Geluidsmodellering

Geluidsmodellering is het proces van het in een model vastleggen van de verspreiding van geluid in een ruimte of omgeving en van de manier waarop geluid wordt waargenomen door mensen of meetapparatuur. Het doel is inzicht geven in akoestische kenmerken en om ontwerpen en maatregelen te ondersteunen zonder fysieke prototypes.

Er bestaan drie hoofdbenaderingen. Geometrische acoustica beschrijft geluid als straalvorming en botsingen met oppervlakken, bijvoorbeeld met ray tracing of het image-source-model. Golfgebaseerde methoden berekenen de volledige golfrespons met eindige-elementen (FEM) of boundary element methoden (BEM) en zijn vooral belangrijk voor lage frequenties of complexe materialen. Statistische of diffusie-modellen gaan uit van een diffus veld en leveren snelle, algemenere schattingen.

Belangrijke invoerparameters zijn de geometrie van de ruimte, materiaaleigenschappen (absorptie, diffusie, impedantie), bronkenmerken (vermogen, spectrum, directiviteit) en luisterpunten. Uitvoer omvat impulsresponsen, transferfuncties, RT60, tijd- en frequentieafhankelijk gedrag, en visualisaties van padlijnen of veldverdeling.

Toepassingen zijn onder meer architectonische en bouwakoestiek, automotive en transportcabines, consumentenelektronica, virtuele realiteit en stedelijke geluidsplanning. Validatie gebeurt door vergelijking met metingen, zoals impulsrespons- of sweepmetingen, en door afstemming van materiaaleigenschappen en bronparameters.

Beperkingen zijn onder meer rekentijd en -kracht, onzekerheden in materiaaldata en de beperkte geldigheid van bepaalde modellen bij complex niet-lineair gedrag of sterk veranderlijke bronnen. De vooruitgang ligt in hybride modellen die verschillende methoden combineren, betere materiaalbibliotheken en gegevensgestuurde parameterafstemming.