁面都是平面。

对于声源而言:

(1)声源向四周均匀的辐射声线,无方向性;

(2)每根声线携带相同的能量。

声线跟踪法算法基本的思路是:在一个各个壁面形状都十分规则的声学环境中,把一个普通声源看做点声源一样向四周均匀发出大量的声线,并且每根声线开始都携带相同的能量,声线能量的大小取决于声源辐射的总能量和声线数目之比。声线与壁面碰撞后,在碰撞点一部分声线作镜面反射,方向由斯奈尔反射定律决定;另一部分声线作扩散反射,方向依照朗伯定律,由计算机随机给出。然后声线沿着新方向前进,每次碰撞均有能量损失,声线能量减少为原来的(1-α)倍(α为墙壁的吸声系数)。当声线能量低于预先设定的阀值,计算机停止对该声线的跟踪,然后跟踪下一根声线,如此重复进行,直到所有声线跟踪完毕,然后用统计学确定整个声场空间内的声线分布。计算机记录声线到达接收点的时间、能量和碰撞点的信息(声线方向改变信息)。当统计完所有经过接收点的声线的时间和能量,就可以得到一个关于t的时间分布函数,取适合的时间间隔,就可以得到短时间内的平均脉冲响应。图8-39所示为声线跟踪法的流程。

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图8-39 声线跟踪法流程

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