产品简介

     dBSea由Marshall Day Acoustics和Irwin Carr Consulting开发,能够为多种环境和场景提供强大而准确的水下噪声建模。
      dBSea中集成的求解器用于预测水下声场,包括水声学行业中流行的计算方法。不同的求解器算法分别适用于不同类型的问题,考虑了复杂的声速剖面和沉积物特性,涵盖多个水下声学场景。dBSea考虑了空气枪地震勘探预测的声源指向性,并以声压级(SPL)、声暴露级(SEL)、峰值声压级(SPL peak)或声压级峰-峰值范围(SPL peak to peak)的形式绘制输出水平。这些求解器使dBSea成为咨询顾问和其他技术专业人员强大而可靠的工具。

 

dBSea——水下噪声预测及可视化软件

主要特点

 

 

 


      dBSea为声学专业人士开发。友好的用户界面允许对问题进行快速建模,包括数据导入和导出、噪声源输入、传播属性定义和结果导出。
模型以 3D 形式表示,可以旋转和缩放,以便轻松导航问题环境和检查预测结果。不仅限于单个计算切片或横断面,dBSea 允许对整个问题环境进行建模和分析。

 

dBSea 水平面噪声分布图

dBSea垂直面噪声分布图

     3D 模型是通过导入水深数据并在环境中放置噪声源来构建的。每种声源包括从标准数据库或用户定义数据库中选择设备或录制声音。还包括降噪方法。用户可以自定义海床和海水的属性,包括声速剖面图(声速如何随水深变化)、温度、盐度和场景中任意点的水流情况。

 

    “用户界面使得参数设置变得简单快捷,如求解器、声速曲线、地质等。”                                       ——Patrice Choquette, WSP Canada.

 

    “对我们来说,dBSea是一个出色的、用户友好的工具,用于进行水下声音传播计算,并为环境影响评估提供结果。我们已经在海洋项目中使用dBSea,如管道、港口建设和海上油气活动。dBSea 保持更新的水下噪声影响阈值限值、相关声学参数和频率加权,使我们的声学家能够为我们的海洋生物学家生成专业的噪声地图,用于影响评估。在使用 dBSea 之前,我们使用了各种 MATLAB 程序和电子表格计算非常耗时。”                                                                    ——Christopher M. Maxon, Ramboll Acoustics.

 

 

 

 

 

 

功能说明

     dBSea 计算整个项目区域的噪声水平,并以 3D 形式显示。为了更详细地检查结果,可以绘制水平横截面,或者在 3D 计算区域的任何点提取详细频谱。
     声级以倍频程或三分之一倍频程频段计算。有三种不同的求解器可供选择,用户可以为低频和高频范围选择不同的求解器。将声级与许多常见海洋物种的听力阈值或自定义阈值进行比较,给出总体 dBht 水平。

 

 

     dBSea 提供了多种方法导出计算结果。用户可以生成 3D 计算区域中每个点的计算摘要。结果的格式可以导出其他软件,如MS Excel或Word。
    图形可导出为多种格式(JPG、PNG、GIF、PDF、SHP、ESRI GRID)。利用dBSea的3D图形功能,可以轻松创建显示声级、目标区域和非目标区域的详细报告数据。

 

 

     噪声风险指示器工具解决了对嘈杂活动设计变化进行快速评估的需求。它考虑了大多数海洋动物并将结果呈现为单值,便于进行简单比较。
      海洋环境中声音传播模拟通常复杂且缓慢,Equinor和Irwin Carr共同开发了SRI工具来模拟声音传播,并利用噪声活动信息来预测变化是否会导致对海洋动物增加或减少影响。它可以在几秒到几分钟内完成此操作,并考虑了11种动物群体的频率依赖性易感性(加权),涵盖了多种海洋哺乳动物、鱼类和海龟,共计33个阈值,用于脉冲(Lpk和SEL)和持续噪声(SEL)。

 

多种算法

dBSeaPE - 抛物方程模型
     dBSeaPE 求解器使用抛物线方程法,这是一种从声源向外扩展声场的通用而稳健的方法,此方法是水下声学界使用较广泛的其中一个方法,在一系列挑战性因素下,其速度和精度方面都有出色的表现。
dBSeaRay - 射线追踪模型
     dBSeaRay 求解器通过追踪从声源到接收器的射线形成解决方案。大量射线从声源出发,覆盖一系列角度,通过对每条射线的分量进行相干求和,计算出接收场中每个点的声级。
dBSeaModes – 正常模态模型
     dBSeaModes 根据沉积物特性和水流声速剖面,计算每处水深。在计算声场时,假定能量只从声源向外传播,且能量不会在模态之间传递(假定绝热),从而得出耦合模式方程。
     为帮助用户快速评估问题,dBSea还提供了两个快速求解器(20 log 和 10 log)。

 

应用案例

    “霍恩西”四座运营的风力发电位于英格兰东部海岸外的浅水区域。整个风电场被“简化”为四个点,每个点代表81个风力发电机组,如果包括所有324(4x81)个会使模型变得庞大和缓慢。常用的场景是可视化地了解当地动物可以检测到的活动范围,特别是如果该活动发生在高度敏感区域,使用“海洋物种加权”来校正物种特定的听觉敏感性。

 

 

dBSea SRI 评估工具

霍恩西:海洋风力发机组
Hornsea - Sound Exposure, duty cycles and counts

迪斯科湾:船舶移动声源的海洋物种频率加权
Disko Bay - Frequency weighting

     一艘船从“伊卢利萨特”航行到“克克塔尔苏阿克”。可在“海洋物种加权”页面设置,观察海洋哺乳动物可能听到声音的距离影响情况。除了听觉阈值外,还包括NOAA的加权曲线,它类似于陆地噪声评估中的A、B和C加权。

 

 

美国东北海岸:导入Shapefiles和GPX-tracks
NE Seaboard of the US – Shapefiles

     北美东北海岸南部的科德角到东北部的新斯科舍省。项目中我们将轮廓文件“protected.shp”导入到 dBSea 中,可以设置其高度和颜色。再从 GPX 文件“ship path.GPX”获取移动声源的路径。

 

 

 

北爱尔兰:水下打桩
Northern Ireland - Pile driving

     水下打桩的冲击声源位于爱尔兰岛和苏格兰希伯利群岛之间,通常需要评估噪声的峰值声压级(dBz-p)和声暴露级(dBSEL),以充分评估噪声的影响。因此,我们需要将实际信号(如钢桩上的单个脉冲)导入到dBSea中。

 

 

 

红海:海底沉积物类型对声音传播的影响
Red Sea - Seabed effects

     红海轴测图叠加了声压级云图,当前正在查看的结果是将海床设置为沙子的解决方案。沉积物的选择会影响声音的传播,在此项目中还有一种将沉积物设置为玄武岩的解决方案,玄武岩是比沙子硬得多,并具有非常不同的传播特性。

 

 

 

波斯湾:声传播陆地障碍
Persian Gulf - Land blocking

      基于阿布扎比附近的一个挖泥船的解决方案。在声源的北部,波斯湾海湾的东南部,可以发现小岛“阻挡”了声传播。虽然这对于小岛或本示例中的低频率并不现实,但它确实显著加快了解决速度。

 

 

三种声源类型冲击式打桩的声暴露级情况:
1.“RT点声源”包含一个位于中间深度(10 米)的点声源,具有213.9 dB的单一脉冲SEL。
2.“RT线声源”包含与情况1相同的声源,但是阵列分布在不同深度的10个位置。每个声源都具有203.9 dB的脉冲SEL(计算中调整了声源的数量以保持总能量恒定)。
3.“RT移动声源”此情况也只有单一声源,但这次它以5800 m/s的速度从表面到底部移动(钢中压缩波的近似速度)。在dBSea中使用时间序列作为声源时,dBSea在每个点“触发”脉冲,因此对于此情况,我们还将声源能量缩放为203.9 dB SEL(因为计算会触发10次)。