КОНЦЕПТУАЛЬНА МОДЕЛЬ АРХІТЕКТУРИ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ОБРОБКИ БАГАТОДЖЕРЕЛЬНИХ АКУСТИЧНИХ СИГНАЛІВ
DOI:
https://doi.org/10.32782/IT/2024-4-20Ключові слова:
комп’ютерна симуляція, акустичне моделювання, багатоджерельний звук, архітектура програмного забезпечення.Анотація
Робота присвячена розробці програмного забезпечення для моделювання поширення звукових хвиль у просторах з багатьма аудіо джерелами. Метою є створення гнучкої та масштабованої програмної системи для моделювання акустичних хвиль, що поєднує чисельні методи, оптимізацію обчислень і сучасну візуалізацію, надаючи ефективний інструмент для аналізу складних акустичних процесів у різних середовищах. Методологія. Запропоновано архітектуру програмного забезпечення симуляції звукових хвиль, яка базується на модульному підході та використовує методи скінченних і граничних елементів для розв’язання рівнянь акустики, механізми підтримки паралельних обчислень, візуалізацію результатів симуляції. Наукова новизна полягає у розробці комплексного підходу щодо створення програмного забезпечення для симуляції звукових хвиль, використовуючи обчислювальні методи і алгоритми, які сумісно розв’язують рівняння акустики і рівняння, GPU-прискорення та багатопотокову обробку, що дозволяє досягти високої точності і ступені достовірності моделювання та оптимізації обчислювальних ресурсів. Висновки. В розробленій моделі програмного забезпечення передбачені модуль візуалізації, який забезпечує тривимірну інтерпретацію результатів, і модуль збереження даних, що слугує для обробки великих обсягів інформації. Запропонована модель дозволяє досліджувати звукові коливання, та моделювати звукові хвилі з декількох джерел, що робить її корисною для вирішення широкого спектра задач, зокрема проектування акустичних середовищ і аудіотехнологій.
Посилання
Juraev D., Agarwal P., Elsayed E., Nauryz T. Helmholtz equations and their applications in solving physical problems. 2024. 4. 54–64.
Sacasa-Cespedes S. A Geometric Approach to the Navier-Stokes Equations. 2024. 10.48550/arXiv.2411.18724.
Rosen M., Godin K. W., Raghuvanshi N. Interactive sound propagation for dynamic scenes using 2D wave simulation. Computer Graphics Forum, 2020. 39, 39–46. https://doi.org/10.1111/cgf.14099.
Citarella R., Federico L., Cicatiello A. Modal acoustic transfer vector approach in a FEM–BEM vibroacoustic analysis, Engineering Analysis with Boundary Elements, Volume 31, Issue 3, 2007. Pages 248–258, ISSN 0955-7997, https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2006.09.004.
Yijun L. On the BEM for acoustic wave problems, Engineering Analysis with Boundary Elements, 2019. Volume 107, Pages 53–62, ISSN 0955-7997, https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2019.07.002.
Xun H., Xin Z., Simon K. R. Adaptive mesh refinement computation of acoustic radiation from an engine intake, Aerospace Science and Technology, 2008. Vol. 12, Issue 5, 418–426, ISSN 1270-9638, https://doi.org/10.1016/j.ast.2007.09.004.
Le Moing G., Vinayavekhin P., Inoue T., Vongkulbhisal J., Munawar A., Tachibana R. Agravante D. Learning Multiple Sound Source 2D Localization. 2020. 10.48550/arXiv.2012.05515.
Lee B. Choi J. Multi-source sound localization using the competitive k-means clustering. 2010. 1–7. 10.1109/ETFA.2010.5641169.
Gao Sh. Jia M., Wu Yu. Jia Yi., Mingchen W. Multiple Sound Sources Localization by using Statistical Source Component Equalization. 2019. 320–325. 10.1145/3373509.3373582.
Jia M. Wu Yu., Bao Ch., Wang, J. Multiple Sound Sources Localization with Frame-by-Frame Component Removal of Statistically Dominant Source. Sensors. 2018. 18. 3613. 10.3390/s18113613.
Wang M., Freund J. B., Lele, S. K. COMPUTATIONAL PREDICTION OF FLOW-GENERATED SOUND. Annual Review of Fluid Mechanics, 2006. 38, 483–512.