همانطور که از ضریب جذب می توان برای توصیف میزان جذب یک سطح استفاده کرد، میزان پراکندگی یک سطح را نیز می توان با ضریب پراکندگی توصیف کرد.
ضریب پراکندگی نه تنها به زبری مواد سطحی بستگی دارد، بلکه هندسه (اندازه و شکل) ماده نیز مهم است ، که به دست آوردن ضرایب پراکندگی واقعی برای استفاده در طراحی ها و برای تجلیل و بررسی آکوستیک فضای مورد نظر با برنامه‌های شبیه سازی آکوستیک ضروری است.
« اولین و کاملترین دوره آموزشی نرم افزار اودئون ODEON برای طراحی آکوستیک »
ثبت نام دوره آموزشی نرم افزار اودئون ODEON
ضریب پراکندگی برابر است با یک منهای نسبت انرژی صوتی منعکس شده در زاویه خاص به کل انرژی صوتی منعکس شده.
از نظر تئوری، Sθ می تواند مقادیری بین 0 و 1 داشته باشد، جایی که 0 به معنای سطح کاملاً بازتابنده و 1 به معنای سطح کاملاً پراکنده است.
ضریب پراکندگی به عنوان یک مفهوم اثر گذار در استاندارد ISO 17497 معرفی شده است. همراه با ضریب جذب، ضریب پراکندگی در محاسبات آکوستیک اتاق، شبیه سازی و مدل های پیش بینی مفید خواهد بود.
بخش اول استاندارد ISO 17497 یک روش اندازه گیری برای تعیین کمیت خواص پراکندگی یک سطح ارائه می دهد تا جایگزین روش های تخمینی شود که قبلاً اعمال می شد اما به طور کلی پذیرفته نشده بود.
کارگروه این استاندارد با گروه کاری انجمن مهندسی صدا، AES SC-04-02 برای خصوصیات مواد آکوستیک همکاری کرده اند بطوریکه این گروه بر توسعه یک روش اندازه‌گیری برای ضریب انتشار جهتی، که متفاوت از (اما مرتبط با) ضریب پراکندگی تصادفی است، تأکید کرده اند.
ضریب پراکندگی نباید با ضریب پخشایی اشتباه گردد چرا که ضریب پراکندگی یک معیار تقریبی است که درجه صدای پراکنده را توصیف می کند. اما ضریب انتشار یکنواختی جهت پراکندگی، یعنی کیفیت سطح پخش را توصیف می کند. بنابراین نیاز به هر دو مفهوم وجود دارد و کاربردهای متفاوتی دارند.
برنامه‌های شبیه سازی آکوستیک اتاق مبتنی بر آکوستیک هندسی باید شامل ضریب پراکندگی باشند تا بتوان پیش‌بینی قابل اعتمادی از وضعیت آکوستیک در اتاق‌هایی مانند سالن‌های نمایش، سالن‌های کنسرت و اتاق‌های کار به عمل آورد.
بررسی های انجام شده توسط هاجسون [1]، دالنبک [2] و لام [3] نشان داده است که گنجاندن بازتاب های پراکنده نه تنها بر دقت محاسبه پارامترهای صوتی تأثیر می گذارد، بلکه بر کیفیت شنیداری نیز تأثیر می گذارد.
بنابراین، برنامه های شبیه سازی آکوستیک اتاق مبتنی بر آکوستیک هندسی باید قادر به مدیریت پراکندگی صدا باشند.
در حال حاضر دو راه متداول برای به دست آوردن ضریب پراکندگی یک سطح مشخص وجود دارد، یا از طریق اندازه گیری مستقیم [4،5] یا بر اساس تجربه و پیشنهاداتی مانند آنچه در [6،7] یافت می شود.
اگرچه ممکن است این امکان وجود داشته باشد، اما اندازه گیری انواع ساختارهای سطحی مورد استفاده در یک اتاق غیر عملی است. بنابراین تا کنون در اکثر مدل های کامپیوتری ضرایب پراکندگی از روی تجربه تخمین زده می شود.
این امر مستلزم آن است که کاربر باید یک کارشناس آکوستیک اتاق باشند و محدودیت های مورد نظر را در زمان طراحی ایجاد نماید کنند.
اکثر نرم‌افزارهای شبیه‌سازی معمولاً شامل پراکندگی بر حسب ضریب پراکندگی هستند که پراکندگی ناشی از ناهمواری سطح، اندازه محدود سطوح و پراش لبه را به حساب می‌آورد.
در الگوریتم ردیابی پرتو بهبود یافته او، یک ضریب پراکندگی اعمال می کند. این مقدار به ترتیب انعکاس و مقدار محلی ضریب پراکندگی سطحی که محور پرتو با آن برخورد کرده است بستگی دارد.
برای یک پانل، مقدار محلی ضریب پراکندگی با توجه به افزایش پراکندگی در نزدیکی لبه‌های پانل محاسبه می‌شود. Dalenba ¨ck همچنین پراکندگی لبه را در نرم افزار CATT-Acoustics [12] در نظر گرفته است که در آن یک ضریب پراکندگی وابسته به رابطه بین اندازه سطح و طول موج به لبه اختصاص داده می شود.
دوره آموزش ماژول آکوستیک ساختمانی نرم افزار کامسول
ثبت نام دوره آموزشی نرم افزار کامسول
سپس این قسمت از ضریب پراکندگی با ضریب پراکندگی سطح معمولی برای حالت بازتاب> 1 ترکیب می شود.
در مقایسه با روش فارینا، بخشی از صدای پراکنده از سطوح کوچک را نه تنها با توجه به فاصله نقطه برخورد تا مرکز سطح، بلکه فاصله منبع تا گیرنده، فاصله گیرنده و منبع تا سطح را نیز در نظر می گیریم.
علاوه بر این، توضیحات زیر نشان می دهد که بخشی از ضریب پراکندگی وابسته به فرکانس است.
روش دالنباک نیز از یک عامل وابسته به فرکانس استفاده می کند و موافق است که حداکثر مقدار ضریب پراکندگی لبه 0.5 است، اما در روش نرم افزار اودئون ODEON ، ضریب پراکندگی ناشی از پراش لبه تابعی از چندین عامل است. این تلاشی است برای گنجاندن هر چه بیشتر عواملی که بر پراش از سطوح با اندازه محدود تأثیر دارند.
درجه پراکندگی از سطوح در تمام جنبه های آکوستیک اتاق (به عنوان مثال در سالن های کنسرت، استودیوهای صدا، سالن های صنعتی و اتاق های طنین) بسیار مهم است.
پراکندگی ناکافی ممکن است باعث انحراف شدید از فروپاشی نمایی فشار صوت شود. از سوی دیگر، یک میدان صوتی تقریباً پراکنده ممکن است با سطوح بسیار پراکنده در یک اتاق به دست آید.
[1] Hodgson MR. Evidence of diffuse surface reflection in rooms. J Acoust Soc Am 1991;89:765–71.
[2] Dalenba ¨ck BI, Kleiner M, Svensson P. A macroscopic view of diffuse reflection. J Audio Eng Soc 1994;42:793–806.
[3] Lam YW. On the parameters controlling diffusions calculation in a hybrid computer model for room acoustics prediction. Proc IOA 1994;16:537–44.
[4] Antonio PD, Konnert JH, Kovitz PS. Experimental measurements of directional scattering properties of architectural acoustic surfaces. In: Proceedings of the W.C. Sabine Centennial Symposium; 1994. p. 141–4.
[5] Mommertz E, Vorla ¨nder M. Measurement of scattering coefficients of surfaces in the reverberation chamber and in the free field. ICA’95 1995:577–90.
[6] Lam YW. A comparison of three diffuse reflection modeling methods used in room acoustics computer models. J Acoust Soc Am 1996;100:2181–92.
[7] Christensen CL. User’s manual of ODEON room acoustics program version 7.0 Denmark; 2003.
