Boljše razumevanje difuznega zvočnega polja

Difuzno zvočno polje je pomembno idealizirano polje v akustiki, ki se uporablja pri standardiziranih merilnih postopkih, računskih napovedih in v širokem naboru teoretskih izpeljav. Presenetljivo je torej, da ni splošnega soglasja stroke glede definicije difuznega zvočnega polja, njegovega ovrednotenja in kategorizacije, in da je razumevanje, katere so ključne karakteristike površin v prostoru, ki povzročijo, da se vzpostavi difuzno polje, precej omejeno. Protislovno je torej, da so zahteve za difuzno zvočno polje prisotne v širokem naboru prostorov. Elementi urejanja prostorske akustike, difuzorji, se tradicionalno uporabljajo z namenom sipanja zvoka ob odboju na njih, pri čemer pa je njihova učinkovitost za doseganje difuznega zvočnega polja povsem nenapovedljiva ali merljiva. Osrednja škrbina v razumevanju difuznega zvočnega polja izhaja iz odsotnosti napovedljivega in merljivega kvantifikatorja difuznosti polja, tj. ravni, kako blizu je polje difuznemu. Takšen kvantifikator bi dopustil presojo zvočnih poljih, za katera trenutno lahko zgolj predpostavljamo, da so difuzna. To je posebej pomembno v primeru odmevnic, ki so standardizirano testno okolje v akustiki. Koeficienti zvočne absorpcije materialov, ki se merijo v odmevnicah, namreč nedopustno odstopajo ob meritvah v različnih laboratorijih. Nezanesljivi koeficienti absorpcije so posebej problematični, saj predstavljajo vhodne podatke za akustične izračune in simulacije. Posledično se tudi akustično projektiranje naslanja na nezanesljive napovedi, kar vodi do potencialno neustreznih rešitev. Prepoznana škrbina zgolj delnega razumevanja difuznega zvočnega polja torej mora biti naslovljena. V projektu k temu pristopimo z več relevantnih raziskovalnih perspektiv: 1) Odboj zvočnega vala na difuzorju modeliramo z najnaprednejšimi valovnimi in geometrijskimi metodami akustičnega modeliranja. Modeliranje kompleksne geometrije difuzorja namreč ni trivialno, saj zadene v same meje veljavnosti metod, ki temeljijo na več predpostavkah, delujejo zgolj v omejenem frekvenčnem območju, ali so enostavno računsko prezahtevne. 2) Z nadgradnjo metod akustičnega modeliranja z optimizacijskimi algoritmi načrtujemo prototipne difuzorje. Difuzorje tudi zgradimo, njihov vpliv na zvočno polje v prostoru pa je nato eksperimentalno preverjen. Takšen pristop omogoča vpogled v vse relevantne korake načrtovanja difuzorjev, za katere pridobimo podatek o praktični uporabnosti pri akustični obdelavi prostorov. 3) S projektom razvijemo in zgradimo napravo za avtomatizirano meritev akustičnih odzivov (vrvni robot). Naprava s 60 mikrofoni omogoča zajem akustičnega odziva v velikem številu točk v prostoru. Takšno akustično slikanje zvočnega polja v celotnem volumnu prostora v preteklosti ni bilo uporabljeno. Namen izvedbe tovrstne meritve je zajem celotnega polja, ki se v prostoru vzpostavi, kar omogoča razvoj in uporabo naprednih kvantifikatorjev difuznosti polja. Projekt torej celostno in celovito pristopi k raziskovanju difuznega zvočnega polja, kar vključuje teoretične raziskave prametrov karakterizacije polja, numerične in eksperimentalne teste. Poleg tega načrtovanje, konstrukcija in testiranje prototipnih difuzorjev prinaša ključne informacije o učinkovitosti različnih tipov difuzorjev. Namen projekta je torej zagotavljanje vsaj delnih odgovorov na prepoznane škrbine v razumevanju difuznega polja. Boljše razumevanje bi namreč vodilo do razvoja znanstvenega področja akustike, omejilo kritične merilne negotovosti v tehniški akustiki in prineslo zanesljivejše akustično načrtovanje. Omeniti velja, da je InnoRenew CoE nedavno pridobil najsodobnejši set akustične merilne opreme. V navezavi z raziskovalnimi in bogatimi praktično-strokovnimi referencami raziskovalca dr. Roka Prislana, ki vodi predlagani projekt, to predstavlja zagotovilo za uspešen potek projekta.