Page 93 - 《应用声学》2021年第6期

第 40 卷 第 6 期 Vol. 40, No. 6
2021 年 11 月 Journal of Applied Acoustics November, 2021

⋄ 研究报告 ⋄

相干声线跟踪理论中的周期界面迭代散射

仿真方法 ∗

杨 勃 1 徐禄文 1 王海涛 2† 陈建明 3 徐大然 4

(1 国网重庆市电力公司电力科学研究院 重庆 401123)
(2 西北工业大学航海学院 西安 710072)
(3 国网重庆市电力公司信息通信分公司 重庆 401121)
(4 重庆市送变电工程有限公司 重庆 400039)
摘要：界面声反射模拟是室内复杂声学现象仿真的关键。针对传统声学仿真方法对于周期散射结构存在条件
下声场仿真精度较低的问题，该文发展了一种基于迭代散射模型的室内相干声线跟踪法。此方法以经典的相
干声线跟踪法为基础，将室内中常见的周期散射结构进行几何形状上的简化处理，然后依据周期散射定理给
出声波在界面上的散射方向及能量，并将原始声线迭代分裂为相应的散射子声线，继续对其跟踪处理，此迭代
散射模型对周期散射结构上的界面散射现象进行了准确的模拟。数值验证结果表明，该方法可以有效地在低
频段提高室内声场仿真精度，可为具有复杂散射现象的室内仿真提供新思路。
关键词：声场仿真；周期界面；迭代散射模型；相干声线法
中图法分类号: O429 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2021)06-0889-08
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2021.06.011

A coherent ray tracing method for room sound field simulation

based on iterative scattering model

YANG Bo 1 XU Luwen 1 WANG Haitao 2 CHEN Jianming 3 XU Daran 4

(1 State Grid Chongqing Electric Power Research Institute, Chongqing 401123, China)
(2 School of Marine Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China)
(3 State Grid Chongqing Information & Telecommunication Company, Chongqing 401121, China)
(4 Chongqing Power Transmission & Transforming Installation Engineering Company, Chongqing 400039, China)

Abstract: The prediction of acoustic reflection is a key factor to the complex indoor acoustic simulation. The
classical methods usually cannot achieve high accuracy of the indoor sound field simulation in the condition
of there being periodic scattering structures in the room. For this problem, an indoor coherent ray tracing
method based on iterative scattering model is developed in this paper. Based on the classical coherent acoustic
ray tracing method, this method simplifies the geometric shape of the periodic scattering structure commonly
used in the room, and then gives the scattering direction and energy of the acoustic wave on the interface
according to the periodic scattering theorem. Then, the original ray is iteratively scattered into several sub
rays and these rays are continuously traced. Based on this model, the interface scattering phenomenon can be

2021-01-05 收稿; 2021-03-26 定稿
国家自然科学基金项目 (12074317)
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作者简介: 杨勃 (1991– ), 男, 陕西咸阳人, 硕士, 工程师, 研究方向: 电网噪声特性及控制, 电磁环境特性及影响。
† 通信作者 E-mail: wht@nwpu.edu.cn