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Registerkarte „Berechnung“

Dialog Berechnungskonfiguration, Registerkarte „Berechnung“

Berechnungsverfahren

Teilchen

Beim Teilchenmodell wird ausgehend vom Quellort eine große Anzahl sogenannter "Schallteilchen" quasi-zufällig in alle Raumrichtungen ausgesandt. Das Verfahren berücksichtigt die Reflexionseigenschaften von Hindernissen und Raumbegrenzungsflächen bis zur eingestellten Reflexionsordnung und ist bei beliebig geformten Raumgrundrissen anwendbar. Mit dem Teilchenmodell können Reflexionen bis zur 500. Ordnung berechnet werden.

Weitere Details siehe Schallteilchen.

Spiegelquellen --> Teilchen

Beim kombinierten Verfahren wird bis zu einer einstellbaren Ordnung das Spiegelquellen-Verfahren und oberhalb dieser Ordnung, wiederum bis zu einer einstellbaren Ordnung, das Teilchen-Verfahren angewandt.

Anwendungshinweise zu diesem Hybrid-Verfahren siehe Schallteilchen, Kombiniertes Verfahren„Spiegelquellen --> Teilchen“.

Spiegelquellen

Beim Spiegelquellen-Verfahren wird die Reflexion an Raumbegrenzungsflächen und an Hindernissen (sowie an reflektierenden Quellen) durch Strahlen abgebildet, deren Strahlweg für jeden Einzelstrahl und für jeden Reflexionspunkt bis zur eingestellten Reflexionsordnung einzeln verfolgt und bestimmt wird. Das Spiegelquellen-Verfahren berücksichtigt die Reflexionseigenschaften von Hindernissen und Raumbegrenzungsflächen und ist bei beliebig geformten Raumgrundrissen anwendbar. Mit dem Spiegelquellen-Verfahren können Reflexionen bis zur 20.Ordnung berechnet werden.

Weitere Details siehe Spiegelquellen.

VDI 3760

Das in VDI 3760 festgelegte Verfahren basiert auf dem Spiegelquellenverfahren mit Streuung und Dämpfung nach Kuttruff und Jovicic.

Weitere Details siehe Berechnung nach VDI 3760.

Diffusfeld (statistisch)

Diese Einstellung berechnet die Schalldruckpegel nach der statistischen Nachhall-Theorie. Sie liefert nur dann hinreichend genaue Ergebnisse, wenn im Raum ein diffuses Schallfeld vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so werden die Schalldruckpegel in der Regel überschätzt.

Weitere Details zu siehe Diffusfeld-Verfahren.

Konfiguration öffnen/speichern

Über diese Schaltflächen kann die gewählte Berechnungskombination gespeichert und wieder geöffnet werden (Dateiendung *.cniconf).

Optionen für Teilchen-Verfahren

Die Einstellungen sind für das "Teilchenmodell" und das kombinierte Verfahren „Spiegelquellen --> Teilchen“ relevant.

  • Option „Einstellungen automatisch“ (Standard-Einstellung): Bei aktivierter Option werden folgende Werte verwendet:
    • von Ordnung ... bis einschließlich Ordnung: Ausgehend vom Direktschall (0.Ordnung) werden die Schallteilchen solange verfolgt wie durch die maximale Laufzeit vorgegeben, unabhängig von der erforderlichen maximalen Ordnung.
    • maximale Laufzeit (ms): Im Zuge einer Vor-Berechnung wird auf Basis der Raum- und Objekteigenschaften die maximale Laufzeit abgeschätzt (durch Ermittlung der mittleren freien Weglänge & der mittleren Absorption). Durch Klick auf das Taschenrechner-Symbol kann diese Vor-Berechnung auch ausgelöst werden. Die abgeschätzte maximale Laufzeit wird danach in diesem Feld angezeigt.Die automatische Laufzeit-Abschätzung ist auf maximal 10 s begrenzt (manuell änderbar). Die abgeschätzten Werte (mittlere freie Weglänge MFW, gemittelte quadrierte Segmentlänge MQFW und Gamma-Quadrat) werden in lokale Textbausteine geschrieben (siehe Textbausteine (lokal)).
    • Teilchenzahl (1. Iteration): Standardmäßig wird 100.000 Teilchen je Iterationsschritt verwendet (siehe „max. Standardabweichung“).
    • maximale Standardabweichung Voxel (dB): Standardmäßig ist die Standardabweichung für Voxel deaktiviert, wenn die automatischen Einstellungen verwendet werden. Sie kann mit einem dann festen Wert von 0,5 dB für die max. Standardabweichung jedes Voxels aktiviert werden. Dieser Wert muss dann von allen Voxeln in Rechengebieten und außerhalb Hindernisquadern eingehalten werden. Wenn nicht, wird eine weitere Iteration durchgeführt.
    • maximale Standardabweichung IPKT (dB): Standardmäßig wird eine Standardabweichung von 0.1 dB verwendet. Diese muss für alle aktiven Immissionspunkte eingehalten sein. Falls nicht, wird eine weitere Iteration ausgeführt.

Hinweis

Aus Vergleichsrechnungen folgt, dass die Berechnung der maximalen Laufzeit in 95% der Fälle eine sinnvolle Approximation für kubische Räume mit offenen Raumstrukturen darstellt (d.h. keine komplette Abtrennung einzelner Raumvolumina). Diese Abschätzung ist i.d.R. für Labyrinth-Situationen nicht geeignet.

Bei deaktivierter Option „Einstellungen automatisch“ können folgende Optionen individuell eingestellt werden:

  • von Ordnung: Hier wird die Ordnung (n+1) angezeigt, von der ausgehend die Berechnung mit dem Teilchen-Modell beim kombinierten Verfahren erfolgt. Bei alleiniger Wahl des Teilchen-Modells ist die Anfangsordnung 0 (Null).
  • bis einschließlich Ordnung: Hier wird die Ordnung eingestellt, bis zu der die Berechnung mit dem Teilchenmodell durchgeführt wird. Es kann maximal die 500.Ordnung gewählt werden.
  • maximale Laufzeit (ms): Bis zu dieser Laufzeit werden die Teilchen, unabhängig von ihrer Reflexionsordnung, bei der Ausbreitung verfolgt und in die Berechnung einbezogen. Die Angabe der maximalen Laufzeit hat den Vorteil, dass alle Teilchen bis zu dieser Grenze im Echogramm enthalten sind, was bei Angabe der maximalen Ordnung nicht der Fall wäre, da Teilchen mit vielen frühen Reflexionen dann nicht zum späten Anteil des Echogramms beitragen würden (Standardwert: 1000 ms = 1 s).

  • Taschenrechner-Symbol : Bei Klick auf dieses Symbol wird die maximale Laufzeit in einer Vor-Berechnung auf Basis der Raum- und Objekteigenschaften die maximale Laufzeit abgeschätzt (durch Ermittlung der mittleren freien Weglänge & der mittleren Absorption). Die abgeschätzte maximale Laufzeit wird danach in diesem Feld angezeigt.

  • Teilchenzahl (1. Iteration): Dies ist die absolute Anzahl an Teilchen, die - verteilt auf alle aktiven Quellen eines Projekts - in der Berechnung je Iteration verwendet wird (Standardwert: 100.000 Teilchen). Die statistische Sicherheit der mit dem Teilchenmodell berechneten Pegel (und der Abklingkurven) hängt von der Anzahl Teilchen ab, die innerhalb eines Zählvolumens (Voxel) einfallen.

  • maximale Standardabweichung Voxel (dB): Im Zuge der Iteration dient diese Standardabweichung als Abbruchkriterium bei der Pegelberechnung im Raster bzw. im Voxelgitter. Standardmäßig wird eine Standardabweichung von 0.5 dB verwendet. Diese muss für alle Voxel, die sich innerhalb von Rechengebieten und außerhalb von kubischen Objekten befinden, eingehalten sein. Falls nicht, wird eine weitere Iteration ausgeführt.
  • maximale Standardabweichung IPKT (dB): Im Zuge der Iteration dient diese Standardabweichung als Abbruchkriterium bei der Pegelberechnung an Immissionspunkten. Standardmäßig wird eine Standardabweichung von 0.1 dB verwendet. Diese muss für alle aktiven Immissionspunkte eingehalten sein. Falls nicht, wird eine weitere Iteration ausgeführt.

Hinweis

In der Berechnung wird das Kriterium "Maximale Standardabweichung Voxel" nur noch auf "gutmütige" Voxel angewendet. Dies bedeutet, dass Voxel, die durch den Raum, durch Objekte oder Rechengebiete angeschnitten sind, nicht zur Prüfung des Kriteriums herangezogen werden.

Hinweis

Für beide Standardabweichungen gilt: Je kleiner der jeweilige Wert ist, desto mehr Iterationen sind erforderlich, bei entsprechender Verlängerung der Rechenzeit.

Optionen für Spiegelquellen-Verfahren

Diese Einstellungen sind für das Verfahren "Spiegelquellen" und das kombinierte Verfahren „Spiegelquellen --> Teilchen“ relevant:

  • bis einschließlich Ordnung: Hier wird die Ordnung n eingestellt oder eingegeben, bis zu der die Reflexions- und Abschirmungsrechnung mit durchgeführt wird. Es kann maximal die 20-te Reflexionsordnung gewählt werden.
  • Option „mit vertikaler Beugung": Ist diese Option aktiviert, so wird der kürzeste Umweg bei der Hindernisrechnung auf Basis der vertikalen Beugung ermittelt (Beugung über und unter das/die Hindernis/se). Dabei werden auch Umwege in der vertikalen Ebene zwischen Hindernissen berücksichtigt.
  • Option „mit horizontaler Beugung": Ist diese Option aktiviert, so wird der kürzeste Umweg bei der Hindernisrechnung auf Basis der horizontalen Beugung ermittelt (Beugung links und rechts um das/die Hindernis/se). Dabei werden auch Umwege in der horizontalen Ebene zwischen Hindernissen berücksichtigt.

Sind beide Beugungs-Optionen aktiviert, so wird sowohl die vertikalen, als auch die horizontale Ebene untersucht.