Nell’articolo si sviluppa un nuovo metodo previsionale per lo studio del campo acu-stico all’interno degli ambienti bassi e vasti. Questi ambienti, di cui sono un esempio i grandi capannoni industriali, sono caratterizzati da ampi spazi in planimetria ma altezze molto contenute (L e W >> H; con L, W, e H rispettivamente lunghezza, larghezza e al-tezza dell’ambiente). Le dimensioni geometriche fortemente sproporzionate fanno sì che il campo sonoro generato sia di tipo non diffuso, caratterizzato da differenti densità di energia nelle di-verse posizioni spaziali [1]. Per studiare le caratteristiche acustiche di questi ambienti non è quindi applicabile la teoria classica di Sabine, ma sono necessari modelli in grado di tenere in considerazione le particolarità geometriche dell’ambiente. Un primo esempio è costituito dai modelli di calcolo basati sul metodo delle sorgenti immagine [2], che, per la geometria particolare in esame, hanno il pregio di una grande semplicità nella distribuzione delle sorgenti virtuali; tali modelli consentono però di rappresentare solo riflessioni superficiali di tipo puramente speculare. Volendo invece considerare l’ambiente come completamente diffondente (nell’ipotesi abbastanza reali-stica che le irregolarità provocate dagli arredi di soffitto e pavimento portino a riflessio-ni del suono in direzione diversa da quella di incidenza) esistono modelli basati sul me-todo della radiosità [3] o sulla teoria della diffusione. Nessuno di questi modelli tiene però in considerazione la reale modalità di riflessio-ne dell’onda sonora sulle superfici dell’ambiente, che sarà in parte speculare e in parte diffusa, in funzione del valore del coefficiente di scattering della superficie stessa. Al fine di modellare questo comportamento, Kuttruff [5] propone un’integrazione tra il me-todo alle sorgenti immagine e il metodo della radiosità, ottenendo un modello che, data la geometria particolarmente semplice degli ambienti bassi e vasti, permette di ottenere risultati in forma chiusa. Il metodo, che consente comunque il solo calcolo del livello sonoro, non può però essere esteso allo studio di altri tipi di ambienti, di geometria più complessa, per cui il carico computazionale risulta talmente elevato da dover considera-re le sorgenti immagine solo fino al terzo ordine di riflessione. Il modello di calcolo presentato nell’articolo è invece basato su una modifica del metodo alle sorgenti immagine, legata all’introduzione del concetto di sorgente imma-gine distribuita per tenere in considerazione anche la presenza delle riflessioni diffuse. Dalla risoluzione delle equazioni integrali alla base del modello sono quindi stati otte-nuti risultati sia in termini di livello sonoro stazionario (il cui andamento in funzione della distanza mostra un buon accordo con i dati presentati da Kuttruff) che in termini di tempo di riverberazione.

Previsione del livello sonoro e della riverberazione in ambienti bassi e vasti tramite sorgenti immagine modificate

VISENTIN, Chiara;PRODI, Nicola
2009

Abstract

Nell’articolo si sviluppa un nuovo metodo previsionale per lo studio del campo acu-stico all’interno degli ambienti bassi e vasti. Questi ambienti, di cui sono un esempio i grandi capannoni industriali, sono caratterizzati da ampi spazi in planimetria ma altezze molto contenute (L e W >> H; con L, W, e H rispettivamente lunghezza, larghezza e al-tezza dell’ambiente). Le dimensioni geometriche fortemente sproporzionate fanno sì che il campo sonoro generato sia di tipo non diffuso, caratterizzato da differenti densità di energia nelle di-verse posizioni spaziali [1]. Per studiare le caratteristiche acustiche di questi ambienti non è quindi applicabile la teoria classica di Sabine, ma sono necessari modelli in grado di tenere in considerazione le particolarità geometriche dell’ambiente. Un primo esempio è costituito dai modelli di calcolo basati sul metodo delle sorgenti immagine [2], che, per la geometria particolare in esame, hanno il pregio di una grande semplicità nella distribuzione delle sorgenti virtuali; tali modelli consentono però di rappresentare solo riflessioni superficiali di tipo puramente speculare. Volendo invece considerare l’ambiente come completamente diffondente (nell’ipotesi abbastanza reali-stica che le irregolarità provocate dagli arredi di soffitto e pavimento portino a riflessio-ni del suono in direzione diversa da quella di incidenza) esistono modelli basati sul me-todo della radiosità [3] o sulla teoria della diffusione. Nessuno di questi modelli tiene però in considerazione la reale modalità di riflessio-ne dell’onda sonora sulle superfici dell’ambiente, che sarà in parte speculare e in parte diffusa, in funzione del valore del coefficiente di scattering della superficie stessa. Al fine di modellare questo comportamento, Kuttruff [5] propone un’integrazione tra il me-todo alle sorgenti immagine e il metodo della radiosità, ottenendo un modello che, data la geometria particolarmente semplice degli ambienti bassi e vasti, permette di ottenere risultati in forma chiusa. Il metodo, che consente comunque il solo calcolo del livello sonoro, non può però essere esteso allo studio di altri tipi di ambienti, di geometria più complessa, per cui il carico computazionale risulta talmente elevato da dover considera-re le sorgenti immagine solo fino al terzo ordine di riflessione. Il modello di calcolo presentato nell’articolo è invece basato su una modifica del metodo alle sorgenti immagine, legata all’introduzione del concetto di sorgente imma-gine distribuita per tenere in considerazione anche la presenza delle riflessioni diffuse. Dalla risoluzione delle equazioni integrali alla base del modello sono quindi stati otte-nuti risultati sia in termini di livello sonoro stazionario (il cui andamento in funzione della distanza mostra un buon accordo con i dati presentati da Kuttruff) che in termini di tempo di riverberazione.
9788888942289
acustica
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