Акустическая инженерия
Акустическая инженерия (также известная как акустическая инженерия ) является отраслью инженерии, занимающейся звуком и вибрацией . Он включает в себя применение акустики , науку звука и вибрации, в технологии. Акустические инженеры, как правило, связаны с проектированием, анализом и контролем звука.
Одной из целей акустической инженерии может быть снижение нежелательного шума, который называется контролем шума . Нежелательный шум может оказать существенное влияние на здоровье животных и человека и благополучие, снизить достижение учащихся в школах и вызвать потерю слуха. [ 1 ] Принципы управления шумом внедряются в технологии и дизайн различными способами, включая контроль путем перепроектирования источников звука, проектирование шумовых барьеров, поглотителей звуков, супрессоров и буферных зон, а также использование защиты слуха ( наушники или затычки для ушей ).
Помимо контроля шума, акустическая инженерия также охватывает положительное использование звука, такое как использование ультразвука в медицине , программирование цифровых синтезаторов , разработка концертных залов для улучшения звука оркестров [ 2 ] и указание звуковых систем железнодорожной станции, чтобы объявления были понятны . [ 3 ]
Акустический инженер (профессионал)
[ редактировать ]Акустические инженеры обычно имеют степень бакалавра или более высокую квалификацию в акустике , [ 4 ] физика или другая инженерная дисциплина. Практика в качестве акустического инженера обычно требует степени бакалавра со значительным научным и математическим содержанием. Акустические инженеры могут работать в акустическом консалтинге, специализируясь в конкретных областях, таких как архитектурная акустика , шум окружающей среды или контроль вибрации . [ 5 ] В других отраслях инженеры -акустики могут: разработка автомобильных звуковых систем; Исследовать человеческую реакцию на звуки, такие как городские звуковые пейзажи и бытовые приборы; Разработайте программное обеспечение для обработки аудиосигналов для смешивания столов и разработать громкоговорители и микрофоны для мобильных телефонов. [ 6 ] [ 7 ] Акустики также участвуют в изучении и понимании звуковой научно. Некоторые должности, такие как преподаватели, требуют доктора философии .
В большинстве стран степень в области акустики может представлять собой первый шаг к профессиональному сертификации , и программа получения степени может быть сертифицирована профессиональным органом . После завершения программы сертифицированной степени инженер должен удовлетворить ряд требований перед сертификацией. После сертификата инженер назначен название чартерного инженера (в большинстве стран Содружества ).
Субдисциплинарные
[ редактировать ]Перечисленные субдисциплинарные линии основаны на кодировании PACS ( физика и астрономической классификации ), используемой акустическим обществом Америки . [ 8 ]
Аэроакустика
[ редактировать ]Аэроакустика связана с тем, как шум генерируется движением воздуха, например, посредством турбулентности, и как звук распространяется через жидкий воздух. Аэроакустика играет важную роль в понимании того, как шум создается самолетами и ветряными турбинами , а также в изучении того, как работают ветровые инструменты . [ 9 ]
Обработка аудиосигнала
[ редактировать ]Обработка аудиосигналов - это электронная манипуляция аудиосигналов с использованием аналоговой и цифровой обработки сигналов . Это делается по разным причинам, в том числе:
- Чтобы улучшить звук, например, применяя аудио эффект, такой как реверберация ;
- Чтобы удалить нежелательные звуки из сигнала, например, отмены эхо в интернет -голосовых вызовах ;
- Для сжатия аудиосигнала для обеспечения эффективной передачи, например, перцептивного кодирования в MP3 и Opus
- Чтобы понять содержание сигнала, например, идентификация музыкальных треков через поиск музыкальной информации . [ 10 ]
Аудио инженеры разрабатывают и используют алгоритмы обработки аудиосигналов.
Архитектурная акустика
[ редактировать ]
Архитектурная акустика (также известная как строительство акустики ) - это наука и инженерия достижения хорошего звука в здании. [ 11 ] Архитектурная акустика может быть о достижении хорошей разборчивости речи в театре, ресторане или железнодорожной станции, повышении качества музыки в концертном зале или студии звукозаписи или подавления шума, чтобы сделать офисы и дома более продуктивными и приятными местами для работы и жизни. [ 12 ] Архитектурный акустический дизайн обычно выполняется акустическими консультантами. [ 13 ]
Биоакустика
[ редактировать ]Биоакустика касается научного изучения звукового производства и слуха у животных. Он может включать в себя: акустическую связь и связанное с ними поведение животных и эволюцию видов; Как звучит животные; слуховые механизмы и нейрофизиология животных; Использование звука для мониторинга популяций животных и влияние искусственного шума на животных. [ 14 ]
Электроакустика
[ редактировать ]Эта ветвь акустической инженерии посвящена проектированию наушников, микрофонов , громкоговорителей , звуковых систем, воспроизведения звука и записи. [ 15 ] Было быстро увеличивалось использование портативных электронных устройств, которые могут воспроизводить звук и полагаться на электроакустическую технику, например, мобильные телефоны , портативные медиаплееры и планшетные компьютеры .
Термин «электроакустика» также используется для описания набора электрокинетических эффектов, которые возникают в гетерогенных жидкостях под влиянием ультразвука. [ 16 ] [ 17 ]
Экологический шум
[ редактировать ]
Экологическая акустика связана с контролем шума и вибраций, вызванных движением, самолетами, промышленным оборудованием, развлекательной деятельностью и всем остальным, что можно считать неприятностью. [ 1 ] Акустические инженеры, связанные с акустикой окружающей среды, сталкиваются с проблемой измерения или прогнозирования вероятных уровней шума, определения приемлемого уровня для этого шума и определения того, как можно контролировать шум. Работа по экологической акустике обычно выполняется акустическими консультантами или теми, кто работает в области здоровья окружающей среды . [ 13 ] Недавняя исследовательская работа сделала сильный акцент на звуковые пейзажи , позитивное использование звука (например, фонтаны, птичья песня) и сохранение спокойствия . [ 18 ]
Музыкальная акустика
[ редактировать ]Музыкальная акустика связана с исследованием и описанием физики музыки и ее восприятием - как звуки, используемые как музыкальная работа. Это включает в себя: функцию и дизайн музыкальных инструментов , включая электронные синтезаторы ; Человеческий голос ( физика и нейрофизиология пения ; ) компьютерный анализ музыки и композиции; Клиническое использование музыки в музыкальной терапии, а также восприятие и познание музыки . [ 19 ]
Шумовой контроль
[ редактировать ]Управление шумом - это набор стратегий для уменьшения шумового загрязнения за счет уменьшения шума в его источнике, запуская размножение звука с использованием шумовых барьеров или аналогичных или с использованием защиты ушей ( наушники или затычки для ушей ). [ 20 ] Управление в источнике является наиболее экономически эффективным способом обеспечения контроля шума. Инжиниринг по контролю над шумом, применяемые к автомобилям и грузовикам, известен как шум, вибрация и резкость (NVH). Другие методы снижения шума продукта включают изоляцию вибрации , применение акустического поглощения и акустических корпусов. Акустическая инженерия может выйти за рамки контроля шума, чтобы посмотреть на то, что является лучшим звуком для продукта, [ 21 ] Например, манипулирование звуком закрытия дверей на автомобилях .
Психоакустика
[ редактировать ]Психоакустика пытается объяснить, как люди реагируют на то, что они слышат, будь то раздражающий шум или прекрасная музыка. Во многих отраслях акустической инженерии слушатель человека является последним арбитром относительно того, является ли дизайн успешной, например, работает ли локализация звука в системе объемного звука . «Психоакустика стремится примирить акустические стимулы и все научные, объективные и физические свойства, которые их окружают, с физиологическими и психологическими реакциями, вызванными ими». [ 10 ]
Речь
[ редактировать ]Речь является основной областью исследования для акустической инженерии, включая производство, обработку и восприятие речи. Это может включать физику , физиологию , психологию , аудиосигнальную обработку и лингвистику . Распознавание речи и синтез речи являются двумя важными аспектами машинного обработки речи. Обеспечение речи передается разумно , эффективно и с высоким качеством; В номерах через системы публичных адресов и через телефонные системы являются другие важные области обучения. [ 22 ]
Ультразвуковая
[ редактировать ]
Ультразвуковое дело касается звуковых волн в твердых веществах, жидкостях и газах на частотах, слишком высоких, чтобы их услышали средний человек. Специализированные области включают медицинскую ультразвуковую (включая медицинскую ультрасонографию ), сонохимию , неразрушающее тестирование , материальную характеристику и подводную акустику ( сонар ). [ 23 ]
Подводная акустика
[ редактировать ]Подводная акустика - это научное исследование звука в воде. Это касается как естественного, так и искусственного звука и его поколения под водой; Как он распространяется, и восприятие звука животными. Приложения включают в себя Sonar для поиска погруженных объектов, таких как подводные лодки , подводная связь с животными, наблюдение за температурами моря для мониторинга изменения климата и морской биологии. [ 24 ]
Вибрация и динамика
[ редактировать ]Акустические инженеры, работающие над вибрацией, изучают движения и взаимодействие механических систем с их средами, включая измерение, анализ и контроль. Это может включать в себя: наземные вибрации от железных дорог и строительства; Вибрационная изоляция для уменьшения шума в студии звукозаписи; изучение влияния вибрации на людей ( вибрационный белый палец ); Контроль вибрации для защиты моста от землетрясений или моделирования распространения структурного звука через здания. [ 25 ]
Фундаментальная наука
[ редактировать ]Хотя способ, которым звук взаимодействует с его окружением, часто чрезвычайно сложна, существует несколько идеальных поведения звуковой волны, которые являются фундаментальными для понимания акустического дизайна. Сложное поведение звуковой волны включает поглощение , реверберацию , дифракцию и преломление . Поглощение - это потеря энергии, которая возникает, когда звуковая волна отражается от поверхности, и относится как к звуковой энергии, передаваемой, так и рассеиваемой поверхностным материалом. [ 26 ] Реверберация - это устойчивость звука, вызванное повторяющимися граничными отражениями после источника звука. Этот принцип особенно важен в закрытых пространствах. Дифракция - это изгиб звуковых волн вокруг поверхностей на пути волны. Рефракция - это изгиб звуковых волн, вызванных изменениями в среде, через которую проходит волна. Например, температурные градиенты могут вызвать преломление звуковой волны. [ 27 ] Акустические инженеры применяют эти фундаментальные концепции, наряду с математическим анализом, чтобы контролировать звук для различных приложений.
Ассоциации
[ редактировать ]- Акустическое Общество Америки Техническое комитет по инженерной акустике
- Аудиоинженерное общество
- Австралийское акустическое общество [ 28 ]
- Канадская акустическая ассоциация [ 29 ]
- Институт акустики, Китайская академия наук
- Институт акустики (Великобритания)
- Датский звуковой кластер (Дания)
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный Всемирная организация здравоохранения (2011). Бремя заболевания от шума окружающей среды (PDF) . ВОЗ. ISBN 978-92-890-0229-5 .
- ^ Баррон, Майкл (2009). Аудитория акустика и архитектурный дизайн . Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-0419245100 .
- ^ Ahnert, Wolfgang (2000). Звуковое усиление инженера: основы и практика . ISBN 978-0415238700 .
- ^ Образование в акустике. "MSC Engineering Acoustics, DTU" . Получено 9 февраля 2018 года .
- ^ Национальная карьера. «Профили работы: консультант по акустике» . Получено 13 мая 2013 года .
- ^ Университет Солфорда. «Работа для аспирантов в акустике» . Архивировано с оригинала 6 марта 2016 года . Получено 13 мая 2013 года .
- ^ Акустическое общество Америки. «Акустика и ты» . Архивировано с оригинала 2017-03-08 . Получено 13 мая 2013 года .
- ^ Акустическое общество Америки. «PACS 2010 Регулярное издание - приложение Acoustics» . Архивировано из оригинала 2013-05-14 . Получено 22 мая 2013 года .
- ^ Da Silva, Andrey Ricardo (2009). Аэроакустика ветровых инструментов: исследования и численные методы . VDM Verlag. ISBN 978-3639210644 .
- ^ Jump up to: а беременный Полманн, Кен (2010). Принципы цифрового аудио, шестое издание . McGraw Hill Professional. п. 336. ISBN 9780071663472 .
- ^ Морфи, Кристофер (2001). Словарь акустики . Академическая пресса. п. 32
- ^ Templeton, Duncan (1993). Акустика в построенной среде: советы для команды дизайнеров . Архитектурная пресса. ISBN 978-0750605380 .
- ^ Jump up to: а беременный Национальная карьера. «Профили рабочих мест консультант по акустике» . Полем
- ^ «Технический комитет по биоакустике животных биоакустики животных. Что такое биоакустика? По состоянию на 23 ноября 2017 года» . Аса Архивировано из оригинала 6 июня 2014 года . Получено 22 мая 2013 года .
- ^ Акустическое общество Америки. «Акустика и вы (карьера в акустике?)» . Архивировано с оригинала 2015-09-04 . Получено 21 мая 2013 года .
- ^ Dukhin, AS и Goetz, PJ «Характеристика жидкостей, нано- и микрофидулятов и пористых тел с использованием ультразвука» , Elsevier, 2017 ISBN 978-0-444-63908-0
- ^ ISO International Standard 13099, части 1,2 и 3, «Коллоидные системы - методы определения потенциала дзета», (2012)
- ^ Кан, Цзянь (2006). Городская звуковая среда . CRC Press. ISBN 978-0415358576 .
- ^ Технический комитет по музыкальной акустике (TCMU) Акустического общества Америки (ASA). "ASA TCMU Home Page" . Архивировано из оригинала 2001-06-13 . Получено 22 мая 2013 года .
- ^ Бис, Дэвид (2009). Инженерный контроль шума: теория и практика . ISBN 978-0415487078 .
- ^ Университет Солфорда. «Создание продуктов звучит лучше» . Архивировано из оригинала 2013-07-24 . Получено 2013-05-21 .
- ^ Технический комитет по речевой коммуникации. «Речевое общение» . Акустическое общество Америки. Архивировано из оригинала 4 июня 2013 года . Получено 22 мая 2013 года .
- ^ Ensminger, Dale (2012). Ультразвук: основы, технологии и приложения . CRC Press. С. 1–2.
- ^ Аса подводной технический комитет по акустике. «Подводная акустика» . Архивировано из оригинала 30 июля 2013 года . Получено 22 мая 2013 года .
- ^ Структурная акустика и вибрационная технический комитет. «Структурная акустика и вибрационная техническая комитет» . Архивировано с оригинала 3 ноября 2013 года . Получено 22 мая 2013 года .
- ^ Баррон, 2002, гл. 7.1.
- ^ Hemond, 1983, с. 24–44.
- ^ «Австралийское акустическое общество ABN 28 000 712 658 ACN 000 712 658» . www.acoustics.asn.au .
- ^ «Канадская акустика - канадская акустика» . ACA.CA. CAA
- Баррон Р. (2003). Промышленный контроль шума и акустика . Нью -Йорк: Marcel Dekker Inc. Получено из CrcnetBase
- Hemond, C. (1983). В Ингермане С. (ред.), Инженерная акустика и контроль шума . Нью-Джерси: Прентис-Холл.
- Шумовой дорожный шоссе с первого взгляда . Получено 1 февраля 2010 г. с http://www.fhwa.dot.gov/environment/keepdown.htm Архивировал 2011-06-15 на машине Wayback
- Kinsler, L., Frey, A., Coppens, A. & Sanders, J. (Eds.). (2000). Основы акустики (4 -е изд.). Нью -Йорк: Джон Уайли и сыновья.
- Kleppe, J. (1989). Инженерные приложения акустики . Sparks, Невада: Artech House.
- Мозер, М. (2009). Инженерная акустика (S. Zimmerman, R. Ellis Trans.). (2 -е изд.). Берлин: Springer-Verlag.
| Базы данных управления авторитетом : национальный |
|---|
