534.2 Schallausbreitung
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Nach aktuellem Stand der Technik werden Schallabsorptionseigenschaften von Prüfobjekten in speziellen Laborräumen messtechnisch nach DIN EN ISO 354 oder ASTM C423 ermittelt. Diese speziellen Laborräume, auch Hallräume genannt, müssen Voraussetzungen erfüllen, damit ein aussagekräftiges, vergleichbares Ergebnis zustande kommt. Eine dieser Voraussetzungen ist das Vorhandensein eines diffusen Schallfeldes. In dieser Arbeit werden drei Kriterien zur Beurteilung der Diffusität in einer nicht normgerechten Hallkabine untersucht. Ein Kriterium ist aus der amerikanischen Norm ASTM C423, das Zweite aus der amerikanischen Norm ASTM E90 und das Dritte ist eine nicht genormte Größe Degree of Time Series Fluctuation. Dafür werden Messdaten in insgesamt neun verschiedenen Situationen erhoben und mittels MATLAB ausgewertet. Abschließend findet eine Einordnung hinsichtlich ihrer Aussagefähigkeit zur Qualität des diffusen Schallfeldes statt.
Einordnung von Methoden zur Bewertung diffuser Schallfelder basierend auf Messungen im Modellmaßstab
(2023)
Eine Grundlage für viele akustische Herleitungen bietet das diffuse Schallfeld. Es gibt die Möglichkeit, die Schallausbreitung in einem Raum idealisiert und einfach darzustellen. Anwendungen finden sich beispielsweise bei der Bestimmung von Schallabsorptionsgraden oder Schallleistungen im Hallraum wieder. Für eine hohe Messgenauigkeit muss dabei eine ausreichende Diffusität des Schallfeldes vorhanden sein. Um das zu erreichen, wird optimalerweise bereits in der Planungsphase von Hallräumen eine geeignete Konstruktion erarbeitet.
In Normwerken finden sich bereits Verfahren, die diffuse Schallfelder für Prüfanwendungen qualifizieren sollen. Diese Arbeit befasst sich mit alternativen Methoden, diffuse Schallfelder in statischen Raumzuständen zu Qualifizieren. Sie werden in einem Modellhallraum im Modellmaßstab 1:10 geprüft und anschließend auf ihre Praktikabilität und Genauigkeit untersucht.
Nach dem aktuellen Stand der Technik werden Bau-Schalldämm-Maße gemäß DIN EN ISO 16283-1 meist mittels stochastischen Anregungssignalen wie rosa Rauschen über die Ermittlung von Sende- und Empfangspegel bestimmt. Für hochschalldämmende Bauteile wie sie im Studiobau häufig vorkommen, stößt dieses Verfahren jedoch an seine Grenzen. In DIN EN ISO 18233 wird ein alternatives Messverfahren zur Bestimmung der Schallübertragung zwischen zwei Räumen basierend auf Sinus-Sweeps beschrieben. Welche Möglichkeiten dieses Verfahren für die Bestimmung der Luftschalldämmung hochschalldämmender Bauteile bietet, wird in dieser Arbeit genauer untersucht. Das Swept-Sine-Verfahren wurde dafür mithilfe von mehreren MATLAB-Skripten implementiert und an hochschalldämmenden Bauteilen wie einer zweischalige Leichtbauwand mit getrenntem elastisch gelagertem Ständerwerk sowie unterschiedlichen Raum-in-Raum-Konstruktionen angewendet.
Forschungsgegenstand dieser Arbeit soll daher die Untersuchung der physikalischen und mathematischen Grundlagen für die Schalllokalisation mithilfe einer Messkonstruktion bestehend aus Schallsensoren sein. Es soll gezeigt werden, inwieweit eine räumliche Richtungsbestimmung mit nur vier Mikrofonen und einem Minimum an Rechenaufwand möglich ist.
Das Ziel der Masterarbeit stellt die Optimierung des akustischen Verhaltens eines elektrischen Achs Aktuators bezüglich des Luftschalls und des eingetragenen
Körperschalls in die Fahrzeugstruktur in den Fokus. Um eine qualifizierte Empfehlung für die Reduktion der Schallemission geben zu können, wird explizit auf die Quellen, die Versuchsplanung, -durchführung und die Analyse der Messergebnisse eingegangen.
Primär ist nach der Einordnung des Aktuators in die Bewertungsmatrix die strukturierte Identifikation der Quelle und des Abstrahlers. Um eine Aussage treffen zu können, welche Quellen primär für die Schallentstehung und welche Flächen für die Abstrahlung verantwortlich sind, wird eine Messanalyse durchgeführt. Zusätzlich wird mit Hilfe eines CAE-Tools die Abstrahlung durch die Struktur und die magnetischen Anregungen simuliert. Auf Basis dieser Analysen wird über die Signifikanzbetrachtung ein Vorschlag für die Geräuschoptimierung erstellt und diese auf die technischer sowie ökonomische Umsetzbarkeit geprüft. Eine schnellumsetzbare Optimierung und eine kosteneffiziente Lösung wird angestrebt.
Untersuchungen zur Anwendung und Nutzung von Immersive Audio in den Medien am Beispiel von Games
(2020)
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit dem Räumlichen Hören und den dafür relevanten physikalischen und psychoakustischen Grundlagen. Das Räumliche Hören wird besonders im Hinblick seiner technischen Anwendbarkeit in Games, in Form von 3-D Sound und der Simulation von Raumklang, behandelt. In diesem Zuge wird die verbreitete Spiel-Engine und Entwicklungsumgebung Unity, sowie das Spiel Rainbow Six: Siege analysiert, um die aktuell üblichen Praktiken und den Stand der Technik aufzuzeigen
Ein Projektvorhaben der Wölfel Engineering GmbH + Co. KG beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Algorithmus, der auf Basis von Ausbreitungsberechnungen nach DIN ISO 9613-2 einen realistischen Höreindruck von typischen Lärmsituationen im innerstädtischen Bereich ermöglicht. Die Rechenansätze werden besonders für den Einsatz in Immissionsprognose-Software optimiert.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde ein vereinfachtes Auralisationsmodell für Straßenverkehrslärm entwickelt. Ferner wurde untersucht, wie durch samplebasierte Synthese verschiedene Geräuschsituationen aus den Audio-Dateien anderer generiert werden können. Um entsprechende Eingangsdaten zu akquirieren, werden Verfahren für den Aufbau einer Audio-Sample-Datenbank empfohlen. Im Zuge des Vorhabens wurden verschiedene Messungen durchgeführt, die mit den aus Synthesen gewonnenen Daten verglichen wurden. Mithin konnte die Methode näherungsweise validiert werden.
Simulationen und Messungen an Line-Array-Systemen vor dem Hintergrund des Schallimmissionsschutzes
(2018)
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Vergleich zwischen Messungen zur Schallausbreitung an Line Arrays und den per Simulation in der Software IMMI ermittelten Werten des Schalldruckpegels nach Verfahren der DIN ISO 9613-2. Die Genauigkeit der Übereinstimmung zwischen Messung und Simulation konnte weitgehend nachgewiesen werden. Mögliche Ursachen für festgestellte Abweichungen wurden anhand theoretischer Überlegungen zu betrachteten Umgebungsfaktoren und der simulierten Richtwirkung der Schallabstrahlung abgeleitet. Zudem wurden Anregungen für eine weitere Verifizierung und Optimierung des Berechnungsansatzes bei der Simulation von Line Arrays geliefert und Empfehlungen für die Anwendung des Verfahrens in der Praxis zur Erstellung von Schallimmissionsprognosen gegeben.
Zur Beschreibung der Schallausbreitung in porösen Materialien sind Modelle mit starrem Skelett weit verbreitet. Das Material wird dabei als äquivalentes Fluid betrachtet, in dem lediglich eine Kompressionswelle im offenzelligen Porenvolumen ausbreitungsfähig ist. Deren Kopplung an die massive Materialphase muss schwach sein, sodass die Anre-gung des Skeletts vernachlässigt werden kann. Für viele Fasermaterialien und Schäume ist dies bei gebräuchlichen Schichtdicken gut erfüllt. Die Modellierung als äquivalentes Fluid mit einer einzigen Kompressionswelle ist Voraussetzung für eine indirekte Bestimmung der Absorberkenndaten aus Impedanzrohr-Messungen.
Bei einigen Materialien wird das Skelett durch Luftschall zwar angeregt, die Biegesteife der Struktur ist jedoch so gering, dass Skelettwellen auch hier vernachlässigt werden können und der Grenzfall des biegeschlaffen Skeletts auftritt (limp frame). Die Kopplung der Skelettmasse führt zu zusätzlichen Trägheitseffekten, für deren Modellierung Erweiterungen der effektiven Dichte vorgeschlagen werden.