Эффективное исследование распределения шума в доме с использованием приложения для моделирования

Caty Fairclough 11/02/2016
Share this on Facebook Share this on Twitter Share this on LinkedIn

До начала строительства, архитекторы и инженеры стараются максимально оптимизировать акустические характеристики конструкции здания. Функционал COMSOL Multiphysics позволяет точно, быстро и продуктивно справляться и с такими инженерными задачами. Этот процесс стал ещё более эффективным благодаря приложениям для моделирования. Теперь вам не надо иметь профессиональные навыки в моделировании, чтобы проводить необходимые вам акустические расчеты и быстро получать результаты. Давайте посмотрим на пример "Анализатора акустических характеристик частного жилого дома", которой может служить хорошим базовым примером для разработки ваших собственных приложений.

Учёт акустических эффектов при проектировании домов

Вы слышите гром, когда идёт гроза. Вы слышите автомобильную сигнализацию за окном. Вы слышите звук телевизора в соседней комнате.

Источники звука могут быть разными, но суть всегда одна. Распространение шума в доме может сильно мешать вашей повседневной жизни, начиная от некомфортного общения, заканчивая плохим сном. В связи с этим, важно, чтобы проектировщики помещений принимали во внимание необходимость минимизации уровня шума, обеспечивая таким образом комфорт для проживающих.

При таком подходе возникает необходимость в моделировании акустических свойств конструкций зданий, а также взаимодействия акустических волн и вибраций в твердых телах. Благодаря современному программному обеспечению конструктора могут рассчитывать и визуализировать точное распределение шума внутри конструкции, без проведения физических экспериментов и тестов.

Моделирование распространения шума в доме.
Моделирование акустики дома.

Во многих случаях, прежде чем окончательно утвердить оптимальную конструкцию, нужно пересчитать и сравнить несколько вариантов. Простым решением является создание приложения для моделирования — инструмента, который позволит получать доступ к физическим интерфейсам и функциональности COMSOL Multiphysics в упрощённом кастомизированном интерфейсе. Пользователи приложения смогут легко рассчитать распространение звука в зависимости от разных параметров, начиная от различных источников шума и их расположения, заканчивая звукоизоляционным характеристиками стен. Точность результатов моделирования при этом будет такой же, как и в полноценной программе.

В качестве примера рассмотрим анализ акустических характеристик частного жилого дома.

 

Использование приложения для моделирования акустики в комнатах жилого дома

Анализатор акустических характеристик частного жилого дома — это новое демо-приложение для моделирования, доступное начиная с версии 5.2 COMSOL Multiphysics. Приложения всегда можно оптимизировать под ваши собственные задачи. В данной же заметке мы сфокусируемся на описании конкретного функционала по оценке распространения шума в двухэтажном доме, в первую очередь между соседними комнатами. Такие расчёты очень важны, так как позволяют определить, соответствует ли норме уровень шума внутри дома.

Пользовательский интерфейс (UI) приложения показан на рисунке ниже. Вверху показана ribbon-лента с кнопками, слева — раздел House Model (Модель дома), справа – Results (Результаты моделирования), снизу — Information (Дополнительная информация).


Пользовательский интерфейс приложения.

В разделе House Model можно просматривать планировку этажей, настраивать характеристики источника шума и его местоположение. Также в нём можно выбрать, какой именно этаж вы хотите просматривать. Таким образом, визуализация геометрии и источников шума становится ещё наглядней.

На рисунке изображена геометрия дома и планировка комнат.
Слева: Геометрия дома. Справа: Планировка дома.

Ниже в таблице приведены источники шума и их расположение. Различные параметры этих источников могут быть изменены: имя, описание и местоположение в комнате. Пользователи могут передвигать источники по различным комнатам, удалять их, а также изменять шумовые характеристики. Используя кнопку Add (Добавить) под таблицей слева, вы можете добавить из шаблонов самые распространённые источники шума, используя таблицу Standard equipment (Стандартное оборудование).

Таблица источников шума и стандартного оборудования.
Источники шума и таблица Standard equipment.

Давайте теперь рассмотрим как проводить моделирование с выбранными источниками шума. Нажав на кнопку Compute Acoustics, мы получим результаты расчёта в разделе Results. Sound Pressure Level (Уровень звукового давления), Sound Energy Density (Объёмная плотсноть звуковой энергии), and Local Energy Flux (Поток звуковой энергии) отображены в различных таблицах. Значения уровней звукового давления для каждой комнаты сведёны в таблицу Average Sound Pressure Levels (Средний уровень звукового давления).

Предположим, что теперь мы хотим создать отчёт по результатам моделирования. Для этого нужен всего лишь один клик. Кнопка Create Report создаёт отчёт, который содержит планировку этажей дома, настройки модели и результаты акустического анализа. С помощью данной функции вы легко и в красивой форме сможете поделиться результатами с коллегами и заказчиками.

Использование приложений предоставляет большую гибкость при акустическом проектировании

Приложения позволяют расширить аудиторию, которой доступно моделирование. Благодаря гибкости и интуитивному интерфейсу проектирование и моделирование с помощью приложений становится намного проще и быстрей, сохраняя при этом нужную точность расчётов.

В этой заметке мы показали вам приложение, которое решает классическую акустическую проблему оценки шума в связанных комнатах жилого помещения. Данное приложение — это только одно из возможных применений Среды разработки приложений (Application Builder). Мы рекомендуем вам использовать его в качестве базы для разработки ваших собственных приложений.

Узнайте больше про акустическое моделирование и использование приложений


Загрузка комментариев...

Темы публикаций


Теги

3D печать Cерия "Гибридное моделирование" Введение в среду разработки приложений Видео Волновые электромагнитные процессы Глазами пользователя Графен Интернет вещей Кластеры Моделирование высокочастотных электромагнитных явлений на различных пространственных масштабах Модуль AC/DC Модуль MEMS Модуль Акустика Модуль Волновая оптика Модуль Вычислительная гидродинамика Модуль Геометрическая оптика Модуль Динамика многих тел Модуль Композитные материалы Модуль Коррозия Модуль Механика конструкций Модуль Миксер Модуль Нелинейные конструкционные материалы Модуль Оптимизация Модуль Плазма Модуль Полупроводники Модуль Радиочастоты Модуль Роторная динамика Модуль Теплопередача Модуль Течение в трубопроводах Модуль Трассировка частиц Модуль Химические реакции Модуль Электрохимия Модуль аккумуляторов и топливных элементов Охлаждение испарением Пищевые технологии Рубрика Решатели Серия "Геотермальная энергия" Серия "Конструкционные материалы" Серия "Электрические машины" Серия “Моделирование зубчатых передач” Сертифицированные консультанты Технический контент Указания по применению физика спорта