Это может показаться удивительным, но даже при сегодняшнем уровне развития вычислительной техники расчет звукового поля в помещениях представляется очень трудной задачей. Прямой счет (например, методом конечных элементов) невозможен из-за слишком большого объема необходимой памяти. Вместо этого применяются различные приближенные методы, однако точность этих методов весьма сомнительна.
В связи с этим, на кафедре идут исследования, конечная цель которых - создание вычислительных алгоритмов, позволяющих с хорошей точностью оценивать акустические поля в помещениях. Кроме того, задача этих исследований - продвинуть теоретическое понимание явлений, происходящих в помещениях.
Основные направления исследований:
Изучение структуры волновых мод в помещениях простой формы. Под простой формой понимается, например, парралелепипед (комната) с окнами. Наличие окон коренным образом изменяет классическую картину мод. Моды в такой системе - волновые пучки конечной апертуры со сложной поперечной структурой. Добротность первых нескольких мод определяет время реверберации в помещении.
|
|
| Несколько первых собственных мод прямоугольного двумерного "помещения" с окном |
Влияние дифракционных явлений на глобальные акустические параметры помещения. Прежде всего, исследуется влияние дифракционных явлений на потери акустической энергии.
Создание численной FEM - модели помещений в низкочастотном диапазоне
Акустические явления при некогерентном возбуждении. С точки зрения теори дифракции, помещение представляется как резонатор сложной структуры. В таком резонаторе огромную роль играют интерференционные явления, т.е. уровень звука имеет быструю зависимость от частоты и от положения приемника. Однако в повседневной жизни мы не наблюдаем таких явлений. Причина состоит в том, что, как правило, сигнал не является монохроматическим. В этом случае можно ввести длину когерентности сигнала и ожидать, что интерфереционные явления будут проявляться на расстояниях порядка этой длины от углов и стен помещения. Такой подход представляется наиболее перспективым для построения численной модели помещения.
|
| Студентка Е.Д.Шабалина на испытаниях источников звука |
|
| 3D-модель помещения |