Over schermen (HMRI vs. FEM)

[Geluidforum]

N.a.v. http://www.geluidforum.nl/viewtopic.php?t=1385 vroeg Bert Stoltenborg zich af:

Schermen volgens de Handleiding Meten en Rekenen Industrielawaai en volgens eindige elementen methoden.

Hoe zit het nu met schermen? Als je naar die formules in de H(andleiding) M(eten) en R(ekenen) I(ndustrielawaai) kijkt, lijkt het niet dat er rekening wordt gehouden met het feit dat akoestische fenomenen meestal nogal complex zijn. Even een poging om een en ander in perspectief te zetten met een finite element method programma. Als je dit gebruikt voor het modelleren van bijvoorbeeld hoorns voor tweeters kloppen de simulaties akelig goed met de metingen, dus ik geloof er helemaal in.

Als, alle oppervlakken perfect reflecterend, een bron op de grond wordt geplaatst en we kijken naar het afstraalgedrag (1000 Hz), is het plaatje nog aardig overzichtelijk (oneindig lang scherm, bron en ontvanger):



Als we dan een scherm op 5 meter afstand van de luidspreker plaatsen krijgen we iets in deze geest.



Plaatsen we de bron op 2 meter, dan ziet het er zo uit (140 Hz):



En met scherm:



Bij andere frequenties ziet het er anders uit, uiteraard.

Met de microfoon op de grond en de ontvangpositie op de grond (de blauwe lijn), en de bron en ontvangpositie op een meter (de roodachtige lijn) vergeleken met HMRI op de grond (gele stippels) en op een meter(blauwe stippels) krijgen we dit (HMRI wordt berekend met de excelfile die Eric Desart heeft gemaakt: http://www.geluidforum.nl/viewtopic.php?t=1385):



Een interessante positionering van de bron, de bovenkant van het scherm en de ontvangpositie is als je die op dezelfde hoogte zet (hier 2 meter). Volgens Maekawa krijg je dan door het scherm een 5 dB verzwakking IL van het geluid, over alle frequenties. Zo ziet het er in werkelijkheid uit, rekening houdend met de grondreflectie:



In het laag (140 Hz) en bij sommige andere frequenties heb je dus ZONDER scherm nog een beter resultaat dan MET scherm.

Opmerkingen
De formule van Maekawa is een soort gemiddelde (statistiek ) van veel experimenten en is verkregen via curve fitting.
Er is een uitgebreide formule die, naar men zegt, beter klopt en die bijvoorbeeld in Springer Handbook of Acoustics, ed. Rossing staat (blz. 117 en verder). Uit dit boek wordt ook duidelijk dat de formule uit de HMRI geen rekening met vloerreflecties houdt. Er zijn verbeteringen om de formule uit te breiden, zodat reflecties wel worden meegenomen.

Samenvattend
Het is dus bekend dat de formule een grove simplificatie is en dat blijkt ook uit simulaties.
Waarom, vraag je je dan af, gebruikt de HMRI nog steeds deze stokoude benaderingsformule uit de jaren ’60?

Of zie ik het verkeerd?

[Eric Desart]

Wat zijn de bronnen van deze figuren? Knappe dingen .....

[Geluidforum]

[bert stoltenborg]

Zelf gemaakt, Eric.
Met hulp van iemand die zo'n pakket heeft en die hierbuiten wil blijven in verband met zwarte lijsten enzo .

[bert stoltenborg]

Overigens bedankt voor het plaatsen, Geluidforum.

[Eric Desart]

Bert,

Met welk pakket zijn die grafieken gemaakt? Ik vraag niet naar de namen van personen.

De grond werdt hier als 100% reflecterend beschouwd?
Jij werkt hier met discrete frequenties waar HMRI werkt met bandbreedtes van 1/1 of 1/3 octaaf (in wezen hoofdzakelijk met bandbreedtes van 1/1 octaaf.)
Ik zou het terug moeten nazien maar HMRI houdt inderdaad geen rekening met bodemeffecten.

Kan jij het bodemeffect uitschakelen of vervangen door een absorptiewaarde?

Eric

[bert stoltenborg]

Zeggen welk pakket is gebruikt is net zoiets als zeggen dat je een advocaat hebt geraadpleegd die een relatie had met een platinablonde carrieretrut en die in sportwagens rijdt en die anoniem wil blijven .

Maar het is echt wel serieus gedaan.

De grond is 100 % reflecterend.

Ik zal eens kijken of ik kan knoeien met die parameters.

[Geluidforum]

Via Bert:

Ok,

Eric vroeg om die grondreflectie weg te halen.
Lijkt me, zeker bij lagere frequenties, niet een van de meest praktische scenario's maar soit.



Dit zijn de zend- en ontvangposities, er is dus geen vloer meer wat neerkomt op perfecte absorptie.

Zo ziet het er dan uit bij 1000 Hz.



En dit zijn de delta L waarden van beide situaties zoals uiteengezet in de tekening:





Dat 2 per Zw Gem in de legenda maakt Excel ervan, Eric weet wellicht wat het betekent.

*edit* foutje met figuren gecorrigeerd
_________________
- Ook ú kunt (als geregistreerd gebruiker) beschikken over een onderschrift - Klik hier
- Voor vragen en opmerkingen aan de beheerder, mail naar geluidforum@gmail.com

[Geluidforum]

Aanvulling van Bert:

Ik heb ook nog even naar die term van de HMRI gekeken die corrigeert voor grote golflengten, die Hf.
Je kunt daarmee een oneindig of niet-oneindig scherm simuleren; bij een niet-oneindig scherm krijg je uiteraard dat geluid er omheen 'spoelt' als de golflengten groter dan de schermdimensies worden.

Lijkt ook niet veel van te kloppen.




_________________
- Ook ú kunt (als geregistreerd gebruiker) beschikken over een onderschrift - Klik hier
- Voor vragen en opmerkingen aan de beheerder, mail naar geluidforum@gmail.com

[Eric Desart]

Bert,

Bedankt voor al die info.
Blijft voor mij de vraag: "en nu?"
 

[bert stoltenborg]

Sorry voor het chacherijnige antwoord Eric, ik ben grieperig en dan moet je eigenlijk je mond houden.

Ik denk dat die ingewikkelde onzin uit de handleiding wellicht op de schop moet.
Je moet bekijken wat verschillende posities van bron en ontvanger inhouden, bij verschillende schermhoogten en wat die praktisch betekenen.
Misschien kun je zo aan de hand van veel simuleren trends ontdekken en iets met nomogrammen ontwikkelen, weet ik veel.

Wel grappig dat dit soort onderwerpen op dit soort forums tientallen honderden keren worden bekeken, en dat er nooit iemand iets zegt.
Maar wee je gebeente als je een artikel uit een of andere k*twet verkeerd citeert of een gevelreflectie in twijfel trekt.

[Geluidforum]

Beterschap Bert!

Bijgaand nog een bijdrage m.b.t. bovenstaande (door Bert), nu als PDF i.v.m. grootte figuur.
_________________
- Ook ú kunt (als geregistreerd gebruiker) beschikken over een onderschrift - Klik hier
- Voor vragen en opmerkingen aan de beheerder, mail naar geluidforum@gmail.com

[bert stoltenborg]

Bump.
Ik kan dit nooit terugvinden dus....

[bert stoltenborg]

Die PDF in de laatste post doet het niet meer, Jeroen.