Raynoise软件在消声室中的应用

(中航工程集成设备有限公司 北京 102206)

随着科技的发展以及国家对高科技产品的需求。近几年来国内新建了大量的消声室/半消声室。根据消声室尺寸的不同，建设费用从几十万至上千万不等。消声室的声学特性是消声室建设的关键指标，一个消声室建设的成败取决于建成后消声室的声学特性。通过Raynoise软件在消声室建设前期的设计阶段，对消声室的整体声场特性进行仿真，可以用于前期评估消声室的声学特性，及时发现问题并且改进，避免造成重大投资损失。

一、软件介绍

Raynoise是比利时LMS公司为声学工程师研制的声学CAD软件，模型计算采用镜像声源法和声线跟踪法。该软件主要用于建筑声学的计算机辅助设计，可在封闭空间、半封闭空间和开敞空间内进行众多参数的计算。

二、软件仿真的应用

消声室是声学测试的一个实验室，是测试系统的重要组成部分。消声室分全消声室和半消声室。房间的六个面全铺设吸声层的称为全消声室，简称消声室。消声室的主要功能是为声学测试提供一个自由声场空间或半自由声场空间。[1,3]

在某大型风扇消声实验室由于尺寸较大，声学指标求较高，同时投资巨大，需要在前期设计时进行细致的评估和仿真才能保证在建成后不出现较大的性能问题。消声室内净空尺寸：32m×42m×14m，中心标高7m。在建设前期采用raynoise进行了仿真。

消声室外形以及Raynoise 软件界面

为了验证消声室内有效测试空间的声场特性符合反平方定律，声场不均匀性达到1级测量精度(小于1.5dB)[2]，需要对消声室进行仿真模拟。

消声室的声场模拟使用Raynoise声学软件进行估算，室内尖劈等材料的吸声系数采用实测数据进行条件设置。由于吸声材料测试的吸声系数数据的局限，20kHz、30kHz和40kHz的吸声系数无法获得，故仿真中无法针对20kHz以上的声场进行仿真。在建模时，考虑到了隔声门以及进气塔的入口部分无吸声尖劈的情况，可以较真实的模拟实际的消声室工艺布局。

由于篇幅限制，只列出125Hz以及8kHz频率下消声室中心标高平面处的声场仿真图以及沿着风扇进气方向的误差曲线图。

消声室中心标高平面处125Hz声场仿真图以及误差曲线图

消声室中心标高平面处8kHz声场仿真图以及误差曲线图

从仿真结果可以看出，不同频率下，消声室的自由场分布略微有些差别。这主要是由于吸声尖劈的吸声系数造成的。但是整体来看，在消声室的自由场半径可以达到25m，满足风扇噪声测量的要求。

三、总结和展望

Raynoise软件作为一款经典的声学仿真软件，在可研和工程设计上的应用是经过了考研的。上述消声室在设计时，由于有超高频的要求，而当时国内无法检测吸声尖劈在超高频下的吸声系数。因此，在声学仿真时无法模拟超高频情况下的消声室误差曲线。该项目在后期验收时，由于超高频的问题，调试验收花费了较长的时间和较大的精力。若在前期有软件进行超高频仿真，在前期设计和后期调试时可以较快的发现问题并解决问题。

在消声室建设时，采用Raynoise软件对于消声室的声学特性仿真是有必要的，特别是在某些新的材料技术应用下，若吸声尖劈的吸声系数在全频带无法达到0.99的情况下，则在前期针对消声室进行声学仿真是很有必要的。软件仿真可以花费较少的成本来考量新技术新材料的使用是否会影响消声室的整体声学性能，降低项目的技术风险。