Autorenverzeichnis

Haag, K.

• Forschungsverbund Leiser Verkehr - Projekt FREQUENZ - Lärmarme Nachrüstmaßnahmen für existierende Flugzeuge [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Saueressig, W. Dobrzynski, S. Guérin, S. Fröhlich, J. Jaeglé, W. Jans, B. Kiefner, I. Köhler, M. Kutner, U. Michel, M. Pott-Pollenske, H. Siller, A. Uhl, J. Wiedau and K. Haag
[A]

Unter dem Dach des Forschungsverbunds Leiser Verkehr wurde 2004 das Projekt FREQUENZ gestartet. Im Teilprojekt 3 werden kurz- und mittelfristig einsetzbare Lösungen zur Lärmreduzierung für bereits im Einsatz befindliche Flugzeuge entwickelt. Hierfür müssen einzelne Schallquellen im Überflug genau vermessen werden, um entsprechende lärmarme Modifikationen entwickeln zu können, die dann noch auf Flugtauglichkeit geprüft und zertifiziert werden müssen. Diese Arbeiten basieren auf den Untersuchungen in den vorgeschalteten Teilprojekten 1 und 2, in denen numerischen Methoden eingesetzt und durch Windkanalversuche verifiziert werden. Wirbelgeneratoren konnten erfolgreich an einem Lufthansa Airbus A319 eingesetzt werden, um zwei starke Töne zu eliminieren, die an der Flügelunterseite durch Tankdruckausgleichöffnungen hervorgerufen werden. Ton- und Breitbandschallquellen vom Triebwerk, Fahrwerk und den Hochauftriebssystemen werden ebenfalls analysiert. Weitere Untersuchungen widmen sich lärmarmen Landeverfahren für die Lufthansa Boeing MD11-F, für die Bewertungs- und Umsetzungskonzepte entwickelt werden. Darüber hinaus soll die Quelle eines vom Fahrwerk herrührenden Tons identifiziert und eine lärmarme Modifikation erarbeitet werden.

Haag, T.

• Experimentelle Untersuchung der Hydroakustik in Kfz-Leitungssystemen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Herrmann, T. Haag, L. Gaul, K. Bendel and H.-G. Horst
[A]

In fluidbefüllten Leitungen im Fahrzeugbau wird aufgrund von Pumpenförderung und Ventilbetätigungen Hydroschall erzeugt, der wiederum die Leitungsstruktur sowie angekoppelte Strukturelemente zu Schwingungen anregt. Um unerwünschte Schallemissionen zu minimieren, wird zunächst ein genaues Verständnis über das Systemverhalten und mögliche Übertragungspfade im fluidmechanischen System angestrebt. Dazu wird ein Kfz-Leitungsprüfstand mit einer innovativen Pulsationsquelle vorgestellt und auf das akustische Übertragungsverhalten eines Leitungssystems eingegangen. Die experimentellen Ergebnisse werden mit Simulationen verglichen, die die Fluid-Struktur-Kopplung mit einbeziehen. Dabei kommen Techniken zur Modellreduktion und Substrukturkopplung zum Einsatz, um dreidimensionale Leitungsbewegungen mit Hilfe der Finiten Elemente Methode effizient zu beschreiben. Von besonderem Interesse ist die Auswirkung von Druckpulsationen auf die Leitungsstruktur und Anbauteile. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen auf die Verbesserung der Leitungsanordnung und Aufhängung in der Praxis im Hinblick auf Schwingungs- und Geräuschreduktion angewendet werden.

Haal, M.

• Objektivierung subjektiver Fahreindrücke - Methodik und Anwendung - Benchmarking der Leerlaufgeräuschqualität von Personenkraftwagen – [DAGA 2005 (München)]
  K. Becker and M. Haal
[A]

Die Objektivierung subjektiver Fahreindrücke stellt eine wichtige Aufgabe im Rahmen der modernen Fahrzeugentwicklung dar. Die subjektive Wahrnehmung der Geräuschqualität in Fahrzeugen durch die Kunden ist ein multimodaler Prozess, der objektiv nur schwer erfassbar ist.

Durch Anwendung statistischer Verfahren wie Clusteranalyse, multipler linearer Regression und Faktorenanalyse lassen sich die subjektiven Kundenurteile aus objektiv messbaren Größen herleiten.

Die anzuwendende Methodik wird detailliert am Beispiel einer Untersuchung der Leerlaufgeräuschqualität von Personenkraftwagen dargestellt, da diese einen erheblichen Anteil an der Beurteilung des Fahrzeugkomforts durch die Kunden hat. Die Validierung der Methodik erfolgt auf einer breiten Datenbasis bezüglich der Anzahl der untersuchten Fahrzeuge (26 Fahrzeuge mit Benzinmotoren von Kleinwagen bis obere Mittelklasse) sowie der befragten 70 Probandinnen und Probanden. Für die subjektive Beurteilung kommt die Random-Access-Methode zum Einsatz. Die objektive Analyse basiert auf einer Vielzahl von psychoakustischen Auswerteparametern.

Die Güte der Korrelation von subjektiver und objektiver Bewertung wird intensiv analysiert. Abschließend werden die Grenzen der hier angewendeten Methodik bezüglich der Vorhersage der Leerlaufgeräuschqualität vorgestellt.

Haardt, M.

• Holographische Modalanalyse mit skalierbarem Kugelarray [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Schlesinger, G. Del Galdo, B. Albrecht, S. Husung, J. Lotze, H.-P. Schade and M. Haardt
[A]

Das Problem der Modalanalyse in der raumakustischen Praxis ist der geringe Informationsgehalt aus punktuell vorgenommenen Messungen der Raumimpulsantwort. Grund dafür ist die orts- und quellenabhängig hohe Varianz der zu erfassenden Schallfeldgrößen. Die richtungsbezogene raumakustische Untersuchung wird möglich durch ein skalierbares Ein-Mikrophon-Array. Dieses tastet durch Mehrfachmessung eine Kugeloberfläche ab und bildet so ein ''virtuelles'' Kugelarray. Dieses Analyseverfahren bietet Vorteile gegenüber den heute verbreiteten und standardisierten Messmethoden, welche den Raum nur an einzelnen Positionen aufmessen und nach Mittelung der Messergebnisse oftmals nur allgemeine Beurteilung der Raumakustik ermöglichen. Mit Hilfe von Oberflächen-Arrays kann das Eigentonnetz im modalen Frequenzbereich sichtbar gemacht und quantifiziert werden. Bestimmt durch die obere Grenzfrequenz des modal charakterisierten Schallfeldes, allgemein als Schröderfrequenz bekannt, werden die Messpositionen skaliert und eine Kugeloberfläche räumlich abgetastet. Die Extrapolation des Schallfeldes im Gültigkeitsbereich der Array-Anordnung wird durch Reihenzerlegung des Schallfeldes in Sphärische Harmonische und Multiplikation mit Sphärischen Besselfunktionen im zugehörigen Fourierraum erreicht. Auf Grundlage des extrapolierten Schalldrucks wird eine holographische Bildgebung des Schallfeldes vorgenommen. Die akustische Planung und Analyse kritischer Räume, vor allem im tieffrequenten Bereich, ist mit dem vorgestellten Ansatz über ein Raumvolumen exakt quantifizierbar. Erste Simulationen und experimentelle Messungen haben die theoretischen Annahmen und die praktische Anwendbarkeit des vorgestellten Messverfahrens nachweisen können.

Haas, F.

• Methoden und Einsatz des Web-Based-Trainings „Grundlagen der Sprachsignalverarbeitung“ in der virtuellen Lehre [DAGA 2003 (Aachen)]
  F. Haas
[A]

Virtuelle, multimediale Lehr- und Lernangebote stellen auch im Hochschulbereich die Lehrform der Zukunft dar. Innerhalb des BMBF-Projektes MiLCA wird an der Universität Bonn das Lehrmodul ''Grundlagen der Sprachsignalverarbeitung'' als Web-Based-Training (WBT) entwickelt. Ziel ist es, theoretische Inhalte internetgerecht aufzubereiten und den Studierenden eine ''lebendige'' Auseinandersetzung mit der Signalverarbeitung zu ermöglichen. Dies soll durch die Verstärkung visueller und auditiver Wahrnehmung erreicht werden, z.B. durch die Verknüpfung von Text und Bild mit Audio-Signalen, den vermehrten Einsatz von Graphiken und die Einbindung interaktiver Elemente. In diesem Beitrag werden einige Beispiele zur multimedialen Aufbereitung beschrieben. Individuelle Lernziele und Lerngeschwindigkeiten, die insbesondere hinsichtlich der mathematischen Voraussetzungen für die Signalverarbeitung von den Lernenden zu erwarten sind, werden im Kurs berücksichtigt. Zu diesem Zweck werden Lernpfade angeboten, die eine unterschiedlich intensive Bearbeitung der Lernmaterialien gewährleisten. Gleichzeitig soll dies den Kurseinstieg aus verschiedenen Kontexten heraus erleichtern. Die Überprüfung des Lernerfolgs erfolgt durch Übungsaufgaben, deren nicht korrekte Beantwortung den Studierenden auf bereits bearbeitete Lerneinheiten zurückverweist. Möglichkeiten zur Kommunikation sind über Diskussionsforen in die Lehr-/Lernumgebung integriert. Das Szenario eines WBT garantiert Zeit- und Ortsunabhängigkeit bei der Bearbeitung des Selbstlernkurses. WBTs lassen daher auch verschiedene Nutzungsszenarien zu, z.B. als Prüfungsvorbereitung oder als gemeinsame Lehrveranstaltung verschiedener Hochschulen, und erlauben so einen variablen Einsatz in der multimedialen Lehre.

Haas, R.

• Akustische Optimierung der Aggregatelagerung am Fahrzeug [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Haas
[A]

Im Automobilbau werden Antrieb und Karosserie nahezu unabhängig voneinander entwickelt und konstruiert. Bis kurz vor Serienanlauf werden diese auch bezüglich ihres akustischen Verhaltens einzeln optimiert. Getrennt entwickelte Subkomponenten verursachen im Zusammenspiel jedoch unerwünschte beziehungsweise unvorhersagbare Geräusche. Hierausergibt sich oft der Wunsch des Herstellers zur akustischen Optimierung. Wünschenswert ist es die so erhaltenen Ergebnisse sowohl mit geringem Aufwand in der Serie umzusetzen, als auch die Konstruktion neuer Fahrzeuge kontinuierlich zu verbessern. Die meßtechnische Auswertung und anschließende Systembeurteilung ist der erste Schritt in dieser Richtung. Im Vortrag wird auf die akustische Analyse des Gesamfahrzeuges in der Praxis eingegangen. Es wird gezeigt, auf welche Weisen akustische Schwachstellen meßtechnisch ermittelt und einzelnen Baugruppen oder Teilen zugeordnet werden können. Oft werden einzelne Schwächen im Antrieb, der Karosserie, Zusatzaggregaten oder der Dämmung zunächst der Aggregatlagerung zugeschrieben. Es werden ausgehend von der akustischen Bewertung der Aggregatelagerung als Schnittstelle zwischen Aggregat und Karosserie verschiedene Teilprobleme gezeigt, welche eine große Auswirkung auf den akustischen Komfort des Fahrzeuges haben. An verschiedenen Beispielen werden einige solcher Schwächen näher erläutert. Damit zeigt sich, daß es notwendig ist zur Auslegung der Aggregatelagerung das Gesamtsystem Fahrzeug zu betrachten. Diese sogenannte Systementwicklung soll kurz mit besonderem Blick auf die akustisch relevanten Themen erläutert werden. Abschließend werden verschiedene Maßnahmen im Bereich der Aggregatelagerung vorgestellt, welche großen Einfluß auf die akustische Übertragungskette haben.

Habault, D.

• Time Response of a Plate excited by a short-duration Point Force [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Habault and P. Filippi
[A]

The paper presents a comparison between experimental and numerical results obtained in the case of a baffled clamped plate excited by a short duration point force. The plate is a homogeneous steel plate, placed between two anechoic rooms. The excitation force is provided by a hammer. The hammer can be equipped with three types of heads made of rubber, plastic or metal. The following measurements were taken: excitation force at the head of the hammer, acceleration at one corner of the plate, sound pressure at two microphones situated at 0.5 and 1.5m from the plate. The theoretical results were computed by a method which consists in expressing the plate displacement as a series of the resonance modes of the coupled fluid/plate system. In particular, this method provides a straightforward way to describe the decreasing behaviour of the sound pressure versus time, due to the fluid/plate coupling. For the excitation force, an analytical model was chosen in order to describe as closely as possible the measured force; the same model was used for the three heads, with different values of the parameters. The smoothest curves were obtained for the rubber and the plastic heads. Comparisons have been made for the first 60 ms of the acceleration and pressure signals. The best agreement between computed and measured sound pressure has been obtained for the rubber head. Further comments will be also made on the comparison between these numerical and experimental results, based on perceptive criteria.

• Can we hear the complexity of vibrating plates ? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Demirdjian, D. Habault, S. Meunier and G. Canévet
[A]

The present work is related to the field of psychomechanics, the aim of which is to establish correlations between acoustical and perceptual attributes of sounds radiated by a vibrating structure and the mechanical parameters of that structure.

As a case study, we examine the vibrations of a plate excited by a transient point force. This raises an optimization problem for sound synthesis, since we need to find a compromise between the level of accuracy (and time cost) required for a valid modeling of the plate, and the perceptual realism of the synthesized sounds resulting from the corresponding calculations.

Two main aspects are considered. Firstly, we wished to know whether a plate with a variable thickness can be modeled by a constant-thickness plate that would be equivalent, from a perceptual point of view, in terms of the radiated sounds. If so, such equivalence would greatly reduce the complexity of the model. We performed calculations on both types of plates, and ran psychoacoustic tests on the respective sounds to evaluate their similarity. Perceptual criteria could be identified, that allowed us to define an ''equivalent thickness''. Secondly, we recorded acoustic impact responses of actual plates, with constant thickness, and then compared the recorded sounds to the synthetic sounds produced by our model, again using psychoacoustic tests of similarity. These tests help to determine which parameters are relevant for auditory similarity, and thus provide hints for improving or optimizing our theoretical models.

Haberkern, R.

• Zur Winkelintegration der Cremer-Formel für dünne Platten [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Haberkern
[A]

Schon 1942 untersuchte L.Cremer das Schalldämmungsverhalten von unendlichen dünnen homogenen isotropen Platten und gelangte zu der berühmten Formel, welche den Transmissionskoeffizienten für eine einfallende ebene Welle beschreibt. Der Begriff ''Koinzidenz'' darf seither in keinem bauakustischen Lehrbuch mehr fehlen. Leider läßt sich der Transmissionsgrad für diffusem Einfall im allgemeinen nicht elementar über den Einfallswinkel integrieren. Das Schalldämm-Maß für diffusen Schalleinfall muß man daher in der Regel numerisch berechnen. Da Standardverfahren jedoch dafür nicht optimal geeignet sind, wurde eine alternative, effektive Berechnungsmethode entwickelt. Zusätzlich konnten die schon seit Cremer bekannten Näherungen für hohe und tiefe Frequenzen verfeinert werden. Um den oft sehr wichtigen Zwischenbereich mit dem Koinzidenzeinbruch zu erfassen, wurde auf Basis numerischer und analytischer Ergebnisse eine Näherung konstruiert, welche dem tatsächlichen Verlauf im gesamten Frequenzbereich folgt. Es ergaben sich ferner Formeln für die Extrema der Schalldämmkurve. Die beschriebene Vorgehensweise kann sich auch für anisotrope Platten, verschiedene fluide Ein- und Ausgangs-Medien und Frequenzmittelungen als nützlich erweisen.

• Modern Masonry Walls - Plaster versus Open Joints
  R. Haberkern
[A]

Open vertical joints inside plastered masonry walls are a well-established way to reduce the expenditure of human labour in construction work. Due to the same reason, modern bricks and classical bricks fundamentally differ in their proportions: the wall thickness diminishes and the in-plane dimensions increase. In particular, the increase in height has to be mentioned. Due to cost effectiveness, both techniques are often combined. As long as the open vertical joints are small compared to the length of the brick, the vertical stiffness of a wall - the vertical Young's modulus - is hardly affected by thin open joints. Hence, the static load capacity is about the same. However, this does not hold for other effective elastic properties of the wall, e.g. the in-plane shear modulus. By means of a suitable homogenisation software, the dependence of the effective elastic properties of a plastered wall of simple bricks on the in-wall proportions, the wall thickness, gap size and plaster layers has been investigated for sand-lime stone. The method has been compared to experimental data. It is found that for thin walls the plaster plays an important role in sustaining the shear stiffness of walls. Sufficiently thick and armored, the plaster transfers most of the shear loads across the open gaps, especially for thin walls. Hence, the plaster and its connection to the wall plays a important - but rarely perceived - role in concurrent masonry.

Haberkorn, M.

• Large eddy simulation of acoustical propagation in turbulent channel flow [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Haberkorn, V. Pagneux, G. Bouchet, Y. Auregan and P. Comte
[A]

Velocity fluctuations, caused either by imposing sound on a turbulent channel flow or by pulsating the flow, generate a shear wave at the wall. This shear propagates into the boundary layer and decays within the turbulent counterpart of the laminar Stokes length. Ronneberger & Ahrens (1977) determined in these two ways the damping of sound by turbulence in experimental investigation of the wall shear stress: at high driving frequencies the damping is not influenced by turbulence, for low driving frequencies turbulence increases the sound attenuation and for a range of driving frequencies, the damping is surprisingly reduced by turbulence. This was recovered in Large Eddy Simulation of a pulsating channel (Scotti & Piomelli, 2001), but at too a high a forcing amplitude to be relevant to acoustical propagation. We perform analogous LES in which the pulsation is applied to a passive scalar, so that retroaction on the turbulent flow is suppressed. Different forcing frequencies and diffusivity of the scalar are considered. The trends mentioned above are recovered for high and low frequencies, but the reduced attenuation (with respect to that in laminar flow) at intermediate frequencies is no longer observed. The time evolution of the spatial organization of the scalar field is investigated. Références : Ronneberger D. and Ahrens C.D., 1977, Wall shear stress caused by small amplitude perturbations of turbulent boundary-layer flow: an experimental investigation, J. Fluid Mech., 83, 433-464. Scotti A. and Piomelli U., 2001, Numerical simulation of pulsating turbulent channel flow, Phys. Fluids, 13(5), 1367-1384.

Habisreuther, P.

• Calculated and Measured Turbulent Noise in a Strongly Swirling Isothermal Jet [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Habisreuther, C. Bender, H. Büchner and H. Bockhorn
[A]

The most common technique, used for flame stabilization in industrial combustion devices, is the application of highly swirling inflows. As such inflows produce at least one recirculation zone and, in conjunction with that, high velocity gradients and turbulence intensities, swirling flows normally constitute a great source of turbulent noise. Although it is well known that different types of swirl generation result in different radial profiles of circumferential velocity and, as a consequence, different tendency to enhance or suppress turbulent motion, few is known on the dependence of noise generation with respect to the type of swirl generation and burner outlet geometries. Recent advances in CFD-calculation methods encourage the application of numerical techniques such as DNS and LES for the determination of aerodynamic sound. As a first advance to the problem outlined above, the current investigations show results of LES calculations of a strongly swirling isothermal flow emerging into a combustion chamber compared with measured sound pressure values. Spectra of calculated values of static pressure and velocity show a distinct peak value at a characteristic frequency in the burner nozzle and in the ambient combustion chamber flow. These self sustaining flow instabilities can, similar to frequencies observed in experiments, be correlated to global inflow parameters. In addition to that, experimental investigations are carried out to measure noise characteristics a well as the formation of coherent flow structures, contributing strongly to the overall noise emissions.

• LES-Simulation einer Drallflamme [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  P. Habisreuther
[A]

preliminary

• Numerical investigations of the noise sources generated in a swirl stabilized flame [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Zhang, P. Habisreuther, M. Hettel and H. Bockhorn
[A]

The investigations shown in the present work cover the compressible simulations of a premixed swirled flame using a double concentric swirl burner, which is typically used for industrial application. The numerical tool used to solve the turbulent flow field is called Large Eddy Simulation (LES) which calculates the unsteady Navier-Stokes equations using the compressible formulation. Furthermore, to add chemical reaction into the flow, we represented the Turbulent Flame Speed Closure Model (TFC). Within this combustion model the turbulence-chemistry interaction was modeled by the turbulent burning speed . In our simulation methane-air mixture was used as fuel.

Spectral analysis of the pressure fluctuations on several monitor points within the flame has been made to get the preferential frequencies. These have been further identified. These mechanisms may interact with the flame and cause unsteady heat release which serve as main sources of the noise emission in the flame. Moreover, to give an overview of the acoustic source distributions, we have evaluated the two major source terms in the Lighthill's acoustic analogy:


(1)

where and represent the sources caused by turbulent flow and by unsteady heat release.

Hachemi, Z.E.

• Application of Aero-Acoustic Analogy to industrial problems [DAGA 2002 (Bochum)]
  Z.E. Hachemi, M. Piccirillo and M. Tournour
[A]

Flow-induced noise and vibration occur in many engineering applications and constitutes one of the most diverse areas, incorporating many other narrower disciplines: fluid mechanics, structural dynamics, vibration, acoustics and statistics. However, the state-of-the-art technologies do not provide satisfactory solutions to predict such phenomena. To address this need, LMS International is currently extending his world-leading vibro-acoustic software SYSNOISE and developing efficient tools to predict flow-induced noise in different sectors (automotive, aeronautics, aerospace...). The methodology is based on the Aero-Acoustic Analogy that replaces disturbed flows interacting with stationary or moving bodies with an equivalent problem where ''equivalent Aero-Acoustic Sources'' are radiating in a medium at rest. Therefore, the flow is solved first, using Computational Fluid Dynamics (CFD) methods, next Aero-Acoustic sources are defined, using the flow data, and the flow noise is computed. In this paper, the methodology is explained and some equations are recalled. Next a coupling of the CFD with the Acoustics is performed within an idealised industrial test case and the results are presented and discussed. Finally a comparison of the numerical results with the measurements is achieved with the objective of demonstrating the accuracy of the methodology and validating the aero-acoustic software.

Hachmann, P.

• Schwingungsmessungen am menschlichen Schädel [DAGA 2002 (Bochum)]
  Y. Curdes, H. Taschke and P. Hachmann
[A]

Mit Hilfe der im Vortrag vorgestellten Schwingungsmessungen wird ein Finite-Elemente-Modell des menschlichen Schädels verifiziert, das zur möglichst genauen Reproduktion der Schwingungsformen des Schädels und zur Untersuchung der beim Hören wirksamen Knochenschallanteile dient. Die Messungen ermöglichen zum einen die Überprüfung der Vorhersagen des Modells und zum anderen die Modifizierung der Materialparameter. Die Vibrationen des Schädels werden an definierten Punkten mit einem Scanning-Laser-Vibrometer berührungslos bestimmt. Mit Hilfe der verwendeten Scanning-Einheit ist es möglich, Flächen mit einer definierten Messpunktdichte abzutasten, so dass flächenhafte Schwingungen erfasst werden können. Dafür wurde ein Programm entwickelt, das den gesamten Ablauf einer Schwingungsmessung, einschließlich Anregung und Weiterverarbeitung der Messergebnisse, steuert. Im Vortrag wird der Aufbau und die Funktionsweise des Messsystems erläutert und die Ergebnisse von Schwingungsmessungen an einem mit weissem Rauschen angeregten menschlichen Schädel vorgestellt. Die Messergebnisse wurden derart weiterverarbeitet, daß die Schwingungsformen der einzelnen Schädelseiten als Animation präsentiert werden können. Damit die simulierten und gemessenen Ergebnisse besser miteinander verglichen werden können, ist es sinnvoll, wenn die Verteilung der Messpunkte auf dem Schädel mit der Anordnung der Knotenpunkte im Finite-Elemente-Netz des Modells übereinstimmt. Daher wird im Vortrag ein Verfahren beschrieben, das die dreidimensionalen Knotenpunktkoordinaten so in das zweidimensionale Koordinatensystem des Laser-Vibrometers abbildet, dass das Finite-Elemente-Netz direkt auf den Schädel projiziert wird.

Hacker, C.

• Helfen 'Fallen' bei verrauschten Daten? - Spracherkennung mit TRAPs [DAGA 2005 (München)]
  A. Maier, C. Hacker, S. Steidl and E. Nöth
[A]

In dem Beitrag wird die Leistung von TempoRAl Pattern (TRAP) Merkmalen auf klaren und verrauschten Daten untersucht. Ziel ist es zu zeigen, dass TRAP-Merkmale eine höhere Unabhängigkeit bezüglich der akustischen Gegebenheiten haben. Zu diesem Zweck wird das AIBO Korpus in drei verschiedenen Hall- und Rausch-Stufen herangezogen. Die Daten sind zum einen mit einem Nahbesprechungsmikrofon aufgenommen worden. Zusätzlich ist das Szenario mit einer Videokamera mit Kugelmikrofon aufgezeichnet worden, d.h. es liegt eine weitere Version mit starkem Hall und starken Hintergrundger'auschen vor. Durch Faltung der Nahbesprechungsdaten mit verschiedenen Impulsantworten konnte noch ein Korpus mit künstlichem Hall erstellt werden. Als Merkmale werden Mel-Frequenz Cepstrum Koeffizienten (MFCC), TRAPs und im Modulationsspektrum gefilterte TRAPs herangezogen. Die Merkmale werden jeweils aus unterschiedlichen Bändern des Spektrums zusammengebaut. Mit jedem Merkmalssatz wird dann jeweils ein Erkenner trainiert. Bei der Evaluierung werden mehrere Erkenner kombiniert, um eine Verbesserung der Erkennungsrate zu erreichen. Dies geschieht entweder durch Kombination der besten Ketten mit ROVER oder durch eine interne Verschmelzung der Worthypothesengraphen im Erkenner. Durch Training auf klaren bzw. k'unstlich verhallten Daten und Evaluierung auf stark verrauschten Daten kann gezeigt werden, dass TRAP-basierte Merkmale eine höhere Generalisierungsfähigkeit haben. Beim Training auf den künstlich verhallten Daten kann ein relativer Zuwachs der Wortakkuratheit von 41 8.693220e-311rreicht werden.

Haderlein, T.

• Menschliche und automatische Verständlichkeitsbewertung bei tracheoösophagealen Ersatzstimmen [DAGA 2005 (München)]
  T. Haderlein, S. Steidl, E. Nöth and M. Schuster
[A]

Tracheoösophageale Ersatzstimmen (TE-Stimmen) sind eine Möglichkeit, Patienten nach einer totalen Laryngektomie, d.h. Kehlkopfentfernung, die Fähigkeit zu sprechen zurück zu geben. Die Betroffenen durchlaufen eine Therapie, in der wiederholt evaluiert werden muss, ob und wie sich ihre Ersatzstimme hinsichtlich Kriterien wie Lautstärke, Verständlichkeit oder Prosodiefähigkeit entwickelt hat. Da die Beurteilung subjektiv erfolgt und das Verfahren für Arzt und Patienten aufwändig ist, erscheint eine Automatisierung und Objektivierung in diesem Bereich sinnvoll.

In diesem Artikel werden erste Experimente zur automatischen Spracherkennung bei Patienten mit tracheoösophagealer Ersatzstimme vorgestellt. Die Worterkennungsraten sind wegen der akustischen Gegebenheiten erwartungsgemäß wesentlich niedriger als bei Normalstimmen. Sie lagen auf unseren Testdaten bei durchschnittlich unter 30% bei einem Erkenner, der auf jungen Normalsprechern trainiert wurde und nur das Vokabular für die Lesevorlage (den Standardtext von Nordwind und Sonne) enthält. Unsere Teststichprobe bestand hierbei aus 18 Aufnahmen des Textes von 18 männlichen Sprechern mit einem Durchschnittsalter von 64 Jahren. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Wortakkuratheit des Spracherkenners sehr gut mit der Bewertung der Verständlichkeit durch Experten korreliert, welche Noten auf einer Likert-Skala mit Werten von 1 (sehr gut) bis 5 (sehr schlecht) vergaben. Die Durchschnittsnote aus fünf Beurteilungen durch menschliche Bewerter zeigte einen Korrelationskoeffizienten zur maschinell berechneten Wortakkuratheit von -0,84 sowie einem Wert von 0,43 für ein Multi-Rater-kappa zwischen Menschen und Maschine, das der Inter-Rater-Übereinstimmung innerhalb der Expertengruppe (0,44) entspricht.

Die Arbeiten werden derzeit auf weitere Stimmbewertungskriterien ausgedehnt.

Häb-Umbach, R.

• Mehrkanalige Sprachsignalverarbeitung durch adaptives Eigenbeamforming für Freisprecheinrichtungen im Kraftfahrzeug [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E. Warsitz and R. Häb-Umbach
[A]

Für die Nutzung von Freisprecheinrichtungen im Kraftfahrzeug sind Verfahren zur Echokompensation und Rauschunterdrückung unerlässlich. Dabei werden üblicherweise einkanalige Verfahren eingesetzt, obgleich mehrkanalige Verfahren zur Sprachsignalverbesserung mittels Beamforming im Allgemeinen bessere Ergebnisse erzielen. Der Generalized Sidelobe Canceller (GSC) nach Griffith und Jim stellt hierbei die wohl am häufigsten eingesetzte Methode zum akustischen Beamforming dar, führt jedoch drei wesentliche Probleme mit sich: Es ist notwendig die Sprecherrichtung zu kennen, im Falle von diffusem Hintergrundrauschen ist keine signifikante Rauschunterdrückung zu erzielen und es wird von einer Schallausbreitung nur über die direkten Pfade zwischen Sprecher und Mikrophonen ausgegangen. Eine fehlerhafte Positionsschätzung und die Anwendung in verhallten Räumen kann dann zur Auslöschung des Nutzsignals führen, welche durch die Erweiterung des GSCs nach Hoshuyama reduziert werden kann.

In dieser Arbeit wird ein von uns entwickeltes Beamforming-Verfahren auf die Problemstellung der mehrkanaligen Rauschunterdrückung im Kfz angewendet. Dieses basiert im Frequenzbereich auf dem Kriterium der Maximierung des Signal-zu-Rauschverhältnisses am Beamformer-Ausgang für jede Spektralkomponente und führt zu einer verallgemeinerten Eigenwertzerlegung bezüglich der beiden Matrizen der Kreuzleistungsdichtespektren von Sprache-plus-Rauschen einerseits und dem reinen Rauschsignal andererseits. Dabei ergeben sich die optimalen Filterkoeffizienten gerade durch den Eigenvektor korrespondierend zu dem größten Eigenwert. Wir konnten bereits zeigen, dass der von uns hergeleitete Adaptionsalgorithmus eine schnelle Online-Bestimmung des dominanten Eigenvektors ermöglicht. Außerdem haben wir demonstriert, wie frühe, starke Reflexionen konstruktiv dem Nutzsignal überlagert werden und dass eine hohe Rauschunterdrückung für näherungsweise diffuse Störfelder in Räumen erzielbar ist. Hier präsentieren wir Ergebnisse bezüglich des SNR Gewinns beim Einsatz des Eigenbeamformers in einem Kfz und vergleichen diese mit dem Griffith-Jim GSC und der robusten Realisation nach Hoshuyama.

• Zweistufige Sprache/Pause-Detektion in stark gestörter Umgebung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E. Warsitz, R. Häb-Umbach and J. Schmalenströer
[A]

Bei der Verarbeitung von Sprachsignalen in Freisprechanlagen ist üblicherweise eine Störgeräuschreduktion notwendig. Dazu bedarf es einer möglichst guten Schätzung des Rauschspektrums, welches zu entfernen ist. Grundsätzlich können die Verfahren hierbei in zwei Klassen eingeteilt werden: Zum einen kann mit Hilfe der so genannten Minimum-Statistik-Methode eine kontinuierliche Schätzung erfolgen und zum anderen ist eine abschnittweise Mittelung des Rauschens in Sprachpausen durch Verwendung einer Sprache/Pause-Detektion möglich. Letzteres Vorgehen hat den Vorteil für weitere Verarbeitungsschritte die Information über Sprachaktivität bereit zu stellen. Problematisch wird jedoch eine solche Detektion bei einem sehr niedrigen Signal-zu-Rausch-Verhältnis, wie z. B. in einem Kraftfahrzeug.

Hier soll ein robustes zweistufiges Verfahren zur Sprache/Pause-Detektion vorgestellt werden, welches in einem ersten Schritt eine grobe Entstörung des Sprachsignals mittels Wiener Filterung und mit Hilfe der Minimum-Statistik-Methode vornimmt. In einem zweiten Schritt erfolgt dann der Einsatz einer effizienten Sprache/Pause-Detektion basierend auf einem Energiekriterium. Die Leistungsfähigkeit der vorgeschlagenen zweistufigen Methode wird im Vergleich zu anderen Verfahren zur Sprache/Pause-Detektion untersucht. Insbesondere eine sichere Unterteilung des Signals in Sprach- und Pause-Segmente bei niedrigen Signal-zu-Rausch-Verhältnissen ist hierbei von großem Interesse.

• Projekt Amigo - Sprachsignalverarbeitung im vernetzten Haus [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Schmalenströer, R. Häb-Umbach and E. Warsitz
[A]

Ziel des integrierten Projektes Amigo (''Ambient Intelligence for the networked home environment'') im 6. EU Rahmenprogramm ist die Verbindung der Bereiche Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte, mobile Kommunikationsgeräte und Computer in der vernetzten Hausumgebung. Hierzu wird eine quelloffene, standardisierte und interoperable Middleware zur Verbindung von Geräten und Bereitstellung von Diensten entwickelt. Amigo ist als Kontext bewusstes System mit einer intelligenten, multi-modalen Benutzerschnittstelle angelegt. Neben expliziten Benutzereingaben, wie Sprach- und Gestenerkennung, wird das System auch implizite Informationen gewinnen und auswerten. Metadaten über Themengebiete bei Gesprächen, Nutzergewohnheiten und soziale Komponenten können somit für neue, attraktive Dienste kombiniert werden. Sprache, als natürlichste Art der Kommunikation, bildet eine der Kernkomponenten der Amigo Benutzerschnittstelle. Unsere Aufgabe hierbei ist neben der Aufnahme und Auswahl der akustischen Signale, der Störunterdrückung und Echounterdrückung auch die Bestimmung von impliziten Benutzereingaben aus den akustischen Signalen. Diese Kontextinformationen werden in der akustische Szenenanalyse aus den Audiosignalen gewonnen. Die bekannte Fragestellung ''Wer spricht Wann'' wird hierbei von uns um die Positionsinformation ''Wo'' erweitert. Metadaten sind hierbei Sprachaktivitätsdetektion, Sprecherwechselerkennung, Sprecherpositionsschätzung und Sprecheridentifikation. Randbedingung für Algorithmen im Amigo System ist eine näherungsweise echtzeitfähige Laufzeit der Algorithmen bei niedrigen Latenzzeiten. Die von uns eingesetzten Verfahren kombinieren Informationen der verschiedenen Komponenten der akustischen Szenenanalyse zur Verbesserung der Metadaten.

• Blinde akustische Strahlformung für Anwendungen im KFZ [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Krüger, E. Warsitz and R. Häb-Umbach
[A]

Mikrofongruppen ermöglichen eine qualitativ hochwertige Sprachaufnahme im KFZ, die sowohl vom Fahrer als auch von Mitfahrern genutzt werden kann.

In diesem Vortrag werden zwei neuartige akustische Strahlformungsalgorithmen für einen Einsatz im KFZ diskutiert. In beiden Verfahren ist für jede Frequenzkomponente der Eigenvektor zum größten Eigenwert eines verallgemeinerten Eigenwertproblems (GEV: generalized Eigenvalue) zu bestimmen:

- beim GEV-PF Strahlformer stellen die Filterkoeffizienten gerade obigen Eigenvektor dar. Sprachverzerrungen werden mit einem einkanaligen Nachfilter (PF: Postfilter) kompensiert.

- der GEV-GSC ist ein Strahlformer in der Struktur eines ''Generalized Sidelobe Cancellers'' (GSC), deren Blocking Matrix auf obiger Eigenvektorzerlegung basiert.

Beide Strahlformer berücksichtigen explizit Abweichungen von der Freiraumausbreitung und räumlich korreliertes Rauschen. Außerdem können sie beide als blinde Strahlformer realisiert werden, d.h. sie benötigen weder die Kenntnis der Sprecherrichtung noch der Mikrofonanordnung. Auch kann die Adaption selbst bei Vorhandensein von gerichteten oder ungerichteten Störungen durchgeführt werden. Für die Bestimmung des Eigenvektors wurde ein schneller iterativer Vektoralgorithmus eingesetzt. Während der GEV-PF sehr schnell adaptiert, erreicht der GEV-GSC insgesamt eine höhere Rauschunterdrückung.

In diesem Beitrag werden die spezifischen Vor- und Nachteile der beiden Anordnungen für eine Anwendung im KFZ diskutiert. Mit einer Kombination der beiden Varianten lassen sich deren jeweiligen Vorteile gemeinsam nutzen.

Härtel, K.

• Mikrofonmessplatz für Frequenzen bis zu 80 kHz [DAGA 2002 (Bochum)]
  K. Härtel
[A]

Die Realisierung eines Mikrofonmessplatzes für Frequenzen bis 80 kHz stellt besondere Anforderungen an das Messlautsprechersystem und erfordert sorgfältige Untersuchungen der Schallfeldbedingungen im Messraum. Ziel ist es, im gesamten Frequenzbereich einen genügend hohen Schalldruckpegel und damit einen ausreichenden Störabstand, sowie eine homogene Schalldruckverteilung am Messort zu erzeugen. Der Vortrag dokumentiert Untersuchungen zur Realisierung der Erweiterung eines Mikrofonmessplatzes für Frequenzen bis 80 kHz bei der Firma Sennheiser. Verschiedene Wandlertypen wurden hinsichtlich einer Eignung als Messlautsprecher untersucht, sowie umfangreiche Messungen der Schalldruckverteilung im Messraum durchgeführt. Es werden die für die Realisierung des erweiterten Messplatzes vorgenommenen Schritte nachvollzogen und Ergebnisse dargestellt.

Häupl, P.

• Entwicklung eines verputzten Zelluloseabsorbers [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Graber, H. Drotleff, J. Egger, P. Häupl, H. Hengsberger, P. Kautsch, W. Lackner, H. Petzold, R. Plagge, R. Schmied and X. Zhou
[A]

Im Rahmen von abgeschlossenen Forschungsprojekten wurde die überwiegend als Einblasdämmstoff verwendete Altpapierzellulosedämmung zu einem tragfähigen, verputzbaren Wandsystem entwickelt, das als thermische Innendämmung ohne Dampfsperre einsetzbar ist. Dabei wurden die positiven Eigenschaften des Materials weiterentwickelt, so dass ein tragfähiger und mittels Spezialputz verputzbarer Dämmkörper zur Verfügung steht. Der Vortrag berichtet über ein laufendes Projekt, in dem der verputzbare Zellulosedämmkörper zu einem akustischen Absorber weiterentwickelt wird, der vor allem im mitten- und tieffrequenten Bereich wirksam sein soll. Basierend auf dem Prinzip des klassischen Schlitzabsorbers wird auf einer 5 bis 6 cm dicken vor Ort aufgespritzten Zelluloseschicht ein zweischichtiges Putzsystem aufgebracht, das - als Innovation bei Schlitzabsorbern - auch mit einer fugenlosen Oberfläche ausgeführt werden kann. Damit wird dem Bedarf vieler Planer nach 'Unsichtbarkeit' der akustischen Maßnahmen bei gleichzeitiger Bedämpfung tiefer Frequenzen Rechnung getragen. Aufgrund des positiven hygrothermischen Verhaltens kann der verputzte Zelluloseabsorber auch an der Innenseite von Außenwänden eingesetzt werden, wo konventionelle Absorber Probleme mit unzulässiger Wasserdampfkondensation hervorrufen können. Der neuartige Absorber ist auch auf unebenen oder gekrümmten Wänden oder Decken applizierbar. Der Einsatz des verputzten Zelluloseabsorbers zur akustischen Sanierung eines Klassenzimmers wird vorgestellt.

Häusler, S.

• Vergleich verschiedener Absorbermodelle zur Berechnung von Flugzeuginnenlärm unter Beachtung poröser Materialien [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Gündel, S. Häusler and S. Marburg
[A]

Schallfelder im Innenräumen von Propellerflugzeugen werden durch tonale Erregung über das Propeller-Nah-Feld bestimmt. Die Abstrahlung des ersten Tones findet dabei häufig unterhalb 100Hz statt, d.h. zweiter und dritter Ton wirken bei Frequenzen klei-ner 300Hz. In diesem niederfrequenten Bereich dominieren globale Moden das Ver-halten von Struktur und Akustik. Bei der Vorhersage von Schalldrücken unter Be-triebsbedingungen kommen numerische Methoden wie die Finite-Elemente-Methode zum Einsatz um das gekoppelte Struktur-Akustik Problem zu lösen. Auswertungen einer ausführlichen Experimentellen Studie am Testrumpf einer Dor-nier-328 haben gezeigt, dass schon eine dünne Schicht Thermo-Isolation auf der O-berfläche der Flugzeughaut in diesem Frequenzbereich bis zu 6dB Schalldruck-Reduktion bewirken. Schon unterhalb 100Hz vermindert die Schicht porösen Faser-materials den mittleren Schalldruck um etwa 3dB bis 5dB. Eine erste Studie verwendet gegebene Materialparameter des Herstellers der Thermo-Isolation als Grundlage zur Anwendung verschiedener Absorber-Modelle in den Be-rechnungen. Die erreichten Schalldruckreduktionen werden den experimentellen Er-gebnissen gegenübergestellt. Eine zweite Studie nutzt gemessene Materialparameter aus Transferimpedanzmessun-gen als Materialeingangswerte für die Simulationen des porösen Volumens. Die Schalldruckreduktionen beider Ergebnisse werden schmalbandig und terzweise mit den Messungen an der Großstruktur verglichen.

• Simulation zu aktiven Lärmminderungsmaßnahmen an einem Propellerflugzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Gündel, S. Häusler and S. Marburg
[A]

Abstrahlende Propeller erzeugen im Rumpf von Transportflugzeugen Schallfelder, die durch den Propellergrundton sowie den zugehörigen Harmonischen geprägt werden. Zur Minderung des tieffrequenten Lärms im Laderaum kommen zunehmend aktive Maßnahmen zum Einsatz. Ein derartiges System verwendet Schalldrücke von Mikrofonen, die im Inneren des Rumpfes verteilt sind als Eingangsgröße. Im freien Laderaum können funktionsbedingt keine Mikrofone installiert werden. Stattdessen werden diese entlang der zylindrischen Außenwand platziert. Damit besteht ein räumlicher Unterschied zwischen der Position der Mikrofone und dem eigentlichen Zielgebiet der aktiven Maßnahme im freien Laderaum.

Eine numerische Studie zeigt die Sensitivität der Positionierung von Mikrofonen entlang der zylindrischen Struktur auf die Leistungsfähigkeit des aktiven Systems. Mittels Monte Carlo Optimierung werden je zwei Mikrofone pro Aktuator unter gegebenen Randbedingungen bestmöglich verteilt um eine optimale Wirkung für die ersten drei Blattfolgefrequenzen zu erreichen. Die Regelung zielt dabei auf das freie Ladevolumens ab in dem sich keine Mikrofone befinden.

In einer zweiten numerischen Studie liegen 500 mögliche Mikrofonpositionen entlang der zylindrischen Struktur fest. Die Verteilung führt zu mittelmäßigen Schalldruckreduktionen. Durch geschickte Wichtung einzelner Mikrofone innerhalb des Regelkreises kann aber eine deutliche Steigerung der erreichbaren Reduktion im eigentlichen Zielgebiet erreicht werden. Die Gewichte werden wiederum durch Monte Carlo Optimierung ermittelt und auf das Problem angewendet.

Haferburg, B.

• Vergleich zwischen automatisiertem Labortest und Live-Probandentest zur Beurteilung der Erkennungssicherheit sprachbedienter Systeme im Kfz [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Klasmeyer, M. Herrenkind and B. Haferburg
[A]

Sprachbediente Systeme werden zunehmend im Kraftfahrzeug eingesetzt. Um zu verifizieren, dass die Sprachbedienung einem bestimmten Qualitätsanspruch genügt, müssen auch Tests der Erkennungsrate durchgeführt werden.

Üblicherweise finden diese Tests mit verschiedenen Sprechern bei verschiedenen Fahrbedingungen im Kraftfahrzeug statt. Solche Live-Probandentests sind jedoch nur schwer reproduzierbar. Zudem ist die Wiederholung eines Tests, z. B. nach einer Modifikation des Systems in der Entwicklungsphase, nur mit dem gleichen Zeit- und Personalaufwand, sowie den damit verbundenen Kosten realisierbar. Eine Automatisierung unter reproduzierbaren Laborbedingungen bringt in dieser Hinsicht Vorteile. Durch Trennung von in reflektionsarmer Umgebung aufgenommenen Sprachkommandos und im Fahrzeug aufgezeichneten Fahrgeräuschprofilen lassen sich Sprachsignale wiederholt - auch in unterschiedlichen Fahrzeugkabinen - einsetzen.

Die Testautomatisierung birgt jedoch ein Problem, welches wir in der vorliegenden Studie untersuchen wollen. Wenn ein Proband das System für viele Stunden im Fahrzeug erprobt, ist der Proband selbst einer Lernphase unterworfen, in der er - bewusst oder unbewusst - herausfindet, mit welcher Aussprachevariante, Artikulationsgenauigkeit, Sprechgeschwindigkeit, Stimmlage usw. er vom Gerät am besten verstanden wird. Bei der Aufzeichnung von Sprachproben im reflektionsarmen Raum lässt sich diese Lernphase kaum realistisch simulieren.

Wir untersuchen in der vorliegenden Studie, wie stark die gemessenen Erkennungsraten bei automatisiertem Test im Vergleich mit einem Live-Probandentest voneinander abweichen, und ob sich ein 'Korrekturfaktor' ermitteln lässt, mit dessen Hilfe sich die Messergebnisse der beiden Methoden ineinander umrechnen lassen.

Hafter, E.

• Precedence effect with piano tones of same and different timbre [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Valenzuela and E. Hafter
[A]

In halligen, geschlossenen Räumen sind die akustischen Reflexionen der Schallsignale an den Wänden, die mit einer zeitlichen Verzögerung an die Ohren des Zuhörers gelangen, demselben meist nicht bewußt. Dieser Effekt, bei dem die Richtungsinformation von Reflexionen unterdrückt wird, so daß reflektierte Schalle nicht zu räumlich getrennten Hörereignissen (Echos) führen, ist in der Literatur als Präzedenzeffekt bekannt. Mittels computergesteuerten Lautsprecherdarbietungen in einem reflexionsarmen Raum ist es möglich eine virtuelle Umgebung mit variierenden Reflexionscharakteristiken und realen Dämpfungen der Rückwürfe zu simulieren. In einem ersten Hörversuch wird die Echoschwelle (Verzögerungszeit zwischen Direktschall und Echo, die zur Wahrnehmung des Echos als getrennte Quelle notwendig ist) für natürliche Schalle (einzelne Klaviertöne) ermittelt, deren Dauer zu zeitlichen Überlappungen zwischen Direktschall und Rückwurf führen. Die Ergebnisse legen den Schluß nahe, daß die Wirksamkeit des Präzedenzeffekts von den Richtungen des Direktschalls und des zugehörigen Echos abhängt. Weiterhin zeigen die Ergebnisse, daß Klaviertöne mit deutlichen Klangfarbenunterschieden bei der Darbietung als Direktschall und Echo dennoch den Präzedenzeffekt bewirken können. Anhand einer Hypothese über die für den Präzedenzeffekt notwendige Ähnlichkeit von Primär- und Sekundärschall wird ein Hörversuch mit entsprechend veränderten Rückwürfen durchgeführt. Die Versuchsergebnisse unterstützen die aufgestellte Hypothese.

• Do listeners’ expectations or similarity between a signal and its echo determine the strength of precedence? [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Valenzuela and E. Hafter
[A]

Schallquellen in halligen Räumen rufen Rückwürfe aus unterschiedlichen Richtungen hervor, die zeitlich verzögert an die Ohren des Zuhörers gelangen. Diese Echos werden meist nicht als räumlich getrennte Hörereignisse wahrgenommen. Dieses Phänomen ist als Präzedenzeffekt bekannt. Damit das Gehör bei einer Signal-Echo Darbietung das verzögerte Signal als Echo des vorhergehenden Schalls erkennt und dessen Richtungsinformation unterdrückt, muß eine gewisse Ähnlichkeit zwischen Primär- und Sekundärschall gegeben sein. Untersuchungen hierzu haben ergeben, daß Unähnlichkeiten zwischen Primärschall und Rückwurf, die infolge der Reflexion hervorgerufen werden, plausibel sein müssen, damit der Präzedenzeffekt wirksam wird. Grundvoraussetzung für Präzedenz ist also zum einen die Plausibilität der Unähnlichkeit zwischen Primärschall und Echo. Zum anderen ist bekannt, daß die Wirksamkeit des Präzedenzeffekts stark von dem abhängt, was unmittelbar vorher gehört wurde. So wird beispielsweise die Echoschwelle größer, wenn Primärschall und Echo wiederholt dargeboten werden. Durch wiederholte Darbietung werden Erwartungen über die akustische Umgebung im Zuhörer aufgebaut. Die Wirksamkeit des Präzedenzeffekts wird damit von der Plausibilität des Echos im Rahmen der Zuhörererwartungen abhängig. Tritt eine plötzliche Änderung auf, die entsprechend der Zuhörererwartungen nicht plausibel ist, wird der Präzedenzeffekt unwirksam. Unklar ist, ob die Wirksamkeit des Präzedenzeffekts hauptsächlich durch die notwendige Ähnlichkeit zwischen Primärschall und Echo bestimmt wird, oder ob sie vor allem durch die Erwartungen, die auf das unmittelbar vorher Gehörte aufbauen, bestimmt wird. Mit einem Hörversuch wird untersucht, ob die bei isolierter Darbietung eines Signal-Echo-Paars gemessene Echoschwelle, die allein von der Plausibilität der Unähnlichkeit zwischen Signal und Echo abhängig ist, durch eine vorhergehende Anregung mit einer unvereinbaren Zuhörererwartung verändert wird.

• Echo perception of normal hearing and cochlear implant subjects [DAGA 2005 (München)]
  B. Seeber and E. Hafter
[A]

The Simulated Open Field Environment (SOFE) creates realistic auditory scenes with simulated sources and echos inside an anechoic chamber. By playing sources and echoes from 48 horizontally arranged loudspeakers the subject is unencumbered by headphones and listens in the free-field through their own, 'perfect' head-related transfer functions. This allows us to directly compare the results from normal hearing subjects against results from subjects with a hearing aid or a cochlear implant. To provide localization feedback the subject can move an object in a projected visual scene horizontally, vertically or in the distance using a trackball. A working affiliation with the Douglas Grant Cochlear Implant Center at U.C. San Francisco will soon allow for patients with bilateral CIs to be brought into the SOFE for studies of the impact of reverberation on localization ability. Seeber and Fastl (DAGA '04) have shown that the localization ability of a tested CI-patient was fully based on the evaluation of interaural level cues (ILDs). Thus we suppose that CI-patients do not show the precedence effect, i.e. the suppression of the first echo(s) for localization. Instead we assume that the localized direction is determined by the sum of the ILDs from source and echo which would lead to a shift towards the direction of the echo. In the talk we will introduce the new SOFE for studies with and without hearing devices. Initial results from localization studies with CI-patients will be shown. The talk will be held in German.

• Directional Perception of Multiple Sound Sources Based on Envelope Cues [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Seeber and E. Hafter
[A]

Cochlear implants (CIs) transmit channel-wise envelope information to the auditory nerve. Using that strategy CIs were successful to restore the ability to understand speech in quiet, but patients encounter great difficulties in a noisy background.

The precedence effect describes the suppression of the directional influence of a lagging sound on the localization of a leading sound. Since precedence relies on the evaluation of ITDs at low frequencies, it is interesting to see if altered cues with CIs carry enough information for the precedence effect. Experiments are done in the simulated open-field environment, a calibrated loudspeaker setup in our anechoic chamber. Subjects judge the apparent location of sounds played with varying delay from speakers at 30, using a movable visual pointer.

Two out of four bilateral CI-subjects showed some localization ability, but no evidence for the precedence effect arose. Concurrent sounds were localized in the middle between the two loudspeakers as known from summing localization. In opposite to normal hearing, patients localized two sound directions even for small delay times - one corresponding to each loudspeaker position. No suppression of the echo takes place. Studies with vocoder-simulations of CIs are underway to clarify if the information present in ILDs and envelope-ITDs is sufficient to evoke the precedence effect in normal hearing subjects. Support provided by NIH and NOHR. The talk will be held in German.

• Perceptual equalization in near-speaker panning [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Seeber and E. Hafter
[A]

In recent years, extensive work has been done on spatial sound reproduction techniques involving multiple loudspeakers. While many studies on panning focus only on directional reproduction, we ask if panning can truly replace a loudspeaker placed between two speakers spaced 7.5deg or 15deg apart. This requires not only that panned direction and speaker position correspond, but also that source width, loudness, timbre, and temporal aspects are equally reproduced. Comparisons in an anechoic chamber between panned sources and sounds played from a loudspeaker at the panned location revealed small perceptual differences, primarily in timbre. These stemmed from the effects of the head.

In order to examine the errors in panning, signals were shaped with FIR-filters derived with three different approaches: (1) Compensation filters were determined from a listening experiment in which the level of narrow band noises was found to yield equal loudness with and without panning. (2) Level compensation was done based on panning simulations with KEMAR-HRTFs, or (3) with a spherical head model.

Listening tests showed that all approaches succeeded in reducing perceived panning errors to near inaudibility. This talk will address the link between the remaining perceptual error and the spectral and temporal composition of the sounds, the sound direction, and the panning angle. Additional listening tests showed that level roving or the introduction of reflections rendered panning errors inaudible. We conclude that a simple equalization is sufficient to render panned sources from nearby speakers perceptually equivalent to real sources.

Hagmüller, M.

• Erkennung regionaler Varietäten des Deutschen unter Verwendung prosodischer Merkmale [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Hagmüller and G. Kubin
[A]

In dieser Arbeit wird versucht, allein aufgrund prosodischer Merkmale die nationalen Varietäten des Deutschen in Österreich und Deutschland zu unterscheiden. Es werden die Sprachgrundfrequenz (F0) und Sprachintensität von kurzen Sätzen eines kleinen Datensatzes (je Varietät 90 Sätze/10 Sprecher analysiert. Es werden Methoden der Parametrisierung der F0 aus der Sprachsynthese (Fujisaki, Intofit) verwendet und auch statistische Merkmale (Standardabweichung, Skewness, Kurtosis, Perzentile) von Signalen wie Ableitung, Korrelation von F0 und Intensität berechnet. Die Merkmale werden mit dem t-Test und mit einem einfachen Klassifikationsalgorithmus bzw. einem mehrlagigen Perzeptron evaluiert. Es werden bis zu 3 Merkmale kombiniert,wobei Kombinationen mit Fujisaki Parametern die besten Ergebnisse liefern. Die Erkennungsrate ist mit 72% vergleichbar mit der, die in der Literatur bisher fuer die automatische Unterscheidung gaenzlich verschiedener Sprachen erzielt wurde.

Hahn, C.

• Experimentelle Untersuchungen zu strömungsinduzierten Schallquellen [DAGA 2005 (München)]
  C. Hahn, G. Hepke, S. Becker, M. Kaltenbacher, F. Durst and R. Lerch
[A]

Von besonderem Interesse in der Strömungsakustik ist die Charakterisierung des Zusammenhanges zwischen strömungsmechanischen Größen und akustischen Fernfeldgrößen. Hierzu werden im Rahmen eines Projektes (,Strömungsinduzierer Lärm'*) Korrelationsmessungen an einfachen Geometrien durchgeführt. Das Ziel der Untersuchungen ist, signifikante Bereiche zu identifizieren, die für die Schallabstrahlung verantwortlich sind. Als Objekte werden ein überströmter Vierkant-Zylinder und eine vorwärtsspringende Stufe , letztere mit verschiedenen Profilen, analysiert. Die Messungen erfolgen in einem aeroakustischen Windkanal, welcher in einen reflexionsarmen Raum (untere Grenzfrequenz 300 Hz) integriert ist. Es können Windgeschwindigkeiten bis zu 50 m/sec bei einem niedrigem Turbulenzgrad ( 0.2 %) und homogener Geschwindigkeitsverteilung in der offenen Meßstrecke erzeugt werden. Der Vierkant-Zylinder befindet sich auf einer Platte und wird vollständig umströmt (3d-Fall). Die Frequenz der beobachteten Wirbelablösungen im Strömungsfeld ist entsprechend der Strouhal-Zahl auch im akustischen Signal wieder zu finden. Durch Messungen an gegenüberliegenden Mikrofonen wird auch der Dipolcharakter der strömungsinduzierten Schallquelle sichtbar. Im Fall der vorwärtsspringenden Stufe werden Untersuchungen für Reynoldszahlen von 16 x 10 bis 32 x 10 durchgeführt. Speziell der Einfluß verschiedener Ausformungen der Stufenoberkante (scharfe Kante, abgerundete Kanten verschiedener Radien) auf Strömungs- und Schallgrößen wird dargestellt. Hierbei werden mittels Kreuzkorrelation strömungsmechanischer Größen (Wanddruck, Strömungs-geschwindigkeit) und den akustischen Fernfeldgrößen (Schalldruckpegel) die jeweilligen Übertragungsfunktionen erfasst und die für die Schallabstrahlung verantwortlichen Gebiete lokalisiert. *gefördert durch die Bayerische Forschungsstiftung

• Lärmerzeugung und Lärmausbreitung bei der Umströmung einfacher Geometrien: Numerik und Experiment [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Becker, M. Kaltenbacher, C. Hahn, M. Escobar and I. Ali
[A]

Die Thematik der gewollten Erzeugung, der parasitären Entstehung und der Ausbreitung von Geräuschen gewinnt heutzutage in zunehmendem Maße an Bedeutung, nicht zuletzt da Lärm ein wesentlicher Stressfaktor in unserer industrialisierten Umwelt ist. Unter der Vielzahl von Lärmursachen stellt der ''Strömungsinduzierte Lärm'' eine besondere Herausforderung dar. Er ist schwierig zu beschreiben und zu kontrollieren, da die zugrunde liegenden physikalischen Phänomene sehr komplex und nur schwer zu quantifizieren sind. Trotz der großen Anstrengungen auf diesem Gebiet ist die Ursache der Lärmentstehung immer noch nicht voll erforscht. Daher sind genau definierte Grundlagenexperimente mit verschiedenen Messverfahren und einer hohen Genauigkeit, sowie der gleichzeitige Einsatz der numerischen Verfahren von größter Bedeutung. Inhalt des Vortrages Grundlagenuntersuchungen zum tonalen Lärm bei der Umströmung eines rechteckigen Kreiszylinderstumpf auf einer Platte und der breitbandige Lärm bei der Überströmung einer vorwärtsspringenden Stufe. Die experimentellen Arbeiten erfolgten im Aeroakustikwindkanal der Universität Erlangen-Nürnberg. Dabei wurden sowohl strömungsmechanische als auch akustische Größen sowie deren Korrelationen gemessen. Zusätzliche Parameter waren Geometrievariationen und der Reynoldszahleinfluss. Die numerischen Simulationen wurden mit der Simulationsumgebung FASTEST-3D/CFS++ durchgeführt, welche eine Kopplung der Strömungsmechanik und der Akustik im Zeitbereich auf unterschiedlichen Gittern erlaubt. Den Abschluss bildet der Vergleich Numerik und Simulation bei ähnlichen Randbedingungen.

• Anwendungen der Mikrofon-Arraytechnik zur Lokalisation von Strömungslärm [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Hahn, S. Becker, M. Kaltenbacher, F. Durst and R. Lerch
[A]

Zur Lokalisation aeroakustischer Schallquellen wurde im Rahmen des Projektes 'Strömungsinduzierter Lärm' (*) an der Universität Erlangen-Nürnberg ein Mikrofonarraysystem (64 Kanäle, 48 kHz Abtastrate) aufgebaut. Zur Auswertung wird der Bartlett-Algorithmus im Zeit- oder Frequenzbereich verwendet. Die Arraymikrofone sind kreisförmig in einer Platte angeordnet.

Mittels Mikrofonarray wurde der Strömungslärm einer vorwärtsspringenden Stufe und eines Seitenkanalverdichters in einem reflexionsarmen Raum analysiert. Die aeroakustische Lärmentstehung einer vorwärtsspringenden Stufe (Stufenhöhe 12 mm) wurde bei einer Anströmgeschwindigkeit von 30 m/s (Re=24000) im Aeroakustikkanal der Universität Erlangen-Nürnberg untersucht. Im Arraybild ist die scharfkantige Stufe, sowie der Strömungsabriss an ihrer Oberkante zu erkennen. Eine Abrundung der halben Stufenhöhe führt zu einer deutlichen Reduktion des Spitzenpegels. Durch vollständige Abrundung ergeben sich geringe zusätzliche Reduktionen.

Über Visualisierungsexperimente ist ersichtlich, dass eine Abrundung der Kante zu einer maßgeblichen Reduzierung des Fußwirbels vor der Stufe sowie einer Reduzierung der Ablösung an der Oberkante führt.

Bei der aeroakustischen Lärmerzeugung eines Seitenkanalverdichters dominieren hauptsächlich zwei Lärmquellen. Zum einen wird am Auslass das verdichtete Gas periodisch am Unterbrecher abgestrichen. Zum anderen werden Teile des verdichteten Gases über den Unterbrecher zurück zum Einlass transportiert und expandieren dort. Je nach Betriebsparameter sind beide Lärmquellen im Arraybild sichtbar.

* gefördert durch die Bayerische Forschungsstiftung

• Bestimmung der Schallintensität aeroakustischer Quellen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Hahn, S. Becker, M. Kaltenbacher and R. Lerch
[A]

Im Bereich der experimentellen Aeroakustik besteht Bedarf an Meßverfahren zur direkten Erfassung der Schallintensität.

Die bislang verwendeten Methoden zur Bestimmung der Schallintensität basieren auf der Messung des Schalldrucks an zwei benachbarten Punkten und einer Näherung der Schallschnelle über Berechnung des Druckgradienten. Der nachteilige Umbau der Sonden, je nach untersuchtem Frequenzbereich, als auch die große Bauform dieser Geräte werden von der hier verwendeten Schallintensitätssonde (Microflown 1/2'' pu sound probe) vermieden. Da hierbei die Schallschnelle direkt erfasst wird, kann in Verbindung mit einem integrierten Druckmikrofon lokal die Schallintensität gemessen werden.

Zur Bestimmung der Phasendifferenz und der Empfindlichkeit der verwendeten Sensoren wird vorab eine Kalibrierung in einem kurzen Kundt'schen Rohr durchgeführt. Dieses ist im Frequenzbereich von 20 Hz - 4 kHz einsetzbar.

Nach Verifikation der Kalibrierung wird die Anwendung auf zwei aeroakustische Problemstellungen erweitert.

Der erste Fall besteht in der Untersuchung der Schallerzeugung eines auf einer Platte montierten, umströmten Vierkantzylinders (Seitenlänge 2 cm, Höhe 12 cm). Die Untersuchung der Richtcharakterisitk und des aktiven Anteils der Schallintensität des Zylinders erfolgen für Reynoldszahlen im Bereich von 13000 - 40000 bei Hiebtonfrequenzen im Bereich von 50 Hz - 150 Hz.

Im zweiten Fall wird die Lärmentstehung an einer vorwärtsspringenden Stufe (Stufenhöhe 12 mm) bei einer Anströmgeschwindigkeit von 30 m/s (Re=24000) betrachtet. Auch hierbei erfolgt eine Bestimmung der Richtcharakteristik und des aktiven Anteils der Schallintensität.

Die Untersuchungen erfolgten im Rahmen eines durch die Bayerische Forschungsstiftung geförderten Projektes.

• Impact of Geometric Variations on the Flow and Generated Sound [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Grabinger, C. Hahn, M. Kaltenbacher, S. Becker and I. Ali
[A]

A large amount of the total noise in our daily life is generated by turbulent flows (e.g. airplanes, cars, air conditioning systems, etc.). With the increase in traffic, noise pollution is becoming a more and more relevant topic. The sound generated by flow around cylindrical objects are present in many engineering applications like pantographs of trains, high-rise buildings, car antennas, beams, fences, supports in internal and external flows.

The objective of our contribution is to investigate the influence of changes in geometry of a wall mounted square cylinder in cross flow onto the generated aerodynamic noise. The flow and acoustic field of several geometries are numerically computed and their interaction is analyzed. These investigations indicate that a reduction of both pressure based drag and turbulent kinetic energy does not necessarily lead to a reduction of tonal noise sources that are associated with vortex street formation as well.

The obtained results have also been confirmed by measurements in an aeroacoustic wind tunnel. Therewith the major influence of the roof vortex on the stability of the vortex street and thus the resulting sound can be identified and shown in measurements of the wall pressure and its axial correlation.

• Schallemission bei der Überströmung einer vorwärtsspringenden Stufe [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Scheit, I. Ali, F. Schäfer, S. Becker, C. Hahn and M. Kaltenbacher
[A]

Waehrend in den letzten Jahren die Umweltverschmutzung insgesammt vermindert wurde, blieb die laermbedingte Umweltverschmutzung nahezu konstant. Um geeignete Maßnahmen zur Verringerung der Laermemission entwickeln zu koennen, sind ein tieferes Verstaendnis der Entstehungsmechanismen sowie experimentelle und numerische Methoden zur Bestimmung der Laermquellen und der Ausbreitung notwendig. In dieser Arbeit wird die Verwendung des Ffowcs-Williams und Hawkings Integralverfahren in Verbindung mit einer inkompressiblen Large-Eddy-Stroemungssimulation zur Berechnung der aerodynamischen Schallerzeugung vorgestellt. Das Verfahren ist direkt in einen Stroemungsloeser integriert um eine Zwischenspeicherung der kompletten Simulationsdaten auf einer Festplatte zu vermeiden. Dazu wurde ein Advanced-Time-Verfahren verwendet. Zur Erzeugung des Oberflaechengitters wird ein Marching-Cubes Algorithmus verwendet, der urspruenglich zur Visualisierung von Isoflaechen entwickelt wurde. Auf diese Weise ist keine zusaetzliche Gittergenerierung notwendig. Das Verfahren wurde darueber hinaus zum Einsatz auf Hochleistungsrechnern parallelisiert. Im Folgenden wird die Berechnung der Schallabstrahlung bei der Ueberstroemung einer vorwaertsspringenden Stufe gezeigt. Die Berechnung wurde fuer verschiedene Anstroemgeschwindigkeiten im Bereich niedriger Machzahlen () durchgefuehrt. Die Ergebnisse werden mit Messungen in einem Akustik-Windkanal verglichen und diskutiert.

Hahn, R.V.

• Bewertung von gemessenen Ultraschallsignalen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  E. Kühnicke, H.G. Trier, R.V. Hahn and A. Lohfink
[A]

Das von einem Ultraschallwandler ausgesendete Schallfeld kann mit Hilfe unterschiedlicher Meßverfahren charakterisiert werden. Bei der Prüfung medizinischer Ultraschallsysteme werden dazu u.a. Kugelreflektoren, Hydrophone, Ultraschallprüfköpfe und Thermosensoren verwendet. Entsprechend dem verwendeten Meßsystem erfolgt eine völlig unterschiedliche Bewertung der Parameter des ausgesendeten Schallfeldes. Basierend auf Simulationsrechnungen diskutiert der Beitrag die verschiedenen Meßverfahren, zeigt die Abhängigkeit der Meßergebnisse von der Empfängerart, von der Größe der Empfängerfläche und von dem detektierten Frequenzbereich. Wichtige Hinweise zum Aufbau der Meßanordnung werden abgeleitet. Meßergebnisse für die verschiedenen Verfahren werden vorgestellt.

Haigis, M.

• Eindimensionale Modellierung der Schallausbreitung in Kanalsystemen basierend auf dreidimensionaler Schallfeldsimulation [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Reichl, M. Haigis and H. Lang
[A]

Schallausbreitung in Kanalsystemen ist eine in der Klimatechnik permanent auftretende Herausforderung. Lüftungsventilatoren, Generatoren und Klimaaggregate sind einerseits selbst Schallquelle, andererseits regen sie die angeschlossene Struktur zu Vibrationen an. Die Arbeit fokussiert auf der Schallausbreitung der Schallfelder von Aggregaten und den induzierten Schwingungen der Luftsäule - Vibrationen der Kanalwände werden vorerst nicht betrachtet.

Für die Auslegung von Kanalsystemen z.B. in Gebäuden oder Reisezugwaggons ist die Akustik jedoch keinesfalls der alleine maßgebliche Parameter. Vielmehr ist ein gesamtheitlicher Ansatz zu verfolgen, der Druckverlust, auftretende Strömungsgeschwindigkeiten im Innenraum, Gewicht und Stabilität mitberücksichtigt. Neben der Ausbreitung der Schallquellen von Klimaaggregaten kommen außerdem noch (durch das Strömungsfeld induzierte) aeroakustische Quellen hinzu. Auch die Ausbreitung der Schallfelder über die Kanalsysteme in den Innenraum ist relevant.

Ziel ist daher im Kanal eine eindimensionale Beschreibung der Schallfelder (ebene Wellen, state space modelling), da in diesem Fall die Berechnung der am Beobachter eintreffenden Schallleistungspegel bzw. -spektren extrem rasch erfolgen kann. Die akustische Methode kann daher in einen modernen Optimieralgorithmus zusammen mit den anderen Bestimmungsgrößen integriert werden.

Während das Verhalten der Schallfelder in einfachen Geometrien analytisch bekannt ist, sind die Effekte komplizierterer Geometrien nur messtechnisch oder mittels dreidimensionaler akustischer Simulation (BEM, FEM) zugänglich. Ähnlich ist die Situation bei der Realisierung von schalldämpfenden Belägen gelagert - hier ist für die dreidimensionale numerische Simulation ein aufwendiger frequenzabhängiger Parametersatz erforderlich.

Die Arbeit gibt einen Überblick über die laufenden Arbeiten zur Integration und Modellierung gängiger Kanalkomponenten in einem eindimensionalen Solver. Die Möglichkeiten der mit Druckverlustoptimierung und Geschwindigkeitslimitierung gekoppelten Kanalauslegung werden anhand einfacher Modellsysteme demonstriert.

Haindl, K.

• Einfluss des Fahrzeuginnenraumes auf die Richtcharakteristik von Freisprechmikrofonen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  F. Reining and K. Haindl
[A]

Das Freisprechmikrofon im Automobilbereich hat sich in den letzten Jahren zu einer sehr wichtigen Mensch-Maschine Schnittstelle entwickelt, die von immer mehr Komponenten im Auto genutzt wird. Die akustischen Bedingungen zur Ermöglichung dieser Mensch-Maschine Schnittstelle in einem Fahrzeug sind allerdings alles andere als optimal und erfordern daher den Einsatz von Richtmikrofonen. Um aus dem mehrdimensionalen Schallereignis ein möglichst optimales, eindimensionales Mikrofonsignal zu gewinnen, müssen neben den Störquellen wie Körperschall, Strömungsgeräusche zufolgen von Lüftern oder offenen Fenstern auch noch unterschiedliche Einsprachrichtungen zufolge unterschiedlicher Fahrergrößen berücksichtigt werden. Darüber hinaus werden die Eigenschaften von Richtmikrofonen durch den Einbau in ein Fahrzeug nachhaltig verändert. Erst eine 3-dimensionale akustische Messung im Fahrzeug gibt Aufschluss über die tatsächliche resultierende Richtwirkung des eingebauten Mikrofons und liefert jene Parameter mit denen der Einbau und die Richtwirkung des Mikrofons auf Sprecherpositionen und Störquellen optimiert werden kann.

• Experimental and numerical analysis of the generation of a turbulent flow field in a free stream jet and its correlation to acoustic radiation and wall pressure fluctuations [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Reichl, W. Tilser, M. Böck, H. Lang, K. Haindl, F. Reining and M. Opitz
[A]

A turbulent circular free stream jet is generated using an axial symmetric fan driven by a brushless actuator with variable frequency leading to typical core-velocities of around 10 m/s (Re = 99000). The flow is propagated through a pipe system significantly damping the noise from the fan. Turbulence is generated using different sets of turbulence generators in the pipe consisting of meshes, rods, cubes and spikes. The turbulent flow field downstream of the pipe outlet is measured using two-axis hot wire anemometry with a temporal resolution of a minimum of 48 kHz. The CTA probe is positioned using an automated three-axis traversing system. Microphones located at freely adjustable positions are used to capture the acoustic radiation and the wall pressure fluctuations. CFD calculations are performed for the different turbulence generators and compared to the acoustic and CTA signals. An important aspect of the work is the simultaneous recording of both the CTA- and the acoustic signals in the experimental and numerical approach. This allows for the calculation of correlation patterns between turbulence and the acoustic signals. The generation of free stream turbulence in a controlled way and its correlation to downstream pressure fluctuations is the primary aim of the work.

Halbe, C.

• Schallbrücken von schwimmenden Estrichen mit harten Oberbelag, umfangreiche Trittschallmessungen vor und nach der Sanierung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  C. Halbe
[A]

In einem Mehrfamilienhaus mit 22 Wohneinheiten wurden Trittschallmessungen von jedem Fußboden mit hartem Oberbelag ausgeführt. Aufgrund von Schallbrücken der Estriche oder der harten Oberbeläge wurden zu 60% die Mindestanforderungen nach DIN 4109 nicht eingehalten. Durch die ''Abklopfmethode'' konnte ein Großteil der Schallbrücken geortet werden. Bei Kontaktstellen im oberen Randfugenbereich der Fußböden war diese Methode aber unbrauchbar. Die gezielte Sanierung der Schallbrücken führte zu bewerteten Norm-Trittschallpegel die nunmehr alle den Mindestanforderungen nach DIN 4109 von erf. L'n,w = 53 dB entsprechen. 54 % der Messergebnisse erfüllen sogar den Vorschlägen für erhöhten Schallschutz von weniger als erf. L'n,w = 46 dB. Im Vortrag werden die unterschiedlichen Arten von Schallbrücken und die Schallübertragungswege vorgestellt. Die Verbesserung des bewerteten Norm-Trittschallpegels wird durch den Vergleich der Kurvenverläufe vor und nach der Sanierung veranschaulicht. Teilweise musste mehrfach nachgebessert werden, so dass auch Messergebnisse über Zwischenschritte vorliegen.

• Reihenhaustrennwände, welche Schalldämmung ist möglich? [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Halbe
[A]

Bei einer doppelschaligen Reihenhaustrennwand ist die durchlaufende schallbrückenfreie Fuge von höchster Bedeutung. An zwei Objekten wurden umfangreiche Luftschalldämmungsmessungen vom Kellergeschoss bis zum Dachgeschoss durchgeführt. Trotz einer ''weißen Wanne'' im Kellergeschoss wurden ab dem 1. Obergeschoss bewertete Schalldämm-Maße von R'w = 75 dB gemessen. Zusätzlich wurden auch Trittschalldämmungsmessungen vorgenommen. So weist bei einem Objekt eine in die Trennwand eingesetzte Betontreppe einen bewerteten Norm-Trittschallpegel von L'n,w = 46 dB auf. Sanitärgeräusche sind bei einem Grundgeräuschpegel von L = 16 dB(A) subjektiv nicht zu hören. Im Vortrag wird der Trennwandaufbau beschrieben und über die Messergebnisse berichtet. Fotos aus der Bauzeit eines Objektes decken auch Schwachpunkte auf.

Halimi, R.

• Non Destructive Evaluation of Materials Properties by Ultrasounds [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Badidi Bouda, R. Halimi, M. Benzohra, A. Benchaala and S. Lebaili
[A]

The ultrasonic waves, with the matter interaction study, is an increasingly effective tool for qualitative and/or quantitative characterization of industrial materials. In this article we describe experimental studies, which were the work object at the Welding and Control Center (CSC), based on the measurement of some simple ultrasonic parameters such as propagation velocities and attenuation coefficients of the longitudinal and transverse waves through various samples. These measurements were taken on samples of suitable nature , shape and dimensions and eventually heat treated in order to obtain the required properties.

The analysis of the obtained results showed that one can determine, by simply measuring the parameters above cited, quantitatively with an appreciate precision: éæ the second elastic constants of several materials éæ the width of the heat affected zone (HAZ) of a welding operation which is a representative parameter of the weld quality . éæ the third elastic constants of some materials if a tensile testing machine is available.

This experimental work, also, shows the possibility to assess the qualitative hardness and grain size [1, 2] of a steel only from its longitudinal velocity wave. The experimental results obtained are compared with those obtained by classical methods or quoted from the literature, discussed and analyzed in order to develop non destructive techniques for materials characterization by ultrasounds.

[1] A. Badidi Bouda & al Ultrasonic characterization of materials hardness, Ultrasonic, vol.38, 2000, pp224-227 [2] A. Badidi Bouda & al, Grain Size Influence On Ultrasonic Velocities and Attenuation, NDT&E International, in press.

• Comparative Study of the Weldings NDT Results by Ultrasounds and Radioscopy [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Badidi Bouda, R. Halimi, A. Mebtouche, M. Benzohra, A. Benchaala and S. Lebaili
[A]

Non destructive testing of welded joints, which are the most vulnerable parts in the industrial facilities is requested more and more. The techniques of NDT the most used in these cases is radiography and the ultrasounds. In this article we were interested in the non destructive testing of joints welded out of stainless steel used regularly for certification of levels I and II NDT operators .These parts contain the most current defects like the cracks, the lacks of fusion which are harmful defects and inclusions which in general are tolerated until a certain concentration. The ultrasonic inspection was carry out by two methods per contact and in immersion by using transducers of different frequencies. These tests showed that the results on the detection and the dimensioning of certain defects can be influenced by changing the testing method or simply by modifying one or more parameters of control. This can have serious consequences on the result of a control. The samples controlled by ultrasounds were controlled by radioscopy for confirmation and comparison.

Hallam, J.

• Ultrasonic Transducers for Matching the Performance of Natural Sonar Systems [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Streicher, R. Müller, J. Hallam, H. Peremans and R. Lerch
[A]

Inspired by bat's well known proficiency in ultrasonic sensing, the CIRCE* (Chiroptera Inspired Robotic CEphaloid) project is building a robotic reproduction of a complete biosonar system. Among others, two special challenges addressed by an interdisciplinary consortium are the development of pinna shapes optimized for biosonar functions and suitable ultrasonic transducers. The transducers have to match bandwidth, sensitivity (receiver), transmit efficiency (transmitter) as well as the overall insertion loss of living bats.

The first step in the development of the pinna shapes was to obtain a 3D ear model from Micro-CT scans of ears from various bat species. The reflection and diffraction behaviour of the model was then studied by means of finite element simulations. These results were verified by measurements on bronze ear models. In addition, an ultrasonic transmitter with a transducer area of 2.25 square centimetre was developed for emitting a chirp signals with a sound pressure level of more than 90 dB in a distance of 1m. A new type of piezoelectric polymer film (EMFi foil) was used as transducer material. It has a resonance frequency of about 300 kHz, allowing a transmitter with a bandwidth of 50 to 150 kHz. With the same material, an ultrasonic receiver was designed and integrated into the pinna model. This sensor matches the bandwidth of the transmitter. We will discuss the simulation results for various designs of transmitters and receivers as well as corresponding measurement results.

*(Supported by the European Commission, LPS Initiative)

Hallez, R.

• The fast multipole Boundary Element Method: Breaking the high frequency barrier for acoustic simulation of large structures [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Hallez, K. de Langhe and P. Segaert
[A]

In the last 15 years, the Boundary Element Method has proven itself as an extremely powerful and versatile tool for the numerical simulation of interior and exterior acoustic radiation problems in the automotive, aerospace and consumer electronics industries.

Although Acoustic BEM codes are attractive because they allow the re-use of existing structural surface meshes, the mathematical formulation leads to a dense matrix system of equations. The matrix inversion requires a number of operations that increases rapidly with node number N : with Order(N**3) for direct decomposition algorithms , with Order(N**2) for iterative decomposition algorithms. This imposes a practical upper frequency limit on the analysis of vibrating structures with large dimensions, e.g. full-size cars or aircraft fuselages, as the ''six-elements-per-wavelength'' rule leads to a computational bottleneck.

This presentation describes an innovative approach to the numerical formulation of the Acoustic Boundary Element Method : the Fast Multipole BEM method. Through the use of a multi-level grid scheme and multipolar expansions, this method only requires Order(N*logN) operations to resolve the matrix equations, a quantum jump in computational performance. The presentation will highlight the potential of the FMBEM algorithm by comparing computational statistics from a set of industrial cases.

Hallmann, S.

• Eine systematische Übersicht über Fragebögen aus Lärmwirkungsstudien [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Hallmann, R. Schümer and R. Guski
[A]

Die Entwicklung von Fragebogen-Guidelines für die Lärmwirkungsforschung ist ein langfristiges Ziel des Team No. 6 der ICBEN (International Commission on the Biological Effects of Noise). Endziel ist hierbei, einen Vorschlag zu erarbeiten, in welcher Form globale und spezifische Lärmwirkungen per Befragung zu erheben sind. Um dieses Vorhaben zu unterstützen, hat der ''Arbeitskreis Ökologische Lärmforschung'' die Erstellung einer systematischen Übersicht über vorhandene Fragebögen auf internationaler Ebene in Angriff genommen. Anhand dieser Übersicht soll es möglich sein, u.a. unterschiedliche Wirkungs- und Moderatorvariablen sowie Antwortformate und die Struktur von verschiedenen Fragebögen zu vergleichen. Nach einer systematischen Ermittlung von Namen und Adressen einschlägiger Lärmforscher/innen, wurden diese um die Zusendung von Fragebögen aus eigenen Lärmwirkungsstudien gebeten. Diese Fragebögen werden mit der Methode der qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet. Parallel dazu wurde eine Access-Datenbank entwickelt, in der die Ergebisse der Analysen dargestellt und verwaltet werden. Diese Datenbank soll per Internet für jede/n Forscher/in zugänglich und nutzbar sein. Obwohl das Projekt noch nicht abgeschlossen ist, wird der Aufbau und die Funktionsweise der Datenbank demonstriert werden können.

• Kognitive Prozesse bei der Abgabe des globalen Lärm- Belästigungs-Urteils [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Hallmann
[A]

Die Frage, welche Gesichtspunkte einen vom Lärm betroffenen Menschen zu einem globalen Urteil über seine persönliche Belästigung kommen lässt, ist bis heute nur ansatzweise zu beantworten (s. Beitrag von Guski in dieser Sitzung). Diese Frage wurde in einer Vorstudie empirisch untersucht. Folgende Untersuchungsziele standen dabei im Vordergrund: 1) Welche kognitiven Prozesse laufen ab, wenn Betroffene ein zusammenfassendes Urteil über den Grad ihrer Lärm-Belästigung abgeben? 2) Welches Gewicht haben dabei einzelne Faktoren? Die Analyse der kognitiven Prozesse bei der Abgabe des globalen Lärm-Belästigungs-Urteils erfolgte durch die Methode des persönlichen halbstrukturierten Interviews. Dabei wurden in drei Essener Wohngebieten mit je einer dominanten Lärmquelle, in denen im Anschluss an die Befragung akustische Messungen vorgenommen wurden, 60 Probanden befragt. Die Befragten wurden zunächst aufgefordert, ohne Vorgabe eines bestimmten Zeitraums anzugeben, wie stark sie sich ''insgesamt'' durch den Straßenverkehrslärm belästigt fühlen. Dieses globale Belästigungs-Urteil wurde gemäß der Vereinbarungen der ICBEN (International Commission on the Biological Effects of Noise) sowohl mithilfe einer verbalen 5-Punkte-Skala als auch einer numerischen Intensitätsskala (11 Punkte) erfasst. Anschließend sollten die Befragten spontan Gesichtspunkte nennen, die zu diesem Urteil geführt haben. Weiterhin sollten sie vorgegebene Gesichtspunkte hinsichtlich ihrer Bedeutung für das Global-Urteil einschätzen und schließlich die fünf wichtigsten Gesichtspunkte in eine Rangreihe bringen. Die so erhobenen verbalen Daten wurden transkribiert, inhaltsanalytisch ausgewertet und mit ebenfalls erhobenen numerischen Ratings sowie den Pegelwerten kombiniert. Erste Ergebnisse werden vorgestellt.

• HEACE: Simulation von Schall und Vibrationen im Kabinensimulator [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Weber, I. Baumann, M. Bellmann, S. Buss, P. Faulhaber, N. Freese, E. Groll-Knapp, S. Hallmann, C. König, R. Kruse, T. Leitmann, V. Mellert, H. Remmers, A. Röder, B. Schulte-Fortkamp and M. Trimmel
[A]

Gestiegene Kundenerwartungen an den möglichst unverwechselbaren Klang eines Fahrzeugs und an den akustischen Komfort im Innenraum machen eine aufwendige gehörbezogene Analyse der unterschiedlichsten Geräuschphänomene notwendig. Die akustischen Anforderungen variieren zwischen den verschiedenen Fahrzeugtypen und Klassen und haben längst im Zuge der Objektivierung von subjektiven Geräuschwahrnehmungen und -beurteilungen zu einer bedeutenden Nutzung psychoakustischen Know-Hows geführt. Das betrifft einerseits psychoakustische Messmethodik als auch die Anwendung psychoakustischer Signalparameter auf die Klassifizierung und Quantifizierung verschiedenster akustischer Geräusch- und Klangphänomene. Neben der Globalbeurteilung der Innenraumakustik fallen darunter auch die Bewertung einzelner Teilkomponenten, über deren Funktionsweise der Fahrer akustisch orientiert sein muss. Die Bestimmung der Sprachverständlichkeit im Innenraum bei verschienenen Betriebszuständen, der Klang der qualitätsvermittelnden Türschlaggeräusche, die Analyse der Reifengeräusche und der aerodynamischen Windgeräusche usw. verlangen gehörrichtige Bewertungen und Beurteilungskriterien, um bei der Fahrzeugentwicklung richtige Maßstäbe für die Güte des Modells einsetzen zu können.

• HEACE: Versuchsdesign zur Erfassung der Belastung, der Beanspruchung und des Komforts von Passagieren und Crew in einem Kabinensimulator [DAGA 2003 (Aachen)]
  E. Groll-Knapp, I. Baumann, M. Bellmann, S. Buss, N. Freese, S. Hallmann, C. König, R. Kruse, T. Leitmann, V. Mellert, H. Remmers, B. Schulte-Fortkamp, M. Trimmel and R. Weber
[A]

I. Baumann3, M. Bellmann2, S. Buss3, N. Freese3, E. Groll-Knapp4, S. Hallmann3, Ch. König3, R. Kruse3, T. Leitmann1, V. Mellert3, H. Remmers2, B. Schulte-Fortkamp1, M. Trimmel4, R. Weber3 1TU Berlin, 2itap GmbH, 3Universität Oldenburg, 4Universität Wien In einem Kabinensimulator sollen die Auswirkungen variierter und realitätsnaher Umgebungsbedingungen auf die Crew untersucht werden. In diesem Beitrag wird vorgestellt, welche Elemente einer tatsächlichen Flugzeugumgebung während eines simulierten Fluges von Wien nach Alicante mit ''echten'' Passagieren, Flugbegleitern/innen und Piloten realisiert werden. Diese Bedingungen umfassen einmal die objektiven Umgebungsvariablen, wie die simulierten Geräusche, Vibrationen, variiertes Luftklima und die Bewegung (Motion) des Simulators. Zum anderen werden die Belastungen der Kabinencrew und des Piloten zusätzlich durch sehr realitätsnahe Arbeitsabläufe der Flugsituation angenähert und die Wirkungen mit psychologischen, soziologischen und physiologischen Methoden erfasst. Es wird ein Überblick über das Versuchssetting einschließlich des eingesetzten Messinstrumentariums und der erfassten Parameter gegeben. [HEACE wird im EU-Programm GROWTH unter Projekt Nr. GRD1-2001-40118 gefördert].

• Die Noise Questionnaire Database [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Hallmann, R. Schümer and R. Guski
[A]

In Fragebogen-Untersuchungen zur Lärmwirkung wurden bisher unterschiedliche Operationalisierungen von Wirkungsvariablen (wie z.B. Belästigung) und moderierenden Variablen verwendet, wodurch die Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungen oft nur schwer zu vergleichen sind. Um für dieses Problem eine Lösung zu finden, hat sich die Arbeitsgruppe ,community response' der ICBEN (International Commission on the Biological Effects of Noise) als langfristiges Ziel gesetzt, Fragebogen-Guidelines zu entwickeln und einen ''Musterfragebogen'' für die Lärmwirkungsforschung zu formulieren. Um dieses Vorhaben zu unterstützen, hat der ''Arbeitskreis Ökologische Lärmforschung'' mit der Erstellung einer systematischen Übersicht über bereits vorhandene Fragebögen aus Lärmwirkungsstudien begonnen. LärmforscherInnen aus verschiedenen Ländern, die bereits Befragungen im Bereich der Lärmwirkungsforschung durchgeführt haben, wurden um die Zusendung der eingesetzten Fragebögen gebeten. Diese Fragebögen wurden ggf. übersetzt, jeweils inhaltsanalytisch ausgewertet und in die eigens programmierte Datenbank eingepflegt. Parallel wurden die Fragebögen und das dazu gehörige Material systematisch in einem Archiv gesammelt und können hier eingesehen werden. Die Datenbank ist im Internet unter http://www.eco.psy.ruhr-uni-bochum.de/nqd nutzbar, alle Informationen zu dem Projekt sind in Englisch zusammengestellt. Mit Hilfe der eingebauten Suchfunktion können die Daten nach verschiedenen Kriterien geordnet werden. So können hier u.a. Angaben über die Struktur einzelner Fragebögen sowie die in ihnen verwendeten Operationalisierungen für Lärmwirkungs- und Moderatorvariablen gefunden und miteinander verglichen werden. Die Noise Questionnaire Database wird fortlaufend ergänzt und aktualisiert, z. Zt. enthält die Datenbank circa 180 Datensätze bzw. Analysen von Lärmwirkungsfragebögen. Die Datenbank bietet somit die Grundlage für ein mögliches Nachfolge-Projekt, in dem Empfehlungen für Fragebögen in Lärmwirkungsstudien formuliert und ein Vorschlag für ein Musterfragebogen erarbeitet werden sollte.

• Flight Simulations: Influence of Environmental Factors on Passenger Comfort
  C. König, I. Baumann, S. Buss, N. Freese, S. Hallmann, R. Kruse, V. Mellert and R. Weber
[A]

There is a number of factors that influence the passenger comfort in an aircraft cabin. The influence of environmental variables - noise and vibration, temperature and relative humidity - on passengers comfort is analysed in the EU-Project FACE (Friendly Aircraft Cabin Environment). An environmental comfort index (ECI) to describe the influence of the environmental variables on passenger comfort is important for the manufactures of aircrafts. Because the environmental variables cannot be varied adequately in real flights the effect of varied environmental conditions on passengers are examined in a cabin simulator at Watford, UK with 364 test persons. In order to arrange a realistic simulation there are flight attendances and food services during the tests. Each environmental parameter was set independent to three different values. This leads to 27 different environmental conditions. It has been attempted to predict the overall cabin comfort with a linear model. The parameters of the linear model are the direct ratings of the environmental variables.

[FACE is funded by the European Community under the 'Competitive and Sustainable Growth' Program, Project Nr. GDR1-2001-40205]

Haltenorth, I.

• Anwendung der Laser-Vibrometrie in der Bauakustik [DAGA 2005 (München)]
  I. Haltenorth
[A]

Körperschallmessungen haben sich in der Bauakustik etabliert. So gehören im Prüflabor Bestimmungen des Verlustfaktors von Bauteilen, des Stoßstellen-Dämm-Maßes oder überschlägige Messungen des mittleren Schnellepegels zum täglichen Geschäft. Selten sind aber Modalanalysen oder Untersuchungen zum Schwingungsverhalten ganzer Bauteile anzutreffen. Hier eröffnet ein Scanning-Vibrometer - welches die zweidimensionale Verteilung von Schwingungsgeschwindigkeiten auf der Basis der Laserinterferometrie misst - neue Möglichkeiten, auch große Prüfobjekte mit einem vertretbaren Zeitaufwand feinmaschig abzutasten, digital zu erfassen und deren Schwingungsverhalten zu visualisieren.

Die Messtechnik wurde im Fraunhofer-Institut für Bauphysik an ein- und mehrschaligen, an leichten und massiven Bauteilen erprobt. Der Beitrag schildert eine Reihe von Anwendungsfällen.

Im tieffrequenten Bereich können Eigenmoden der Bauteile das Schalldämm-Maß beeinflussen. Mit der Laser-Vibrometrie lässt sich die genaue Eigenschwingungsform des Bauteils darstellen und der Einfluss unterschiedlicher Randbedingungen untersuchen.

Elementierte Bauteile, die aus einzelnen Platten zusammengesetzt sind, z. B. moderne Glasfassaden oder gerasterte Unterdecken, verhalten sich in Ihrer Schalldämmung anders als entsprechende monolithische Bauteile. Hierzu werden Untersuchungen zur Formatabhängigkeit des Schalldämm-Maßes unter Berücksichtigung des Abstrahlgrades vorgestellt.

Mit mehrschaligen Bauteilen sind bei mittleren und hohen Frequenzen prinzipiell hohe Schalldämm-Maße zu erzielen, wobei konstruktiv vorgegebene Befestigungen zwischen den Schalen einen begrenzenden Faktor für das tatsächliche Schalldämm-Maß darstellen. Punkt- oder linienförmige Verbindungen wirken quasi wie Schallbrücken. Mit Hilfe des Laser-Vibrometers können diese lokalisiert und ihr Einfluss auf die Schalldämmung quantifiziert werden.

• Maßnahmen zur Minderung von Baulärm auf dem Ausbreitungsweg [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  I. Haltenorth, S.-R. Mehra, P. Leistner and L. Weber
[A]

Laut einer aktuellen Umfrage des Umweltbundesamtes fühlen sich mehr als die Hälfte aller Befragten von Baulärm zum Teil erheblich belästigt. Durch Bautätigkeit verursachte Geräusche führen also trotz akustischer Verbesserungen an den Lärmverursachern (Baumaschinen) immer noch zu starken Lärmbelästigungen. An der Universität Stuttgart und dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik werden im Rahmen eines Forschungsvorhabens neuartige Maßnahmen (Systeme, Methoden) zur Minderung von Baulärm sowie deren Wirkung untersucht. Im Mittelpunkt stehen Verfahren und Vorrichtungen für den TEMPORÄREN LÄRMSCHUTZ an Baustellen. Dies erfolgt zum einem durch rechnerische Simulation mit akustischen Modellen und zum anderen durch Messungen auf der Baustelle und im Prüfstand.

Dauerhafte Maßnahmen am Immissionsort sind im allgemeinen nicht angemessen, da Baustellenlärm nur über einen begrenzten Zeitraum einwirkt. Das Forschungsvorhaben konzentriert sich deshalb auf den Ausbreitungsweg, bei dem noch erhebliches akustisches Verbesserungspotenzial besteht. Es werden insbesondere Lärmschutzeinrichtungen mit flexibler Struktur und modularer Bauweise (z. B. aufblasbare Kapseln und Schallschirme) untersucht, die schnell auf- und abzubauen sowie kostengünstig herzustellen sind. Neben der akustischen Wirkung wird über die Vor- und Nachteile derartiger Konstruktionen beim Einsatz auf Baustellen berichtet.

• Lärmschutzelemente aus Folien und Membranen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Leistner, S.-R. Mehra, I. Haltenorth and L. Weber
[A]

Auch temporär auftretender Lärm z.B. von Baustellen führt zu akustischen Belastungen und Belästigungen. Daher werden primäre Minderungsmaßnahmen wie leisere Baumaschinen oder eine geschickte Logistik eingeplant und mitunter sogar umgesetzt. Sekundäre Schutzmaßnahmen kommen aus technischen oder Kostengründen überaus selten in Betracht. In dieser problematischen Situation stellen Lärmschutzelemente aus Folien und Membranen eine Alternative zu den bekannten Barrieren aus Beton, Holz oder Metall dar. Aus akustischer Sicht gilt dies besonders in den Fällen, wenn der Beugungsanteil gegenüber dem Schalldurchgang hoch ist, also z.B. bei vergleichsweise niedrigen Stellwänden. Zweischalige Konstruktionen aus Folien und Membranen können demnach Flexibilität und Mobilität mit ausreichender Schalldämmung verbinden. Der fachliche Hintergrund, die Anwendungsvoraussetzungen und einige Einsatzbeispiele dieser neuen Lärmschutzelemente werden vorgestellt und bewertet.

• Herstellung und Eigenschaften von akustisch optimierten Sandwich-Strukturen aus naturfaserverstärktem Kunststoff [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  L. Frormann, N. Aisenbrey, W. Maysenhölder and I. Haltenorth
[A]

Naturfasern werden zunehmend in allen industriellen Bereichen, insbesondere auch im Transportwesen eingesetzt. Um diesen Einsatz nachwachsender Rohstoffe weiter zu forcieren, ist eine kostenneutrale Integration von weiteren Funktionen, z. B. einer verbesserten akustischen Dämpfung, notwendig. Sandwichstrukturen setzt die Natur schon seit Millionen von Jahren ein, z. B. im Aufbau von Knochen oder als tragendes Gerüstmaterial von Pflanzen und Bäumen. Sandwichelemente sind Bauteile mit hoher Steifigkeit sowie geringem Gewicht und bestehen in der Regel aus einem leichten, schubsteifen Kern mit hochfesten und steifen Deckschichten. Gegenüber der Massivbauweise bieten diese Bauteile - außer der Gewichtseinsparung - weitere Vorteile wie z. B. Schallisolation, Wärmedämmung oder hohe Durchstoßfestigkeit. Neben den synthetischen Fasern stellen Naturfasern aufgrund der sehr guten spezifischen mechanischen Eigenschaften, der geringen Dichte, aber auch wegen ihrer CO2-Neutralität sowie des guten Dämpfungsverhaltens interessante Verstärkungsfasern dar. Das im Vortrag vorgestellte Forschungsvorhaben widmet sich der Frage, inwieweit sich die Dämpfungseigenschaften von Naturfasern mit dem Einsatz in Sandwich-Strukturen kombinieren und optimieren lassen. Es wird insbesondere untersucht, ob Naturfasernadelvliese (z. B. aus Flachs, Hanf, Sisal, Nessel oder Jute), zur besseren akustischen Dämmung in Sandwichelementen eingesetzt werden können. Durch Variation des Aufbaus und der Eigenschaften der verschiedenen Schichten können die akustischen und mechanischen Eigenschaften des Sandwichs für unterschiedliche Anwendungen eingestellt werden, wobei generell eine hohe Steifigkeit und ein großer Verlustfaktor anzustreben sind. Es bieten sich für akustisch dämmende Sandwichelemente vielfältige Einsatzmöglichkeiten unter anderem in der Automobilindustrie. Als Beispiele seien Stoßfänger, Dachhimmel, Türverkleidungen oder auch Gerätegehäuse für Computer und Lüfter sowie im Bauwesen etwa Laminatböden genannt.

• Schalldämm-Messungen an Gangways [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  I. Haltenorth and L. Weber
[A]

Bei Gangways, d. h. beweglichen Übergängen in Bussen und Schienenfahrzeugen, handelt es sich um komplexe dreidimensionale Gebilde, die teilweise aus mehreren ineinander geschachtelten Hüllen aus Faltenbälgen, Blechen oder Paneelen bestehen. Wegen der komplizierten Geometrie und den großen Abmessungen von Gangways gestalten sich Messungen der Schalldämmung in einem bauakustischen Prüfstand äußerst schwierig. Zudem können zwischen den einzelnen Bauteilen Funktionsfugen und Undichtigkeiten vorhanden sein, die die Schalldämmung erheblich beeinträchigen können und deshalb lokalisiert und näher untersucht werden müssen. Bauakustische Standardmessungen in einem diffusen Schallfeld bieten solche Untersuchungsmöglichkeiten nur in sehr eingeschränktem Maße.

Aus diesen Gründen wurden die Schalldämm-Messungen an Gangways mit einer Intensitäts-Sonde in Anlehnung an die ISO 15186-2 vorgenommen. Es wird über die Vor- und Nachteile dieses Verfahrens hinsichtlich des Anwendungsbereichs, des Messaufwandes sowie der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit berichtet. Des weiteren werden die wichtigsten messtechnischen Probleme diskutiert und alternative Varianten des Verfahrens aufgezeigt.

• Abschirmung von Baustellenlärm durch Schallschirme aus Folien und Membranen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  I. Haltenorth, L. Weber, P. Leistner and S.-R. Mehra
[A]

Zur Minderung von Baustellenlärm kommen neben Maßnahmen an den Emittenten auch temporäre Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg oder am Immissionsort in Frage. Da der Geräuschpegel vieler Baumaschinen und -geräte in den vergangenen Jahren erheblich abgesenkt wurde, ist hier nur noch ein geringes Verbesserungspotenzial vorhanden. Maßnahmen am Imissionsort (z. B. Schallschutzfenster) sind zumeist aufwändig und wenig praktikabel. Daher wurden an der Universität Stuttgart und dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik im Rahmen eines Forschungsvorhabens neuartige Abschirmeinrichtungen zur Minderung von Baulärm auf dem Ausbreitungsweg untersucht. Für den Einsatz auf Baustellen müssen die Einrichtungen flexibel, montagefreundlich, kostengünstig und robust sein.

Schallschirme aus Folien und Membranen erfüllen diese Anforderungen. Aufgrund ihrer geringen Masse erfolgt neben der Schallbeugung jedoch auch ein Schalldurchgang durch die Wandung der Schirme, der ihre Wirksamkeit unter Umständen beeinträchtigt kann. Aus diesem Grund wurde die Abschirmwirkung von Schallschirmen aus Folien und Membranen unter verschiedenen Einsatzbedingungen näher untersucht. Die Untersuchungen erfolgten sowohl durch rechnerische Simulation als auch durch akustische Messungen in Prüfständen, im Freien und auf Baustellen. In dem Vortrag wird über den erstmaligen praktischen Einsatz von aufblasbaren Schallschirmen aus Membranen auf Baustellen berichtet. Des weiteren wird die akustische Wirkung der Schirme mittels Messungen und Tonaufnahmen mit einem Kunstkopf dokumentiert.

Hamacher, V.

• Vergleich von Störreduktionsverfahren für Hörgeräte [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  V. Hamacher and E. Fischer
[A]

Das Sprachverstehen in störschallerfüllter Umgebung ist eines der am häufigsten genannten Probleme von Schwerhörigen. Somit sollte die Rehabilitation mit Hörgeräten nicht nur die individuelle Kompensation des Hörverlustes sondern auch die Reduktion von Störgeräuschen umfassen. Moderne digitale Hörgeräte haben inzwischen einen Entwicklungsstand erreicht, der neben den etablierten konventionellen Richtmikrofonen die Realisierung komplexer Störreduktionsalgorithmen gestattet. Diese Algorithmen unterscheiden sich sowohl in der Anzahl benötigter Mikrofone und deren Anordnung, als auch in den Annahmen, die bezüglich der Hörsituation getroffen werden, wie beispielsweise die Eigenschaften des Störschallfeldes, die Störsignalstatistik und die Position der Nutzschallquelle. Folglich kann ein Vergleich dieser Verfahren nur aussagekräftig sein, wenn er auf mehreren unterschiedlichen alltagsrelevanten Hörsituationen beruht und sich einer einheitlichen Datenbasis bedient. In diesem Beitrag werden verschiedene Störreduktionsalgorithmen mit ein und zwei Mikrofonen vorgestellt und einem systematischen Vergleich unterzogen. Der Vergleich erfolgt anhand geeigneter objektiver Kriterien. Als Datenbasis dienen in verschiedenen Hörsituationen aufgezeichnete kunstkopfbezogene Hörgerätemikrofonsignale. Von besonderem Interesse ist die Frage, welche Verbesserungen mit den Mehrmikrofonansätzen gegenüber den Einmikrofonverfahren erzielbar sind. Darüberhinaus werden Kombinationsmöglichkeiten der verschiedenen Algorithmen diskutiert.

• Temporal-envelope based related processing in advanced digital hearing aids [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Hamacher, E. Fischer and H. Puder
[A]

Noise reduction, compression and classification algorithms have become standard features in advanced digital hearing aids. In this paper it will be illustrated that analysis and appropriate processing of the signal envelope play an important part in designing these algorithms.

In the field of compression algorithms the appropriate speed of gain adaptation is still the subject of discussion. From a physiological point of view, compression algorithms should act as fast as possible to restore the loss of compression due to the damage of outer hair cells. Fast compression strongly affects the signal envelope. However, in listenings tests hearing impaired subjects often prefer slow compression systems, which do not affect the signal envelope. This indicates that the appropriate ''transmission'' of the signal envelope is a crucial point in compression algorithms.

In respect of noise reduction algorithms, it will be shown that an early group of approaches exploits the specific envelope properties of speech and noise to slowly adapt the frequency response of the hearing aid to the noisy condition. Moreover, it will be demonstrated that the processing of state-of-the-art procedures like spectral subtraction or Wiener filtering can be interpreted as the frequency-specific restauration of the temporal envelope of the (undisturbed) speech in each frequency band.

Some hearing aids already offer classification systems which automatically enable the optimal hearing aid setting. It will be demonstrated that robust classification systems capable of distinguishing between ''Speech'', ''Speech in Noise'' and ''Noise'' situations can be developed mainly based on the analysis of the signal envelope.

Hamery, P.

• Are electromagnetic Receivers suitable for ANR Earplugs? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Buck, V. Zimpfer-Jost, A. Dancer, P. Hamery and P. Herzog
[A]

Crew members working close to modern fighter aircraft are exposed to very high level continuous noise in the mid-frequency range. Presently available hearing protectors cannot cope with such high levels. A possible improvement would be an ANR earplug with an effective bandwidth extended to frequencies exceeding 1 kHz. Taking into account the dimensions that are involved, and the bandwidth of the transducers, this goal should not be impossible to obtain. However, measurements of electro-acoustical transfer functions of configurations using electro-magnetic (hearing-aid type) receivers seem to show a delay of about 20 s added to the ''minimal'' phase behaviour. Out of these 20 s, only a maximum of 6 s could be accounted for the distance between the receiver's membrane and the microphone. The paper presents different approaches that were used in order to determine the source of the unexplained 15 s. It also explains the difficulty to decide whether we are confronted to a delay or whether the effect is due to the phase shift of some ''hidden'' pole. It also presents the performance of ANR earplugs using digital filtering, and the difference in efficiency of an (close to ideal) ANR system when using two different transducer technologies: electro-magnetic (hearing aid type), or reversed condenser microphones (B&K 1/4'').

• Detection and Localization with Encapsulated Microphones [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Hamery and P. Naz
[A]

Detection and localization of gun noises with microphones have been known for several decades and efficient devices are now produced. However, for the detection and localization of snipers it is difficult to conciliate the measurement of signals of high (Mach wave of the projectile) and low (muzzle wave at a distance) level in a given background noise environment. To work out this problem we propose to put two microphones in a same macro-sensor. The characteristics of the first microphone are chosen to fit the parameters of the high level shock wave (Mach wave of the projectile), those of the second microphone to fit the parameters of the low level wave (muzzle wave at a distance). These microphones are enclosed in cavities which are design to have frequency characteristics corresponding to the frequency domain of the two interesting signals. This macro-sensor allow, while having a low sampling rate, to assess the physical characteristics of the two waves (peak pressure, wave duration). Furthermore, the microphones being encapsulated in a cavity with very little openings, they are protected from external agents. A prototype has been made in order to validate the principle. Experimental results are compared to those obtained with a classical antenna.

• Study of the performances of an ultrasonic acoustic generator producing an audible directive beam [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Ritty, E. Auger, P. Hamery and P. Naz
[A]

It's possible to generate an audio frequency signal, within a narrow beam, with an ultrasonic parametric antenna. This ultrasonic generator has many applications i.e., in a large meeting to communicate with given people without interfering with others.

For these applications, it's necessary to assess the performance of the systems, as a function of the distance to the source. First, the theoretical principles of these directive ultrasonic generators are summarized. Next, experimental measurements, in anechoic chamber and in free field have been performed with two different devices.

These measurements enabled to underline the differences between the two different antenna technologies : ceramics' array and PVDF film. The free field measurements allowed to compare conditions of the propagation of the acoustic signals with the theory.

Hammelmann, F.

• Umsetzung der Lärmmanagementrichtlinie für Schießlärm großkalibriger Waffen - Teil I: Managementwerkzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Wiedemann, E. Braun, F. Hammelmann and K.-W. Hirsch
[A]

In 2007 ist vom BMVg die Lärmmanagementrichtlinie (LMR) für das Lärmmanagement auf Schießplätzen der Bundeswehr erlassen worden. Diese LMR schreibt ein ,tägliches' Lärmmanagement so vor, dass einerseits jeweils bestimmte Lärmkriterien einzuhalten sind (Schutz vor erheblichen Belästigungen) und andererseits in Umsetzung der zweiten Forderung des BImSchG der tägliche Schießbetrieb so zu planen ist, dass die Nachbarschaft so gering wie möglich belastet wird (Minimierung der Belastung). Das Lärmmanagement beruht also nicht auf einer statischen Genehmigung, sondern definiert einen dynamischen Prozess, der täglich mit dem Lärmproblem konfrontiert. Vor Ort muss das Lärmmanagement entscheidungsarm sein, weil lärm-akustische Kompetenz nicht vorausgesetzt werden darf. Zur Durchführung dieses Lärmmanagement muss dem Betreiber deshalb ein IT-Werkzeug an die Hand geben werden, das weitgehend automatisiert und angepasst an den Planungsvorgang den Betriebsplaner dabei unterstützt, die Managemententscheidung während der Schießplanung zu treffen. Der Beitrag beschreibt das komplexe Zusammenwirken der topographischen, geometrischen, militärischen und akustischen Eingangsdaten für die Berechnung einer Lärmprognose und erläutert die Aussagen der während des Planungsprozesses verfügbaren Rasterlärmkarten und Analysewerkzeuge.

• Umsetzung der Lärmmanagementrichtlinie für Schießlärm großkalibriger Waffen - Teil II: Dokumentation und Qualitätssicherung [DAGA 2008 (Dresden)]
  K.-W. Hirsch, F. Hammelmann, B. Wiedemann and E. Braun
[A]

Das tägliche Lärmmanagement nach der Lärmmanagementrichtlinie des BMVg (LMR) erfordert einen grundsätzlich anderen Umgang mit den Eingangs- und Ausgangsdaten bei der Lärmprognose als bei traditionellen Genehmigungsverfahren. Die Prognose wird zu jedem Zeitpunkt der Planung eines konkreten Schießtages auf der Basis der jeweils verfügbaren aktuellen Daten berechnet. Diese Daten sind entlang der Zeitachse zu protokollieren. Damit kommt der Synchronität der Datengültigkeit eine größere Bedeutung zu als in Genehmigungsverfahren, deren typischer Bezug auf einen mittleren Tag, ein mittleres Jahr o.ä. eher träge von Datenänderungen abhängen. Beispielsweise wird in der LMR eine Langzeitstärkewindrose benutzt, um die Schallausbreitung im Vorfeld des Schießtages zu schätzen. Nach Durchführung des Schießtages wird diese Schätzung durch Wetterbeobachtungen am konkreten Schießtag ersetzt. Genauso wird der eigentliche Schießbetrieb in der typisch 10-wöchigen Planungsphase z.B. im Hinblick auf die einzusetzenden Waffen und Anlagen immer näher spezifiziert, so dass sich die Quelldaten also Quellstärke, Richtcharakteristik, Schussanzahl und die Belegung ändern. Dennoch ist der einmal zugesagte Schießbetrieb grundsätzlich zu ermöglichen, um Betreibern und Nutzern die unabdingbare Planungssicherheit zu gewährleisten. Der Beitrag möchte nur einige Aspekte der Dokumentation und Qualitätssicherung eines täglichen Lärmmanagements aufzeigen, um deutlich zu machen, wie transparent und nachvollziehbar die Managemententscheidungen z.B. der öffentlich-rechtlichen Fachaufsicht zur Verfügung gestellt werden.

Hammer, F.

• An Approach for Instrumental Evaluation of Time-varying Speech Quality in an IP-testbed [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Hammer
[A]

Non-stationary cross-traffic in the underlying IP network causes impairments of voice over IP (VoIP) transport which result in a time-varying degradation of the speech quality as perceived by the user. Subjective testing of the perceived speech quality is hardly feasible due to the huge amount of speech data resulting from various network conditions. Thus, we strongly favor an instrumental quality assessment approach based on an IP testbed which provides the possibility of emulating realistic Internet cross-traffic. Moreover, the provision of various QoS mechanisms in the testbed allows to shape the traffic and thus to improve speech quality. This paper introduces a quality measurement method that facilitates intrusive instrumental speech quality assessment. The relation of realistic Internet cross-traffic, the respective packet statistics and the corresponding quality variation are explored in detail. Furthermore, we investigate also the influence of the speech sample length on the results of the instrumental speech quality estimates.

• How Interactive are Telephone Conversations? [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  F. Hammer
[A]

The emergence of Voice-over-IP (VoIP) has raised increasing interest in a detailed exploitation of the impact of transmission impairments such as packet losses or transmission delay on the Quality-of-Service as perceived by the end-user. The delay impairment plays a special role as a degradation: especially when there is no echo on the line, delay is not perceived by means of a 'listening-only' degradation. Instead, pure delay impairs the interaction between the conversation participants. So far, neither the interactivity of telephone conversations nor the dependencies between delay, interactional parameters, and perceived speech quality have been studied in detail.

In this paper, we present a framework which allows a formal description of conversational interactivity in terms of instrumentally measurable parameters. We apply this approach to conversations recorded during speech quality tests. In this study, we analyze the parameters of interaction resulting from a variety of conversation scenarios carried out using connections at different amounts of transmission delay. The results are discussed with focus on the relation between transmission delay, conversational interactivity, and perceived speech quality.

Hammershøi, D.

• Repeatability of DPOAEs and their vulnerability to over-exposure [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Reuter, R. Ordoñez and D. Hammershøi
[A]

Over-exposure to noise is considered to be one of the main causes of hair cell damage and can result in temporary and permanent threshold shifts. Otoacoustic emissions (OAEs) are a by-product of the active mechanism of the outer hair cells and a sensitive measure of that cochlear function. Measurements of OAEs before and after noise exposure suggest that OAE is a more sensitive measure than pure-tone audiometry and therefore might be a measure for the early identification of hearing loss. Until now OAEs are mainly used for newborn hearing screening, where the presence or absence of OAEs is used as a pass/ fail criterion, respectively. The prevalence is determined from broadband measures, e.g. the SNR or the reproducibility (the correlation between two independent measurements) of the OAEs, but individual OAEs show detailed characteristics, which might provide more information about the status of the inner ear. In this investigation normal hearing subjects are exposed to sound that causes a temporary threshold shift. OAEs are measured in certain time intervals after the exposure. From these measurements frequency specific changes in the OAE recovery are observed. Temporary effects on OAEs may have implications for the clinical interpretation of OAEs from permanently noise-damaged ears.

Hammershoi, D.

• Binaural technique [DAGA 2002 (Bochum)]
  D. Hammershoi and H. Moller
[A]

The term binaural technique is used as a headline for methods for sound recording, synthesis and reproduction, where the sound pressure signals recorded (or synthesized) are the eardrum signals of the listener, and where successful reproduction is achieved, if these are truly reproduced in the ears of the listener. Numerous applications to these methods exist of which some will be presented in the lecture. Further, the presentation will include the main results of the investigations that are the current basis for the utilization of the binaural technique at Aalborg University and possibly elsewhere, including investigations on sound transmission in the ear canal, measurements of HRTFs (head-related transfer functions), calibration of headphones, and localization experiments (in real life and with binaural recordings from real heads and artificial heads).

Hampel, S.

• Representing Outdoor Sound Propagation Effects with a BEM Model [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Hampel, S. Langer and H. Antes
[A]

Outdoor sound propagation is influenced by numerous different factors. Among these the most important are: Geometric damping, absorption of sound energy in the air and on the ground, acoustic shadow and diffraction effects and meteorological conditions such as wind and temperature conditions. To receive an applicable prediction of the sound field or sound immission at certain receiver positions without undertaking time-consuming and expensive experiments, it is necessary to include those propagation effects in a numerical simulation model.

In acoustics, for infinite domains in particular, the Boundary Element Method (BEM) has established as a suitable and powerful numerical method. Therefore, it is shown how the important effects can be included in a BEM model. Furthermore, the ability or possible limits to represent these phenomena with BEM are investigated. Finally, BEM solutions for selected example problems are compared to either analytical solution or other reference values.

• Kopplung von BEM und Strahlenverfahren zur Berechnung von Schallausbreitung im Freien [DAGA 2005 (München)]
  S. Hampel, S. Langer and H. Antes
[A]

Die Randelementemethode (BEM) hat sich in der Akustik und speziell für Außenraumprobleme als geeignetes numerisches Verfahren erwiesen, weil damit zum einen der Diskretisierungsaufwand um eine Dimension herabgesetzt wird und zum anderen die Sommerfeld'sche Ausstrahlbedingung implizit erfüllt wird. Ein weiterer Vorteil v.a. gegenüber geometrischen Verfahren wie dem Ray-tracing-Verfahren ist die exakte Erfassung von Wellenphänomenen, da die BEM-Formulierung in der Akustik von der Helmholtz-Gleichung und somit von der Wellentheorie ausgeht. Zu diesen Wellenphänomenen zählt z.B. die Beugung an Hindernissen. Bei der Modellierung eines Mediums mit einem Schallgeschwindigkeitsprofil - resultierend aus Wind- und Temperaturprofilen - treten in Verbindung mit BEM jedoch Schwierigkeiten auf.

Schallfeldberechnungen mit solchen meteorologischen Einflüssen und größeren Entfernungen zwischen Quelle und Immissionsort werden in der Praxis häufig mit Ray-tracing-Verfahren durchgeführt. Der Rechenaufwand dieser Verfahren ist in der Regel erheblich geringer als bei Diskretisierungsverfahren wie der BEM und sie können ein Wind- und Temperaturprofil relativ einfach berücksichtigen. Da der Wellencharakter ernachlässigt wird, eignen sich diese Verfahren jedoch wiederum nicht zur Erfassung von Wellenphänomenen wie Beugung.

Das hybride Modell, das hier vorgestellt wird, soll nun die Vorteile beider Verfahren nutzen. Es verwendet die BEM im Nahfeld der Quelle, wo komplexe Geometrien, Beugung und Mehrfachreflexionen auftreten können und koppelt an das BEM-Modell ein Strahlenmodell, das im Fernfeld den Schalldruck am Empfänger berechnet. Dazu wird kurz auf die beiden Teilmodelle und auf ihre Kopplung am Interface eingegangen. Das Kopplungsverfahren wird verifiziert und an einem Beispielproblem konkretisiert.

• Kopplung von BEM und Strahlenverfahren mit Hilfe der Methode der Fundamentallösungen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Hampel, S. Langer and A. Cisilino
[A]

Die Methode der Fundamentallösungen (engl.: Method of Fundamental Solutions, MFS) ist auch unter verschiedenen anderen Namen zu finden, u.a. als Multipol-Strahler-Synthese oder Ersatzquellenverfahren. Die Vorteile der Methode der Fundamentallösungen sind in erster Linie ihre Eigenschaften als netzfreies Verfahren: Das Gebiet muss nicht diskretisiert werden wie es z.B. für die FEM notwendig ist. Ebenso ist keine Elementierung des Gebietsrandes wie bei der BEM erforderlich. Somit können die Randpunkte, an denen die bekannten Randbedingungen erfüllt werden sollen, beliebig auf dem Gebietsrand gewählt werden. Eine Integration über den Rand entfällt. Die Methode kann recht einfach in ein Computerprogramm implementiert werden. Optional kann die für die Optimierung der Quellpositionen ein Optimierungsalgorithmus angewandt werden, um das Residuum an den vorgeschriebenen Randpunkten zu minimieren. Desweiteren kann die Anzahl an Quellen niedriger gewählt werden als die Anzahl an Rand- bzw. Kollokationspunkten, was den Bedarf an Rechenzeit für das Aufstellen und Lösen des Gleichungssystems mit Hilfe der Singulärwertzerlegung (engl.: Singular Value Decomposition, SVD) wesentlich reduzieren kann.

Die MFS wird hier als Kopplungsmethode zwischen BEM und einem Strahlenverfahren verwendet. Bei dieser Kopplung soll eine Druckverteilung, die aus der BEM-Rechnung bekannt ist, in äquivalente Punktquellen umgerechnet werden, die für das Strahlenverfahren als Eingangsdaten benötigt werden.

Hamsch, M.

• Die Modellierung der Sensorfunktion von SAW-Resonatoren [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Klett, M. Binhack, W. Buff, M. Hamsch and R. Hoffmann
[A]

SAW-Resonatoren eignen sich wegen ihrer hohen Güte zur Aufnahme und zum Zwischenspeichern von HF-Energie in passiven Telemetriesystemen. Die Sensorfunktion wird hierbei über eine Änderung der Resonanzfrequenz abgebildet. Zur Sicherung einer stabilen Betriebsweise sind passive Systeme sorgsam bezüglich ihrer Energieeffizienz in Kombination mit dem Abfrageregime zu entwerfen. Eine Möglichkeit zur Beeinflussung der Resonatorfrequenz besteht in der Änderung der äußeren Beschaltung des somit geschützten Resonators. Dies erfolgt vorteilhaft durch reaktive Komponenten im Anpassnetzwerk zwischen Resonator und Antenne. Ausgehend vom Resonatorersatzschaltbild werden im Beitrag verschiedene Anpassnetzwerke auf ihre Eignung zum Ziehen von SAW-Resonatoren bei gleichzeitiger Eingrenzung der Fehlanpassung untersucht. Die Sensorfunktion und ihre Empfindlichkeit sowie das Stehwellenverhältnis als Bewertungsgröße werden abgeleitet. Die Beschränkung auf wenige Komponenten erschwert im Entwurf die Realisierung von technischen Anforderungen wie Umsetzung der hohen Resonatorgüte, Ziehen der Frequenz innerhalb eines akzeptablen Missmatch, Implementierung einer Sensorfunktion mit entsprechender Empfindlichkeit und Erzeugung eines abfragegerechten Sensorsignals. Es ist Aufgabe der Computersimulation solche Parameterbereiche einzugrenzen, bei denen ein praktikabler Kompromiss eine technische Umsetzung gestattet.

Hamzaoui, N.

• Continuous evaluation of noise comfort in a bus
  E. Parizet, N. Hamzaoui, L. Segaud and J.-R. Koch
[A]

The goal of this study was to use the 'continuous analog category scale' method for the evaluation of comfort in a bus. A long recording (162 s) was realised in a bus driving in a typical way (including acceleration and coast-down, opening and closing of doors, etc.). A modified version of that recording was created by digitally modifying some particular events. About fifty listeners continuously evaluated the auditory comfort of these two sequences, by moving a cursor sliding along a categorical scale; they also evaluated the overall comfort of each sequence. When considering the overall comfort evaluation, the panel could be divided in three groups (listeners who preferred the modified sound, those who preferred the original one and those who evaluated the two stimuli as equally comfortable). The continuous evaluations averaged over these three groups were different, which can be an indication that listeners really evaluated comfort and not loudness. Nevertheless, instantaneous evaluation was less accurate than the overall one, which indicates that more work is needed to improve the method.

• Comparison of listening test methods : a case study [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Parizet, N. Hamzaoui and G. Sabatié
[A]

The goal of this study was to compare various listening test methods in the particular case of nine in-car ventilation noises. Six listening tests were conducted : - absolute evaluation of noise pleasantness; - evaluation of pleasantness, during which the subject could hear all noises as often as necessary; - pair comparisons (forced choice procedure); - pair comparisons (five levels scale); - pair comparisons (continuous scale); - similarity ratings, analysed with a multidimensional scaling method (Indscal). These six tests were realised by 64 subjects.

Different items were examined for each test : its perceived and real duration, its estimated difficulty, the accuracy of merit scores attributed to noises, the perceptual spaces which could be built and the accuracy of a pleasantness indicator which computed from the results.

It appeared that : - the second procedure can propose a good compromise between the accuracy of the results and the time needed for subjects to realise the test. Thus, it can be recommended for many industrial purposes; - perceptual spaces built from the pair comparison tests and the similarity rating one were similar, indicating a great stability of sound features used by listeners, whatever their task; - the MDS analysis of the similarity ratings lead to the more accurate pleasantness indicator.

• A sound Perception Approach inside a mechanical Shovel Cabin [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Hamzaoui, E. Parizet and P. Loisy
[A]

Acoustic studies usually consist in carrying out either an experimental diagnostic or vibro-acoustic computations allowing to understand the physical functioning of the noise source, and then in making modifications respecting a specification developed by specialists. The perceptive analysis part including the users of the product still remains a rather low one in these studies. Perceptive approaches can complete physical studies in a very useful way, allowing to reach a target expected by customers more quickly. The subjective result can be linked to physics trying to correlate it with one or several indicators representing the processed signals. This correlation then allows to identify the physical parameters characterizing the studied noise annoyance, and thus to identify annoying frequencies and annoying sources, and increase the efficiency of the resolution of the formulated problem. In this communication, the application of a global process of sound perception on an industrial object is presented with the will to reach the targeted physical objectives. This work is stemmed from a study carried out in the frame of a collaboration with the Volvo Compact Excavators company, a manufacturer of mechanical shovels. The objectives determined within this collaboration have been : 1. On a complete machine, the manufacturer wanted to have a predictive model of sound annoyance at his disposal and identify the elements of the machine contributing to annoyance so as to establish a hierarchical approach of noise reduction inside the cabin. 2. Definition of frequency bands said to be useful, intervening in sound perception and thus allowing to choose a physical modeling method adapted to the problem.

Handl, B.

• A New Approach of Echo Cancellation Design in IP based Telephone Networks [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Brandstätter, B. Handl, H. Jammernegg, W. Müllner and P. Tschulik
[A]

Typische Implementierungen eines Echokompensators bestehen neben einem adaptiven Filter aus einem nichtlinearen Prozess (NLP), der das restliche Echo am Filterausgang dämpft. Die erreichbare Sprachqualität hängt in erster Linie von der Leistungsfähigkeit dieses Prozesses ab, da er insbesondere bei Gegensprechen für eine Reihe unerwünschter Effekte verantwortlich zeichnet: Beispielsweise kann er einzelne Silben im Nutzsignal (Sprachsignal vom nahen Ende) unterdrücken aber auch die Qualität der Übertragung des Hintergrundgeräusches maßgeblich beeinflussen. Der vorliegende Ansatz begrenzt daher den Einfluss des NLPs soweit wie möglich, indem man den Echokompensator mit der gerade benötigten Echodämpfung betreibt. Diese variable Steigung im Übergangsbereich der NLP Kennlinie berechnet sich aus der aktuellen Signallaufzeit und der vorhandenen Dämpfung im Echopfad, wobei man den entsprechenden Zusammenhang zwischen diesen beiden Größen der ITU-T Empfehlung G.131 (''Acceptable'' Kurve in Figure 1) entnimmt. Bei einer derartigen Auslegung empfindet höchstens ein Prozent der Teilnehmer auftretende Echos als störend. Die Ergebnisse eines auditiven Tests nach ITU-T Empfehlung P.831 dokumentieren das Verbesserungspotential des Ansatzes. Den Testpersonen wurden über entzerrte Kopfhörer Kunstkopfaufnahmen des fernen Endes eines Telefongespräches (männliche und weibliche Stimme am nahen und fernen Ende) vorgespielt. Anschließend erfolgte die Bewertung verschiedener Attribute, wobei vor allem Gegensprechphasen betrachtet wurden: Gesamtqualität der männlichen Stimme. Beeinträchtigung durch mögliche Echos der weiblichen Stimme. Pegelschwankungen in der männlichen Stimme. Ergänzend wurde auch die störende Wirkung eines Echos unter Einzelsprechbedingungen bewertet. Als Referenz diente bei diesen Hörtests eine Standard Implementierung eines Echokompensators, die anstelle der laufzeitgesteuerten Variante einen Center Clipper als NLP verwendet. Die Ergebnisse zeigen einen beachtlichen Qualitätsgewinn bei niedrigen Echolaufzeiten, da in diesem Fall der NLP mit sehr niedrigen Dämpfungen betrieben werden kann und die Beeinträchtigungen des Nutzsignals nur mehr unwesentlich auftreten.

Hanisch, R.

• Panel resonator and slot absorber silencers for low and mid frequencies [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Hanisch, M. Krämer, N. Rambausek and P. Brandstätt
[A]

New resonance type silencers designed for the low and mid frequency range in industrial applications as splitters and duct linings are presented. The silencers are characterized by their slim body with low pressure loss and good protection against exhaust air impacts. Working principle, application examples and insertion loss measurements are presented verifying the enhanced performance in the frequency range of interest.

Hanke, A.

• VDA-Spezifikation für Kfz-Freisprecheinrichtungen [DAGA 2002 (Bochum)]
  H.W. Gierlich, F. Kettler, W. Balduin, H. Best, M. Dietz, G. Eisner, A. Hanke, B. Heise and M. Schaible
[A]

Die im Rahmen des VDA Arbeitskreises ''Autotelefon'' entwickelte Spezifikation definiert Anforderungen und Messverfahren für Kfz-Freisprecheinrichtungen sowie für Mikrofone zum Einsatz für Kfz-Freisprecheinrichtungen. Sie beinhaltet sowohl die Anforderungen für ab Werk verbaute Einrichtungen als auch für Nachrüstlösungen. Alle Tests dieser Spezifikation werden unter Einbeziehung der akustischen Schnittstelle (Mikrofon/Lautsprecher) durchgeführt. Zusätzlich zu den Standard-Telefonometrie-Parametern werden spezielle Tests beschrieben, die wichtige Parameter in der Gegensprechsituation sowie zur Hintergrundgeräuschübertragung beschreiben. Im Vortrag wird diese Spezifikation erläutert. Das Hauptaugenmerk richtet sich hierbei auf die Beschreibung Testumgebung, der wesentlichen Parameter sowie Erläuterungen zur Ableitung der Grenzwerte.

Hanselka, H.

• Lärmreduktion durch Adaptive Systeme
  H. Hanselka
[A]

In den letzten 10 - 15 Jahren haben grundlegende Forschungsarbeiten über adaptive Systeme auf Basis multifunktionaler Materialsysteme zunehmend das Interesse der Industrie geweckt, diese Ergebnisse auf eine vielfältige Anzahl von Problemstellungen anzuwenden. Ein Schwerpunkt der Forschungsarbeiten und der betrachteten Problemstellungen liegt dabei auf der Lärm- und Schwingungsreduktion im allgemeinen Maschinenbau, insbesondere jedoch in Fahrzeugen jeglicher Art, bei Werkzeugmaschinen, im Bauwesen oder der Luft- und Raumfahrt. Die miteinander gekoppelten Phänomene Schwingung und Lärm begrenzen dabei die Entwicklung und Umsetzung innovativer und effizienter Leichtbaustrukturen. Unter Berücksichtigung, das Lärm zu den wesentlichen Umweltverschmutzungen gezählt wird, wird die Lärmabstrahlung von technischen Strukturen (neben der Sicherheit, Energieeffizienz, ...) in den nächsten Jahren ein bedeutendes Auslegungskriterium sein. Die miteinander gekoppelten Phänomene Schwingung und Lärm (Vibroakustik) begrenzen die Entwicklung und Umsetzung innovativer und effizienter Leichtbaustrukturen. Dabei können mit Hilfe aktiver Verbindungselemente, z.B. einer aktiven Lagerung, die Körperschallübertragungswege gezielt unterbrochen und damit Sekundärerregungen verhindert werden. Der optimale Einsatzort dieser Maßnahmen, die auch additiv zu passiven Maßnahmen eingesetzt werden können, bestimmt sich dabei aus dem Aufbau des vorliegenden Systems. Neben der Körperschallübertragung wird bei adaptiven Systemen auch der direkt abgestrahlte Luftschall betrachtet. Luftschall kann zum einen aufgrund primär- oder sekundär erregten Körperschall abgestrahlt werden, zum anderen kann eine einseitige Luftschallerregung Ursache für den luftschallabstrahlenden Körperschall der Struktur sein. Die Maßnahmen zur Beeinflussung dieser Effekte zielen in beiden Fällen auf eine Minderung des Körperschalls ab. So lassen sich zur Minderung der abgestrahlten Schalleistung schwingender Strukturen, z.B. mittels speziell verschalteter piezokeramischer Elemente, die schallerzeugenden Verformungen bedämpfen, schmalbandig tilgen oder aktiv wegregeln. Der optimale Einsatzort dieser Maßnahme bestimmt sich aus den Schwingungsformen des vorliegenden Systems.

Hansen, H.

• Evaluation of sound quality affected by tonal components in Germany and Japan [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Hansen, R. Weber, T. Matsui, S. Kuwano and S. Namba
[A]

Experiments were conducted in Japan and Germany concerning the effect of tonal components on sounds quality. The Japanese results were the following: (1) Three factors were extracted by factor analysis: ''pleasant'', ''metallic'' and ''powerful''. (2) The ''pleasant'' factor decreases with increasing SPL of tonal components larger than 21 dB, while the ''metallic'' impression increases at about 18 dB and the ''powerful'' factor at about 18 dB. (3) The simple adding of a second sinusoid with a similar frequency and the same SPL has no significant effect on the timbre of the sounds. The effect of the frequency on the ''metallic'' factor was measured, when the frequency was doubled. No significant effect was found on the ''powerful'' factor. (4) A two cluster solution is obtained by cluster analysis. The sounds are clustered according to the presence of a large tonal component or not. The greater the difference in frequency becomes, the earlier can the sound be found in the ''tonal'' cluster. These Japanese findings will be compared to the evaluation of German subjects.

• Subjektive Bewertung der Tonhaltigkeit in der Fahrzeugakustik [DAGA 2005 (München)]
  H. Hansen, R. Weber and U. Letens
[A]

Fahrzeuggeräusche können starke tonale Komponenten aufweisen. Die Frequenzen sind meist proportional zur Motordrehzahl, z.B. Getriebeheulen oder Kettenheulen. Jedoch gibt es durchaus auch andere Phänomene, welche nicht diese charakteristische Abhängigkeit aufweisen, sondern lediglich bei einer Frequenz oder gar unabhängig von der Motordrehzahl auftreten. Zudem handelt es sich um zeitlich begrenzte aber variierende Phänomene. Zur Quantifizierung der verschiedenen Phänomene werden psychoakustische Versuche durchgeführt. Im Vortrag werden die Ergebnisse eines Hörtest, in dem die Versuchspersonen auf einer Kategorialskala Tonhaltigkeiten von Fahrzeuggeräuschen beurteilen, vorgestellt. Die zu beurteilenden Fahrzeuggeräusche decken nicht nur die in Fahrzeugen üblicherweise auftretende Stärke der Tonhaltigkeit ab, sondern auch die verschiedenen Erscheinungsformen. Des Weiteren werden die Ergebnisse einer Untersuchung zum Einfluss der verschiedenen tonalen Komponenten auf die Geräuschqualität vorgestellt. Produktgeräuschqualität wird über die konnotative Bedeutung erfasst, die durch ein semantisches Differential gemessen wird. Als Stimuli werden längere Ausschnitte von Fahrzeuggeräuschen gewählt, um das tonale Ereignis in einen Zusammenhang einzubetten. Ziel dieses Versuches ist die Aufdeckung des Zusammenhanges zwischen der Stärke der Tonhaltigkeit und der Produktgeräuschqualität.

• Effects of duration and S/N ratio of partially masked sinusoids on judged tonal salience [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Hansen, R. Weber and V. Mellert
[A]

The determination of tonal content is a prevalent issue in the context of sound design but also in annoyance/noise problems. In order to integrate the duration and level dependency of tonal components into a reliable, objective measure of pitch salience of weak tonal components in noise the following experiments are conducted. The tonal components in noise presented vary in length and in level. 13 stimuli are judged by 40 subjects in a complete pair comparison. The data obtained are modeled by probabilistic choice models. An one-dimensional choice model, i.e. BTL model, must be rejected in favor of a more general elimination-by-aspect model (Zimmer et al., 2004; Tversky, 1979). The results are the following: (1) No saturation of pitch salience is reached in an duration interval from 250 ms to 2000 ms with equal level. (2) The subject's judgment aspects are identified by modeling the choice behavior: A ''click'' aspect describes the sound being too short having a clear pitch and a ''S/N-ratio'' aspect indicates the equivalent duration of a tonal component. No apparent ''duration'' aspect is identified . Furthermore a possible subjective distinction of tonal phenomena classes will be discussed. (The presentation will be given in German)

Hansen, J.

• Lärmminderung durch Antischall bei modalen Schallfeldern [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Hansen
[A]

Bei der Lärmminderung großer Lüftungsanlagen, insbesondere der tonalen Komponente von Ventilatorgeräuschen, ermöglicht der Einsatz der Antischalltechnik neue Möglichkeiten der effektiven Schallpegelminderung. Es hat sich gezeigt, dass es möglich ist ein modales Schallfeld durch den Einsatz eines mehrkanaligen Antischall-Controllers, ohne den Einbau von zusätzlichen Kanalsegmentierungen, wirkungsvoll zu bedämpfen. Hierbei ist es gelungen, nicht nur die tonalen Komponenten eines Ventilatorgeräusches, sondern auch das breitbandige Strömungsrauschen signifikant zu reduzieren. Der Vortrag veranschaulicht anhand von Praxisbeispielen die Möglichkeiten der Pegelreduktion einer Mehrkanal-Antischallanlage. In einem Rechteckkanal mit den Abmaßen 3,5m*1m wurde der Pegel des Ventilatorgrundtons um 27 dB bis auf das Breitbandrauschen abgesenkt. Zusätzlich konnte durch eine Optimierung der Antischallanlage eine Pegelreduktion von 5-10 dB des Breitbandrauschens bis zu einer Frequenz von 200 Hz erreicht werde. Herkömmliche, rein passiv arbeitenden Schalldämpfer, haben das Problem, dass sie, um tiefe Frequenzen zu bedämpfen, relative große Abmessungen erfordern. Dieses bringt aber auch eine Erhöhung des Gegendruckes mit sich. Durch den Einsatz der Antischalltechnik kann bei gleichzeitiger Reduktion des Störschalls die Spaltbreite eines Kulissenschalldämpfers vergrößert und so der Gegendruck verringert werden. Die Antischallanlage soll nicht als Ersatz für herkömmliche Schalldämpfer gesehen werden, sondern stellt eine sinnvolle Ergänzung der konventionellen Technik dar. Insbesondere da man durch den Einsatz der aktiven Lärmminderung wirkungsvoll die tieffrequenten Störgeräusche beseitigen kann bieten sich für den höherfrequenten Störanteil neue Möglichkeiten einer besseren Schalldämpferauslegung. Die Anzahl der erforderlichen Kanäle einer solchen Antischallanlage richtet sich lediglich nach der Modenordnung. Somit ist es auch denkbar komplexere Schallfelder, höherer Modenordnung, durch den Einsatz eines rechenstarken Antischall-Controllers zu bedämpfen.

Hansen, Martin

• Anwendung eines internationalen Sprach-Testsignals zur Charakterisierung von Hörgeräten [DAGA 2008 (Dresden)]
  I. Holube, M. Hansen, S. Fredelake and M. Kappelmann
[A]

Die Hörgerätesignalverarbeitung hat sich in den letzten 10 Jahren maßgeblich weiter entwickelt. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die signalabhängige Veränderung der frequenz- und pegelabhängigen Verstärkung, so dass in der Hörgerätemesstechnik bei Verwendung von standardisierten Messsignalen wie Sinustönen und Rauschsignalen nicht auf die Signalverarbeitung von Hörgeräten bei Sprache geschlossen werden kann. Aus diesem Grund müssen in der Messtechnik Sprache oder sprachähnliche Signale eingesetzt werden. Während der DAGA 2007 wurde ein internationales Sprach-Testsignal (ISTS) basierend auf sechs weiblichen Sprecherinnen vorgestellt. Das ISTS wurde inzwischen in der Hörgerätemesstechnik zur Charakterisierung von simulierten Hörgerätealgorithmen und von kommerziellen Hörgeräten eingesetzt. Mit dem ISTS wurde die Gesamtverstärkung von Hörgeräten bei verschiedenen Eingangspegeln ermittelt. Außerdem wurde mit einer Perzentilpegelanalyse die Verstärkung für leise und für laute Sprachanteile beim gleichen Gesamtsprachpegel berechnet. Die Perzentilpegelanalyse ermöglicht des Weiteren die Charakterisierung der frequenzabhängigen und pegelabhängigen Kompression der Hörgeräte-Signalverarbeitung. Dabei ergeben sich große Unterschiede zum mit Sinustönen bestimmten statischen Kompressionsverhältnis nach DIN ISO 60118. Im Rahmen dieses Beitrags werden sowohl die Perzentilpegelanalyse als auch weitere Messgrößen zur Charakterisierung von Hörgeräten vorgestellt und miteinander verglichen.

• Übertragungsfunktion der Basilarmembran [DAGA 2008 (Dresden)]
  E. Rasumow and M. Hansen
[A]

Die erste Stufe der peripheren Verarbeitung im auditorischen System ist die spektrale Zerlegung des Schallsignals durch die Bandpassfilterung der Basilarmembran (BM). Innerhalb auditorischer Modelle wird oft nur die Betragsübertragungsfunktion verwendet, jedoch ist für einige Experimente auch der Phasengang dieser Bandpassfilter von Interesse, da deren Dispersion Einfluss auf die Einhüllende des Signals nimmt. Dieser Beitrag behandelt die Schätzung der vollständigen Übertragungsfunktion eines auditorischen Filters bei 2 kHz sowie seine Verwendung innerhalb des Perzeptionsmodells nach Dau et al. (1996). Die Betragsübertragungsfunktion wurde mithilfe des Notched-Noise-Experiments nach Patterson & Nimmo-Smith (1980) ermittelt, wobei ein optimierter Filterfunktions-Ansatz gefunden wurde. Zur Schätzung des Phasengangs wurde ein von Oxenham & Dau (2001) vorgeschlagenes Maskierungsexperiment mit variabler Phasenkrümmung eines harmonischen Tonkomplex-Maskierers durchgeführt. Durch die daraus erhaltene Phasengangs-Krümmung des BM-Filters wurde mithilfe weiterer Annahmen ein möglicher Phasengang rekonstruiert. Aus der geschätzten Betrags- und Phasengangs-Übertragungsfunktion wurde ein FIR-Filter synthetisiert. Dieses Filter wurde als peripheres Filter im Perzeptionsmodell mit drei Standard-Filtern verglichen. Dabei ergaben die eigens geschätzten Übertragungsfunktionen sehr gute Simulationsergebnisse für die Notched-Noise-Experimente. Eine Simulation der Phasengangs-Experimente gelang jedoch nur bei Verwendung einer flachen Betrags-Übertragungsfunktion. Das gemessene BM-Verhalten kann demnach nicht allein durch ein lineares Filter beschrieben werden, sondern erfordert möglicherweise die Berücksichtigung der Nichtlinearität des auditorischen Systems.

Hansen, Michael

• Einfluss von Kompressionszeitkonstanten auf subjektive Sprachverständlichkeit und Klangqualität von Hörgeräten [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Hansen
[A]

Ein häufiges Phänomen bei sensorineuraler Schwerhörigkeit ist das sog. Recruitmentphänomen, d.h. das Auftrefen einer steileren Lautheitsfunktion als bei Normalhörenden. Zur Recruitmentkompensation mit einem Hörgerät wird typischerweise eine nichtlineare Kompressor-Verstärkungsschaltung verwendet, deren generelles Ziel es ist, für leisere Schalle eine höhere Verstärkung zu erreichen als für lautere Schalle. Zwei wichtige Parameter sind darin die Ein- und Ausschwingzeit, die sich aus den Zeitkonstanten des Eingangspegeldetektors ergeben. Die meisten kommerziell erhältlichen Hörgeräte verwenden relative kurze Ein- und Ausschwingzeiten (''syllabic compression''). Dies entspricht auch Modellvorstellungen und Messungen zur aktiven Funktion der äusseren Haarzellen, die die hohe Dynamik und spektrale Selektivität in der gesunden Cochlea bewirken. Sehr schnelle Regelzeiten können jedoch negative Klangeigenschaften zur Folge haben (''Pumpeffekt''). Es werden Messungen zum Einfluss der Ein- und Ausschwingzeit auf die subjektive Klangqualität und Sprachverständlichkeit von normal- und schwerhörenden Versuchspersonen vorgestellt. Ziel war dabei u.a., eine optimale Paramtereinstellung empirisch zu ermittlen. Dazu wurde ein Hörgerät implementiert, das voneinander unabhängige Kompressoren in jedem Kanal einer Terzfilterbank verwendet. Bei konstant gehaltenem Kompressionverhältnis und Kompressionskniepunkt wurde die Gesamtverstärkung jedes Kompressors anhand des Audiogramms individuell an den Hörverlust jeder Versuchsperson angepasst. Vier verschiedene Einstellungen von Ein- und Ausschwingzeit wurden untersucht. In AB-Paarvergleichen wurden für verschiedene natürliche Testsignale die subjektive Präferenz im Hinblick auf Klangqualität und Sprachverständlichkeit gemessen. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Präferenz für eine lange Ausschwingzeit (4 s) gegenüber kürzeren Ausschwingzeiten (40 ms, 400 ms) sowohl für Normalhörende wie für Schwerhörende. Der Einfluss der Einschwingzeit (1 ms vs. 100 ms) bei langer Ausschwingzeit ist weniger stark ausgeprägt.

• Messung der Modulationstransferfunktion (MTF) von nichtlinearen Hörgeräten [DAGA 2005 (München)]
  R. Schultz-Amling, S. Fredelake, I. Holube, M. Hansen and R. Blum
[A]

Es wird eine neue Methode zur Messung der elektro-akustischen Eigenschaften moderner nichtlinearer Hörgeräte vorgestellt. Elektro-akustische Eigenschaften von Hörgeräten werden zur Zeit nach Normvorschriften wie z.B. IEC 118 bestimmt. Diese dort vorgeschlagenen Messmethoden beruhen im wesentlichen auf den Erfahrungen mit linearen Hörgeräten und einfachen Kompressionsschaltungen. Die Leistungsfähigkeit moderner Hörgeräte, die meist über eine mehrkanalige, nichtlineare und adaptive Signalverarbeitung verfügen, wird also nicht mit berücksichtigt.

In diesem Beitrag werden Messungen der phase-locked modulation transfer function, MTF-PL (Drullman et al., JASA, 1994) für lang andauernde Sprachsignale in Ruhe und mit Störgeräusch (SNR= +?, +10, +4 dB) vorgestellt. Diese Signale wurden als Eingangssignal für verschiedene moderne nichtlineare Hörgeräte verwendet, die über eine adaptive Signalverarbeitung verfügen, wie z.B. Dynamikkompression und Geräuschreduktion. Die Ausgangssignale jedes Hörgerätes wurden mit einem IEC-711 Kuppler aufgenommen. Aus dem Vergleich von Ein- und Ausgangssignal wurde die frequenz- und modulationsfrequenzabhängige MTF-PL berechnet.

Aus der komplexwertigen MTF-PL wurden folgende Parameter extrahiert, die zur Beschreibung und Unterscheidung verschiedener Hörgeräte nützlich sind: a) die Gesamtzeitverzögerung; b) eine frequenzabhängige Modulationsübertragungsgröße (durch gewichtete Mittelung der MTF-PL), die in engem Zusammenhang mit dem effektiven Kompressionsverhältnis steht; c) die Kohärenz zwischen Ein- und Ausgangssignal. Diese Parameter weisen deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Hörgeräten auf.

Ein wichtiger Vorteil gegenüber herkömmlichen Messmethoden ist die Tatsache, dass realistische Signale verwendet wurden, und keine statischen Sinus- oder Rauschsignale. Außerdem garantiert die Wahl von langen Eingangssignalen, dass sich das Hörgerät angemessen einstellt. Somit ist eine Beschreibung der Leistungsfähigkeit des Hörgerätes in der alltäglichen Situation des Benutzers möglich.

• Anwendbarkeit des SII für nichtlinear dynamik-komprimierte Sprache [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Sankowsky and M. Hansen
[A]

Der SII (speech inteligibillity index) ist ein psychoakustisches Modell zur Vorhersage der realisierbaren Sprachverständlichkeit von Übertragungssystemen. Er wird angewendet um Einflüsse von linearer Frequenzgangsverzerrung, additiv überlagertem Störgeräusch und Nachhall auf die Sprachverständlichkeit zu bestimmen. Darüber hinaus lässt der SII auch eine Aussage über die Auswirkung eines frequenzabhängigen Hörverlustes auf die Sprachverständlichkeit zu. Eine Forderung des SII ist die Linearität des Übertragungssystems, wodurch Sprache auch nach der Übertragung einen Dynamikbereich von 30 dB aufweist. Eine Reihe von Übertragungssystemen weist jedoch eine nicht unerhebliche und zumeist bewusst eingeführte Nichtlinearität auf, wie z. B. die Amplitudenkompression in modernen Hörgeräten, die zur Kompensation von Recruitment bei sensorineuralem Hörverlust eingesetzt wird. Es wurde der Einfluss von Amplitudenkompression auf die Sprachverständlichkeit von normalhörenden Probanden untersucht. Hierfür wurden verschiedene Kompressionsverfahren, ähnlich denen in kommerziellen Hörgeräten, verwendet. Der Dynamikbereich von Sprache in Ruhe wurde breitbandig oder in 4 bzw. 19 spektralen Bändern mit verschiedenen Kompressionsverhälnissen und stets kurzen Kompressionszeitkonstanten effektiv komprimiert. Anschließend wurde die komprimierte Sprache bei verschiedenen S/N zu unmoduliertem sprachförmigen Rauschen addiert. Die Ergebnisse zeigten für breitbandige Kompression positive und für Kompression in mehreren spektralen Bändern negative Auswirkungen auf die Sprachverständlichkeit. Durch den SII konnten diese Auswirkungen nicht vorhergesagt werden, jedoch konnte durch eine Modifizierung der SII-Berechnung die Vorhersage der empirisch gefundenen Sprachverständlichkeit erreicht werden.

• Lehre und Ausbildung in Psychoakustik mit psylab: freie Software für psychoakustische Experimente [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Hansen
[A]

An der Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven exisiert seit fast 6 Jahren der Studiengang 'Hörtechnik und Audiologie' (H+A), in dem eine praxisnahe interdisziplinäre Ausbildung in einem breiten Bereich der Akustik und des Hörens stattfindet. Dieser Beitrag sowie der dazu gehörige Beitrag von M. Blau (siehe diese DAGA) stellen die positiven Erfahrungen aus den Bereichen der Lehre sowie erste Einschätzungen zur Arbeitsmarktsituation der Absolventen dar. Der Studiengang H+A wurde zum WS 05/06 von einem reinem FH-Diplom- auf einen konsekutivem Bachelor/Master-Studiengang umgestellt, der in Kooperation zwischen Fachhochschule und Universität in Oldenburg durchgeführt wird.

In diesem Beitrag wird speziell die Lehre im Bereich Psychoakustik vorgestellt. In Verbindung mit normalen Vorlesungen wird ein Fokus auf Praxisnähe in Kombination mit aktueller psychoakustischer Forschung erreicht, indem die Studierenden eigene umfangreichere psychoakustische Experimente durchführen. Zu diesem Zweck wurde ein open-source Software-Paket 'psylab' erstellt, das unter Verwendung von Matlab die Durchführung, Steuerung und Auswertung beliebiger adaptiv gesteuerter n-AFC Experimente erlaubt. Die Software erfordert bei gewisser Vertrautheit mit Matlab eine sehr geringe Einarbeitungsdauer und wird anhand von Beispielen demonstiert. Sie lädt aufgrund ihrer freien Lizenz auch zum Einsatz in anderen Lehrveranstaltungen ein.

• Schalldämmungsbestimmung von leichten Materialien in der Automobilentwicklung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Hansen, G. Ebbitt and F. Juber
[A]

Zur Messung der Absorption von Bauteilen und Materialien haben sich in der automobilen Welt die Alphakabine und das Impedanzrohr als Standard etabliert. Im Falle der Schalldämmungsbestimmung stellt sich das Bild weniger eindeutig dar, da hier verschiedene Prüfstände und Messvorschriften in Konkurrenz zueinander stehen.

In diesem Beitrag werden Methodik und Ergebnisse von praxiserprobten Schalldämmungsprüfständen miteinander verglichen. Die betrachteten Methoden unterscheiden sich hauptsächlich hinsichtlich der Größe und Beschaffenheit des Senderaumes, der Art der Messung im Empfangsraum sowie der Auswertung.

Zur Erläuterung der indirekten Schalldämmungsbestimmung nach dem amerikanischen Standard SAE J1400 (Rev. May90) werden die in der Literatur bekannten Berechnungsformeln für die Schalldämmung von Einfachwänden diskutiert. Das Hauptaugenmerk liegt hierbei auf der Anwendbarkeit für leichte Materialien und tiefe Frequenzen.

Hansen, U.J.

• Musik: Zugang zur Wissenschaft in der Grundschule [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  U.J. Hansen
[A]

Musik erregt allgemeines Interesse auf allen Bildungsstufen. Die Naturwissenschaften andreseits, besonders Physik und Mathematik, werden oftmals als zu schwwierig empfunden. Wenn, daher, Begeisterung für Wissenschaften nicht früh entflammt wird, dann entgehen mögliche Geisteskräfte grade diesen Gebieten welche der technischen Entwicklung unserer Zivilisation so notwendig sind. In den vergangenen zehn Jahren haben wir auf drei Wegen versucht dieses Problem anzusprechen. 1. Vorträge in Grundschulklassen. 2. Klassen visiten im Forschungslabor. 3. ''Workshops'' für Lehrer. Allen diesen liegt das Prinzip zu Grunde Wissenschaft mit Musik zu verbinden. Von den harmonischen Eigenschwingungen einer 3 m langen Feder ausgehend wird die harmonische Teilton Struktur entwickelt und auf musikalische Instrumente angewendet. Vortargs - und Workshop- Inhalt werden besprochen und mit Beispieln erläutert.

Music: A Vehicle to ''Do Science''. Uwe J. Hansen, Indiana State University, The Hoosier Science Teacher, Volume XXVI, Number 1, Sept 2000 (4 - 14)

• Modale Studien an Handglocken [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  U.J. Hansen and L.G. Olsen
[A]

Die Identifizierung der Eigenmoden an Handglocken besteht aus zwei Indizien, (m,n).Der erste Index (m) gibt die Zahl der Knotenlinien an, welche über die Krone der Glocke laufen, der zweite Index (n) gibt die Anzahl der Knotenkreise an, welche um die Glocke herum laufen. Für Eigenschwingungsmoden mit m 3 oder 4, von der Glockengröße abhängend, gibt es normalerweise keine n = 0 Mode. Statt dessen erscheint ein tiefligender Knotenkreis, ganz nahe an der Glockenöffnung. Diese Moden werden oft als (m,1*) Moden bezeichnet. Diese Modalformen scheinen ein Analog in dem eindimensionalen Bild von Saiten-resonanzen zu finden wenn die Randwertbestimmung an einem Ende etwas gelockert wird, und zu einem massenartigen oder federartigen Bild führt. Zur Untersuchung dieses Analoges wurden ''Finite Element'' Rechnungen ausgeführt, indem ein Glockenabschnitt als Platte modelliert wurde mit geklammerter Randbedingung oben, rotierend freier Randbedingung an beiden Seiten und völlig freier Randbedingung unten. Moden mit höheren m Werten warden dann durch Platten modelliert welche ein höheres Verhältnis zwischen Plattenhöhe zu Plattenbreite aufweisen. Berechnete Plattenmoden werden mit experimentell gemessenen Glockenmoden verglichen.

Hanss, M.

• Zur Simulation des Bremsenquietschens mit unsicheren Parametern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  U. Gauger, M. Hanss and L. Gaul
[A]

In der numerischen Simulation von Systemen werden Modellparameter häufig auf einen scharfen Wert festgelegt, obwohl sie einen möglicherweise hohen Grad an Unsicherheit aufweisen. Werden diese Parameter jedoch durch einen fuzzy-arithmetischen Ansatz modelliert, kann ihre Unsicherheit berücksichtigt werden und so direkt in die Simulation des Systems einfließen. Eine praktische Implementierung bieten die Transformationsmethode und die Interpolation auf dünnen Gittern, die einen fuzzy-arithmetischen Ansatz durch Rückführung auf die Arithmetik scharfer Zahlen erlauben. Diese Verfahren werden auf die Simulation des Bremsenquietschens für ein komplettes Bremsensystem mit unsicheren Parametern angewandt. Die berechneten Ergebnisgrößen des Systems stellen zweidimensionale Fuzzy-Zahlen dar, für deren Darstellung und Analyse neue Ansätze vorgestellt werden. Die Analyse erlaubt eine Wertung des Einflusses der Unsicherheiten der jeweiligen Modellparameter auf die Unsicherheit des Ergebnisses.

Hantschk, C.-C.

• Vorhersage der Schallemissionen industrieller Fackelsysteme [DAGA 2005 (München)]
  C.-C. Hantschk and E. Schorer
[A]

Industrielle Fackelsysteme dienen der kontrollierten Verbrennung hoher Massenströme von brennbaren Gasen, wie sie beispielsweise bei An- und Abfahrvorgängen oder Betriebsstörungen in petrochemischen Anlagen anfallen können. Neben anderen umweltrelevanten Gesichtspunkten gewinnen die mit dem Fackelbetrieb verbundenen Schallemissionen zunehmend an Bedeutung, da sich Industrie- und Wohngebiete vielerorts immer häufiger in unmittelbarer Nachbarschaft befinden. Die Installation von Schallschutzmaßnahmen ist nach Inbetriebsetzung der Fackel in der Regel nicht möglich, weil es sich typischerweise um ein sicherheitsrelevantes Anlagenbauteil handelt, das erst bei Stillstand der angeschlossenen Anlage abgeschaltet werden kann. Aus dem selben Grund sind nachträgliche Modifikationen und Anpassungen meist mit extremen Kosten verbunden, weshalb der rechtzeitigen Planung und Implementierung eines geeigneten Schallschutzkonzeptes besondere Bedeutung zukommt. Voraussetzung hierfür ist die Möglichkeit zur Vorhersage der für ein bestimmtes Fackelsystem in den fraglichen Betriebszuständen zu erwartenden Schallemissionen. Dazu müssen die zugehörigen Einzelschallquellen und deren - je nach Betriebszustand unterschiedlicher - Beitrag zur Gesamtschallemission mit ausreichender Genauigkeit aus den im Planungszustand verfügbaren Daten abgeschätzt werden können. Der vorliegende Beitrag geht kurz auf die mit der Verwendung einfacher Modelle zur Berechnung von Fackellärm verbundenen Probleme ein und fasst die für eine genauere Vorhersage relevanten Einzelschallquellen und Einflussgrößen zusammen.

Hantzsch, J.

• Musikhörgewohnheiten bei Jugendlichen: Tragbare Wiedergabegeräte mit Kopfhörer [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Schulz, S. Schubert, J. Thiele and J. Hantzsch
[A]

In einer Reihe von Studien wird über eine Verschlechterung der Hörfähigkeit bei jungen Menschen berichtet. Dabei wird besonders der Einfluss verschiedener Formen des überlauten Musikhörens diskutiert, wie zum Beispiel der häufige Besuch von Diskotheken mit Pegeln von zum Teil deutlich über 100 dB(A). Im Rahmen einer Längsschnittstudie mit Schülern der 7. - 10. Klasse einer Mittelschule stellte sich heraus, dass sich bei den Probandengruppen, die in den Befragungen häufiges und lautes Musikhören über Kopfhörer angegeben hatten, ebenfalls verstärkt Anzeichen von Verschlechterungen des Gehörs im Untersuchungszeitraum zeigten. Besonders bei der Gruppe der ''Extremnutzer'' sind diese Zusammenhänge deutlicher ausgeprägt. Dieses Ergebnis war Anlass für ein studentisches Projekt, das die Häufigkeit und die typischen Schalldruckpegel bei der Nutzung tragbarer Wiedergabegeräte bei Schülern verschiedener Schultypen und bei Studenten erfassen sollte. Die Ergebnisse werden u.a. in Bezug auf die Musikrichtung und das Alter der Probanden vorgestellt. Zieht man lediglich die durchschnittlichen Pegel, Nutzungsdauern und Schallenergiedosen heran, so birgt die Nutzung dieser Geräte scheinbar kaum ein Gefährdungspotenzial für das Gehör. Es zeigt sich aber auch hier, dass das Gehör von ca. 5 - 15 % der untersuchten Probanden besonders gefährdet ist.

Hardtke, H.-J.

• Effiziente Gestaltoptimierung von Karosserieblechen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

In Vorträgen zur numerischen Akustik und in den weit verbreiteten Computerprogrammen wird häufig die Faustregel von sechs Elementen pro Wellenlänge genannt. Im allgemeinen sind dabei Elemente mit stückweise linearen Ansatzfunktionen gemeint. Hierin wird diese Regel an Beispielen untersucht und diskutiert. Weiterhin werden die stückweise linearen Ansätze mit stückweise konstanten und entsprechend quadratischen Ansätzen verglichen. Es zeigt sich dabei, daß mit quadratischen Ansätzen unter Umständen erhebliche Effizienzgewinne gegenüber linearen Elementen verzeichnet werden können. In bestimmten Fällen sind konstante Elemente den linearen sogar überlegen.

• Akustische Strukturoptimierung in der Karosserieakustik [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

In den vergangenen Jahren wurden eine Reihe von Arbeiten zur akustischen Strukturoptimierung publiziert. Viele dieser Artikel wurden auf den Bereich der Karosserieakustik fokussiert. Meist wurden Schalendicken optimiert. Neben diesen Arbeiten zeigte sich vor allem die optimale Einstellung der Geometrie von Blechen als eine Ressource, um das Geräusch im Komfortbereich zu regeln. In diesem Vortrag sei anhand von Beispielen die Leistungsfähigkeit der Strukturoptimierung in der Karosserieakustik diskutiert und demonstriert.

• Strukturakustische Optimierung von Platten und Schalen [DAGA 2002 (Bochum)]
  D. Fritze, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Mit der Entwicklung schneller numerischer Verfahren bietet sich die Möglichkeit, die Schallabstrahlung von Platten und Schalen in den Außenraum effizient zu bestimmen. Um die Konstruktion leiser Bauteile zu ermöglichen, kann somit die Schallabstrahlung simuliert werden. Wird die Geometrie der Schale modifiziert, kann diese Struktur hinsichtlich einer minimalen abgestrahlten Schalleistung optimiert werden. Hierzu werden Konzepte der Parametrisierung entwickelt. Man unterscheidet grundsätzlich die geometrie- basierte Parametrisierung und die direkte Modifikationen des Finite-Elemente-Modells. Soll die abgestrahlte Schalleistung als akustische Größe bewertet werden, müssen für die Optimierung Zielfunktionen unter bestimmten Kriterien definiert werden. Einerseits soll die Optimierungsrechnung leicht handhabbar bleiben und zum anderen müssen konstruktiv sinnvolle Ergebnisse erzielt werden können. Für den Konstrukteur solcher Bauteile (z.B. Karosseriebleche) werden somit Richtlinien geschaffen, die es ihm ermöglichen, in einer frühen Entwicklungsphase die akustische Qualität seiner Konstruktion einzuschätzen und gezielt zu beeinflussen.

• Schalldruckberechnung an Strukturen unter direkter Nutzung eines gegebenen FE-Struktur-Netzes [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Schneider, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Im Zuge des verstärkten Umweltschutzes gewinnen Schallfeldberechnungen mehr und mehr an Bedeutung. Vor allem für Außenraumprobleme bietet sich zur Berechnung die Randelementemethode an. Diese liefert in ihrer Standardformulierung vollbesetzte Matrizen, was ihren Einsatz auf Probleme mit relativ wenigen ( 10.000) an Unbekannten. Mit den von uns verwendeten sogennanten Schnellen Verfahren sind wir in der Lage diese Oberflächennetze und die darauf gegebenen Randbedingungen direkt einer Schalldruckberechnung mittels Randelementemethode zuzuführen.

• Strukturakustische Optimierung von Schalengeometrien [DAGA 2003 (Aachen)]
  D. Fritze, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Vibrierende Schalenstrukturen können bereits durch geringe Modifikationen erfolgreich in ihrer Geometrie optimiert werden, um die Schallabstrahlung passiv zu mindern. Im numerischen Prozeß der gradientenbasierten Optimierung muß für die Sensitivitätsanalyse die größte Rechenzeit erbracht werden. Für große Modelle, d.h. große Systeme, und einer Vielzahl an Designvariablen erscheint die Bestimmung der Gradienten mit Hilfe finiter Differenzen als zu zeitaufwendig. Die halbanalytische Berechnung der Sensitivitäten sowohl für die Struktur als auch das Fluid erbringt daher deutlichen Gewinn, wenn die Gradienten zudem über adjungierte Operatoren bestimmt werden. Es wird ein Konzept vorgestellt, welches die Schalenstruktur parametrisiert, sowie die schnellere Senstitivitätsanalyse ermöglicht. Als Zielfunktionen der strukturakustischen Optimierung werden Schalldrücke an Innenraumpunkten oder für Außenraumprobleme die abgestrahlte Schalleistung verwendet.

• FE-basierende Extrapolation gedämpfter Schalldruckfelder [DAGA 2005 (München)]
  R. Anderssohn, C. Grossmann, H.-J. Hardtke and S. Marburg
[A]

Der Inhalt des Vortrages beschäftigt sich mit einem akustischen Innenraumproblem. Für die Bestimmung der Wandadmittanz des Strukturrandes soll das Schalldruckfeld aus einer möglichst niedrigen Anzahl im Innenraum verteilter Druckmesspunkte extrapoliert werden. Die Wandadmittanz bildet den Koeffizient der gemischten Randbedingungen der den Schalldruck beschreibenden Helmholtz-Differentialgleichung. In dieser Arbeit werden beliebige, geschlossene, zweidimensionale Gebiete betrachtet. Der neue Ansatz der vorliegenden Arbeit basiert auf einer inversen Formulierung der Methode der finiten Elemente und wird anhand der berechneten Schalldruckfelder einiger theoretischer Beispiele verifiziert. Ergebnis ist ein formales Verfahren, das zwar fehlerbehaftet ist, aber eine gute Grundlage mit Verbesserungspotential darstellt.

• Zu einem nicht-linearen, FE-basierenden Lösungsansatz zur Rekonstruktion gedämpfter Schallfelder von Innenräumen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Anderssohn, S. Marburg, H.-J. Hardtke and C. Grossmann
[A]

Die Berücksichtigung akustischer Wandadmittanzen ist technisch sehr bedeutsam, um Schalldruckfelder genau zu ermitteln. In dem Vortrag wird ein nicht-linearer Optimierungsalgorithmus vorgestellt, mit dem gedämpfte Schalldruckfelder von Innenräumen auf der Basis von möglichst wenigen Druckmessungen vollständig rekonstruiert werden sollen. Das beschreibende Randwertproblem, bestehend aus der Helmholtz-Differentialgleichung und der Robin-Randbedingung, wird mit der Methode der finiten Elemente (FEM) diskretisiert. Damit können beliebige Randgeometrien betrachtet werden. Außerdem ermöglicht die FEM, dass die Inverse und die Sensitivität der Systemmatrix modal dargestellt werden können. Der Ansatz wurde für den zwei-dimensionalen Fall implementiert. Dafür wurden isoparametrische Elemente genutzt, um den notwendigen Freiheitsgrad zu reduzieren. An verschiedenen theoretischen Beispielen mit simulierten Messwerten wurde der Ansatz getestet. Ausgewählte Ergebnisse werden vorgestellt, die die Funktionalität des Ansatzes bewerten sollen.

• Fallstudie zum Einfluß örtlich variierter Plattendicke auf das Schwingungsverhalten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Dankar, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Parameter technischer Strukturen unterliegen immer gewissen Unsicherheiten. Diese Unsicherheiten wirken sich in unterschiedlichem Maße auf das Schwingungsverhalten aus, also zum Beispiel auf Eigenfrequenzen oder auf die abgestrahlte Schallleistung. In diesem Beitrag wird untersucht, inwiefern sich eine lokal variable Plattendicke das Schwingungsverhalten auswirkt. Dazu werden Algorithmen der probalistischen (z.B. Monte-Carlo-Simulation) und der possibilistischen (z.B. Fuzzy FEM) mit einer kompletten Analyse des Designraumes verglichen. Als Modell dient eine Rechteckplatte, für die die Dicke an neun Punkten vorgegeben ist. Zwischen diesen neun Punkten wird sie durch eine kontinuierliche Funktion interpoliert.

• Globale Identifikation der Wandadmittanzen in Innenräumen mittels verschiedener Ansätze [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Anderssohn, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Um den Einfluss der Schalldämpfung und gekoppelter Schwingungen von Wänden auf die Akustik in Räumen quantifizieren zu können, werden Ansätze zur Identifikation der Wandadmittanz aus Schalldruckmessungen vorgeschlagen. Die Bestimmung des Systemparameters führt auf eine inverse Formulierung des Randwertproblems, und zwar der Helmholtz-Gleichung mit gemischten Randbedingungen. Zwei modale Ansätze mit unterschiedlichen Zielfunktionen werden untersucht. Die Algorithmen werden so formuliert, dass der voraussichtliche messtechnische Aufwand so gering wie möglich gehalten werden soll. Das erreicht man, indem geeignete Fehlerquadrate über den wenigen Messwerten aufgestellt und minimiert werden. Des Weiteren soll die Diskretisierung des akustischen Randwertproblems mit der Methode der finiten Elemente die regularisierte Lösung des inversen Problemes ermöglichen, indem die Information der (hier simulierten) Messwerte auf eine reduzierte Basis von Eigenvektoren gebracht wird. Es entstehen nichtlineare Gleichungssyteme zur Bestimmung der Admittanzen. Es wird ein Optimierungsalgorithmus untersucht, der eine möglichst große Anzahl diskreter Admittanzwerte mit möglicherweise schlechten Startwerten beherrschen soll. Einige represenative Ergebnisse werden an simulierten numerischen Beispielen vorgestellt.

• Ein Vergleich von Optimierungsverfahren für Anwendungen in der Strukturakustik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Ranjbar, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Bei der Strukturoptimierung zum Zwecke minimaler Schallabstrahlung stellt sich die Suche nach dem globalen Minimum oder auch nur einer signifikanten Verbesserung der Zielfunktion als reale Herausforderung dar. In der vorliegenden Arbeit bilden die Zahl der Funktionsauswertungen, die Genauigkeit der Ergebnisse und die Robustheit der Algorithmen die Kriterien für die Wahl geeigneter Optimierungsverfahren. Es wird anhand einer kleinen Programmbibliothek demonstriert, wie sich unterschiedliche Verfahren in der Anwendung auf ein strukturakustisches Design (optimale geometrische Modifikation einer schwingenden bzw. abstrahlenden Platte) verhalten. Die Vorteile und Nachteile der Methoden werden präsentiert. Die Resultate bilden die Grundlage, um robuste hybride Optimierungsstrategien für strukturakustische Anwendungen zu entwickeln.

• Berechnung modaler Daten bei beliebig verteilten, stochastischen Parametern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Sepahvand, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Im Falle beliebig verteilter, unsicherer Parameter eignet sich die Approximation stochastischer Variablen mittels polynomialem Chaos sehr gut. Der Vortrag beschreibt eine Vorgehensweise, um modale Daten, also Eigenfrequenzen und Eigenformen zu berechnen. Dabei werden die unsicheren physikalischen Parameter als Zufallsvariablen angesehen. Auf Basis der Approximation mit polynomialem Chaos wird das Eigenwertproblem abgeleitet und gelöst. In numerische Beispielen wird schließlich exemplarisch gezeigt, welche Wirkung bestimmte Verteilungen auf die modalen Daten von einfachen Strukturen haben können.

• Effizienter Frequenzansatz zur globalen Approximation der Wandadmittanz mit dem Pade-via-Lanczos-Algorithmus [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Anderssohn, H.-J. Hardtke, D. Kreuter and S. Marburg
[A]

In diesem Vortrag stellen die Autoren eine effiziente Methode vor, die Verteilung der akustischen Wandadmittanz in Innenräumen aus einer geringen Anzahl Schalldruckmessungen zu ermitteln. Da beliebige Geometrien möglich sein sollen, wird die Methode der finiten Elemente (FEM) benutzt. Die Wandadmittanz ist frequenzabhängig. Um die inverse Aufgabe zur Bestimmung der Admittanzwerte unter Beachtung der benötigten Rechenzeit nicht bei jeder einzelnen Frequenz durchführen zu müssen, werden einfache Ansätze für die Admittanzen aufgestellt, so dass das FE-Gleichungssystem in Frequenzbereichen gelöst werden kann. Dafür wird der Pade-via-Lanczos-Algorithmus verwendet, bei dem die Lösung auf Moden des Krylov-Unterraumes basiert. Da sich die Admittanzwerte aus dieser Formulierung nicht explizit berechnen lassen, wird das Fehlerquadratmittel als Zielfunktion für einen Optimierungsverfahren genommen. Das entstehende nichtlineare Gleichungssystem wird mit dem BFGS-Algorithmus gelöst. Die Gradienten werden mit Hilfe des adjungierten Operators schnell berechnet, so dass eine große Anzahl Unbekannter möglich ist.

• Numerical solution of the one-dimensional wave equation with the stochastic parameters using the generalized chaos expansion [DAGA 2008 (Dresden)]
  K. Sepahvand, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

This paper presents a numerical algorithm which is using generalized polynomial chaos combined with the finite difference method for the solution of the one-dimensional wave equation with stochastic physical parameters. The stochastic parameters are represented by the Hermite polynomial chaos. A spectral-finite difference model for the numerical solution is introduced using generalized polynomial chaos expansion. The general conditions for convergence and stability of numerical algorithms are derived. Finally, the method is applied to a vibrating string. Results are compared with those of a Monte Carlo simulation.

• Strukturmechanik des cochleären Stereozilienbündels [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Fleischer, J. Baumgart, Y. Yarin and H.-J. Hardtke
[A]

Stereozilien sind dünne, schlanke Strukturen welche sich auf den Haarzellen befinden. Ihr Verhalten ist entscheidend für den Hörvorgang, da hier der mechanoelektrische Transduktionsprozess stattfindet. Sie sind in Bündeln angeordnet deren Geometrie, Form und mechanische Eigenschaften sich stark unterscheiden können. Jedes Einzelstereozilium zeigt im Inneren eine hochkomplexe, jedoch periodische Anordnung von Actinfasern die durch verschiedene Proteine miteinander verbunden sind. Diese Struktur besitzt Vorzugsrichtungen und zeigt somit die Notwendigkeit der Einführung anisotroper Materialgesetze zur Beschreibung der mechanischen Eigenschaften. Um alle Koeffizienten des Elastizitätstensors zu bestimmen wird die numerische Homogenisierung mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode genutzt. Dabei werden von einem repräsentativen Volumenelement, das alle Informationen bezüglich der Periodizität der Mikrostruktur enthält, die benötigten Größen abgeleitet. Im Ergebnis kann gezeigt werden, daß Einzelstereozilien durch ein orthotropes Materialgesetz charakterisiert werden können. Weiterhin zeigen sie eine, für biologische Materialien typische, geringe Schubnachgiebigkeit. Die mit diesem Materialgesetz behafteten Bündelmodelle zeigen eine gute Übereinstimmung mit Messungen die im Tierexperiment (Ratte) durchgeführt worden.

Hartmann, C.

• Gehörgerechte Vorverarbeitung für die Spracherkennung auf Basis von Wortuntereinheiten [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  C. Hartmann, M. Kleinschmidt, J. Tchorz and B. Kollmeier
[A]

Die Anwendung der automatischen Spracherkennung beschr''ankt sich nicht mehr auf einfache Maschinensteuerung mit wenigen Befehlen wie ``Ein'' und ``Aus''. Vielmehr ist ein gro{ss}er Wortschatz zu erkennen, der im Extremfall das gesamte Vokabular einer Sprachgemeinschaft umfa{ss}t. Um den enormen Anstieg des Trainings- und Erkennungsaufwands f''ur solche Anwendungen zu vermeiden, sucht man kleine, robuste Wortuntereinheiten, die hohe Erkennungsraten erzielen. Das Perzeptionsmodell (PEMO) nach Dau et al. [Dau et al., J. Acoust. Soc. Am. 99(6) pp. 3615-3622 (1996)] ist urspr''unglich psychoakustisch motiviert, hat sich jedoch auch als geh''orgerechte Vorverarbeitung in der automatischen Spracherkennung bew''ahrt. Auf dem Gebiet der Einzelworterkennung von Ziffern im St''orger''ausch war es anderen Vorverarbeitungen deutlich an Robustheit ''uberlegen [Tchorz, J. and Kollmeier, B., J. Acoust. Soc. Am. 106(4) pp. 2040-2050 (1999)]. In diesem Beitrag werden Experimente zur Spracherkennung auf der Basis von Wortuntereinheiten mit perzeptiver Vorverarbeitung durch das PEMO vorgestellt. Beim ''Ubergang von der Erkennung auf Basis von Einzelw''ortern zu k''urzeren Einheiten nehmen artikulatorische Kontexteffekte an Bedeutung zu. Zudem mu{ss} untersucht werden, inwieweit sich die unterschiedlichen Komponenten der Merkmalsextraktion aufgrund ihrer unter Umst''anden relativ zu der verwendeten Wortuntereinheit langen Zeitkonstanten negativ auf die Klassifikationsleistung auswirken. Als Referenz dient eine Mel-Cepstral Vorverarbeitung, die Evaluation erfolgt durch einen HMM-Erkenner.

Hartung, K.

• Vergleich verschiedener Interpolationsalgorithmen für Außenohrübertragungsfunktionen in dynamischen auditiven Umgebungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  K. Hartung and R. Pellegrini
[A]

In dynamischen auditiven Umgebungen werden Kataloge von Aussenohrübertragungsfunktionen in hoher räumlicher Auflösung benötigt. Eine direkte Messung in der benötigten Genauigkeit ist wegen der langen Messdauer nicht praktisch durchführbar. Hingegen ist es möglich, die räumliche Auflösung gemessener Kataloge nachträglich durch Interpolation an die Anforderungen der Anwendung anzupassen. Speziell für dynamische Systeme ergeben sich neben den bekannten Anforderungen an die Interpolationsgenauigkeit zusätzliche Anforderungen an den Verlauf der Filterkoeffizienten. In diesem Beitrag wird ein perzeptiv motiviertes Fehlermaß vorgeschlagen und diskutiert, welches mögliche Artefakte durch die dynamische Änderung der Filterkoeffizienten berücksichtigt. Verschiedene Interpolationsverfahren werden anhand dieses Fehlermaßes bewertet.

• Die Bedeutung von interauralen Zeit- und Pegeldifferenzen bei der Lokalisationsunschärfe [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Braasch and K. Hartung
[A]

Orgelregister mit Durchschlagzungen wurden erstmals Ende des 18. Jhs. entwickelt. Als Vorbild dienten mit hoher Wahrscheinlichkeit ostasiatische Mundorgeln, die thailändisch-laotische khaen und die chinesische sheng. Mehrere dieser Instrumente befanden sich seit dem 17. Jh. in europäischen Kunstkammern bzw. wurden im Laufe des 18. Jhs. von Reisenden aus jenen Ländern mitgebracht. Die neuen Orgelregister wurden rasch populär, allerdings fast ausschließlich in den deutschsprachigen Ländern. Am beliebtesten war das Register Klarinette, das man bis Ende des 19. Jhs. überwiegend mit durchschlagenden Zungen baute. Im Zuge der Orgelbewegung wurden jene Register seit den 1920er Jahren aus dem Orgelbau verdrängt, weil sie nicht dem Ideal der Barockorgel entsprachen, an dem sich die Protagonisten der Orgelbewegung orientierten. Bis in die 1980er Jahre wurden Register mit Durchschlagzungen nicht mehr gebaut, die entsprechenden Erfahrungen gingen verloren. Erst in den letzten Jahren kommen jene Register allmählich wieder in Mode. Der Einfuß der Becherlänge ist bei Registern mit Durchschlagzungen bis heu-te sehr umstritten. Erstmals wurden entsprechende Untersuchungen von Töpfer/Allihn (1888) durchgeführt. Seitdem hat sich die Forschung nicht mehr mit diesem Thema beschäftigt. Mit modernen computergestützten Meßmethoden wurden die Experimente von Töpfer/Allihn nachvollzogen und durch die Analyse von Fourier-Spektren und Einschwingvorgängen von Einzeltönen für verschiedene Becherlängen und für zwei Becherformen - zylindrich und konisch - erweitert.

Haselbauer, M.

• Strömungsverhältnisse porösen Asphaltschichten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Haselbauer and M. Manhart
[A]

Offenporige Asphalte (OPA) werden in der Praxis häufig wegen ihrer lärmabsorbierenden Wirkung eingesetzt. Aufgrund von Verschmutzung nimmt diese Wirkung jedoch bereits nach kurzer Zeit ab, so dass man versucht, mittels Reinigung die Ausgangssituation wieder herzustellen. Die heutigen Reinigungsmethoden erweisen sich jedoch als ineffektiv, vor allem bei Asphalten höheren Alters.

In offenporigen Asphaltschichten kommt es aufgrund von Regen und Befahrung zu Luft- und Wasserströmungen, die zu Transportvorgängen von Schmutzpartikeln im Porengerüst führen. Um die Verschmutzungsmechanismen im offenporigen Asphalt zu verstehen, und um ein mögliches Reinigungsverfahren zu erarbeiten, werden am Fachgebiet Hydromechanik der Technischen Universität München numerische Simulationen und Laborexperimente durchgeführt. OPA stellt ein poröses Medium dar. Bei der Berechnung der Strömungsverhältnisse in der Fahrbahnplatte kann der poröse Asphalt im allgemeinen als homogenes Medium betrachtet werden, um die physikalischen Vorgänge bei Befahrung durch Verkehr oder bei Langregenereignissen zu untersuchen. Wird die Porenstruktur jedoch so fein aufgelöst, dass die Strömung in den Porenräumen berechnet werden kann, können Verschmutzungsmechanismen im OPA analysiert und Transportmodelle für Schmutzpartikel entwickelt werden.

Hasford, B.

• Mindestanforderungen an das Hörvermögen von angehenden Mediengestaltern Bild und Ton [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Völk, H. Fastl, F. Lott, B. Hasford and A. Glink
[A]

Die Eignung des Gehörs von Kandidaten für den Beruf des Tonmeisters / Mediengestalters Bild und Ton wird unter anderem anhand einer Messung des Hörverlustes festgestellt. Allerdings existiert bislang keine Referenzkurve mit Toleranzangaben für maximal zulässige Hörverluste. Die Entscheidung für oder gegen Kandidatinnen oder Kandidaten wird vorwiegend anhand der Erfahrung des Untersuchers und durch Vergleich mit einer überschaubaren Anzahl bekannter Messungen getroffen.

Im vorliegenden Beitrag wird eine, mit statistischen Verfahren anhand einer großen Anzahl von Messergebnissen innerhalb der Zielgruppe, entwickelte Referenzkurve vorgestellt, die Minimalanforderung an das Hörvermögen angehender Tonmeister / Mediengestalter Bild und Ton festlegt. Um diese Referenzkurve wird ein Toleranzschlauch gelegt. Zunächst ist anzustreben, dass alle Messwerte innerhalb des Toleranzschlauches liegen. Bei Vorliegen von ''Ausreißern'' wird das endgültige Urteil durch fachkundiges Personal in Würdigung eventueller spezieller Gegebenheiten getroffen.

Hashimoto, T.

• Sound quality approach on vehicle interior and exterior noise: Quantification of frequency related attributes and impulsiveness [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  T. Hashimoto
[A]

According to our experience, the major factors relating to the perception of vehicle interior and exterior noise are power factor, pleasant-unpleasant factor and frequency factor. In case of vehicle interior noise, our major concern on the frequency factor is how to reduce booming sensation below 3OOHz due to the firing order and its harmonics of noise emitted from the engine. We call this sensation as booming sensation. We have tried to quantify this sensation while the vehicle was in steady state in driven condition [1],[2],[3] and named the developped psychoacoustical measure as booming level. This measure correlated well with the booming sensation for a stable booming noise but the value of correlation coefficient reduced in a case for the transient sound such as interior noise during acceleration. In order to overcome this defeciency, we have developped a new measure called booming index[4]. Away from the booming sensation, one of the most annoying vehicle noise are impulsive exterior noise at idle and during acceleration at low engine rpm condition emmitted from the diesel engine [5]. We have tried to quantity the subjective impression on impulsiveness of a sound [6], and the results are compared with the other metrics such as impulsiveness distributed by Head Acoustics, GmbH.

Haslev, H.

• Comparisons between a new Binaural Microphone and a traditional Head and Torso Simulator
  P. Ladegaard, H. Haslev and T. Schack
[A]

In some cases, Binaural Recording using a conventional Head & Torso Simulator (HATS) is not practical or desirable.

Then the use of a Binaural Microphone featuring two miniature microphones positioned at the entrance to the ear canal is an obvious choice. The first experiment lists the range of measured objective differences in a few Head Related Transfer Functions with the Binaural Microphone mounted on a small number of test persons. Measurements were done both in Free field and Diffuse field. The results were very satisfying. In another test set-up, recording of sounds with a traditional HATS and the Binaural Microphone mounted on a number of test persons were made. After this followed Paired Comparison preference evaluation of all recorded sounds. Included, as jury members were the test persons participating in the sound recordings as well as other jurors for later comparison. A preliminary analysis of the results indicates that the bias errors, when comparing recordings from a HATS and the Binaural Microphone, mounted on different persons are small and generally acceptable. However, some deviations in the results seem to relate to the size of the head - distance between the ears of the person wearing the Binaural Microphone. Further investigations regarding this as well as the use of more test persons and other test conditions have been used to validate the first findings.

Haubensak, H.

• Untersuchungen zur Prognose der Trittschallübertragung leichter Montagetreppen [DAGA 2003 (Aachen)]
  T. Alber, H. Haubensak, J. Scheck and H.-M. Fischer
[A]

Während für die Prognose der Trittschallübertragung von massiven Trenndecken in DIN EN 12354-2 ein Berechnungsverfahren beschrieben ist, existiert für leichte Montagetrep-pen kein solches Rechenmodell. Das erwähnte Prognoseverfahren für Massivdecken ist bei Montagetreppen zunächst nicht unmittelbar anwendbar, da es von einer vertikalen Körperschalleinleitung in die Trenndecke ausgeht, während bei leichten Treppen die Krafteinleitung nicht vertikal zum Trennbauteil erfolgt. Die physikalisch exakte Beschreibung der Körperschallübertragung von der leichten Trep-pe auf die Trennwand erscheint ausgesprochen schwierig. Eine Möglichkeit, dies im Rahmen eines Prognoseverfahrens zu umgehen, besteht in der messtechnischen Be-stimmung einer sog. äquivalenten Kraft. Im Beitrag wird über derartige Untersuchungen und über die gewonnenen Erfahrungen bei einer Bolzentreppe berichtet.

Haubold, J.

• Objektives Sound-Quality-Assessment für komplexe Hörtechniken [DAGA 2005 (München)]
  G. Schmalfuß and J. Haubold
[A]

Der Hörgerätenutzer ist der Prüfstein der Qualität einer Hörgeräteversorgung. Die Ergebnisse objektiver Verfahren zur Bestimmung der Versorgungsqualität müssen dem Urteil des Betroffenen daher möglichst nahe kommen. Hinsichtlich des auditiven Aspektes sind psychoakustische Modelle, insbesondere für komplexe Beurteilungen, zur Verknüpfung physikalisch/technischer Parameter und dem subjektiven Höreindruck erforderlich. Neben der Sprachverständlichkeit kommt der Modellierung der auditiven Angenehmheit die größte Bedeutung zu, da sie verschiedene einzelne Hörempfindungen zu einer unmittelbaren Gesamtwertung zusammenfasst. Der Vortrag zeigt auf, welche Anforderungen an ein geeignetes Modell für das objektive Sound-Quality-Assessment komplexer Hörtechniken zu stellen sind und gibt eine Übersicht über die vorliegenden Ansätze.

• Vorhersage von Klangqualitätsunterschieden für verschiedene Hörgeräte mittels MCHI [DAGA 2005 (München)]
  M. Fröhlich, J. Haubold and G. Schmalfuß
[A]

Das MCHI (Model of hearing Comfort for Hearing Impaired people) ermöglicht die Vorhersage der Klangqualität, wie sie von Schwerhörenden wahrgenommen wird. Das Modell basiert auf der Berechnung der Lautheit und der Klanghelligkeit nach psychoakustischen Modellen, die auf die spezifischen Eigenschaften des beeinträchtigten Gehörs angepaßt sind. Basierend auf diesen Modellaussagen wird die Angenehmheit vorhergesagt, wobei für ein gegebenes Klangbeispiel die von Normalhörenden empfundene Klangqualität als Referenz ebenfalls in das MCHI eingeht. In einer komparativen Studie zwischen 7 verschiedenen Hörgeräten wurde die klangliche Präferenz durch 20 Probanden ermittelt. Das Versuchsdesign war als doppelt-blind Studie ausgelegt, wobei die Probanden einen vollständigen Paarvergleich zwischen den Hörgeräten hinsichtlich der klanglichen Präferenz für die Situationen Sprache in Störgeräusch und Sprache in Ruhe durchführten. Die Ergebnisse aus den Probandenurteilen werden den MCHI basierten Klangqualitätsgrößen und -differenzen gegenübergestellt und diskutiert.

Hauck, A.

• Hierarchische Finite-Elemente für die numerische Berechnung von akustischen Feldproblemen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Kaltenbacher, A. Hauck and R. Lerch
[A]

Im Zuge von modernen Geräteentwicklungen gilt es, deren Geräuschemission zu analysieren und zu reduzieren. Dies ist beispielsweise für Kraftfahrzeuge und Flugzeuge, aber auch Klimageräte und Leistungstransformatoren von entscheidender Bedeutung für deren späteren Markterfolg. Daher spielt innerhalb des Entwicklungsprozesses die numersiche Berechnung der Schallentstehung und Schallabstrahlung eine wichtige Rolle. Zur praxisgerechten Vorhersage der Geräteakustik gilt es, neben der Berechnung des Schalldruckpegels vor allem die physikalischen Größen Schallintensität sowie Schallleistung möglichst genau zu bestimmen.

Im ersten Teil des Vortrages wird zunächst der Diskretisierungsfehler bei der Finiten-Elemente-Methode (FEM), insbesondere als Funktion der Wellenzahl, besprochen. Da bei der Berechnung der Schallintensität sowie der Schallleistung nicht nur die berechnete Größe (akustischer Druck oder akustisches Skalarpotenzial) sondern auch deren Ortsableitung benötigt wird, muss auch der numerische Fehler der Ableitung zusätzlich berücksichtigt werden. Da im allgemeinen die Ordnung der Genauigkeit sich durch die Ableitung um eine Größenordnung reduziert, bietet sich fuer die genaue Berechnung der erwähnten Größen eine hierarchische Finite-Elemente-Methode an. Diese hierarchischen finiten Elemente werden anschließend vorgestellt und deren numerische Effizienz besprochen. Dabei wird anhand von praktischen Beispielen die erzielte Genauigkeit der benötigten Rechenzeit gegenübergestellt und mit Standard-Finiten-Elementen verglichen.

Hauenstein, J.

• Akzeptanz von baulichen Lärmschutzmassnahmen entlang von Eisenbahnlinien [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Hauenstein, V. Delb, M. Burkhardt, F. Fischer and T. Meloni
[A]

The principal purpose of noise control measures is the reduction of harmful or annoying effects of sound. We assume the noise barriers being accepted if the noise reduction undershoots the value that can be expected based on the well-known dose-effect relationship. A telephone research done in 1999 focused primarily on noise along Swiss roads. It showed that the acceptance towards noise control measures was mainly determined by their acoustic effectiveness and the remaining noise exposure. The goal of a second study was to compare those results with the situation along railway lines. 169 residents have been interviewed in May 2003. As a case example Rheinfelden (20 km east of Basel) was chosen where noise barriers of two to three meters height were realised. Furthermore, Eiken, which is situated at the same railway line, was chosen as a control group with similar noise emissions but with no barriers. It could be confirmed that the acceptance of noise control measures is mainly determined by the remaining noise exposure. However, the acoustic effectiveness of a noise barrier has no significant impact on the acceptance. This is probably because of the relatively poor average noise reduction of 5 dB for the buildings adjacent to the railway line. In addition, following the study of 1999 and a German investigation of road noise control measures, we examined whether the fact that there is a noise barrier reduces the subjective annoyance. This so-called ''barrier bonus'' could not be confirmed in Rheinfelden. However, a certain tendency is recognisable.

Hauer, I.

• Entwicklung der Fahrzeugausstattung mit FEM und SEA [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Fankhauser, B. Kastreuz, H.-H. Priebsch, K. Jalics, I. Hauer and A. Glettler
[A]

Der konventionelle Entwicklungsprozeß, wonach Fahrzeugakustik mit dem ersten Prototypen beginnt und mit der Ablieferung eines brauchbaren Akustikpakets endet, ist endgültig überholt. MAGNA Steyr setzt neuerdings auf FEM und SEA Simulationen von der Konzeptphase bis hin zur angelaufenen Serienproduktion. Ziel ist sowohl die optimale Vorauslegung des Akustikpakets hinsichtlich der Hauptkriterien Kosten, Gewicht und Geräuschkomfort als auch ein scharfes Monitoring der Lieferantenumfänge. Dafür wurden mit dem Akustikkompetenzzentrum (ACC) Module zur Berechnung des FEM-Innengeräuschs, speziell für die Hotspot-Analyse der Belchfelder im Fahrzeug und die Empfindlichkeit auf Motoranregung erstellt. Weiters wurde die SEA Modellierung der relevanten Körperschall- und Strukturpfade im Gesamtfahrzeug bei effizienter Elementanzahl entwickelt und durch Messungen am Durchschallungsprüfstand und am Fahrzeug validiert. Der Vortrag zeigt die gesammelten Erkenntnisse und legt einen Schwerpunkt auf die Anwendbarkeit im Entwicklungsprozeß. Die Effizienz der gewählten Verfahren hinsichtlich Treffsicherheit der Aussagen und Kostenreduktion wird mit den Beispielen belegt. www.magnasteyr.com, www.accgraz.com.

• Prediction of Vehicle Interior Noise in High Frequency Range using Statistical Energy Analysis Hybrid Method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  I. Hauer, K. Jalics, H.-H. Priebsch and T. Bartosch
[A]

The application of Statistical Energy Analysis (SEA) in the development process of Vehicles has been intensified during the last years. On one hand, experimental SEA is applyed to investigate improvements of existing design. On the other hand, simulation models of vehicle ensembles and entire vehicles are analysed by means of random properties of a network of coupled subsystems in the high frequency range. However, predictive analyses still require specific experience to extrapolate SEA models of new desing out of existing ones. The specific problem is the efficient and precise adaption of transmission loss factors, as usually, a support by experimental SEA is not possible.

To avoid these problems, the Hybrid Approach of SEA can be introduced. FEM models of all parts are used to simulate the SEA tests and provide internal and coupling loss factors to be used in SEA simulation models as a result.

The paper describes the procedure applyed for Hybrid SEA. An example of interior noise prediction for a passenger car in the frequency range above 500 Hz is given. Specifically, the validation of the Finite Element Model required for high frequency range is discussed and the validation of the SEA Hybrid model is presented. Finally, the benefits of the methoddology compared to the common SEA approch are shown.

• Sensitivitätsanalyse und Optimierung der Trimeigenschaften mittels SEA [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Brandl, I. Hauer, H.-H. Priebsch and T. Eggner
[A]

Auf Grund der ständig wachsenden Anforderungen des Marktes ist eine Verkürzung der Durchlaufzeiten im Entwicklungsprozess ein wichtiges Ziel der Automobilindustrie. Eine Möglichkeit diese Vorgabe zu erreichen ist eine Automatisierung von Optimierungsvorgängen. Die Anwendung mathematisch basierter Optimierungsverfahren kann dabei einen wichtigen Beitrag leisten. Basierend auf der Statistischen Energie Analyse (SEA) wurden dazu am ACC im Rahmen eines Forschungsprojektes mit MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik ein Verfahren zur Unterstützung des Entwicklungsprozesses erarbeitet. Hauptaugenmerk wurde darin auf die Beurteilung und Optimierung des Verhaltens von Ausstattungsteilen gelegt. Dabei wurden die Parameter Absorption, Dämpfung und Schalldämmmaß verwendet um die Ausstattungsteile in SEA geeignet beschreiben zu können. Für das Identifizieren von Optimierungspotentialen wurde zuerst eine Sensitivitätsanalyse entwickelt. Mit ihrer Hilfe kann eine Reihung geeigneter Maßnahmen zur Reduktion des Innengeräusches durch Veränderungen der Eigenschaften von Ausstattungsteilen erstellt werden. Dadurch wird der Troubleshootingprozess zur Reduktion des Innenraumgeräusches, im Vergleich zum bestehenden Vorgang, systematisiert und vereinfacht, was zu einer Verkürzung der Entwicklungszeiten beiträgt. Darüber hinaus wurde ein mathematisches Optimierungsverfahren in die vorhandene SEA Umgebung integriert. Dadurch wird es möglich optimale Lösungen für vorgegebene Anforderungen zu berechnen. Dabei können unter anderem Faktoren wie Einbautiefe, Gewicht und Kosten berücksichtigt werden. Die vorgestellten Verfahren sind programmtechnisch umgesetzt und können nicht nur im Automobilbereich sondern überall, wo SEA Modelle Verwendung finden, eingesetzt werden. Präsentierte Sensitivitätsanalysen und Optimierungen können ab sofort von den Projektpartnern durchgeführt werden.

Hauff, P.

• Kontrastmittel der nächsten Generation: Spezialisierte Bläschen für spezifische Anwendungen
  V. Uhlendorf, P. Hauff, M. Reinhardt and M. Mäurer
[A]

Ultraschall-Kontrastmittel (USKM) der ersten Generationen waren meist als Echoverstärker für den Blutkreislauf konzipiert. Bei einzelnen dieser USKM wurden später 'spezifische' Eigenschaften entdeckt, wie z.B. bei Levovist der Late-Phase-Effekt in der Leber, der zur Tumordifferenzierung verwendet wird. USKM der Folge-Generation wurden teils gezielt so entwickelt, dass eine unspezifische Aufnahme umhüllter Mikroblasen durch RES-Zellen in normalem Lebergewebe erfolgt und die Abgrenzung dieser Bereiche von Tumorgewebe ohne RES-Zellen ermöglicht. Die Nutzung spezifisch gebundener Mikroblasen basiert auf dem schon früh gefundenen Phänomen der Zerstörung von USKM-Blasen durch einen genügend starken diagnostischen Ultraschallpuls. Eine mögliche Anwendung ist die gezielte Freisetzung verkapselter Wirkstoffe aus beladenen USKM-Bläschen, die sogar unter Sichtkontrolle im Ultraschallbild erfolgen kann. Der Nachweis selbst einzelner Mikroblasen mittels Ultraschall gelingt insbesondere im Farbdopplermodus oder mit der Weiterentwicklung zur 'Sono-Szintigrafie'. Die hohe Empfindlichkeit dieser Methoden erlaubt es, die Blasenhülle mit spezifischen Markern zu versehen, die an ausgewählte Target-Moleküle binden und einzelne Blasen dort verankern, bis sie bei ihrer akustischen Zerstörung lokalisiert werden. Allerdings muss das zu erkennende Zielmolekül auf der Oberfläche der Blutgefässe liegen, da nur extrem kleine Blasen (oder Blasenvorstufen) die Blutgefässe verlassen könnten. Erste Demonstrationen dieser Technik gelangen mit Entzündungsmodellen (p-Selektin, anti-ICAM1-Antikörper), bei der Darstellung der Angiogenese (alphav-Integrin) und von Lymphknoten (MECA-79) im Tiermodell. Wenn eine Abrasterung des Untersuchungsgebiets (Gewebe) möglich ist, erlaubt die Sono-Szintigrafie durch Lokalisierung zerstörter Mikroblasen eine räumliche Auflösung bis etwa 10 Mikrometer, also weit unterhalb der Wellenlänge.

Haulick, T.

• Lombard-Sprache für Kfz-Anwendungen: eine Analyse verschiedener Aufnahmekonzepte [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Buck, H.-J. Köpf and T. Haulick
[A]

Um aussagekräftige Spracherkennertests im Kfz durchführen zu können, bedarf es einer großen Zahl an Sprachäußerungen von verschiedenen Sprechern. Tests mit realen Sprechern im Fahrzeug sind sehr aufwändig, zudem sind die Ergebnisse nur bedingt reproduzierbar. Off-line Tests mit bestehenden Datenbasen haben dagegen den Nachteil, dass sie fahrzeugspezifische Eigenschaften nicht nachbilden können. Als flexible Alternative bieten sich Tests mit Lombard-Sprachdaten an, die in hallarmer Umgebung bzw. mit einem nah am Mund positionierten Mikrofon aufgezeichnet worden sind. Fahrzeugspezifische Signale können dann durch Abspielen dieser Sprachaufnahmen über Kunstkopf oder durch Faltung mit im Zielfahrzeug gemessenen Impulsantworten erzeugt werden. In einer realen Fahrsituation bewirkt der erhöhte Geräuschpegel im Fahrzeug, dass der Sprecher seine Stimme anhebt, um lauter und deutlicher zu sprechen. Diese als Lombard-Effekt bekannte Erscheinung muss deshalb auch in den Sprachdaten präsent sein. Da die Sprachdaten keine Umgebungsgeräusche enthalten dürfen, wird zur Aufnahme von Lombard-Sprache den Sprechern meist über Kopfhörer Fahrgeräusch eingespielt.

Dieser Beitrag untersucht unter welchen Aufnahmebedingungen, realitätsnahe Lombard-Sprachdaten gewonnen werden können. Verschiedene Aufnahmekonzepte werden vorgestellt und mit der realen Bedienung eines Sprachbediensystems verglichen. Insbesondere wird untersucht, inwieweit mit der gängigen Methode der Fahrgeräuschsimulation über Kopfhörer geeignete Lombard-Sprache aufgezeichnet werden kann.

• Evaluation of Systems that Improve the Communication in Passenger Compartments [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Haulick and G. Schmidt
[A]

Auf Grund des hohen Hintergrundgeräuschs ist die Gesprächsführung im fahrenden Kraftfahrzeug bei mittleren und höheren Fahrgeschwindigkeiten oftmals schwierig. Dies gilt insbesondere für Gespräche zwischen den Front- und Rücksitzpassagieren.

Die Situation kann durch Innenraumkommunikationssysteme verbessert werden. Hierbei werden die Sprachsignale jedes Passagiers mittels eines einzelnen Mikrofons bzw. mittels eines Mikrofonarrays aufgenommen. Die so erhaltenen Eingangssignale werden durch das System verarbeitet und über jene Lautsprecher ausgegeben, welche sich in der Nähe der nicht-aktiven Passagieren befinden. Vergleichbar mit Redneranlagen arbeiten Innenraumkommunikationssysteme innerhalb einer geschlossenen elektro-akustischen Schleife. Aus diesem Grund muss durch eine geeignete Signalverarbeitung die Systemstabilität garantiert werden, andernfalls kommt es durch die akustische Rückkopplung zu sog. Heul- bzw. Pfeifgeräuschen.

In diesem Beitrag werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie man die Qualität von Innenraumkommunikationssystemen sowohl objektiv als auch subjektiv beurteilen kann. Während die objektiven Messungen die durch das System entstehenden Signal-zu-Geräuschabstands-Gewinne und die Rückhöranfälligkeit (hört die sprechende Person sich selbst aufgrund des System) bewerten, wird durch subjektive Tests die Verbesserung der Sprachqualität und der Sprachverständlichkeit evaluiert. Die vorgeschlagenen Messungen bzw. subjektiven Tests wurden an einem realen System im Fahrzeug durchgeführt. Die Ergebnisse werden präsentiert.

Haumesser, L.

• Nonlinear Elastic Wave Spectroscopy (NEWS) Measurements of the Nonlinear Acoustic Parameter : Applications in Quenched Metallic Samples [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Dos Santos, F. van der Meulen, L. Haumesser, M. Vila, J. Fortineau and O. Bou Matar
[A]

The nonlinear acoustic parameter (beta) is of great interest for material characterization for non-destructive testing in industrial applications such as aircraft company. Furthermore, Nonlinear Elastic Wave Spectroscopy (NEWS) comprise a new class of innovative ultrasonic techniques that provide extreme sensitivity in detecting damage in the form of microcracks or delaminations. The sensitivity of nonlinear methods to damage hide a great difficulty for : i) obtaining calibrated absolute measurement of nonlinear effects: ii) performing accurate models including nonlinear and hysteretic state relation of microcracks.

In this paper, we propose an experimental characterization of the nonlinear acoustic parameter of steel samples previously bounded by water and oil quenching using an ultrasonic contact calibrated measurement set-up. A high frequency signal is inserted in the sample by a contact-transducer. A low frequency pulse is applied to the other side such that the nonlinear interaction takes place during the back propagation. This interaction creates a phase modulation of the HF wave which is proportional to beta and to the particle velocity of the LF pulse, determined by self reciprocity calibration of the transducer. This method, previously validated in solid plates has been applied in metallic parts (XC48 steel) with different crystallographic structure induced by austenite-martensite transition.

The stress-strain relation resulting from microstructure in the austenite-martensite transformation induce a phase modulation coefficient proportional to the nonlinear parameter. Experimental results showing the dependency between the steel quenching process and the nonlinear parameter measurement will be presented.

Hauptmann, P.

• Acoustic impedance sensor for liquids – Potential and limits for industrial applications [DAGA 2002 (Bochum)]
  N. Hoppe, G. Schönfelder and P. Hauptmann
[A]

Acoustic impedance measurement offers new possibilities to get more information about liquid mixtures in chemical, pharmaceutical and food industry applications. In contrast to speed of sound measurement the investigated media have not to be ultrasonically permeable. This strongly increases the number of materials which can be examined successfully. The principle of the acoustic impedance determination is based on the impedance mismatch at an interface between two media. The amplitudes of the reflected sound signals at the interface are measured. In combination with a speed of sound sensor the impedance sensor also can be used for density measurement. For industrial applications the acoustic impedance has to be determined with an relative error smaller than 10-3. This requires special electronics and sensor configuration. Both aspects are presented in detail. Problems such as 1. chemical stability of different sensor materials, 2. long term stability of the sensor signal in a temperature range from 0 C to 100 C, 3. temperature behaviour of the sensor for the static and dynamic case and 4. influence of error sources like thin deposits on the sensor surface and gas bubbles in the medium to be investigated, are discussed.

Hauser, A.

• Lärmhypothek: Anreizsystem zur Lärmreduktion [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Menk, F. Abbühl, A. Hauser and H. Bögli
[A]

Verkehrsinfrastrukturen verursachen häufig übermässig Lärmimmissionen. In der Schweiz sind mehrere hunderttausend Personen über dem Immissionsgrenzwert (IGW) belastet. Auch nach Abschluss der Sanierungen der Verkehrsanlagen werden übermässige Lärmimmissionen bei sämtlichen Verkehrsträgern verbleiben. Einer der Gründe dafür ist, dass das Umweltschutzgesetz (USG) und die Lärmschutz-Verordnung (LSV) die Möglichkeit der Gewährung von Erleichterungen bei den Lärmschutzauflagen vorsehen, wenn Massnahmen zur Lärmreduktion unverhältnismässig wären oder ihr gewichtigere Interessen des Ortsbild-, Natur- und Landschaftsschutzes oder der Verkehrs- und Betriebssicherheit entgegenstehen.

Erleichterungen könnten zwar zeitlich begrenzt gewährt werden, doch kommt dies in der Praxis kaum zur Anwendung, so dass aus umweltrechtlicher Sicht für den Verursacher keine weiteren Anreize mehr bestehen, den Lärm zu vermindern.

Eine abschreckende Wirkung für Lärmverursacher können die insbesondere beim Fluglärm zur Diskussion stehenden Entschädigungszahlungen für lärmbelastete Immobilien haben. Die Entschädigungszahlungen werden aufgrund des Enteignungsrechts ausgerichtet und müssen in jedem einzelnen Fall eingeklagt werden. Mit einer vollumfänglichen Entrichtung der Entschädigungen besteht aber für den Lärmverursacher in diesem Bereich kein wirtschaftlicher Anreiz mehr, seine Lärmemissionen zu verringern, obwohl die Bevölkerung weiterhin vom Lärm betroffen ist.

Eine Lösung wäre der Einsatz von wirtschaftlichen Instrumenten, welche eine Verringerung oder Vermeidung von Lärm grundsätzlich bezahlt machen. So könnte Lärm bzw. Ruhe im übertragenen Sinn als Hypothek betrachtet werden, da der Lärmverursacher das Gut Ruhe von den Lärmbetroffenen ausleiht. Die Lärmhypothek könnte nur durch eine Verminderung der Lärmbelastung 'zurückzahlbar' werden, wobei die Betroffenen das Recht hätten, diese zu verzinsen. Damit würde ein zusätzlicher Anreiz zur Lärmreduktion geschaffen, und die Betroffenen würden für die erduldete Lärmbelastung entschädigt.

Hausmann, U.

• Machbarkeitsstudie Ruhelabel [DAGA 2008 (Dresden)]
  I. Schlachter, F. Fischer and U. Hausmann
[A]

Der Vollzug der gesetzlichen Grundlagen zur Lärmverminderung und zur Sanierung von Anlagen mit übermässiger Lärmbelastung schreitet nur zögerlich voran - Anreize zur Lärmverminderung unter die Immissionsgrenzwerte sind trotz dem in der Umweltschutzgesetzgebung verankerten Vorsorgeprinzip kaum vorhanden. Die Analyse zum Stand der Lärmbekämpfung in der Schweiz weist denn auch ein differenziertes Bild aus: Zwar ist 20 Jahre nach Inkrafttreten der Lärmschutzverordnung viel erzielt worden, es zeigt sich aber deutlich, dass der Schutz der Bevölkerung vor schädlichem oder lästigem Lärm nur teilweise erreicht wurde und sich viele Menschen auch nach Abschluss der Sanierungen weiterhin von Lärm belästigt fühlen. Zur weiteren Lärmreduktion sind deshalb zusätzliche Instrumente nötig.

Als mögliches Anreizsystem zur Lärmverminderung prüft das Bundesamt für Umwelt die Einführung eines sog. Ruhelabels. Das Ruhelabel hat zum Ziel, der Bevölkerung die Lärmbelastungssituation durch die Hauptlärmarten an ihrem Wohnort auf einfache Art ins Bewusstsein zu rufen. Der Lärmsituation kommt beim Wohnen eine grosse Bedeutung zu und der Wert einer Liegenschaft steigt indirekt proportional mit der Lärmbelastung. Durch das Aufzeigen der Belastungssituation einer Liegenschaft soll der Druck auf Politik und Behörden verstärkt werden, die Lärmsituation im Bereich Wohnnutzung in der Schweiz zu verbessern.

Haverkamp, M.

• Synästhetische Wahrnehmung und Geräuschdesign [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Haverkamp
[A]

Im modernen Industriedesign kommt der genauen Anpassung des Produktes an die Wünsche des Kunden entscheidende Bedeutung zu. Dazu ist es wichtig, alle vom Kunden wahrnehmbaren Attribute des Produkts möglichst genau auf dessen Erwartungen abzustimmen. Bei der Entwicklung vieler industrieller Produkte wird heute bereits das Geräuschdesign systematischen und - ausgehend von bewährten Verfahren der Psychophysik - methodisch ausgefeilten Prozessen unterworfen. Eine Abstimmung der gewünschten Produkteigenschaften auf andere als auditive Sinnesqualitäten findet dagegen nicht unmittelbar oder nur auf methodisch unzulänglichem Niveau statt. Aus der Wahrnehmungspsychologie ist jedoch die enge Koppelung verschiedener Sinnesmodalitäten und deren Bedeutung für die umfassende Wahrnehmung und Erkennung von Objekten bekannt (Gestaltwahrnehmung). Insbesondere ist die Koppelung auditiver und visueller Wahrnehmung gegenüber den anderen Sinnen besonders ausgeprägt. So finden sich z.B. bei der verbalen Umschreibung von Hörereignissen zahlreiche Übertragungen aus dem Bereich des Sehens. Dies ist nicht nur umgangssprachlich der Fall (z.B. heller, trüber, dumpfer Klang), vielmehr hat die Umschreibung mittels visueller Analogien auch in die psychoakustische Fachsprache Eingang gefunden (z.B. Klangfarbe, Tonhöhe, Verdeckung (masking)). Die Beziehungen zwischen dem auditiven und dem visuellen Bereich werden in diesem Vortrag zunächst grundlegend untersucht. Insbesondere werden die durch Geräuschwahrnehmung erzeugten, zwangsläufigen visuellen Wahrnehmungen (Synästhesien) unterschieden von intermodalen Analogiebildungen und bewussten Zuordnungen. Hier steht die Zuordnung von Farben, Helligkeitswerten und Formen zu Geräuschattributen im Vordergrund. Aus der analytischen Behandlung des aktuellen Wissensstandes werden erste Folgerungen zur Erweiterung der bereits verfügbaren Methodik des Geräuschdesigns zu einer ganzheitlichen Optimierung der Produkt-Erscheinung abgeleitet.

• Vergleich von Intensitäts- und Diffusfeld- Verfahren zur Messung der Schalldämmung an Fahrzeugbauteilen [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Haverkamp and M. König
[A]

Zur Bestimmung der Luftschalldämmung von Fahrzeugbauteilen werden häufig Messverfahren eingesetzt, die auf einer Messung der abgestrahlten Schall-Leistung im Diffusfeld beruhen. Dazu wird analog zur Bauakustik eine Anordnung von zwei Hallräumen verwendet, die eine diffuse Beschallung der Probe und eine diffuse Durchmischung aller abgestrahlten Schallanteile ermöglicht. Die Auswertung erfolgt in der Regel in Terzen, das Ergebnis zeigt das Schalldämm-Maß des untersuchten Bauteils als Funktion der Frequenz. Im Gegensatz zur Bauakustik sind in der Fahrzeugtechnik zumeist Bauteile großer Komplexität mit einer beträchtlichen Zahl von Schallpfaden bzw. Teilschallquellen zu betrachten. Ein Nachteil des Diffusfeld-Verfahrens ist die fehlende Lokalisierbarkeit von Teilschallquellen. Es fehlt auch die Möglichkeit, das Messergebnis schmalbandig auszuwerten. Beide Nachteile können durch zusätzliche Messungen der Schallintensität ausgeglichen werden. Hier werden Ergebnisse vorgestellt, die zeigen, unter welchen Voraussetzungen das Schalldämm-Maß aus den Messwerten der Schallintensität bestimmt werden kann. Der Einfluss der Hüllflächenform auf das Ergebnis wird ebenso betrachtet wie der Einfluss von Komplexität und Oberflächenstruktur der Probe. Zur Charakterisierung der Isolationseigenschaften wird ein flächenbezogenes Schalldämm-Maß vorgeschlagen.

• Visualisierung auditiver Wahrnehmung - historische und neue Konzepte: Ein phänomenologischer Überblick [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Haverkamp
[A]

In der Vergangenheit wurde häufig versucht, ein visuelles Äquivalent für die durch Schall ausgelöste Wahrnehmung zu finden. Hierzu wurden vielfältige Konzepte angewandt, die sich an physikalischen Analogien, assoziativem Gehalt, intersensoriellen Attributen oder Sonderphänomenen wie dem der synästhetischen Wahrnehmung orientieren. Ein Ergebnis dieser Versuche bildet die in der musikalischen Aufführungspraxis grundlegende Notation ebenso wie die spektrale Darstellung von Schallereignissen in der Psycho-Akustik. Auch in der Bildenden Kunst, im Design sowie im Rahmen der Multimedia-Kunst (Musiktheater, Film, Videoclip) war und ist man bemüht, Verbindungen zwischen den Sinnesbereichen zu schaffen. Während die verbale Beschreibung der Schallwahrnehmung im Rahmen psycho-akustischer Versuche üblich ist und hierzu häufig Begriffe aus anderen Sinnesbereichen - z.B. im semantischen Differential - herangezogen werden, wird die Anwendung graphischer Visualisierungen dort jedoch eher skeptisch beurteilt. Die Präsentation gibt einen Überblick über verschiedene in der Literatur belegte Konzepte der Visualisierung, enthält sich jedoch bewusst vorschneller Wertung. Im einzelnen werden Beispiele aus folgenden Themenbereichen gezeigt: Synästhetische Wahrnehmung - Musikalische Graphik - Farblichtmusik - Bildpartituren - Musik & Geräusch in der bildenden Kunst - Film.

• Audio-Visual Coupling in Human Perception [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Haverkamp
[A]

Recent research shows that inter-modal properties of the human perceptional system have to be included into an integral description of soundscapes. During the last 15 years, several approaches try to involve various aspects of inter-modal coupling into investigations of sound perception. Most approaches, however, focus on specific phenomena and interpret them from a particular point of view. While different disciplines are involved, each with peculiar methodologies, there is lack of a total description, including all. This presentation introduces a model of various levels of audio-visual interaction suitable to classify all kinds of coupling. The main strategies of the perceptional system are described and principle rules of inter-modal coupling are discussed. This model provides an important approach for setting up experimental conditions as well as description of field conditions, principles of visualisation of sound measurement results and proposals for a multi-modal product design.

• Acoustic Quality Control of Drum Brake Shoes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Haverkamp and N. Koopmann
[A]

Recent investigations of brake noise phenomena show that natural frequencies and damping of brake components play an important role regarding the propensity of noise excitation. While works are on-going to include requirements of those parameters into international standardization (e.g. ISO) of disc brakes, there is lack of knowledge regarding drum brake noise. Torsional modes of drum brake shoes are a main contributor to squeal phenomena, because they provide coupling of backing-plate bending modes to axial drum resonances. Therefore natural frequencies, damping and variability of physical properties of the shoes are main parameters, which have to be assessed. Vehicle tests have shown that in various cases a strong increase of the torsional stiffness of drum brake shoes can eliminate squeal phenomena. First, the presentation provides an overview of methods appropriate for excitation and measurement of the vibrational modes. Secondly, a quick test is recommended that avoids complicated fixture of exciting structures and measurement pickups. This method works cost-efficiently and allows fully automated operation. Test results are presented and compared with those of various methods of vibrational analysis.

• Beurteilung von Bremsenquietschen im Fahrversuch - Psycho-akustische Parameter und messtechnische Konzepte [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Haverkamp
[A]

Bremsenquietschen entsteht durch selbsterregte Schwingungen im Bremssystem. Auch wenn dort Maßnahmen zur Geräuschminderung angewandt werden, kann es zur Geräuschentstehung kommen, wenn spezifische Randbedingungen erfüllt sind. Dies gilt für bestimmte Werte von Temperatur, Bremsdruck, Verzögerung und Lenkwinkel ebenso wie für zahlreiche Parameter der Schnittstelle zwischen Reibmaterial und Scheibe/Trommel, wie Form und Lage der Beläge, Reibwert, Druckverteilung auf der Reibfläche und Feuchtegehalt - bis hin zu mikrostrukturellen Gegebenheiten. Um Maßnahmen zur Geräuschminderung zu optimieren, müssen alle in der Praxis möglichen Parameterkonstellationen auf die daraus resultierende Geräuschneigung hin geprüft werden. Prüfstandsversuche werden daher als Matrix-Tests ausgelegt. Zur Beurteilung des Geräuschverhaltens im Fahrversuch werden Teststrecken verwendet, die eine möglichst umfassende Variation aller Parameter unter realen Fahrbedingungen ermöglichen. Dabei kann auch die Vorgeschichte der Bremse (Verschleiß sowie Einwirkung von Staub, Feuchtigkeit und Salz) entsprechend konditioniert werden. Ein Hauptproblem der Messung an akustisch verbesserten Systemen besteht in der geringen Häufigkeit der auftretenden Geräusche. Ein Mess-System für Bremsengeräusch muss daher über intelligente Algorithmen der Geräuschdetektion verfügen, die nur bei vorhandenem Bremsgeräusch eine Signalaufzeichnung und -analyse initiieren, dabei jedoch alle hörbaren Geräusche berücksichtigen. Der Vortrag gibt zunächst einen Überblick über die für die Wahrnehmung von Bremsenquietschen relevanten psycho-akustischen Parameter. Unter Berücksichtigung der vom Fahrzeughersteller angewandten Entwicklungsstrategien werden daraus Anforderungen für ein Mess-System abgeleitet, das alle für die Beurteilung erforderlichen Daten zur Verfügung stellt.

• Bewegung als Ursprung der Musik - Alexander Truslits frühe Studien zur Musikwahrnehmung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Haverkamp
[A]

Nachdem Fragen der Wahrnehmung einzelner Geräuschphänomene und Klänge im Rahmen psycho-akustischer Untersuchungen ausführlich behandelt wurden, stellt sich zunehmend die Frage, wie die komplexen Integrationsprozesse des Wahrnehmungssystems beschrieben werden können. So werden zunehmend auch Fragen der spektralen und zeitlichen Gruppierung von Klanggestalten diskutiert. Der Musikwissenschaftler Alexander Truslit (1889 - 1971) hat insbesondere zur Entstehung der durch musikalische Strukturen ausgelösten Bewegungsvorstellung interessante Experimente durchgeführt und versucht, allgemeine Prinzipien der Musikwahrnehmung, Interpretation und Komposition abzuleiten. In diesem Zusammenhang ist auch das von ihm entwickelte System der Visualisierung der Bewegungsvorstellung und die Extraktion von Grundformen bemerkenswert. Während Truslit's Arbeiten in Deutschland weitgehend in Vergessenheit gerieten, wurden sie im Ausland zur Optimierung von Algorithmen zur Musikwiedergabe auf Grundlage digitalisierter Partituren herangezogen.

Truslit veröffentlichte 1938 das Buch 'Gestaltung und Bewegung in der Musik' mit zahlreichen Notenbeispielen und Visualisierungen. Dies ist offenbar das erste Werk zur Musikwahrnehmung, dem Klangbeispiele auf 3 Schallplatten (Schelllack, 78 upm) beigefügt wurden - lange vor den mit Hörbeispielen unterstützten Lehrwerken von Zwicker, Terhardt, Bregman und anderen.

Die Präsentation bringt das von Truslit erarbeitete Material in Zusammenhang mit den von ihm veröffentlichten Klangbeispielen und ermöglicht so Einblick und Einhören in diese frühen Versuche der Analyse einer Interaktion von Hören, Sehen und Bewegungswahrnehmung.

• Die Bedeutung der Laut- und Klangmalerei für die Generierung inter-modaler Bezüge [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Haverkamp
[A]

Die Wahrnehmung und Beurteilung von Geräuschen wird wesentlich durch die Beziehung auditiver Reize zu multi-sensuellen Wahrnehmungsobjekten bestimmt, die als Gedächtnisinhalte frühere Wahrnehmungserfahrungen repräsentieren. Für diese Verbindung sind Phänomene der Laut- und Klangmalerei von großer Bedeutung. Lautmalerei oder Onomatopoesie meint die sprachliche Nachahmung von Geräuschen. Lautmalerei spielt bei der kommunikativen Beschreibung von Geräuschen eine wichtige Rolle. So werden z. B. auch in der Fahrzeugakustik Umschreibungen verwendet, die charakteristische Eigenschaften von Geräuschen durch klangliche Nachahmung wiedergeben.

Zum stilbildenden Element wurden lautmalerische Umschreibungen im Comic. So kann die Handlung akustisch bereichert werden. Der auditive Gehalt erschließt sich auch beim stummen Lesen, indem sich die Geräusche als Ereignisse der Vorstellung manifestieren. Obwohl Lautmalereien in der Regel als eingängig und simpel empfunden werden, ist ihr Verständnis das Ergebnis komplexer Informationsverarbeitung, die eine Rücktransformation geschriebener Sprache in elementare Wahrnehmungsobjekte leistet.

Klangmalereien ermöglichen Beschreibungen außermusikalischer Inhalte mit Mitteln der Musik und leisten so einen wesentlichen Beitrag zur Etablierung semantischer Systeme, die in der Opern- und Programmmusik ebenso bedeutsam sind wie bei der Gestaltung von Jingles, Sound-Icons, Warnsignalen und Geräuschkulissen im Film.

Der Vortrag befasst sich mit der Bedeutung der Onomatopoesie für die multi-sensuelle Wahrnehmung und die Etablierung semantischer Inhalte.

Haw, G.

• Near-Field Levitation Generated by Ultrasonic Vibrations : Theoretical Analysis and Experiments [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A.-C. Hladky, C. Granger, G. Haw and B. Dubus
[A]

With a view to obtaining particular displacement conditions, such as friction cancellation, higher speed or non contact transportation, film air bearings using piezoelectric bending elements have many advantages in comparison with conventional air bearing systems, because they are autonomous and they take a reduced place. In this paper, the film air bearing is provided by the flexural vibration of a piezoelectric bimorph, made of a passive disk stuck on a piezoelectric disk. The system is excited at the frequency of its first bending mode. For a sufficiently high vibration amplitude, an air bearing appears between the bimorph and the ground. The gas remains stationary and is undergoing periodic cycles of compression and decompression. The acting principle relies upon the acoustic radiation pressure appearing in the air layer. Due to the thermal boundary layer thickness, neither adiabatic nor isotherm conditions have to be used in the air layer and an intermediate condition (equivalent compressibility) is used. With the help of the theoretical model, the thickness of the fluid layer is estimated as a function of the lifted mass, the frequency and the drive level. Several prototypes are then designed using the ATILA finite element code and are built. First experiments show that, if the excitation level is greater than a given level, there are strictly no contact between the bimorph and the ground. The air bearing thickness and its relative variations are measured with the help of the laser vibrometer. Experimental and numerical results are compared and discussed.

Hayashi, A.

• Criteria for Environmental Noise based on Neutral Reaction of Inhabitants [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  K. Kuno, M. Omiya, Y. Okumura, A. Hayashi, Y. Mishina and Y. Oishi
[A]

The environmental quality standards for noise in Japan were established to protect public health and conserve the daily living environment. They are revised to define the guidelines for environmental noise in term of equivalent sound pressure level LAeq in 1999. The new guidelines were settled on studies of speech interference, sleep disturbance and noise effect to inhabitants. Concerning dose-response for noise, the reaction of highly annoyed is adopted to decide the criteria in many social surveys. Strong reaction is, however, minor and neutral reaction extends primarily in usual case. Environmental noise measurements and social surveys have been conducted in Nagoya City since 1982. This paper aims to derive the criteria based on neutral reaction as well as positive reaction. In addition, we discuss the stability of criteria with respect to the number of samples that are used to derive the criteria.

Hayden, O.

• Anwendung akustischer Sensoren – Von Molekülen zu Zellen [DAGA 2003 (Aachen)]
  F. Dickert, P. Lieberzeit, O. Hayden, R. Bindeus and S. Gazda-Miarecka
[A]

Akustische Sensoren, wie QCMs und SAWs, wurden als universelle Transducer zur Detektion komplexer Gemische und Analyte unterschiedlicher Dimension von ca. 1 Nano- bis 10 Micrometer eingesetzt. So können etwa durch Verankerung von Silylverbindungen über eine zweidimensionale Selbstorganisation oder das kovalente Anbinden von Kavitäten an Quarzoberflächen Dämpfe von aromatischen oder halogenierten Kohlenwasserstoffen über SAWs nachgewiesen werden. Verwendet man funkabfragbare Bauteile, so ist gleichzeitig eine Sensor-Identifizierung möglich. Monolagen lassen sich auch in flüssiger Phase einsetzen, etwa Thiole unterschiedlicher Kettenlänge auf Goldoberflächen zur selektiven Detektion von Tensiden. Ein besonders universelles Verfahren sensitive Schichten zu generieren, besteht im molekularen Prägen von organischen Polymeren oder keramischen Materialien. So werden über Template geeignete Kavitäten hergestellt, die den Analyten wieder einlagern und somit den massensensitiven Nachweis erlauben. Es kann mit einzelnen Molekülen - Lösungsmitteln, halogenierten und aromatischen Kohlenwasserstoffen, aber auch mit Gemischen unbekannter Zusammensetzung geprägt werden und so Degradationsvorgänge, wie die Alterung von Speiseölen und Motorenölen verfolgt werden. Zum massensensitiven Nachweis biologischer Partikel, wie Enzyme, Viren, Bakterien oder Hefen verwenden wir Oberflächen-Prägungen über Stempelverfahren oder speziell bei Enzymen und Viren Selbstorganisationprozesse in ultradünnen Schichten. Mit QCMs und SAWs kann die Anlagerung von Enzymen Viren und Zellen an Oberflächenstrukturen verfolgt werden. Auch einzelne Zellen lassen sich so nachweisen. In den Kavitäten fest fixierte Viren und Zellen liefern eine Frequenzerniedrigung, während sich aus der freien Beweglichkeit eine anomale Frequenzerhöhung ergeben kann, ein Phänomen, das sich mit Ergebnissen aus der Kraftfeldmikroskopie korrelieren läßt.

Hayne, B.

• Reactive Noise Control By Means Of Cavities Excited By Air Flow [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Hayne, M. Barthod and J.-L. Tebec
[A]

Air traffic gives rise to high noise levels that cause intense annoyance to local populations. Although over time aircraft noise has been considerably reduced, the growth in size and the increase in number of aeroplanes bodes ill for noise pollution. Presently, new guidelines and legislation outline more drastic rules : objectives defined in 2002 require a 3dB cut in noise pollution. That's why manufacturers have kept working for many years on landing and take-off noise as well as on aerodynamic and engine noise.

A major breakthrough came for noise reduction with the conception of double flow engines at high ratio dilution. As regards fan noise, it is contained by the use of absorbent materials covering the engine housing. This material, chosen because of its high-mechanical-performance properties has a honeycomb form. Perforation of the outside coating brings about significant improvement in noise radiation although the feature is still imperfectly understood.

Our study focuses on experimental demonstrations pertaining to the physical characteristics found in the honeycomb material considered as a Helmholtz type cavity network. We demonstrate the reactive nature of these cavities as they undergo the pressure of sound waves and air flow, a second major factor acting upon the cavities. A test bench makes it possible to measure the acoustic reduction obtained by air flow and to show the feature of reactive noise control when both features concur.

Hayre, H.

• Brain Cell Damage from Speech [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H. Hayre
[A]

A special parameter detection from time and frequency representation of five spoken words on a telephone into the IMPAIRLYZER TM is devised using advanced techniques of word detection, signal conditioning, and field testing to provide detection of brain cell damage from excessive use/abuse of alcohol, drug/s, medicine/s, chemicals and inhalents. This research also confii cell damage in subjects with hearing loss.

• Driver speech yield normalized fitness [DAGA 2002 (Bochum)]
  H. Hayre
[A]

Highway police use breathlyzer for alcohol content detection and/or field drug packets for presence of illicit drugs above their individual thresholds, but these tests are ineffective in case of multiple chemicals use, inhalent sniffing, and herbal chews. Moreover none of these tests always determine driver fitness since no test other than this one is known to account for individual tolerance, food intake, body parameters, and gender/ethnicity etc. etc. Speech analysis in both time and frequency domains was used to determine individualized impairment or unfitness parameter from the impaired speech sample obtained on a telephone call and using IMPAIRLYZER TM whose technology has been court admitted in many aircraft crash cases since 1974 in the USA. There are no false positives or false negatives. It does not identify the drugs or chemicals consumed. It offers a unique on-the-spot human chemical fitness screen unmatched by any other. Psychologists, industrial engineers and toxicologists have not been known to have come up with a simple noninvasive, numerical and individually normalized chemical fitness or impairment measure let alone a remotely obtainable one. The biomedical basis of this technology is that most of the brain functions along with one hundred muscles are used to produce speech, and nerve ends all over the human body sense chemical intake immediately and communicate to the cerebral system in addition to the stomach ingestion of chemicals entering the blood stream and affecting the cerebral system. Results of a university student group test under controlled conditions using alcohol doses, different measures such as blood alcohol content, impairment screening, and classical psychomotor function tests would be presented in support this technology.

Hazir, A.

• Untersuchung der Kopplungseffekte Innenraum-Kofferraum beim Schiebedachwummern an Hand eines SAE-Modells [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Blumrich, B. Crouse, D. Freed, A. Hazir and G. Balasubramanian
[A]

Das Schiebedachwummern ist bei Pkw ein starker Effekt mit zum Teil erheblicher Minderung des Insassenkomforts. Hierbei wird die Luftmasse im Innenraum des Pkw durch die Überströmung der Öffnung zu Schwingungen angeregt und bei passender Geschwindigkeit in Resonanz gebracht. Die Kopplung des Innenraums mit dem Kofferraum hat einen Einfluss auf diesen Effekt. Zum besseren Verständnis dieses Einflusses und für die richtige Simulation des Wummerns sind mit einem SAE-Fahrzeugmodells mit Schiebedachöffnung und Hohlraum in verschiedenen Konfigurationen experimentelle Untersuchungen durchgeführt worden, begleitet durch entsprechende Simulationen. Die Trennwand zwischen Innenraum und Kofferraum wurde u. A. in starrer Ausführung mit und ohne definierte Verbindungsluftkanäle und als flexible Wand eingesetzt. Hiermit konnten Kopplungseffekte über Luft und über die Trennwand untersucht werden. Es werden die Ergebnisse dieser Untersuchungen und Vergleiche zwischen Experiment und Simulation gezeigt.

Hazmoune, M.

• Laser induced thermoelastic excitation of plane shear acoustic pulses [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Mounier, M. Hazmoune, N. Chigarev, T. Pézeril, P. Picart, S. Gougeon, J.-M. Breteau and V. Gusev
[A]

A simple theory is developed and numerical estimates are presented to demonstrate the possibility of directly exciting plane shear acoustic pulses by distributed laser-induced thermoelastic stresses. It should be mentioned that in the most of the experiments conducted until now shear waves are excited not directly through thermoelastic effect but through the mode conversion at the surfaces and interfaces of the longitudinal acoustic pulses (excited due to thermal expansion). The direct excitation of shear waves through thermoelasticity is possible due to anisotropy of the crystal thermal expansion. To use this anisotropy the orientation of the laser-irradiated surface relative to the crystal symmetry axis should be optimised. We analysed in details the case of the hexagonal crystals, where the efficiency of the thermoelastic excitation of the plane quasi-shear, and of the plane quasi-longitudinal waves (launched normally to the irradiated surface) depends on the orientation of the surface relative to the crystal axis. The preliminary results of the experiments in Zn single crystals, where the laser interferometry is used for the detection of the nanosecond shear acoustic pulses thermoelastically excited by nanosecond laser pulses, are also reported.

He, Y.

• Validierung der rechnerischen Modalanalyse an umgeformten Blechbauteilen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  Y. He and J. Wiedemann
[A]

Bei der rechnerischen Modalanalyse von umgeformten Blechbauteilen ist die Dickenverteilung auf dem Bauteil ein wichtiger Parameter. Des Weiteren spielt die Verteilung der plastischen Dehnung eine wesentliche Rolle, da aus ihr die E-Modulverteilung im FE-Netz bestimmt werden kann. Das Verfahren für diese Bestimmung, das von einem empirischen Ansatz ausgeht, muss jedoch zunächst durch einen Vergleich mit den Ergebnissen von experimentellen Modalanalysen validiert werden. Die Berechnung kann danach für die Vorhersage des akustischen Verhaltens umgeformter Blechbauteile herangezogen werden.

Hecht, K.

• Verkehrslärm bedingte Belästigung und Erkrankungsrisiko - Ergebnisse des Paneuropäischen LARES-Survey [DAGA 2005 (München)]
  C. Maschke, H. Niemann, K. Hecht and M. Huber
[A]

Die LARES-Studie wurde 2002 - 2003 auf Vorschlag der European Housing and Health task force der WHO in acht europäischen Städten an über 8000 Personen durchgeführt, unter anderem um die Kenntnis über offensichtliche oder unbekannte Auswirkungen von Wohn- und Wohnumfeldbedingungen (housing conditions) auf die Gesundheit zu verbessern. Als Wohnumfeldbedingung wurde auch die Lärmbelastung berücksichtigt. In einer Befragung nach ICBEN Standard wurde eine Aufschlüsselung der individuellen Belästigung durch verschiedene Geräuschquellen vorgenommen. Als dominante Quelle der Lärmbelästigung in der Wohnumgebung ist für Europa der Verkehrslärm zu nennen, in der Abfolge: Straßenverkehrslärm ca. 39 %, Lärm durch parkende Autos ca. 21 %, Fluglärm ca. 13 %, Schienenlärm ca. 6,8 %. Die gesundheitlichen Auswirkungen von chronischer Verkehrslärmbelästigung wurden anhand der Periodenprävalenz (ärztliche Behandlung in den letzten 12 Monaten) ausgewertet und ließ z.B. für Bluthochdruck signifikant erhöhte Risiken im Sinne einer Dosis-Wirkungs-Beziehung erkennen.

• Nachbarschaftslärm bedingte Belästigung und Erkrankungsrisiko - Ergebnisse des Paneuropäischen LARES-Survey [DAGA 2005 (München)]
  H. Niemann, C. Maschke, K. Hecht and M. Huber
[A]

Die LARES-Studie wurde 2002 - 2003 auf Vorschlag der European Housing and Health task force der WHO in acht europäischen Städten an über 8000 Personen durchgeführt, unter anderem um die Kenntnis über offensichtliche oder unbekannte Auswirkungen von Wohn- und Wohnumfeldbedingungen (housing conditions) auf die Gesundheit zu verbessern. Als Wohnumfeldbedingung wurde auch die Lärmbelastung berücksichtigt. In einer Befragung nach ICBEN Standard wurde eine Aufschlüsselung der individuellen Belästigung durch verschiedene Geräuschquellen vorgenommen. Als dominante Quelle der Lärmbelästigung in der Wohnumgebung ist der Verkehrslärm zu nennen. Bereits an zweiter Stelle wurde der Nachbarschaftslärm benannt. Es handelt sich hierbei zumeist um Geräusche mit einem hohen Informationsgehalt, wie Sprache, Trittgeräusche oder auch Musik. Das Belästigungspotential ist daher auch bei niedrigen Schallpegeln relativ hoch und führt über einen längeren Zeitraum zu gesundheitlichen Auswirkungen. Die Ergebnisse zeigen altersspezifische Risiken (Herz-Kreislauf System, Depressionen bei Erwachsenen; Atemapparat bei Kindern/Jugendlichen; Bewegungsapparat bei ältere Menschen).

• Tieffrequente Schallbelastung und Schlaf – aktueller Kenntnisstand [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Maschke, H. Niemann, K. Hecht and M. Huber
[A]

Geräusche mit einem dominanten Anteil von Frequenzen im Bereich von 20 bis 200 Hz (tieffrequente Geräusche) werden von einer Vielzahl von Fahrzeugen wie Lastern, Bussen, Zügen, Flugzeugen und Hubschraubern emittiert. Tieffrequente Geräusche werden aber auch von stationären Quellen emittiert, die häufig mit Erhitzung, Kühlung oder Belüftung von Gebäuden verbunden sind. Der tieffrequente Schall kann sich über sehr lange Entfernungen mit nur geringer Abschwächung fortpflanzen und passiert mit geringer Abschwächung Wände und Fenster. Anwohner können sich deshalb nur schwer gegen tieffrequente Immissionen schützen. Im Zusammenhang mit tieffrequenten Geräuschbelastungen wird von den Betroffenen häufig über Schlafstörungen geklagt. Die schlafstörende Wirkung von nächtlichem Lärm ist wissenschaftlich anerkannt. Für Verkehrsgeräusche gibt es eine große Anzahl von Studien, in denen die Wirkung auf den Schlaf und das Wohlbefinden untersucht wurde. Über den tieffrequenten Energieanteil in den untersuchten Verkehrsgeräuschen ist jedoch meist wenig bekannt. So ist in vielen Publikationen lediglich der A-bewertete Schalldruckpegel angegeben. Die Anzahl von Schlafstudien die hinsichtlich der Wirkung von tieffrequenten Verkehrsgeräuschen ausgewertet werden können ist daher klein. Der aktuelle Kenntnisstand wird vorgestellt und diskutiert.

Hecht, M.

• Potentiale von Terzspektren zur Bewertung der Tonhaltigkeit – Analyse von Schienenfahrzeuggeräuschen und subjektiven Urteilen [DAGA 2005 (München)]
  D. Salz, M. Hecht and B. Schulte-Fortkamp
[A]

Bisher existiert kein Bewertungsverfahren für die Tonhaltigkeit, welches auf alle Arten der Schienenfahrzeuggeräusche anwendbar ist. Terzspektren-Verfahren bieten die Chance, wesentliche Aspekte auch bei der Bewertung der Tonhaltigkeit zu erfassen und schnell Eingang in die Praxis zu finden. Die zu beantwortende Frage lautet: Sind die wesentlichen Strategien zur Beurteilung der Tonhaltigkeit von Schienenfahrzeuggeräuschen mittels Terzspektren-Verfahren darstellbar?

Schienenfahrzeuggeräusche sind durch zeitliche Veränderungen charakterisiert. Die entwickelten auf Terzspektren basierenden Verfahren können sowohl den zeitlichen Verlauf und die Frequenzlage der tonhaltigen Komponenten als auch Maskierungseffekte in die Geräuschbewertung einbeziehen. Die berechneten Tonhaltigkeiten werden mit den subjektiven Urteilen zur Tonhaltigkeit und Unangenehmheit von Schienenfahrzeuggeräuschen verglichen. Weiterhin werden Vergleiche zu Ergebnissen anderer Verfahren zur Tonhaltigkeitsbewertung (DIN 45681, PR-Verfahren, Terzspektren-Verfahren) gezogen. Die Grundlage für die Erfassung der subjektiven Empfindung der Tonhaltigkeit bilden zwei psychoakustische Laborstudien, aufgebaut nach der Methode des vollständigen Paarvergleichs mit Intermittierendem Lauten Denken. Mittels Hauptkomponentenanalysen werden Urteilsstrategien aufgedeckt und näher beleuchtet. Die ermittelten Einflussparameter auf das Tonhaltigkeitsempfinden fließen in die Terzspektrenbasierten-Verfahren ein. Insbesondere für instationäre Geräusche konkurrieren unterschiedliche Bewertungsstrategien zur Beurteilung der Tonhaltigkeit. Die mittels der Terzspektren-basierten Verfahren berechneten Tonhaltigkeiten weisen signifikant hohe Korrelationen zu den Urteilen der psychoakustischen Versuche auf.

• Berechnungsverfahren zur effizienten Bestimmung der Schallemission von Schienenfahrzeugen [DAGA 2005 (München)]
  R. Jürgens and M. Hecht
[A]

Aufgrund der zur Zeit existierenden und zukünftigen Emissionsgrenzwerte für Schienenfahrzeuge, erwächst der Wunsch der Fahrzeughersteller und -betreiber, über ein verlässliches Simulationsverfahren zur rechnerischen Bestimmung der Schallemission der Fahrzeuge zu verfügen. Die Anforderungen an ein solches Simulationsverfahren entspringen vorrangig dem pragmatischen Ansatz einer schnellen und effizienten Ergebnisfindung, bei vertretbaren Abweichungen der Schalldruckpegel in den normkonformen Messpunkten. In diesem Beitrag werden Empfehlungen für Rechenverfahren gegeben, die je nach Lage, Einbausituation und Abstrahlcharakteristik der Schallquellen Anwendung finden sollten. Dabei spielen unter anderem die Abschirmung von Schallquellen (z.B. durch Schürzen), die Bodenreflektion mit den daraus resultierenden Interferenzerscheinungen und die zum Teil gerichtete Abstrahlung der Schallquellen eine entscheidende Rolle. Gegenstand der Untersuchungen sind sowohl Verfahren der Ausbreitungsrechnung im Freien als auch der Raumakustik. Es wird eine Fehlerabschätzung unter Berücksichtigung der Rechenzeit bei der Anwendung der Rechenverfahren auf die unterschiedlichen Kategorien von Schallquellen gegeben. Die Rechenergebnisse werden mit Messungen an Realfahrzeugen verglichen und es wird eine Voruntersuchung zu sekundären Schallminderungsmaßnahmen exemplarisch an einem Fahrzeug vorgestellt.

• Tonhaltigkeiten von Fahrgeräuschen moderner Schienenfahrzeuge des Nahverkehrs im Vergleich [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Salz, C. Czolbe and M. Hecht
[A]

Die Tonhaltigkeit von Fahrgeräuschen bei Schienenfahrzeugen - insbesondere Anfahrten oder Bremsungen - lassen sich mittels vorhandener Verfahren nicht immer zufrieden stellend bestimmen. Insbesondere im Nahverkehr führen tonale Geräuschkomponenten oftmals zu erhöhten Belästigungen. Um die Tonhaltigkeit dieser Geräusche wahrnehmungsspezifisch zu erfassen, entwickelte die Autorin ein Verfahren zur Bewertung tonaler zeitvarianter Komponenten auf der Basis von Terzspektren. Dieses Verfahren hatte in Hörversuchen zu hervorragenden Ergebnissen geführt. Die subjektiven Tonhaltigkeitsurteile korrelieren sehr signifikant mit 0.890 zu der mittels des Terzspektren-Verfahrens bestimmten Tonhaltigkeit. Das Terzspektren-Verfahren wurde nun zur Bewertung der Tonhaltigkeit von Geräuschbeispielen moderner Schienenfahrzeuge des Nahverkehrs eingesetzt. An einigen Schienenfahrzeugtypen des Nahverkehrs wurden akustische Optimierungsmaßnahmen durchgeführt. Zum Einsatz kamen beispielsweise folgende Maßnahmen: Körperschallentdröhnung, Radschallabsorber und Schallschürzen im Drehgestellbereich. Damit ließen sich mit unter deutliche Verbesserungen des Vorbeifahrtpegels erzielen. Im Rahmen der akustischen Analyse wurden auch die Auswirkungen der Optimierungsmaßnahmen auf die Tonhaltigkeit der Geräusche untersucht. Die Tonhaltigkeiten dieser Geräusche werden nach dem Terzspektren-basierten Verfahren und nach bekannten Verfahren (beispielsweise nach DIN 45681) bestimmt. Sie weisen eine große Bandbreite auf. Nach DIN 45681 lassen sich Tonzuschläge von 0 bis 6dB bestimmen. Die Ergebnisse werden vergleichend gegenüber gestellt. Für einige Optimierungsmaßnahmen konnten Verminderungen der Tonhaltigkeit der Geräusche festgestellt werden. Das Terzspektren-Verfahren erweist sich als ein sehr gutes Verfahren zur Bewertung der Tonhaltigkeit von Schienenfahrzeuggeräuschen.

• Lärmminderungsmaßnahmen an drei Großdieselloks BlueTiger (BMU-Projekt) [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Czolbe and M. Hecht
[A]

In diesem Projekt sollen an drei modernen Großdieselloks BlueTiger durch zusätzliche Umbaumaßnahmen gezeigt werden, dass mit relativ geringem Kostenaufwand auch im Bestand die anspruchsvollen Grenzwerte der TSI-Noise von 2006 eingehalten werden können. Das Projekt wird bei der HVLE Havelländische Eisenbahn realisiert und wird als Beitrag zur Umsetzung der EU-Umgebungslärmrichtlinie im Rahmen des Umweltinnovationsprogramms des Bundesumweltministeriums gefördert. Die TU Berlin hat neben Stillstandsmessungen zunächst Vorbeifahrtmessungen, insbesondere Langsamfahrten und Anfahrten unter Last durchgeführt, um die Ausgangssituation in den relevanten Betriebszuständen zu ermitteln. Die Grenzwerte der TSI-Noise werden lediglich durch den Betrieb des Kolbenkompressors zur Bereitstellung des Luftvorrats der Bremse überschritten, was bei erhöhtem Rangieraufkommen und in Gebieten mit hohem Steilstreckenanteil häufig der Fall ist. Der BlueTiger ist eine 126t schwere, sechsachsige Güterzuglok mit einem langsamlaufenden 2,5 MW Dieselmotor und elektrischer Traktion über sechs Fahrmotoren. Zur Kategorisierung der Quellen wurde die Schallintensität am stehenden und fahrenden Fahrzeug gemessen. So sind vor allem Lüfter und Hilfsaggregate für die Überschreitung der Grenzwerte verantwortlich, der Dieselmotor in Fahrzeugmitte ist gut schallgedämmt. Die hochfrequenten Schallanteile von Traktionslüfter und E-Bremse können durch Absorption und Dämmung gemindert werden. Somit sind als Maßnahmen eine luftdurchlässige absorbierende Verkleidung am Kühlerraum vorgesehen. Solche Absorberjalousien für den Anlagenbau in der Industrie müssen hierzu allerdings auf einen Einsatz an einer Lok entsprechende Anforderungen an Stabilität aufgrund vorherrschender Erschütterungen und spezieller Witterung erfüllen. Das Ansauggeräusch des Kolbenkompressors ist eher tieffrequent, so dass hier zusätzlich zur Dämmung mit Schalldämpfern gearbeitet wird. Verwendet werden kurzbauende Abgasschalldämpfer, die über Flexschläuche zwischen Luftfilter und Ansaugstutzen angebunden sind.

• Entdröhnung dickwandiger Strukturen in einer Anwendung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Czolbe and M. Hecht
[A]

Im Hintergrund dieser Arbeit steht das Anfahrt- und Bremsgeräusch der Berliner S-Bahn, hervorgerufen durch die Ansteuerung der Fahrmotoren und deren harte Anbindung die jeweiligen Triebdrehgestelle. Aus Voruntersuchungen konnte der Drehgestellrahmen als eine der Hauptschallquellen nachgewiesen werden und mittels experimentell angebrachter Entdröhnung bereits erfolgreich schallgemindert werden. Diese Maßnahme sollte nun technisch optimiert als Vorlage einer praktikablen Umbaulösung für den Betrieb dienen.

Dazu wurde an der TU Berlin ein Drehgestellrahmen ohne Anbauten einer Modalanalyse unterzogen und seine schallabstrahlenden Bereiche mittels Intensitätsmessung ermittelt. Der meiste Luftschall wird demnach von den großflächigen Platten am Querträger des H-förmigen Drehgestells abgestrahlt, die radsatzführenden Längsträger weisen hingegen deutlich geringere Intensitäten (-10 dB) auf. Eine experimentelle Modalanalyse diente der Darstellung relevanter Schwingungsformen bis 1.500 Hz, um daraus eine optimale Anordnung und Geometrie der Entdröhnung ableiten zu können. Parallel dazu wurde ein FEM Modell hergestellt, um die Effekte der Maßnahme oder Parametervariationen auch rechnerisch zu simulieren. Die Übereinstimmung der Eigenformen zwischen experimenteller und rechnerischer Methode ist sehr hoch.

Bei den hier vorhandenen tragenden Strukturen ist von einer Blechstärke zwischen 6 und 15 mm auszugehen. Als Maßnahme zur Entdröhnung der schwingungsfreudigen Bereiche wurde eine Sandwich-Layer-Konstruktion aus einer plastischen Kunststoff-Folie und einem Deckblech am Querträger appliziert. Damit konnten die relevanten Schwingungsformen erfasst werden und eine Minderung des Körperschall induzierten Luftschallanteils um mehr als 6 dB erzielt werden. Die Wirkung konnte anhand von Intensitätsmessungen am optimierten Drehgestell nachgewiesen und die Dämpfungseigenschaften des Materials qualitativ bewertet werden.

• Neue Wege der Geräuschdiagnose im Service
  M. Popp, N. Burg and M. Hecht
[A]

Für die Diagnose von Geräuschbeanstandungen im Service existiert bis heute keine einheitliche Vorgehensweise und sie ist durch ein hohes Maß an Subjektivität geprägt. Ein objektiviertes Vorgehen wurde beispielhaft für Geräuschbeanstandungen aus dem Unterbodenbereich entwickelt, die auf einen Defekt an der Abgasanlage zurückzuführen sind. Das Verfahren ersetzt das subjektive Befunden und ermöglicht eine objektive Diagnose. Die somit erreichte Verbesserung der Diagnose stellt sicher, daß nur im Fehlerfall ein Austausch der Abgasanlage erfolgt. Die Grundlage hierfür wird durch einen Algorithmus gebildet, welcher eine Klassifizierung der beiden Abgasstränge durch Analyse von Beschleunigungsdaten vornimmt. Dieser Algorithmus ist als Softwaremodul realisiert und in eine geführte Prüfung eingebunden. Diese Prüfung wurde in das, bisher hauptsächlich für die Steuergerätediagnose verwendete Diagnose-Assistenz-System eingebettet. Das hier vorgestellte Prinzip, soll in Zukunft auch für die geführte Diagnose bei weiteren Geräuschbeanstandungen angewandt werden.

• Lärmminderungsmaßnahmen an drei Großdieselloks BlueTiger (BMU-Projekt) [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Czolbe and M. Hecht
[A]

Lärmminderungsmaßnahmen an drei Großdieselloks BlueTiger (BMU-Projekt)

• sonRAIL Emissionsmodell - Implementierung des Rollgeräusches [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Thron and M. Hecht
[A]

sonRAIL Emissionsmodell - Implementierung des Rollgeräusches

Hecht, S.

• Wahrnehmung von akustischen Warn- und Informationssignalen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Seitz, S. Hecht and A. Kaufmann
[A]

Als ein wichtiger Kanal multimodaler Mensch Maschine Schnittstellen werden akustische Signale verwendet. Diese sollen alleinig bzw. unterstützt durch andere optische oder haptische Informationen bestimmte Reaktionen des Fahrers hervorrufen bzw. unerwünschte Handlungen verhindern. Die Gestaltung dieser Signale hat u.a. Einfluss auf die Akzeptanz, die Reaktionszeiten und die Ablenkung von der eigentlichen Fahraufgabe. Des Weiteren können sie als Bestandteil des Corporate Identity verwendet werden. Anhand von verschiedenen aufgezeichneten fahrzeugtypischen Signalen wurde kontextunabhängig und kontextabhängig im Fahrsimulator untersucht, welche akustischen und psychoakustischen Parameter für die Deutung und die Unterscheidbarkeit relevant sind. Die Vorgehensweise und die Ergebnisse werden vorgestellt.

Heck, P.

• A virtual real-time room simulation to determine the influence of the room acoustics on voice quality [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Heck, M. Kob, T. Lentz and C. Neuschaefer-Rube
[A]

Professional speakers often suffer from voice diseases that are partially caused by uncomfortable conditions in the performance room. Among these conditions, reverberation time and background noise are of importance. Whereas the interaction between room and voice has been extensively studied with focus upon perceptual questions such as room-listener interactions, the voice performance of professional speakers influenced by room conditions have not yet been well investigated. One reason might be that for the assessment of voice quality in the actual environment of a speaker, both subjective and objective methods would suffer from the ambient noise as well as from the alteration of the voice signal due to reflections within the room. For evaluation of the room acoustic influence on the voice quality a virtual acoustic environment has been realised. This set-up makes use of a low latency convolution algorithm which allows to simulate arbitrary rooms. By using a speaking and listening artificial head the binaural room impulse response can be measured, including the head related transfer function from the mouth. The total latency achieved with the set-up has been proven to be sufficiently short for realistic simulations of voice performances in normal rooms. The correlation between voice quality of several speakers and the room acoustics of different rooms is described by the assessment of the change in voice quality perceived by a phoniatrician and analysis of objective voice parameters in different rooms. First results are presented.

• Vergleich des Stimmumfangs gesangstrainierter und untrainierter Kinder mit Hilfe eines Stimmfeldmessprogramms [DAGA 2005 (München)]
  D. Houben, P. Heck, M. Kob, C. Neuschaefer-Rube and B.J. Kröger
[A]

Quantitative Aussagen über die trainierte Kinderstimme zu treffen ist ohne weiteres nicht möglich, da bisher keine Normdaten vorliegen. Die stimmliche Entwicklung im Verlauf des Kindes- und Jugendalters zeigt verschiedene Fluktuationsphasen auf. Aus stimmprophylaktischer Sicht sind jedoch genau diese quantitativen Informationen wichtig, um eine Unter- bzw. Überforderung der Kinder und damit eventuelle Stimmstörungen zu vermeiden. Die so genannte ''Stimmfeldmessung'' ist eine geeignete Methode, um Stimmumfänge von Kindern zu messen und zu analysieren. Bei einer Stimmfeldmessung werden die Intensitäts- und Frequenzdaten eines Probanden aufgenommen, wodurch eine Messkurve in Form einer Fläche entsteht, die man ''Stimmfeld'' nennt. Aus den Daten des Stimmfelds kann der erfahrene Logopäde oder Phoniater für verschiedene Sachverhalte wichtige Daten interpretieren. Ein Stimmfeld wird aufgenommen, um Aufschluss über die stimmlichen Möglichkeiten oder über eventuell bestehende Pathologien zu erhalten, aber auch um Therapie zu evaluieren oder allgemein, um vokale Veränderungen aufzuzeigen. Das am Lehr- und Forschungsgebiet für Phoniatrie und Pädaudiologie der RWTH Aachen entwickelte Computerprogramm, das zur Datensammlung dieser Studie benutzt wurde, wurde gemäß der von der Union of European Phoniatrics (UEP) empfohlenen Standards konzipiert. Auf Basis der gemessenen Frequenz- und Intensitätswerte wurden verschiedene statistische Analyseverfahren zur Interpretation der Daten angewandt. Hierbei wurden Leistungsmerkmale der Kinderstimme, wie der physiologische Stimmumfang untersucht. Es wurden die Ergebnisse gesangstrainierte Kinder (n=22) mit denen nicht trainierter Kindern (n=22) verglichen. Es wurde versucht die Hypothese zu belegen, dass gesangstrainierte Kinder einen größeren Stimmumfang haben als die untrainierte Vergleichsgruppe, wobei die stets umstrittenen geschlechtlichen Unterschiede zwischen den einzelnen Subgruppen herausgearbeitet wurden.

• Verfahren zur Trennung und Auralisation harmonischer und stochastischer Signalanteile [DAGA 2005 (München)]
  P. Heck, U. Letens and M. Kob
[A]

In vielen Bereichen der Signalverarbeitung werden für Merkmalsextraktionen die harmonischen Anteile akustischer Signale als Grundlage genutzt. Dies wird beispielsweise bei einigen Grundfrequenzbestimmungsverfahren in der Sprachsignalverarbeitung oder in der Fahrzeugakustik für die Bestimmung der Motordrehzahl angewandt. Auch objektive und perzeptive Beurteilungsverfahren können von der Aufspaltung des Signals in einen stochastischen und einen harmonischen Anteil profitieren. Bei bisherigen Methoden zur Signaltrennung wird häufig eine starke Harmonizität vorausgesetzt. Der hier vorgestellte Algorithmus ist universell für beliebige Signale mit harmonischen Anteilen einsetzbar, da er keine a priori Informationen über das zu analysierende Signal voraussetzt. Somit ist der Algorithmus besonders für Fahrzeuggeräusche geeignet, die oft nur schwache harmonische Anteile aufweisen. Mit Hilfe eines intelligenten Klassifikationsverfahren kann aus den im Signal detektierten harmonischen Anteilen eine zusammenhängende zeitvariante harmonische Struktur gewonnen werden. Aus dieser Struktur werden anschließend Parameter extrahiert, die sowohl für eine harmonische Signalsynthese als auch für die Steuerung einer Filterbank zur Extraktion des stochastischen Signalteils genutzt werden. Der Algorithmus wurde für die Anwendung in der Fahrzeugakustik entwickelt und daraufhin optimiert. Allerdings sind auch andere Anwendungen des Verfahrens denkbar wie die Trennung zum Gesamtsignal beitragender Musikinstrumente oder die Extraktion tonaler Schallquellen aus rauschbehafteter Umgebung.

• Untersuchung der Schallabstrahlung des Verbrennungsmotors zur Optimierung der Transferpfadanalyse [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Heck, A. Franck and R. Sottek
[A]

Ein wichtiges Ziel in der Automobilentwicklung ist es, schon vor der Prototypfertigung möglichst exakte Aussagen darüber treffen zu können, welche Eigenschaften das Fahrzeug haben wird. Dies gilt auch für die akustische Betrachtung von Fahrzeugen. Ein Ansatz einer ganzheitlichen Beschreibung der akustischen Eigenschaften von Fahrzeugen stützt sich auf die Betrachtung des Gesamtsystems durch seine Einzelkomponenten. Zur akustischen Beschreibung dieser Komponenten werden geeignete Quellgrößen und Übertragungsfunktionen (akustische Transferpfade) genutzt. Diese sollten so gewählt werden, dass die Einzelkomponenten möglichst genau beschrieben werden können und ein Austausch zwischen Simulations-ergebnissen und Messdaten möglich ist. In vorangegangenen Arbeiten wurde gezeigt, dass im Falle der Schallabstrahlung des Verbrennungsmotors die Quellbeschreibung durch die Oberflächenschnelle geschehen sollte.

In der vorgestellten Arbeit werden Ansätze entwickelt, mit denen der Volumenfluss des Verbrennungsmotors als Luftschallquelle im eingebauten Zustand bestimmt werden kann. Außerdem wird am Beispiel der Ansaugung gezeigt, wie sich durch die verbesserte Modellbildung der Schnittstelle zwischen Quellgröße und Transferpfad, die oben erwähnten Forderungen erfüllen lassen.

Heckmann, A.

• Ultrasonic attenuation by dislocation formation in NiTi shape memory alloys [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Kaack, T. Yohannes, I. Delgadillo-Holfort, J. Pelzl and A. Heckmann
[A]

The functionality of devices based on the shape memory alloy NiTi are strongly affected by the kinetics of dislocations. Particularly in the course of thermal and mechanical cycling processes dislocations are formed which impede the transformation. Propagation and attenuation of ultrasonic waves provide a sensitive tool to explore the creation and destruction of the dislocations. Here we report on ultrasonic experiments performed on polycrystalline NiTi alloy samples which had been subjected to annealing and thermal treatments. In the range from 10 MHz to 400 MHz the observed frequency dependence of the transversal sound wave and of its attenuation could be described very well by string model of Granato and Luecke providing length and density of the dislocations as fit parameters of the model. On thermal cycling the length of the dislocation maintains approximately constant whereas the density is considerably increased. Storing the sample at room temperature for several days the transition temperatures are slightly increased. As simultaneously the attenuation of the ultrasound is reduced the change of the transition temperature can be attributed to the recombination of dislocation. Work performed in the frame of the SFB 459.

Heckmann, M.

• Monaural Speech Segregation Based on Pitch [DAGA 2005 (München)]
  M. Heckmann, F. Joublin and C. Goerick
[A]

Wir stellen eine neuartige Methode zur Trennung von einkanalig aufgenommenen Sprachsignalen basierend auf der Grundfrequenz der Signale vor. Unsere Methode wurde inspiriert durch die Fähigkeit einer Klasse von Neuronen im auditorischen System des Menschen sich in ihrem Feuern an die Phase des Eingangssignals anzupassen (phase locking). Zunächst zerlegen wir das Eingangssignal mittels einer Gammaton-Filterbank in einzelne Frequenzkanäle. Zur Bestimmung, ob es sich bei den Signalen in den einzelnen Frequenzkanälen um Harmonische der gleichen Grundfrequenz, und damit von der gleichen Quelle, handelt, vergleichen wir die Abstände der Nulldurchgänge der Signale. Bei diesem Vergleich werden nur Kanäle berücksichtigt, deren Mittenfrequenzen sich in einem harmonischen Verhältnis befinden. Damit wird zusätzlich zu den Nulldurchgängen auch noch ein für die Trennung harmonischer Signale häufig verwendetes Kammfilter implementiert. Die Bestimmung der Nulldurchgänge ist bei hohen Frequenzen ungenau. Deshalb bedienen wir uns bei Kanälen mit einer hohen Mittenfrequenz der Eigenschaft, dass diese bei Grundfrequenzen im Bereich möglicher Sprachgrundfrequenzen nicht aufgelöste Harmonische zeigen. Dies äußert sich dadurch, dass die Einhüllende dieser Signale mit der zugrundeliegenden Grundfrequenz moduliert. Zur Bestimmung der Grundfrequenz demodulieren wir daher die Signale und berechnen danach wieder die Abstände der Nulldurchgänge. Insgesamt erzielen wir sehr gute Trennungen bei unterschiedlichsten Störsignalen.

• Adaptive Audio-Visual Speech Recognition with Distorted Audio and Video Data [DAGA 2005 (München)]
  M. Heckmann, F. Berthommier, C. Savariaux and K. Kroschel
[A]

Die Kombination von akustischen und visuellen Signalen bei der Spracherkennung führt insbesondere bei starken Hintergrundstörungen zu starken Verbesserungen. Abhängig von den Störungen im akustischen oder visuellen Kanal ist es nützlich, den Einfluss der beiden Kanäle während der Erkennung zu steuern. Wir präsentieren ein System, welches in der Lage ist den Grad der Störungen im akustischen Kanal zu schätzen und abhängig davon dessen Einfluss bei der Erkennung zu kontrollieren. Des weiteren zeigen wir, dass in den meisten Fällen Störungen im visuellen Kanal unberücksichtigt bleiben können ohne damit die Erkennungsergebnisse signifikant zu beeinträchtigen. Hierzu vergleichen wir die mittels des von uns entwickelten Systems zur Schätzung der Gewichte erzielten Ergebnisse mit Ergebnissen, die durch eine manuelle Anpassung der Gewichte an die Störungen im akustischen und visuellen Kanal erreicht werden. Für die Tests verwenden wir eine audio-visuelle Datenbank, welche kontinuierlich gesprochene englische Ziffernfolgen enthält. Dem akustischen und visuellen Kanal wurden dabei unterschiedliche Störungen bei unterschiedlichen SNR-Werten (Signal to Noise Ratio) hinzugemischt. Das Erkennungssystem basiert auf einem hybriden System bestehend aus einem künstlichen neuronalen Netz und einem Hidden-Markov-Model. Damit ist es uns möglich direkt die von dem neuronalen Netz geschätzten a-posteriori Wahrscheinlichkeiten zu gewichten.

Heeg, S.

• Einsatz von Mikrofonarrays zur Schallfeldanalyse in Fahrzeugen [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Strauß, A. Zhykhar and S. Heeg
[A]

Zur Planung von elektro- oder raumakustischen Maßnahmen in Räumen ist die Verwendung von entsprechenden Simulationsprogrammen gebräuchlich. Für die Überprüfung oder zur Analyse der Schallausbreitungsvorgänge in der Realität sind geeignete Mess- und Bewertungsmethoden vorhanden. Diese Messungen werden meist an einigen wenigen Positionen eines Raumes durchgeführt.

Werden die Raumdimensionen kleiner, verändern sich auch die Eigenschaften des Schallfeldes schneller bzw. kann im akustisch zu untersuchenden Raumbereich die örtliche Veränderung der Schallfeldgrößen ausgeprägter sein. Dann kann eine flächendeckende Erfassung von Schallfeldgrößen sinnvoll werden und wesentlich zur Aussagekraft der Analyse des Schallfeldes beitragen. Unter Berücksichtigung von räumlicher Unterabtastung ist ein, dem zu untersuchenden Frequenzbereich genügend feines, Raster an Messpunkten zu erstellen. Damit gelingt unter anderem eine Darstellung der Ausbreitung und Reflexion des Schalls oder auch die flächenhafte Berechnung verschiedener raumakustischer Parameter. Ein anderes Beispiel für die Notwendigkeit einer räumlich feiner aufgelösten Erfassung ist z.B. die Analyse der Rekonstruktionsqualität von Wellenfronten bei Anwendungen der Wellenfeldsynthese.

Ein praxiserprobter Ansatz zur Durchführung solcher Messaufgaben wurde für die Anwendung in Fahrzeuginnenräumen überarbeitet. Mit Hilfe dieser Methode wurden über den gesamten Innenraum verteilt Impulsantworten für verschiedene Versuchsanordnungen ermittelt. Die Messdaten wurden mit vorhandenen Ergebnissen aus der Schallfeldsimulation verglichen, und zur Abschätzung des Gültigkeitsbereichs der Simulation herangezogen.

Heer, H.

• Der Einfluss der Deckenkonstruktion auf das Abstrahlverhalten von eingelegten Abwasserleitungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Bollmann and H. Heer
[A]

Sammelleitungen werden in der Schweiz in die Betondecken eingelegt. Dabei werden die Leitungen im Allgemeinen mit einer minimalen Betonüberdeckung von 4 cm und einem Gefälle von 2% über der unteren Armierung verlegt. Übliche Deckenstärken sind 20 bis 25 cm.

Für das Spülen eines WC mit 9l erreicht man bei einer 22 cm Decke und einer Überdeckung von 4 cm mit Silent-db20 mit Dämmschlauch Pegel von 27 dB(A) im darunterliegenden Raum.

Ausgehend von der Fragestellung, wie es möglich ist, Pegelwerte von höchstens 20 bis 25 dB(A) zu realisieren, haben wir eine systematische Untersuchung der wichtigsten Einflüsse durchgeführt. Dazu haben wir einen Deckenprüfstand aufgebaut, realisiert mit Stahlbetondecken von 36 cm Stärke (Betonüberdeckungen der eingelegten Leitungen 4 cm, 10 cm und 16 cm) und 24 cm Stärke. Die Untersuchungen wurden für Aufprall- und Fliessgeräusche (WC-Spülung 6l, Dauergeräusche von 0.5 bis 9.6 l/s, Dachentwässerung Pluvia), mit verschiedenen Rohren und unterschiedlichen Dämmungen der Rohre, durchgeführt.

Untersucht wurde auch der Einfluss des unten liegenden Raums bei beiden Decken (''nackt'', abgehängte Decke, abgehängte Decke plus Vorsatzschalen an den Wänden, nur Vorsatzschalen an den Wänden), sowie der Auflagerung auf den Wänden mit und ohne Deckenlager der 24 cm Decke.

Die Resultate werden präsentiert und kommentiert.

Hehner, C.

• Improving soundscapes through the Eco-Tax
  C. Hehner
[A]

In order to tackle unbearable or even barely bearable noise annoyance and work for an improvement of the quality of urban life through noise reduction and 'indigenous' soundscape improvement it has to be borne in mind that the ecological system of taxation according to Henry George does not amount to 'yet another tax' on top of the uncountable taxes already in place in most countries to interfere with the worldwide badly needed upswing of the business cycle.

The Georgist tax of natural resources and kindred factors of production is not an accretion of taxes, but over a reasonable period of years or decades the replacement of other major taxes. If the producer and the laborer are taxed all the more so in relation to their working more and being more productive a tax system that does not punish the economic subject for more work and a higher production output with ever higher taxes, but rewards them with tax breaks, is apt to boost the economy overall. And as all natural resources including air and any kind of sound space are by definition preliminaries of any economic activity and as they are hence by definition communal from the full financial responsibility of the community should derive. This presentation will discuss various economic aspects of Georgist fiscal policy condusive to the furthering of an improved environmental balance and a sound protection from excessive noise annoyance. These will come under the headers of: cost-benefit, price-earnings, illness-health, noise outsourcing-social acceptance.

Heider, P.

• Messungen von Headsets und mobilen Freisprecheinrichtungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H.W. Gierlich, F. Kettler and P. Heider
[A]

Die Bestimmung der empfangsseitigen Übertragungseigenschaften von Headsets erfordert eine reproduzierbare Positionierung vor der Messung. Darüber hinaus sind die Übertragungseigenschaften sicher vom Andruck an das Ohr abhängig. Das gleiche gilt prinzipiell für mobile Freisprecheinrichtungen mit ''intraconcha''-Wandler hier ist die reproduzierbare, realitätsnahe Positionierung von entscheidender Bedeutung. Vergleichende Messungen mit verschieden Geräten wurden mit einem Kunstkopfmeßsystem, ausgestattet mit zwei nach ITU-T empfohlenen künstlichen Ohren (Typ 3.4 mit flexibler Pinnanachbildung) durchgeführt. Ergebnisse und die Reproduzierbarkeit der Messungen werden diskutiert.

Heiland, D.

• Erschütterungsprognose für sensible Standorte 160 m neben einem geplanten 20 kWs Fallprüfstand [DAGA 2005 (München)]
  W. Schirmer and D. Heiland
[A]

Wegen der sensiblen Umgebung und besonderer Baugrundverhältnisse wurden der Prognose Ausbreitungsmessungen zugrundegelegt. Sie erfolgten mittels Stoßanregung eines Bohrpfahles, der später mit weiteren die Fundamentwanne des Fallprüfstandes tragen wird. Berichtet wird über die Stoßanregung (freier Fall eines 800 kg-Stahlblockes, der mittels improvisierter Hebevorrichtung auf 0,6 m Fallhöhe angehoben wird) und über die Messung und Bewertung sehr kleiner Erschütterungen. Die Prognoserechnung reduziert sich somit auf die Berücksichtigung der unterschiedlichen Energien von Meßanregung und Fallprüfung sowie der Isolierwirkung der Prüfstandslagerung. Aus den Meßwerten für 20 und 200 m Entfernung ergibt sich eine unerwartet hohe dissipative Ausbreitungsdämpfung für das in 10 m Tiefe anstehende Pläner-Gestein, in das sowohl die Fundamente für sensible Apparaturen als auch die Bohrpfähle für den Fallprüfstand gegründet sind.

Heim, B.

• Feasibility of Automatic Sound Recognition in Elderly Care Monitoring [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Heim, J. Skowronek and R. Doornbos
[A]

Intelligent and adaptive home environment systems can support elderly inhabitants in maintaining healthy and active lifestyles. A major part of such systems consists of intelligent monitoring of the inhabitant and its environment using a variety of sensors. Audio sensors could be additionally used to detect the type of activities of inhabitants and link them to high-level activities in daily living. For example, the sounds of a running water tap, followed by a clattering kettle, followed by the lighting of a match, and some slamming of cupboard doors could indicate, that someone is making hot water (probably for tea or coffee).

In an experimental study we investigated to what extend such a sound recognition system can provide useful information about the daily life activities in a home environment. Our main questions were: What sounds can indicate daily life activities? Where are the main problems when developing such a recognition system with respect to capture and recording issues (e.g., recording quality, sound event detection), as well as classification issues (e.g., feature selection, training)?

This contribution will outline and discuss the conducted experiments and the main results.

Heim, S.

• Parker-Resonanzen als Ursache für tonale Störgeräusche an einem Lokomotivkühler [DAGA 2005 (München)]
  W. von Heesen, S. Heim, C. Kirschinger, U. Mauch and D. Zwicker
[A]

Bei der Inbetriebnahme eines neuen Lokomotiventyps trat an der Kühlanlage ein tonales Geräusch mit Schalldruckpegeln von 130 dB(A) in 1 m Abstand auf. In Vorversuchen wurde festgestellt, dass der Störton bei Erhöhung der Ventilatordrehzahl stufenweise zu höheren Frequenzen sprang, wobei die Störtonfrequenz über größere Drehzahlbereiche konstant blieb. Auffällig war, dass bei sämtlichen Störtonfrequenzen die Breite des Kühlers jeweils einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge entsprach. Durch Abtasten des Schallfeldes entlang der Kühlerfläche konnte die Existenz horizontaler stehender Wellen ent-lang der Kühlerfläche nachgewiesen werden. Als Ursache des Störtons wurde die periodische Wirbelablösung an den vertikal verlaufen-den Kühlwasserröhrchen vermutet. Die Wirbelablösungsfrequenz ist üblicherweise streng proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Wenn jedoch durch die Wirbelablösung eine Eigenmode des Systems angeregt wird, synchronisiert sich die örtliche Verteilung der Wir-belablösung auf die Eigenform, und die Wirbelablösefrequenz verharrt über einen weiten Bereich der Strömungsgeschwindigkeit bei der Systemeigenfrequenz. Dieses Phänomen ist in der Literatur unter dem Namen 'Parker-Resonanz' bekannt. Der Kühler besteht aus insgesamt 13 vertikal ausgerichteten und horizontal nebeneinander angeordneten Elementen. Durch den Austausch einzelner Kühlerelemente gegen solche mit anderer Geometrie der Kühlwasserröhrchen konnte der Störton vollständig beseitigt werden.

Heimann, D.

• Auswirkungen vertikaler Windkomponenten auf die Schallausbreitung – Berechnungen mit einem Euler-Modell [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  R. Blumrich and D. Heimann
[A]

Schallausbreitung in der atmosphärischen Grenzschicht ist stark beeinflusst von der Geländeform, Bodenbeschaffenheit und dem Zustand der Atmosphäre. Die Atmosphäre ihrerseits unterliegt ebenfalls den topografischen Einflüssen. In einem Schallausbreitungsmodell basierend auf einer numerischen Integration der linearisierten Euler-Gleichungen werden diese Einflüsse berücksichtigt. Hierzu wird entweder ein meteorologisches, mesoskaliges Modell oder ein Strömungsmodell vorgeschaltet, dass eine dreidimensionale Berechnung der entsprechenden atmosphärischen Parameter bei annähernd beliebiger Geländeform ermöglicht. Vergleiche mit experimentellen Daten zeigen, dass das Modell im Rahmen der angestrebten Anwendungen zuverlässig arbeitet. Nachteilig sind ein hoher Rechenaufwand und eine erschwerte Simulation einer endlichen, komplexen Bodenimpedanz. Am Beispiel der Schallausbreitung über einen Schallschutzschirm unter Einfluß von Windgradienten wurden Untersuchungen zur Auswirkung der vertikalen Windkomponenten durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Vernachlässigung der vertikalen Windkomponenten keine signifikanten Fehler erzeugt.

• Numerische Simulation der Wirksamkeit verschiedener Schallschutzbarrieren unter Windeinfluss [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Blumrich and D. Heimann
[A]

Die Wirksamkeit von Schallschutzwänden und -dämmen hängt bekanntermaßen stark von den vorhandenen Windverhältnissen ab. Bei Schallausbreitung in Windrichtung z.B. modifiziert die Schallschutzeinrichtung in der Regel den Windgradienten derart, dass der Abschattungseffekt reduziert wird. Die Verschlechterung der Wirksamkeit hängt u.a. von der Form und Beschaffenheit der Schallschutzeinrichtung ab. Mit einem System von Simulationsmodellen basierend auf einer numerischen Integration der Euler-Gleichungen wird die Auswirkung der Schallschutzeinrichtung auf das Windfeld einerseits und die Schallausbreitung in dem modifizierten Windfeld andererseits berechnet. Mit Hilfe dieser konsistenten Simulation kann nun die Wirksamkeit einer Wand oder eines Dammes berechnet werden und das diesbezüglich optimale Design gefunden werden. Es werden beispielhaft verschiedene Schallschutzbarrieren diskutiert, deren Einfluss auf das Windfeld dargestellt und deren Wirksamkeit verglichen.

• Klimatologische Bedingungen der Schallausbreitung [DAGA 2003 (Aachen)]
  D. Heimann
[A]

Im Rahmen des europäischen Projekts HARMONOISE werden Grundlagen für verbesserte und auf der Europäischen Ebene harmonisierte Berechnungsverfahren zur Lärmimmission erarbeitet. Unter anderem soll auch den meteorologischen Einflussfaktoren auf die Schallausbreitung umfassender Rechnung getragen werden. Zur Bestimmung von Langzeit-Schallpegeln ist daher die Kenntnis der lokalen Klimatologie notwendig. Es wird ein Überblick über die meteorologischen Effekte bei der Ausbreitung von Lärm gegeben und Möglichkeiten diskutiert, wie meteorologische Daten für die Lärmprognose herangezogen werden können. Dabei werden in Hinblick auf die Behandlung der Klimatologie auch Parallelen zur Ausbreitung von Luftbeimengungen und Gerüchen gezogen.

• Einfluss einer turbulenten Atmosphäre auf die Lärmimmission - Simulationen mit einem linearisierten Euler Modell [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Blumrich and D. Heimann
[A]

Der Einfluss meteorologischer Faktoren auf die Schallausbreitung im Freien ist hinlänglich bekannt und wird bei Lärmprognosen mehr und mehr berücksichtigt. Die Turbulenz der Atmosphäre ist einer dieser Faktoren, der allerdings in den gängigen Lärmimmissions- prognoseverfahren noch nicht einbezogen wird. In ein kürzlich entwickeltes Modell, basierend auf der numerischen Integration der linearisierten Euler-Gleichungen (LE Modell), wurde die Option der Ausbreitungsrechnung in turbulenter Atmosphäre implementiert. Das LE Modell zeichnet sich durch die Fähigkeit aus, atmosphärische Inhomogenitäten vollständig in 3 Dimensionen berücksichtigen zu können. Es wird die Methode der Repräsentation der Turbulenz in dem LE Modell dargestellt und ihr Effekt auf die Lärmimmision (z.B. Kohärenzverlust im Schallfeld kohärenter Quellen, Streuung in Schattenzonen bei Gegenwindausbreitung) an Hand von Simulationen diskutiert.

• A 10-year statistics of sonic boom carpets based on meteorological ERA data and numerical calculations
  R. Blumrich and D. Heimann
[A]

In the framework of the Sonic Boom European Research Programme (SOBER) financed by the EU, the propagation of a (primary) sonic-boom emerging from a high-flying aircraft has been investigated. A statistical analysis of the meteorological variability and its influence on the sonic boom characteristics, i.e. the sound immission on the ground, has been carried out. The investigations are based on a full ten-year set of ERA-15 data (years 1984 to 1993) of an area in the St.George's Channel. The sonic boom propagation has been calculated using an advanced ray-tracing algorithm. The large amount of data has been reduced to shape parameter which have been analysed using e.g. frequency distributions, cross correlations, and cluster analysis. The frequency distributions of the meteorological data show no significant variation with respect to the daytime and only a few significant variations with respect to the season. The correlation of the acoustic and the meteorological parameters show the specific influence of several meteorological parameter on the sonic boom. A classification of the meteorological data has been carried out in order to be able to represent the whole sonic boom statistics by means of a few data sets.

• Consideration of the Local Climate in the Prediction of long-term sound levels
  D. Heimann and R. Blumrich
[A]

The propagation of sound over distances of more than 200 m is largely influenced by meteorological factors. In long-term noise prediction (e.g. of Lden) the local climate provides the relative contributions of different meteorological situations being favourable or adverse with respect to the propagation of noise. The paper presents a quantitative estimation of the climate effects on long-term noise predictions, proposes meteorological classifications, and sketches solutions for implementing them in practicable prediction tools for surface and air traffic noise.

Heimann, R.

• Acoustic wave measurements on SNGS crystals and determination of material constants [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Chilla, R. Kunze, M. Weihnacht, J. Bohm, R. Heimann, M. Hengst and U. Straube
[A]

Single crystals of compounds with Ca3Ge(Ga2Ge)Ge2O14 (CGG) structure, have been discussed as promising new materials for SAW devices. Since they belong to the same trigonal symmetry group 32 as quartz, similar acoustic properties can be expected. Indeed it has been confirmed that the langasite-type crystals LGS, LGN, and LGT may have potential SAW applications. In particular, temperature compensated crystal cuts were proved. Recently compounds of 4 component congruent melting compositions have caught big attention. Within this class of materials Sr3NbGa3Si2O14 (SNGS) is of particular interest since a high electromechanical coupling factor is expected. Here we report on results of the material properties of SNGS. A starting set of elastic constants was derived from bulk wave measurements. Additionally, the angular dispersion of surface guided acoustic modes was measured. The surface acoustic waves were excited by thermo-elastic laser absorption. The normal component of the surface wave was detected by a piezoelectric PVDF foil transducer. The angular dependence of the velocity was obtained by mounting the sample on a computer controlled rotation stage. Additionally the temperature dependence was measured in the range between -10 C and + 75C. Furthermore we report on direct measurements of the SAW coupling coefficient.

Hein, A.

• Hearing at Home [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J.-E. Appell, V. Hohmann, A. Schulz and A. Hein
[A]

The Hearing at Home (HaH) project focuses on the needs of the hearing impaired in home environments. Formerly separated devices like personal computer, hi-fi systems, TV, digital camera, telephone, fax, intercom and services like internet access, VoIP, Personal Information Management (PIM), pay TV and home automation grow together to be accessible via a TV set connected to a PC or set-top box that implements interfaces to network gateways as well as to home automation scenarios. Thereby, the TV becomes the central Home Information and Communication (HIC) platform of the household linking together most of the acoustic inputs listened to by the hearing impaired in his home environment. The HIC platform to be researched and developed in the HaH project will support the hearing impaired with easy to fit Supportive Audio Signal Processing (SASP) and visual support for lip reading on the TV screen. HaH is an IST FP6-STREP project executed under the strategic objective Ambient Assisted Living (AAL) for the Ageing Society. Members of the Consortium are OFFIS (coordinator, Germany), KTH (Sweden), HörTech (Germany), Viataal (Netherlands), Telefonica I+D (Spain) and ProSyst (Germany).

Heine, M.

• Vergleich von Maßstabsmodell- und Computersimulationsmethode mit einem realen Konzertsaal bezüglich der akustischen Parameter C80 und D50 [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Heine, K.-H. Lorenz-Kierakiewitz and M. Vercammen
[A]

Bei größeren Neu- oder Umbauten von Konzertsälen sollten Untersuchungen der Akustik an Maßstabsmodellen heute ganz selbstverständlich zu jeder Planung gehören. Seitdem die Rechenleistung von Computern dafür ausreicht, werden stattdessen zunehmend Computersimulationen eingesetzt, obwohl hierbei konkave Geometrien durch polygonal modellierte ersetzt werden müssen. Eine korrekte Simulation der für den Höreindruck wichtigen, nicht mehr mit der geometrischen Akustik erfassbaren tieffrequenten Schallfelder ist somit zumindest fraglich.

Heinecke-Schmitt, R.

• Sprachverständlichkeit in Schulen bei Hörminderung [DAGA 2003 (Aachen)]
  V. Bormann, R. Heinecke-Schmitt and G. Fuder
[A]

Eine ganzheitliche ergonomische Gestaltung von Unterrichtsräumen unter Beachtung von kombinierten Effekten zwischen den arbeitshygienischen Faktoren wie Schall, Beleuchtung, Luftschadstoffe usw. fördert die Schaffung gesundheitserhaltender sowie leistungs- und persönlichkeitsförderlicher Umgebungsbedingungen für die Schüler. Weltweit wird über eine schlechte Sprachverständlichkeit in Unterrichtsstätten geklagt. So z.B. wird aus den USA über viele Klassenräume berichtet, in denen die Sprachverständlichkeit selbst bei Normalhörenden nur bei 75 % und darunter lag. Vielfach beobachtete zu hohe Nachhallzeiten des Raumes ebenso wie zu hohe Hintergrundgeräuschpegel, verursacht durch die Schüler selbst, durch audiovisuelle Unterrichtsmittel, Gebäudetechnik, Verkehrslärm, Geräusche aus Nachbarräumen usw., können die Sprachverständlichkeit und somit die Effektivität des Unterrichts erheblich verschlechtern. Mehr noch als bei Normalhörenden hat bei Personen mit Hörschäden und mit Hörgeräteversorgung eine zu lange Nachhallzeit großen nachteiligen Einfluss auf die Sprachverständlichkeit. Ein zu hoher Anteil von Seitenreflexionen kann bei ihnen erheblich die Quellenortung und damit die Sprachverständlichkeit erschweren. Verfahren zur Vorausberechnung der akustischen Gesamtsituation des Raumes im Zusammenhang mit Modellen zur Vorhersage der Sprachverständlichkeit, die auch im Falle von Hörbeeinträchtigungen hinreichend geeignet sind, sollten unumgängliches Mittel bei der Planung von Klassenräumen sein. Mit raumakustischen und unterrichtsorganisatorischen Maßnahmen sowie mit einer Anpassung der Pädagogen, insbesondere ihrer Sprechweise, an die Situation im Umgang mit hörbeeinträchtigten Schülern, kann eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit erzielt werden.

Heinrichs, R.

• Bewertung von Geräuschqualität in Feld und Labor [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Bodden, R. Heinrichs and F. Blutner
[A]

Untersuchungen zur Geräuschqualität werden in der Regel aus praktikabelen Gründen im Labor durchgeführt. Durch die dort festlegbaren Rahmenbedingungen ist zunächst sichergestellt, daß alle Versuchspersonen auch wirklich identische Stimuli unter vergleichbaren Bedingungen beurteilen. Desweiteren können die Stimuli exakt definiert und während des Experiments gezielt verändert und weitere Einflußfaktoren kontrolliert werden. Geht es jedoch um den industriellen Einsatz der Methoden und die Bewertung von Produkten, so muß berücksichtigt werden, daß sich ein Kunde seine Meinung beim Einsatz des Produktes bildet. Aus diesem Grunde muß in der Regel überprüft werden, ob eine Bewertung im Labor auf die Ergebnisse beim realen Einsatz im Feld übertragbar ist. Das für und wieder der jeweiligen Methoden sowie das prinzipielle Vorgehen werden anhand eines Beispiels dargestellt.

• Perzeptionsrelevanz des Phasenverlaufs bei der instrumentellen Beschreibung des Getrieberassel-Phänomens [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Heinrichs
[A]

Untersuchungen der Industrie zur Geräuschqualität erfordern neben ausgewählten psychoakustischen Experimenten grundsätzlich eine signaltheoretische Beschreibung des Untersuchungsgegenstandes. Intention ist es hierbei die psychometrisch erfaßten Größen, welche die Kundenwünsche widerspiegeln, in für den Ingenieur gut handhabbare Engineering-Größen zu übersetzen. Dem in diesem Szenario auftretenden Zielkonflikt, einerseits nur die perzeptionsrelevanten Schallmerkmale zu betrachten, andererseits aber auch die Beschreibungsmaße derart anzusetzen, daß der physikalisch-mechanische Aufbau des Untersuchungsgegenstandes hinreichend reflektiert wird, werden die klassischen psychoakustischen Maße nicht gerecht. Es zeigt sich in der Praxis, daß die signaltheoretische Beschreibung in den meisten Fällen an die Aufgabestellung angepaßt werden muß. In diesem Beitrag wird die Bedeutung des Phasenverlaufs für die signaltheoretische Beschreibung anhand eines Beispiels aufgezeigt. Für eine bestimmte Signalklasse von Geräuschen werden Ergebnisse eines psychoakustischen Experiments vorgestellt, welche die Perzeptionsrelevanz des Phasenverlaufes aufzeigen. Darüber hinaus werden Erklärungen zur Phasenirrelevanz innerhalb bestimmter Grenzen geliefert. Im Vordergrund der Betrachtung steht hierbei der sensorische Urteilsfindungsaspekt: Schalldruckpegelverlauf am menschlichen Ohr.

• Sound-Design Verifikation mittels Sound Simulation Vehicle [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  R. Heinrichs and W. Krebber
[A]

Im Rahmen eines immer intensiver genutzten Sound Quality Engineering Prozesses wird in der Automobilbranche mittlerweile ein effizienter und kostengünstiger Verifikationsprozess gefordert. Innerhalb einer bestimmten Prototypenphase sollte es demnach möglich sein, einen neu designten Sound problemlos in ein reales Fahrzeuges implementieren zu können. In der Vergangenheit wurden hierzu erhebliche Anstrengungen am Fahrzeug selber vorgenommen, will heißen, der physikalisch-mechanische Aufbau des Fahrzeugs mußte entsprechend aufwendig und damit zeit- und kostenintensiv modifiziert werden. Auf gegebenenfalls notwendige Änderungen im Sound-Design konnte innerhalb dieses Szenarios meißt nicht schnell genug reagiert werden. Intention des geforderten Verifikationswerkzeuges ist es die Interaktion des neu entwickelten Sound-Designs, beispielseise mit dem visuellen Design, dem Performance Feel und nicht zuletzt mit dem Image der Marke selber zu untersuchen. Innerhalb dieses Beitrags wird ein entsprechendes Verifikationstool, das Sound Simulation Vehicle (2SV), mit seinen Möglichkeiten und Grenzen vorgestellt.

• Moderatoren der Geräuschqualität komplexer Geräusche mit tonalen Komponenten [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Bodden and R. Heinrichs
[A]

Die Geräuschqualität komplexer Geräusche wird durch eine Vielzahl unterschiedlicher Moderatoren beeinflusst. Eine wichtige Klasse dieser Moderatoren stellen tonale Komponenten dar - sie können die Geräuschqualität signifikant herabsetzen. Der Einfluss tonaler Komponenten auf die Geräuschwahrnehmung wird seid vielen Jahrzehnten anhand von Detektions- und Maskierungsphänomenen untersucht. Die meisten dieser Studien befassen sich jedoch mit einer einzelnen tonalen Komponente in einem breitbandigen Hintergrundsignal das selbst keine weiteren tonale Komponenten aufweist. Im Gegensatz dazu sind viele Product Sounds aus einer Vielzahl tonaler Komponenten zusammengesetzt, so z.B. Fahrzeuginnengeräusche. Der Einfluss mehrerer tonaler Komponenten erweist sich hierbei als sehr komplex. Die zu untersuchende Komponente und das Hintergrundgeräusch formen keine unterschiedlichen Schallgestalten mehr, und stellte sich heraus, daß unterschiedliche Versuchspersonen ihre Aufmerksamkeit auf unterschiedliche tonale Komponenten lenken und diese bewerten. Die Ergebnisse, die aus Experimenten mit einzelnen tonalen Komponenten gewonnen wurden, können somit nicht direkt auf mehrere tonale Komponenten übertragen werden, und instrumentelle Verfahren müssen diesen Umständen Rechnung tragen.

• Hauptdimensionen der Dieselgeräusch-Wahrnehmung [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Heinrichs and U. Grömping
[A]

In den letzten Jahren nimmt die Akzeptanz von Dieselfahrzeugen in Europäischen Ländern signifikant zu. Wurden solche Fahrzeuge in der Vergangenheit aufgrund ihres oftmals negativen Images (zu laut, stinken, schwarze Rußwolke, etc.) lediglich von einer begrenzten Minderheit akzeptiert, hat sich dieses Image nicht zuletzt durch die Fortschritte in ihrem akustischen Verhalten deutlich verbessert. Kundenaussagen zur Folge spielt neben dem höheren Pegel vor allem die sogenannte ''Nageligkeit'' eine entscheidende Rolle, die zu der meist negativen Assoziation - Dieselfahrzeug - führt. In diesem Beitrag sollen Dieselfahrzeuge in bezug auf ihr akustisches Verhalten in verschiedenen Betriebszuständen näher beleuchtet werden. Es werden hierbei Ergebnisse aus Feldversuchen vorgestellt, die aus Situationen abgeleitet wurden, in denen sich Probanden auf der Fahrerseite, d.h. aktiv ins Fahrgeschehen eingreifend, als auch auf der Beifahrerseite, d.h. passiv ohne Interaktionen (beschleunigen, bremsen, etc), befanden. Weiterhin werden Ergebnisse die aus Laborsituationen abgeleitet wurden mit denen aus den Feldversuchen verglichen und diskutiert. Bei allen Experimenten wurde neben 7 verschiedenen Dieselfahrzeugen auch ein Benzinerfahrzeug mitgeführt, so dass Aussagen zu der Fragestellung ''Unterschiede Benziner Diesel'' erörtert werden können. Hauptintention dieses Beitrags ist es die wichtigsten auditiven Wahrnehmungsdimensionen bei Dieselfahrzeugen zu ermitteln und zu diskutieren.

• Geräuschqualität im Kontext weiterer Fahrzeugattribute: Bewertung durch Kunden in Feld und Labor [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Bodden and R. Heinrichs
[A]

Die Optimierung der Geräuscheigenschaften von Produkten sollte auf die Anforderungen der Kunden zugeschnitten werden. Hierzu ist es erforderlich, diese Kundenanforderungen auch zu erfassen: Kunden müssen die Möglichkeit erhalten, ihre Vorstellungen zu äußern und Bewertungen abzugeben. Hierbei können neben Umfragen in Form von Interviews oder Fragebögen auch Tests in Feld und Labor eingesetzt werden. Im vorliegenden Fall wird ein beispielhaftes Vorgehen für das globale Attribut der ''Fahrqualität'' vorgestellt. Die Methodik sowie die Ergebnisse werden vorgestellt, wobei insbesondere auch der Aspekt der Unterschiede in den Bewertung in Feld und Labor diskutiert werden.

• Interior Vehicle Sound Composition: Wind Noise Perception [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Bodden, G. Booz and R. Heinrichs
[A]

Interior vehicle sound is composed of three major components: engine, road&tires, and Wind noise. The role of the balance of these three components was investigated first. The main focus was then set on wind noise perception. A typical characteristics of wind noise are temporal variations caused by the outdoor and driving condition, which are perceived as signal fluctuations. Customer perception of these fluctuations was investigated by means of listening studies and a customer forum.

• Methode zur Analyse und Bewertung von Dieselgeräuschen [DAGA 2005 (München)]
  M. Bodden and R. Heinrichs
[A]

Die Eigenschaften des entwickelten Verfahrens werden im zweiten Teil des Vortrages detaillierter beschrieben. Die folgenden Punkte werden diskutiert: - Zusammenhang zwischen periodischer Impulshaltigkeit und Modulationsanalyse - Enfluß der Zylinderfeuerung sowie speziell der Unterschiede und Variationen der Feuerungen einzelner Zylinder - Darstellung einer Metrik zur automatischen Beurteilung von Dieselgeräuschen - Beispielhafte Anwendungen

• Diesel Sound Quality Engineering [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Bodden, R. Heinrichs and T. Leonhard
[A]

Auf der Daga 2005 wurde ein Verfahren zur Analyse und Bewertung von Dieselgeräuschen vorgestellt. Dieses Verfahren wurde speziell dazu entwickelt, periodische impulshaltige Signalanteile zu identifizieren und zu quantifizieren. Aufbauend darauf konnte eine Metrik entwickelt werden welche die Beurteilung von Dieselnageln im Innenraum für die kritischste Situation, Idle, vorhersagen kann.

Für den Prozess der Optimierung von Dieselgeräuschen ist aber nicht nur eine Bewertung des kundenrelevanten Innen- (bzw. Aussen)geräusches notwendig, sondern darüber hinausgehend eine Anwendung auf die Anregung und die Übertragungspfade:

Erzeugung durch Zylinderfeuerungen

Abstrahlung durch den Motor z.B. im Prüfstand zur Zielwertsetzung auf Subsystem-Level

Ausbreitung durch Körperschall in Strukturen

Übertragung auf speziellen Pfaden wie z.B. Motorlagern

Ausbreitung von Luftschall in den Innenraum

Ausbreitung von Luftschall für das Aussengeräusch

Entsprechende Anwendungen des Verfahrens werden im Vortrag vorgestellt.

• Diesel-Impulshaltigkeit Teil I: Blickwinkel des Kunden [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Rüth, R. Heinrichs and M. Bodden
[A]

Das Dieselnageln ist ein sehr kritisches NVH Problem dieselgetriebenener Fahrzeuge. Es führt zu einer unangenehmen NVH Wahrnehmung und sollte idealerweise komplett vermieden werden. Das Umfrageinstitut JD Power spiegelt mit Hilfe eines standardisierten Fragebogens die Meinung der Kunden über bestimmte Fahrzeugeigenschaften wieder. In einem Punkt wird dabei nach dem ''Motorgeräusch im Leerlauf'' gefragt. Die dabei erzielten JD Power APEAL Punkte werden im Rahmen dieses Vortrages ins Verhältnis zu einem Einzahlwert dem DKI (Diesel Knocking Index) gesetzt. Dieser Einzahlwert wurde basierend auf der NBMA (Narrow Band Modulation Analysis) entwickelt, um die Wahrnehmung des Diesel Nagelns objektiv zu quantifizieren. Mit der Einführung von Kurven gleichen DKI's läßt sich dieser Einzahlwert in einen Pegel- und in einen Impulshaltigkeitsanteil aufteilen, wodurch interessante Entwicklungsmöglichkeiten entstehen.

Bezüglich der Wahrnehmung des Dieselnagelns aus Kundensicht sind neben der Leerlaufdrehzahl noch weitere Fahrmanöver von Bedeutung. Aufgrund einer detaillierten Analyse des kundenspezifischen Fahrverhaltens konnten die kritischsten Motordrehzahl- und Lastbereiche identifiziert werden. In dieser Veröffentlichung wird gezeigt, wie der DKI zu Abdeckung aller kritischen Fahrmanöver verwendet werden kann. Letztlich können alle entwickelten Metriken auf Systemebene herunter kaskadiert werden, z.B. auf das Geräusch in einem Meter Abstand am Antriebsstrang Prüfstand.

• Diesel-Impulshaltigkeit Teil II: technischer Prozess [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Bodden, R. Heinrichs and M. Rüth
[A]

Die Narrow Band Modulation Analysis (NBMA) erlaubt eine umfassende Identifikation, Analyse und Quantifizierung wahrnehmungsrelevanter Signaleigenschaften von Diesel-Impulshaltigkeit.

Ausgehend von der kundenrelevanten Bewertung von Fahrzeuginnengeräuschen kann die Methode dazu genutzt werden die Diesel-Impulshaltigkeit über Luft- und Körperschallpfade bis hin zum Motor herunterzubrechen. Die Anwendung auf Signale vom Motorprüfstand bis hin zu gemessenen Zylinderdruckverläufen schließt den Kreis von der Anregung des Verbrennungsprozesses bis hin zum Fahrerohr.

Die Anwendung der Methode und der entsprechenden Metriken erlaubt eine sinnvolles Zielwertsetzung auf allen Ebenen (Fahrzeug und System) sowie eine umfassende Erfassung und Bewertung des gesamten Fahrzeugs.

Beispiele des Diesel-Impulshaltigkeits-Prozesses werden im Vortrag diskutiert:

- Von Einzahlmetriken zur Quantifizierung der Diesel-Impulshaltigkeit bis hin zu detaillierten Analysemethoden zur Visualisierung von physikalischen und wahrnehmungsrelevanten Eigenschaften der Diesel-Impulshaltigkeit

- Übertragung von Diesel-Impulshaltigkeit über die unterschiedlichen Transferpfade

- Richtcharakteristik der Diesel-Impulshaltigkeit eines Motors

- Einsatz von DI-maps zur umfassenden Quantifizierung aller Fahrzustände und als hilfreiches Tool zur Optimierung der Motorkalibrierung.

Heintze, F.

• Active Sound Design an einem Holzblasinstrument [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Konkel, A. Jakob, F. Heintze and M. Möser
[A]

Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde die Beeinflussbarkeit von Holzblasinstrumenten mit Methoden des active noise control am Beispiel eines Fagotts untersucht. Dazu wurde im ersten Schritt eine akustische Untersuchung des Instrumentes durchgeführt und die Abstrahleigenschaften mit Hilfe einer akustischen Kamera untersucht. Anschließend wurde mit einem analogen Versuchsaufbau die generelle Beeinflussbarkeit des Klangs und mögliche Schalleinleitungsorte untersucht. Darauf aufbauend wurde ein Konzept zur Beeinflussung mit einem digitalen System entwickelt, bei dem Zielspektren vorgegeben werden, der Klang durch eine entwickelte Ordnungsanalyse ausgewertet wird und die Klangbeeinflussung durch entsprechende digitale Filter eingestellt werden kann.

Im hier vorgestellten Beitrag werden der Versuchsaufbau und Ergebnisse der analogen Beeinflussbarkeit vorgestellt. Das Instrument wird auf einen konstanten Ton gestimmt und das Doppelrohrblatt durch einen mechanischen Anbläser angeregt. Als Referenzsignal für die Beeinflussungskette werden ein Mikrofonsignal und ein Beschleunigungssignal am S-Bogen geprüft. Dabei werden drei unterschiedliche Schalleinleitungsorte untersucht: Einleitung in das 180-Stiefelrohr, Einleitung in ein halboffenes Schalloch sowie durch das Schallstück des Instrumentes. Es zeigt sich, dass eine Beeinflussung an verschiedenen Einleitungspunkten realisierbar ist. Die deutlichsten Ergebnisse ergeben sich durch die Verwendung des Beschleunigungssensors am S-Bogen und der Einleitung in das 180-Stiefelrohr.

Heinz, G.

• Historie und Perspektiven der akustischen Photo- und Kinematographie für industrielle Applikationen [DAGA 2005 (München)]
  G. Heinz and O. Jäckel
[A]

Applying a universal, physical approach into Neural Network Theory I started an application to demonstrate the power of interference systems in 1995. First acoustic images and movies were presented to the public in 1996, mutually the first in the world. Inspecting an airplane the possibility to visualize noise reflections was shown: www.acoustic-camera.com - history. Following the first Acoustic Cameras were developed. In September 2001 we sold the first Acoustic Camera system to Porsche. Acoustic Cameras calculate a sound pressure map of an object as received at the location of immission. Distances cover a range between 0,3 and 300 meters with different, interface-compatible microphone arrays. All arrays contain an video camera, the overlay between image and acoustic map occurs automatically. A lot of new tools and working methods of general attention between space, time and frequency were developed. They increase the efficiency in the domain of acoustic analysis in many industrial fields dramatically. Beside physical effects of general attention some tools and methods were presented together with their working principles. Possibilities and limitations in relation to complementary methods are discussed (intensity, holography, vibrometry).

• Schallbilder und Schallfilme von Musikdarbietungen - von aufsteigenden und abhebenden Klängen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Heinz and F. Blutner
[A]

Was macht eine Orgel so mächtig? Besaß Johann Sebastian Bach ein geheimes Wissen über die Komposition von Schallbildern? Wie gut können wir Musik orten? Wieviel von dem, was eine akustische Kamera sieht, hören wir mit zwei Ohren? Und wie sind die Mechanismen zu erklären, die zum Abheben einer Stimme führen?

Visuelle Begriffsprägungen sind bestimmend für musikalische Erörterungen. Im Konzert heben Stimmen ab, oder sie zerfliessen. Umgangssprachlich wirken Instrumente akustisch groß oder klein, sie atmen oder verschmelzen, versinken oder kleben fest. 'Wie ein Blitz beendet der Paukenschlag den ersten Satz. Die Geige danach klingt zart wie eine Frauenstimme'. Die Welt musikalischer Termini ist voll von spherischen Bezügen: Töne sind hoch oder tief; der Begriff des 'Klangraumes' deutet an, daß Musik mehr ist als Klang.

Durch Zufall entdeckten Knut Becker, Friedrich Blutner und Gerd Heinz 2001, daß gehörte 'musikalische Bilder' einen physikalischen Hintergrund besitzen können.

Mit einer akustischen Kamera wurden in der Folgezeit Aufnahmen aus verschiedenen Bereichen der Musik gesammelt. Lassen sich tatsächlich die von geschulten Hörern beschriebenen Effekte beobachten?

Erste Erklärungsansätze werden versucht. Neben Beugung, Reflektion und Raumresonanz werden auch bislang unbekannte kompositorische Regeln vermutet. Beobachtete Ortskurven entziehen sich niederkanaligen Hypothesen. Nicht zuletzt offenbaren erste Aufnahmen großer Orchester, in welche Richtung sich die Übertragungstechnik zu entwickeln hätte: Musikalische Bilder benötigen viel mehr als zwei Kanäle, um unverzerrt in den Wiedergaberaum gelangen zu können.

• Zur Physik bildgebender Rekonstruktion akustischer Bilder und Filme im Zeitbereich [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Heinz
[A]

Im Beitrag werden physikalische Fragen der akustischen Bildgebung im Zeitbereich diskutiert, wie sie bei der Entwicklung akustischer Kameras auftreten. Sind einlaufende Wellen mit innenliegender Wellenfront intellektuell fassbar? Betrachten wir die bizarren Eigenschaften des nur im Computer realisierbaren, sekundären Wellenfeldes bei Rekonstruktion als physikalisch real? Zusammenhänge zwischen Wellenfeld und Interferenzintegral werden für die Ansätze der Projektion f(t-T) und Rekonstruktion f(t+T) diskutiert. Typische Abbildungseigenschaften bei Überbestimmtheit, wie axialnahe Schärfe werden erörtert. Die Spezifik des sekundären Wellenfeldes wird in Bezug auf die Art entstehender Wellenfelder und deren Interferenzintegrale hinterfragt. Anhand einer Diskussion räumlicher Proportionen des Interferenzfeldes werden Risiken von Interferenzsystemen beim Übergang in den Bereich komplexer Zahlen (insbes. bei Fouriertransformation) beleuchtet. Möglichkeiten zur Verbesserung der räumlichen Separation werden diskutiert.

Heise, B.

• VDA-Spezifikation für Kfz-Freisprecheinrichtungen [DAGA 2002 (Bochum)]
  H.W. Gierlich, F. Kettler, W. Balduin, H. Best, M. Dietz, G. Eisner, A. Hanke, B. Heise and M. Schaible
[A]

Die im Rahmen des VDA Arbeitskreises ''Autotelefon'' entwickelte Spezifikation definiert Anforderungen und Messverfahren für Kfz-Freisprecheinrichtungen sowie für Mikrofone zum Einsatz für Kfz-Freisprecheinrichtungen. Sie beinhaltet sowohl die Anforderungen für ab Werk verbaute Einrichtungen als auch für Nachrüstlösungen. Alle Tests dieser Spezifikation werden unter Einbeziehung der akustischen Schnittstelle (Mikrofon/Lautsprecher) durchgeführt. Zusätzlich zu den Standard-Telefonometrie-Parametern werden spezielle Tests beschrieben, die wichtige Parameter in der Gegensprechsituation sowie zur Hintergrundgeräuschübertragung beschreiben. Im Vortrag wird diese Spezifikation erläutert. Das Hauptaugenmerk richtet sich hierbei auf die Beschreibung Testumgebung, der wesentlichen Parameter sowie Erläuterungen zur Ableitung der Grenzwerte.

Heise, S.

• Mechanismen der schwellennahen Modulationswahrnehmung [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Heise, M. Mauermann and J.L. Verhey
[A]

Die Wahrnehmung von zeitlichen Pegelschwankungen (Amplitudenmodulationen) im deutlich überschwelligen Bereich war aufgrund ihrer besonderen Bedeutung bei der Sprachverarbeitung bereits Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Weniger Aufmerksamkeit hat dagegen bisher die Modulationswahrnehmung bei Pegeln nahe der Ruhehörschwelle erhalten. Die Untersuchung dieser schwellennahen Modulationswahrnehmung kann jedoch wichtige Hinweise auf die grundsätzlichen Mechanismen der Modulationsverarbeitung liefern. In diesem Beitrag wird untersucht, inwieweit die bei vielen normalhörenden Personen vorhandene periodische Schwankung der Hörschwelle (Feinstruktur) einen Einfluss auf die Modulationswahrnehmung hat. Hierzu wurde die Wahrnehmungsschwelle einer auf einen Sinusträger aufgeprägten sinusförmigen Amplitudenmodulation bestimmt. Es zeigt sich, dass die Modulationswahrnehmung deutlich besser ist, wenn die Trägerfrequenz auf ein Maximum der Hörschwelle fällt, als wenn sie auf ein Minimum fällt. Für die schlechteren Modulationsdetektionsschwellen in Hörschwellenminima sind folgende Erklärungsansätze denkbar: (1) eine Erhöhung des internen Trägerpegels durch Addition spontaner otoakustischer Emissionen (SOAE) in Feinstrukturminima und somit eine effektive Modulationstiefenreduktion, (2) eine Modulationstiefenreduktion durch erhöhte Kompression, (3) eine Modulationsmaskierung durch Schwebung zwischen Träger und SOAE, (4) eine Reduktion der Modulationstiefe aufgrund einer spektralen Verfärbung des modulierten Signals durch die Hörschwellenfeinstruktur. Die verschiedenen Erklärungsansätze werden im Rahmen eines Modells zur Modulationswahrnehmung (Viemeister, 1979) getestet. Demnach lässt sich der Effekt besser durch (1) oder (4) als durch die anderen Ansätze erklären.

Heisel, U.

• Experimentelle Untersuchung der Schutzwirkung persönlicher Gehörschutzmaßnahmen im Ultraschallbereich [DAGA 2002 (Bochum)]
  U. Heisel, D. Klotz and J. Li
[A]

Niederfrequenter Ultraschall wird in der Industrie in zunehmendem Maße für verschiedenste Zwecke eingesetzt. Dabei werden zum Teil sehr hohe Schalldruckpegel erreicht. Da eine Schädigung des menschlichen Gehörs durch Ultraschall nicht ausgeschlossen werden kann, muss das Gehör ausreichend geschützt werden. Es wurden handelsübliche Gehörschützer auf ihre Wirksamkeit bei niederfrequentem Ultraschall getestet. Die Untersuchungen wurden mit Hilfe eines Kunstkopfes in einem eigens für diese Aufgabe entwickelten Sonderhallraum durchgeführt. In diesem wurde ein Schallfeld erzeugt, das im Bereich zwischen 1,25 kHz und 31,5 kHz in Anlehnung an DIN ISO 4869-1 die Anforderungen hinsichtlich Diffusität erfüllt. Der Außenohrsimulator des handelsüblichen Kunstkopfes erwies sich für die Untersuchungen von Gehörschutzstöpseln in diesem Frequenzbereich als ungeeignet. Daher wurde ein Außenohrsimulator entwickelt, mit dem befriedigende Ergebnisse erzielt werden konnten. Bei formbaren Gehörschutzstöpseln wurden höhere Dämmwerte ermittelt als bei Kapselgehörschützern, welche sehr sensibel auf ungünstige Andrückverhältnisse reagier. Untersuchungen mit aufgesetzter Schutzbrille ergaben oberhalb von 10 kHz eine deutlich Verminderung der Schutzwirkung. Für Einsatzbereiche, in denen niederfrequenter Ultraschall auftritt, sind daher Gehörschutzstöpsel geeigneter; sollen dennoch Kapselgehörschützer getragen werden, muss darauf geachtet werden, dass die Dichtkissen gut anliegen. In diesem Beitrag werden der Aufbau der Messeinrichtung, das Messverfahren und die damit ermittelten Ergebnisse vorgestellt. Diskutiert wird die Möglichkeit zur Erweiterung der Messung persönlicher Gehörschutzmaßnahmen im Frequenzbereich über 25 kHz hinaus.

• Einflussgrößen auf die Schallemission von Holzbearbeitungsmaschinen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  U. Heisel and L. Groß
[A]

Im vorliegenden Beitrag werden sowohl die wirkenden Einflussgrößen auf die Schallemission von spanenden Holzbearbeitungsmaschinen als auch die Schallquellen, die mit Hilfe der Schallintensitätsmesstechnik lokalisiert werden, aufgezeigt und bewertet. Als Einflussgrößen werden u.a. der manuelle und automatische Vorschub untersucht, sowie die Eingriffsgröße und der Messerüberstand.

• Geräuschemission von Formatkreissägen [DAGA 2008 (Dresden)]
  U. Heisel and L. Groß
[A]

Formatkreissägemaschinen gehören zu den geräuschintensivsten Holzbearbeitungsmaschinen. Ausgehend von einer konturnahen Schallintensitätsmessung wurden Schallquellen auf der Oberfläche der untersuchten Formatkreissäge lokalisiert. Dabei zeigte sich der Bereich des Sägeblatts als besonders geräuschintensiv. Auf diesen Messungen aufbauend wurden verschiedene Parameter an der untersuchten Maschine variiert und deren Einfluss auf die Geräuschemission der gesamten Maschine bestimmt. Bei der Variation eines Parameters wurden sämtliche anderen Parameter konstant gehalten. Untersucht wurden unter anderem der Einfluss der Drehzahl, des Sägeblattdurchmessers und der Zähnezahl jeweils im Leerlauf und beim Sägen sowie der Materialdicke und des Materials an sich während der Bearbeitung auf die Geräuschemission der untersuchten Formatkreissägemaschine. Für die umfangreichen Versuchsreihen wurde der arbeitsplatzbezogene Emissionsschalldruckpegel mit Hilfe eines Stativs am Arbeitsplatz nach ISO 7960 gemessen. Als Maß für den Einfluss des untersuchten Parameters auf die Geräuschemission wurde die Schwankungsbreite des arbeitsplatzbezogenen Emissionsschalldruckpegels in dB(A) gewählt.

Heisig, F.

• Messung und Beurteilung der Geräuschbelastung bei Aufpflasterungen zur Verkehrsberuhigung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Grande, F. Heisig, K. Künzel, A. Rothe and D. Schmidt
[A]

Insbesondere in Neubau- und Siedlungsgebieten sowie bei der Rekonstruktion städtischer Wohngebiete werden seit geraumer Zeit verschiedenste Strukturelemente in die Straßenoberfläche eingefügt, um die Verkehrsteilnehmer zur Einhaltung einer vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung zu zwingen. Neben sehr sinnvollen und gestalterisch interessanten Lösungen gibt es allerdings auch solche, die in der unmittelbaren Wohnnachbarschaft zu erheblichen Belästigungen durch Verkehrsgeräusche (Rollgeräusche) führen, wie von uns meßtechnisch nachgewiesen werden konnte. In diesem Zusammenhang sind speziell Kippschwellen und Aufpflasterungen zu nennen. Die Störwirkung ist sowohl auf den Belagwechsel als auch auf die Überhöhungen in der Straßenoberfläche zurückzuführen. Die Pegelunterschiede gegenüber glattem Straßenbelag können bis zu 5 dB(A) betragen. In einem Posterbeitrag sollen zahlreiche Beispiele vorgestellt und hinsichtlich ihrer zeitlichen und spektralen Struktur analysiert werden.

Heiß, A.

• Näherungsweise Lokalisierung der Pegelverteilungsränder einer Schallimmission bei ständig vorhandenem Fremdgeräusch [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Heiß
[A]

Bei der quellenbezogenenen Beurteilung von Umweltgeräuschen insbesondere nach der neuen TA Lärm bedarf es bei Vorbelastung bzw. Fremdgeräuschen u. U. der Geräuschtrennung, mit dem Leq der zu beurteilenden Schallquelle (Anlage) als Ziel. Darüber hinaus kann es von Interesse sein, ob die in ihrer Geräuschimmission zu beurteilende Schallquelle kurzfristig besonders hohe oder auch niedrige Pegelwerte verursacht. Für den relativ einfachen Falltyp, daß eine Schallquelle vorübergehend ein- bzw. ausgeschaltet werden kann, wird eine auf dem Vorgang der Faltung aufbauende Methodik aufgezeigt, die zunächst den unteren Verteilungsrand der Quelle, etwa den L90, auf ein Intervall von etwa 2 dB eingrenzen läßt. Damit und anhand des durch gesonderte Geräuschtrennung im Rahmen der Messung ebenfalls verfügbaren Anlagen-Leq läßt sich auch der obere Verteilungsrand entsprechend lokalisieren. Die Datenbasis dafür sind die für das Fremd- und das Summengeräusch an ihrem unteren Verteilungsbereich gemessenen Perzentilpegel. Anwendungsbeispiele werden aufgezeigt und diskutiert.

• Variation in Time and Spread of Quantiles (Percentiles) of Stochastically Fluctuating RMS Sound Pressure [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Heiß
[A]

In sound measurement besides the level Leq and other descriptors also the quantile of type 'N percent exceedance level' is used. Within the measurement techniques standardized until now these quantiles are determined by counting the population of sound pressure level classes. But by this procedure no use is made of statistical structural data additionally embedded within the stochastic fluctuations in time althoug these data are relevant for the uncertainty of the measurement. This deficiency is to be eliminated for sake of adequately taking into account all contributions which determine significantly the quality of sound impact assessments. The quantile's dependance on time can be concluded from the quantile definition applied onto the primary continuous, usually stochastically fluctuating rms sound signal. From this follows that also the quantile varies stochastically. After a sufficient number of fluctuations the quantile variation can be linearized and the spreads can be extracted directly as for the quantile as for the exceedance relative to a fixed quantile level. The resulting relations are calculable by the outcome of measurement itself. Thus also the confidence limits (c. l.) of quantiles are determinable in real time by measurement. For the Leq, the associated c. l. are calculable by integration of the quantile c. l. over the exceedance variable space, i. e. from 0 to 1. Main features and possible applications of these relations are presented, already available for the every days measurement practice by a commercial measurement software for online sound level quality control.

• Verteilungsrelationen von Schallemission, Ausbreitungsdämpfung und Immission une Auswirkungen auf die Prognose- und Messunsicherheit der Immission [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Heiß
[A]

By currently valid standards in the field of sound impact assessment there is an increasingly demand for quality management. In this context the sound level distributions are important elements as the uncertainty of descriptors taken for prognosis or measurement of sound immissions are determined significantly by the structure of their probability distributions. This is reason that the available discussion papers on this topic are supplemented by a quite systematic resume of the distibution interactions of emission and propagation. Based on the distributions as for the emission as for the attenuation on propagation path, the sound level distribution created at immission site is here described explicitely in a quite general manner and is illustrated by representative calculations. The distributions used are founded on physical reasons and on common measurement experience. This procedure allows to examine easily the quite frequently claimed normal distribution in sound pressure level space on its probably still tolerable deviations from reality. This is of interest because the acceptance of a strict normal distribution hypothesis seems to be inadequate: The superposition of two normal sound pressure level distributions runs in intensity space and for this reason the resulting distribution cannot exactly be a normal distribution. The aspects following from this for acceptable approximations in the assessment practice are outlined. In addition, for presentation of the uncertainty of energy equivalent mean levels based on small samples, especially from very assymmetric parametric intensity distributions, a computer based bootstrap procedure, without using the variance by common definition, will be discussed.

• Die Unsicherheit des Beurteilungspegels im Nahbereich als Funktion der Unsicherheit seiner Komponenten [DAGA 2005 (München)]
  A. Heiß
[A]

Bei der Ergebnisdarstellung einer Messung und/oder Prognose nach TA Lärm ist die Qualität der Ergebnisse mit anzugeben, um deren Zuverlässigkeit beurteilen zu können. Gleiches fordert sinngemäß die DIN V ENV 13005. Bisherige Arbeiten zu dem Themenkreis, soweit es den hier betrachteten prognostischen Aspekt betrifft, arbeiten mit quellen(art)bezogenen Pegelstreuungen. Diese Arbeiten gehen jedoch nicht ausreichend konkret auf alle für den Beurteilungspegel definitionsgemäß wirksamen, durch den Betriebsablauf determinierten Parameter ein. Neben den quellenbezogenen Leq-Werten sind diese bekanntlich auch die Teilzeiten sowie die Pegel-Zuschlagsgrößen. Es sind auch keine Hinweise erkennbar, wie die Streuung dieser Parameter als 'Primärunsicherheiten' in plausibler Weise aus dem Betriebsablauf einer Anlage ermittelt und dabei zumindest geschätzt werden könnte. In diesem Sinne wird in diesem Beitrag die Unsicherheit des Beurteilungspegels quantitativ in Abhängigkeit von allen potenziell wirksamen Primärunsicherheiten zu beschreiben versucht. Damit können die zur Unsicherheit des Beurteilungspegels maßgeblich beitragenden Quellen eingegrenzt und bei der Dokumentation der Qualität des Endergebnisses ausdrücklich berücksichtigt werden. Ein praxisnahes Anwendungsbeispiel wird aufgezeigt.

• Der Perzentilpegel LpAF1 als Äquivalent zu LpAFTeq für die Bestimmung des Impulszuschlages im Beurteilungspegel - ein empirischer Vergleich [DAGA 2005 (München)]
  A. Heiß
[A]

Zur Beurteilung impulshaltiger Geräusche wird nach TA Lärm der Taktmaximal-Mittelungspegel LpAFTeq verwendet. Dieser gibt definitionsgemäß unmittelbar die Pegelsumme aus dem energieäqivalenten Mittelungspegel LpAFeq und dem Impulszuschlag an. Diese Verfahrensweise ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit, die erhöhte Lästigkeit durch eine Pegelkenngröße zu beschreiben. So kann hierzu im Sinne einer methodenkonformen Anwendung von VDI 3723 auch die Messgröße LpAF1 8.693742e-311rangezogen werden. Das geschieht in ausreichend guter Näherung, da beide Messgrößenarten wegen ihrer Lokalisierung im unmittelbaren Bereich der regelmäßig wiederkehrenden höchsten Pegel-Einzelmaximalwerte in engem, statistisch korreliertem Zusammenhang stehen. Zudem ist zwangsläufig auch LpAFTeq mit einer arteigenen Unsicherheit behaftet, sodass punktscharfe Vergleiche im Einzelfall ohnehin nicht möglich sind. Um den für die Angleichung der beiden Pegelarten repräsentativen Korrekturwert und seine Streuung zu ermitteln wurde eine Serie von Messungen an ortsfesten Anlagen mit und ohne impulshaltigen bzw. impulsartigen Geräuschen statistisch ausgewertet. Dabei wurden auch die Vertrauensbereiche der dabei erhaltenen Ergebnisse ermittelt. Diese Resultate werden berichtet und diskutiert.

Heisterkamp, P.

• Acoustics aspects of in-vehicle spoken dialogue [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Linhard and P. Heisterkamp
[A]

By making speech dialogue in the car easier and better to use, we aim at reducing possible driver distraction, and thus contribute to the DaimlerChrysler vision of 'accident-free driving'. The car is known to be a 'hostile' acoustic environment, not only because of the internal and external, stationary and in-stationary noise, but also because of the many hard reflecting surfaces. The market success of in-vehicle spoken dialogue systems shows that many of these problems are handled quite well today. On the other hand, the car is also a 'known' acoustic environment. We discuss an example of how this can be exploited for better performance of dialogue systems, and how knowledge from the dialogue side can be made use of in acoustics: The intelligent handling of barge-in, in particular in the presence of in-stationary noise. In these conditions, a purely energy-based barge-in detection often leads to a very annoying and confusing dialogue behaviour. To reduce false alarms, we make use of speech recognition to identify barge-in utterances and to differentiate them from so-call back-channel utterances. We make use of dialogue knowledge to react appropriately to the respective types of user utterances, and we are currently investigating ways to handle speech synthesis such that the reactions to the barge-in are more human-like and thus less irritating than the current practice of having the system voice cut in mid-word. We conclude by giving an outlook on further work that couples acoustics, recognition, dialogue and speech output even closer for a better performance of the overall in-vehicle system.

Helber, R.

• Modulation von Bremsen-Eigenfrequenzen – eine Maßnahme gegen Bremsen- Quietschen? [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Helber and K. Geiger
[A]

Bremsenquietschen stellt ein hartnäckiges Problem sowohl für die Automobilhersteller als auch deren Zulieferer dar, nicht zuletzt aufgrund der zahlreichen Erscheinungsformen der Phänomene. Bei Fahrzeugen im oberen Marktsegment tritt Bremsenquietschen vorzugsweise im Frequenzbereich von 2 kHz auf. In diesen Fällen werden die am Quietschen beteiligten Bremsscheiben zu K(0,3)-Schwingungen angeregt. Dieser Beitrag befaßt sich mit diesem 3 kHz-Phänomen. Folgende Arbeitshypothese wurde aufgestellt und überprüft: Eine Bremse, deren K(0,3)-Eigenfrequenz sich mit drehendem Rad schnell ändern würde, könnte aus kinetischen Gründen die zum Quietschen führende K(0,3)-Eigenschwingung nicht aufbauen. In einem ersten Schritt wurde eine Serien-Bremsscheibe so modifiziert, daß die K(0,3)-Eigenfrequenz der Bremse mit der Drehung des Rades moduliert wurde - nachgewiesen im Laboraufbau mit Fremderregung der Bremse. In einem zweiten Schritt wurde diese Bremse im Fahrzeug auf der Straße untersucht. Die Arbeitshypothese konnte dabei prinzipiell bestätigt werden. Bei sehr niedrigen Fahrgeschwindigkeiten allerdings, während der letzten Radumdrehungen vor Stillstand des Fahrzeugs, konnte das Bremsenquietschen nicht vollständig unterdrückt werden. Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Untersuchung besteht darin, daß zwischen dem fremderregten Schwingungsverhalten der Bremse im Labor einerseits und dem Betriebs-Schwingungsverhalten der Bremse im Fahrzeug andererseits eine hohe Korrelation nachgewiesen werden konnte.

• Konzept zur zielgerichteten Beeinflussung des Geräuschcharakters von Fahrzeugen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Hofmann and R. Helber
[A]

Es wird ein bei der DaimlerChrysler AG erarbeitetes Konzept zur zielgerichteten Beeinflus-sung des Geräuschcharakters von Fahrzeugen vorgestellt. Ziel ist es, jede Baureihe bzw. De-sign- und Ausstattungslinie mit einem typischen, unverwechselbaren Innengeräuschcharakter ausstatten zu können, und damit den Fahrspaß zu erhöhen und eine weitergehende Identifika-tion des Kunden mit seinem Fahrzeug zu fördern. Besonderer Schwerpunkt wird auf die Verbesserung des Klangcharakters in sportlichen Fahr-zeugen gelegt. Bei dieser Fahrzeuggruppe ist ein lastabhängiges Geräuschverhalten im Sinne eines positiven Erlebens der Dynamik des Fahrzeugs wünschenswert. Dazu sind insbesondere die vom Antriebsstrang durch Körper- und Luftschallübertragung in den Innenraum eingeleiteten Geräuschbeiträge zu berücksichtigen. Das Konzept zur gezielten Geräuschgestaltung läßt sich in den 3 Phasen unterteilen. In der ersten Phase werden Fahrzeuginnenraumgeräusche im Zeitbereich generiert. Dazu wur-den verschiedene Systeme entwickelt, die auf Transferpfad-Basis eine rechnergestützte, quel-lenbezogene Prognose des Innenraumgeräuschs im Zeitbereich ermöglichen. Durch subjektive Beurteilungen mit Probanden läßt sich das gewünschte Zielgeräusch ermit-teln. Die konstruktive Umsetzung erfolgt durch gezielte Maßnahmen an den entsprechenden Quel-len und/oder ihren Übertragungswegen in den Innenraum. Dies wird anhand von Maßnahmen an der Ansauganlage und der Motorlagerung dargestellt.

Helbig, J.

• Prosodische Alternativeinheiten für ein silbenorientiertes chinesisches Sprachsynthesesystem [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Helbig and H. Ding
[A]

An der TU Dresden wurde ein chinesisches Sprachsythesesystem entwickelt, das auf der Basis der Verkettung silbenorientierten Einheiten arbeitet. Das Silbeninventar wurde aus natürlichen Trägersätzen eines männlichen Sprechers extrahiert. Es umfaßt sämtliche chinesische Sprechsilben einschließlich aller möglichen Vokaltöne in jeweils einer bis drei koartikulatorisch motivierten Varianten. Die prosodische Steuerung des Systems besteht aus einer mit den Vokaltönen überlagerten Satz- bzw. Phrasenintonation sowie einer regelbasierten Dauer- und Tonkoartikulationssteuerung. Obwohl das System eine hohe Verständlichkeit besitzt, wurde bei Evaluationstests die fehlende Natürlichkeit der erzeugten Sprache - insbesondere in Bezug auf Sprechrhythmus und Flüssigkeit - bemängelt. Der Vergleich der inhärenten Lautdauern der Datenbasis mit den Lautdauern aus phonetisch und prosodisch etikettierten, vom gleichen Sprecher gelesenen Texten ergab, daß die Struktur der Silben des Inventars der Struktur der betonten Silben des Lesetextes entspricht. Somit wurden die (häufiger auftretenden) unbetonten Silben in zu synthetisierenden Texten durch die im Inventar enthaltenen Silben nicht adäquat repräsentiert. Die Synthesedatenbasis wurde deshalb mit wichtigen, in unbetonter Position aufgenommenen Silben ergänzt. Dabei konnte ein Verbesserung des Natürlichkeitseindruckes der synthetisierten Sprache festgestellt werden.

Helfer, M.

• Aerodynamische Schallquellen und ihr Beitrag zum Fahrzeugaußengeräusch [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Helfer
[A]

Es ist allgemein bekannt, dass bei niedrigen Fahrzeuggeschwindigkeiten und hohen Motordrehmomenten das Antriebsgeräusch die dominierende Schallquelle am Kraftfahrzeug darstellt und dass dem Reifen-Fahrbahn-Geräusch bei höheren Geschwindigkeiten die größte Bedeutung beigemessen werden muss. Weniger bekannt ist, dass das Umströmungsgeräusch von Fahrzeugen bei Autobahngeschwindigkeiten oft die lauteste Schallquelle darstellt. Messungen in aeroakustischen Windkanälen mit Hilfe akustischer Holographie und anderer Methoden zeigen, dass an der Fahrzeugoberfläche eine Vielzahl von aeroakustischen Quellen wirksam sind, deren Bedeutung sich über der Frequenz verändert. Die Leistung dieser Schallquellen nimmt mit der 6. Potenz der Anströmgeschwindigkeit zu, während das Reifen-Fahrbahn-Geräusch nur mit der 3. bis 4. Potenz der Fahrgeschwindigkeit ansteigt. Dies bedeutet, dass für einige Fahrzeugtypen der A-bewertete Schalldruckpegel schon ab 80 km/h von aeroakustischen Quellen dominiert wird. Neue Untersuchungen zeigen sogar, dass im Falle von Auswertungen im Frequenzbereich die Spektren schon bei noch niedrigeren Geschwindigkeiten von Umströmungslärm beeinflusst sein können.

• Fahrzeugakustik in der Ingenieurausbildung [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Helfer
[A]

Ingenieure mit einer fundierten akustischen Ausbildung sind sowohl bei Fahrzeugherstellern, als auch bei der Zulieferindustrie und den für beide tätigen Dienstleistern sehr gefragt. Besonders die betroffenen Hochschulen sollten daher in ihr Lehrangebot verstärkt Veranstaltungen auf diesem Gebiet aufnehmen. Hierbei sollte das in Vorlesungen vermittelte Fachwissen durch Labors verbreitert und durch Studien- und Diplomarbeiten vertieft werden. Um den sich ständig weiterentwickelnden Methoden der Maschinenakustik Rechnung tragen zu können ist es notwendig, die Ausrüstung der Institute ständig auf modernstem Stand zu halten. Hier kann sich eine Zusammenarbeit mit der Fahrzeugindustrie in Form von gemeinsamen Projekten als sehr positiv erweisen, da die Mittel der Universitäten allein hierfür oft nicht ausreichen. Der speziellen Ausbildung auf dem Gebiet der Fahrzeugakustik sollte eine fundierte Behandlung der Grundlagen der technischen Akustik vorausgehen, das durchaus schon im Grundstudium beginnen kann.

• Messung der Innenraumabsorption bei Pkw für mittlere und höhere Frequenzen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Worreschk, A. Kramer, R. Blumrich and M. Helfer
[A]

Bei akustischen Untersuchungen am Pkw wird im Allgemeinen der Innenraum zumindest für höhere Frequenzen als hoch-absorbierend betrachtet. Dies trifft insbesondere für Annahmen bei der Berechung des Pkw-Innengeräusches zu. Diese Annahme ist für Pkw der Mittelklasse mit Stoff-, Leder- und Teillederausstattung überprüft worden. Hierzu sind detaillierte Messungen mit Impulsanregung im Innenraum durchgeführt worden. Über die Nachhallzeit wurde dann die Absorption bestimmt. Die Ergebnisse zeigen für mittlere bis höhere Frequenzen Absorptionskoeffizienten, die in etwa den Annahmen entsprechen. Sie werden frequenz-abhängig dargestellt.

• Reifen-Fahrbahn-Geräusch und Umströmungsgeräusch von Kraftfahrzeugen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Helfer
[A]

Während gesteigerte Aktivitäten auf dem Gebiet der Antriebs- und Reifen-Fahrbahn-Geräusche bereits in den 1960er und besonders 1970er Jahren zu verzeichnen waren, begann die intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit auf dem Gebiet der Umströmungsgeräusche erst gegen Ende des vergangenen Jahrhunderts. Hierbei lag ein deutlicher Schwerpunkt auf der Reduzierung der Innengeräusche zur Steigerung des Fahrkomforts. Nur wenige Untersuchungen beschäftigten sich mit den aerodynamischen Außengeräuschen. Hierbei handelt es sich jedoch lediglich um Abschätzungen, bei denen nie ein direkter Vergleich zwischen Straßenfahrt und Windkanal durchgeführt wurde. Um zu einer gesicherten Datenbasis zu kommen wird hier zum ersten Mal detailliert für unterschiedliche Fahrzeugtypen aufgezeigt, unter welchen Betriebsbedingungen das aerodynamisch erzeugte Außengeräusch jeweils eine dominierende Rolle spielt und welche Hauptgeräuschquellen hierfür verantwortlich sind. Hierzu wurden bei mittleren und hohen Geschwindigkeiten Messungen im aeroakustischen Windkanal und auf Testgeländen durchgeführt.

• Der Einfluss turbulenter Strömung auf das Fahrzeuginnengeräusch - ein Vergleich zwischen Straßen- und Windkanalmessung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Riegel, J. Wiedemann and M. Helfer
[A]

Die Entwicklung bezüglich des Windgeräusches im Innenraum von Fahrzeugen erfolgt vorzugsweise in aeroakustischen Windkanälen unter reproduzierbaren Strömungsverhältnissen. Die Strömung im Stuttgarter 1:1-Windkanal weist beispielsweise bei leerer Messstrecke einen Turbulenzgrad Tu kleiner als 0,3% auf. Das durch die Umströmung des Fahrzeugs verursachte Windgeräusch ist abhängig von Geschwindigkeit und Richtung der Anströmung. Der Strömungsvektor ist unter realen atmosphärischen Bedingungen jedoch örtlich und zeitlich nicht konstant. Bei Straßenmessungen ergibt sich der Anströmungsvektor aus der vektoriellen Überlagerung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der atmosphärischen Windgeschwindigkeit. Aufgrund der unterschiedlichen klimatischen Bedingungen und örtlichen Verhältnisse (z.B. Bäume, Leitplanken, Fahrzeuge und Bodenerhebungen) variieren die Strömungsverhältnisse und Turbulenzgrade sehr stark. Geschwindigkeitsänderungen wirken sich auf das Innengeräusch in einer Änderung des Schalldruckpegels aus, das Schallsignal wird also amplitudenmoduliert. Eine Änderung der Anströmungsrichtung hat dagegen eine Änderung der Frequenzzusammensetzung zur Folge, da sich die lokalen Umströmungsverhältnisse am Fahrzeug bei Schräganströmung (z.B. A-Saeule, Spiegel) verändern. Das Innengeräusch erfährt in diesem Fall (neben der Amplitudenmodulation) eine Frequenzmodulation. Die niederfrequenten Amplitudenmodulationen werden vom menschlichen Gehör besonders empfindlich als fluktuierendes Geräusch wahrgenommen und können vom Menschen als unangenehmer empfunden werden im Vergleich zu konstanten Geräuschen. Für die Entwicklungsarbeit im Windkanal gilt es zu klären, inwieweit Turbulenzen in der Anströmung Einfluss auf die gemittelten Geräuschspektren haben, und ob die turbulente Strömung für die Entwicklungsarbeit bezüglich des Windgeräusches relevant ist. Hierfür werden Möglichkeiten zur Simulation realitätsnaher Anströmbedingungen im Windkanal erörtert.

Hellbrück, J.

• Memory Effects in Sound Evaluation [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Hellbrück
[A]

While basic psychoacoustics and auditory physiology have become prospering fields yielding good results, the study of cognitive effects in sound evaluation is still at the very beginning. For instance, only little is known about cognitive processes underlying the temporal integrationof loudness of non-staedy state sounds. However, there is a need to account for attention and memory processes when the perceived average loudness of long-term level-fluctuating noise, i.e. time-varying sounds with durations of several minutes and more, is of interest. Though research on perceived average loudness has been considerably pushed by Namba and Kuwano from Osaka University, as well as by Fastl from the Technical University of Munich - the pioneers in the field of subjective evaluation of non-steady state sounds-, the influence of cognitive factors such as selective attention, short-term, and long-term memory on perceived average loundness has not been systematically investigated yet. In this paper, first, a theoretical framework on the role of cognitive factors, in particular memory effects, in loudness evaluation will be presented. Second, some preliminary experimental results are presented showing how categorical loudness judgements on ordinary streams of enviromental sounds, particularly road traffic noise and railroad noise, depend on memory. Practical implications are discussed.

• Untersuchungen zur psychophysischen Skalierung der Angenehmheit von Umweltgeräuschen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Zeitler and J. Hellbrück
[A]

Die Gestaltung und Optimierung von Produktgeräuschen hat im Rahmen des Sound Engi-neering stark an Bedeutung gewonnen. Elementare psychoakustische Größen wie Lautheit, Rauhigkeit oder Schärfe lassen sich heute mit entsprechenden Analysesystemen zufriedenstellend berechnen. Dagegen kommt die ganzheitliche Geräuschqualität durch das Zusammenwirken verschiedener Schallattribute zustande, beinhaltet kognitive und emo-tionale Aspekte, und kann somit nur in zusätzlichen Hörversuchen angemessen bewertet werden. Damit stehen Akustiker häufig vor dem Problem der Auswahl geeigneter psy-chometrischer Methoden. Im ersten Teil der experimentellen Studie werden verschiedene Verfahren der direkten Skalierung (unipolare und bipolare Kategorienskala, Verfahren der Größenschätzung) mit einer nach Thurstone aus Dominanzpaarvergleichsurteilen berech-neten Skala verglichen. Bei den verwendeten Schallen handelte es sich um Geräuschab-schnitte aus verschiedenen Alltagsbereichen (Fahrzeuge, Haushaltsgeräte, Elektrowerk-zeuge, Musikinstrumente u.a.) mit einer Dauer von etwa 5 Sekunden. Es zeigt sich eine hohe Übereinstimmung zwischen direkter und indirekter Skalierung sowie auch zwischen Kategorienskalierung und Größenschätzung. Ferner deuten die Ergebnisse die besondere Eignung der Kategorienskalierung an, sofern die Schalle hinsichtlich ihrer Angenehmheit weit streuen. Bei der Kategorienskalierung verdient die Kontextabhängigkeit der Urteile besondere Beachtung. Im einem weiteren Experiment wurde daher der experimentelle Kontext durch Veränderung der Bandbreite der Stimuli auf der Angenehmheitsdimension variiert. Die daraus resultierenden Effekte werden vor dem Hintergrund von Bezugssy-stemtheorien diskutiert.

• Verbal short-term memory performance is often but not always reduced by background speech and music – experiments exploring the Irrelevant Sound Effect (ISE) [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Schlittmeier, J. Hellbrück and M. Klatte
[A]

Als Irrelevant Sound Effekt (ISE) wird das Phänomen bezeichnet, dass das kurzzeitige Behalten einer Reihe visuell dargebotener unverbundener Items (Ziffern oder Konsonanten) bei gleichzeitiger Präsentation bestimmter, für die Behaltensaufgabe irrelevanter Hintergrundschalle gestört wird. Nur ansatzweise untersucht ist bislang die Frage, wie irrelevanter Hintergrundschall auf das Behalten akustisch präsentierter Informationen wirkt. In unseren Experimenten zeigen wir, dass irrelevanter Hintergrundschall sich auf das Kurzzeitgedächtnis unverbundener Items unterschiedlich auswirkt, und zwar je nachdem, ob die Informationen visuell oder auditiv dargeboten werden. Bei visueller Darbietung der Informationen stört insbesondere Sprachschall, aber auch Musik, die starke zeitliche Veränderungen aufweist. Bei auditiver Darbietung jedoch ist die Störwirkung nur auf Sprachschall beschränkt. In einem weiteren Experiment wurde untersucht, ob bei auditiv präsentierten Items die Störwirkung des sprachlichen Hintergrundschalls auf eine Beeinträchtigung während der Enkodierung des Behaltensmaterials (z.B. vermehrte Höranstrengung) zurückgeführt werden kann. Es konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass dies unter den gegebenen Signal-Rausch-Verhältnissen nicht der Fall ist, sondern die Beeinträchtigung im Arbeitsgedächtnis zu lokalisieren ist. Diese Ergebnisse haben praktische Implikationen für die Gestaltung von Arbeitsplätzen, wo visuelle und/oder akustische Informationen mental zu verarbeiten sind, während gleichzeitig sprachlicher oder nichtsprachlicher Hintergrundschall einwirkt (z.B. Großraumbüro, Lernumwelten, verschiedene Bereiche bei der Mensch-Maschine-Kommunikation).

• Einfluss der Bedeutung auf die Lautstärkebeurteilung von Umweltgeräuschen [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Zeitler, H. Fastl and J. Hellbrück
[A]

Im Bereich des Sound Quality Engineering kommt dem Lautstärkeeindruck eine besondere Bedeutung zu. So kann insbesondere bei Geräuschen mit hohen Intensitäten bereits durch eine Reduzierung des Lautstärkepegels oftmals eine deutliche Verbesserung der Geräuschqualität und somit der Akzeptanz eines Produktes erreicht werden. Zur gehörrichtigen Bestimmung der Lautstärke empfiehlt sich die Lautheitsberechnung nach Zwicker (DIN 45631 bzw. ISO 532 B), die heute Bestandteil vieler kommerziell erhältlicher Schallanalyseprogramme ist. Von psychologischer Seite stellt sich die Frage, inwieweit die instrumentelle Lautheitsbestimmung mit dem tatsächlichen Wahrnehmungseindruck übereinstimmt, insbesondere wenn man davon ausgeht, dass die Bedeutung eines Schallereignisses für eine Person einen Einfluss auf deren Lautstärkeurteil haben kann. Um diese Frage empirisch zu untersuchen, wurde im Hörversuch die Lautstärke eine Serie von 25 Umweltgeräuschen verschiedenster Herkunft von zwei unabhängigen Versuchspersonenstichproben zum einen im Original und zum anderen in einer ''bedeutungsneutralen'' Version mittels Kategorienunterteilungs-Verfahren skaliert. Dafür wurde auf die Originalgeräusche eine kürzlich an der Technischen Universität München entwickelte Methode angewendet, bei der die Lautheits-Zeitfunktionen gleich bleiben, jedoch die Schallquellen infolge einer speziellen FTT-Prozedur (Fastl, 2001) nicht mehr identifiziert werden können. Die varianzanalytische Auswertung der Lautstärkeurteile erbrachte bei der überwiegenden Mehrzahl der Geräusche keinen signifikanten Effekt dieser Manipulation, bei den vier unterschiedlich bewerteten Geräuschen wurden jeweils die Originalversionen lauter beurteilt. Ferner zeigt sich erwartungsgemäß ein hoher korrelativer Zusammenhang zwischen den mittleren Lautstärkeurteilen und den berechneten Lautheitswerten.

• Detrimental Effects of Traffic Noise on Basic Cognitive Performance in Adults [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Schmid and J. Hellbrück
[A]

Noise is one of the most serious environmental problems. Especially traffic noise has been permanently increasing in the last decade, and is expected to grow dramatically in the near future. Particularly at working places such as bureaus or schools, which are situated nearby highly frequented routes, traffic noise is becoming more and more a reason for complaints.

The results of preliminary experiments investigating basic cognitive functions, which are important in mental work, like attention, encoding or memory, are reported. These cognitive functions show differential sensitivity toward certain aspects of traffic noise, especially its loudness and spectral-temporal structure. The findings are interpreted in relation to the well examined influence of speech-based noise on such tasks.

So far, it can be shown that the crucial parameter of traffic noise contrary to background speech is first of all its sound pressure level, but also its temporal structure. Additionally, the impact of traffic noise depends on the nature of the cognitive requirements. Especially tasks that demand more central executive functions seem to be sensitive for interferences caused by traffic noise.

These results are discussed with respect to deductions for noise abatement.

• Impact of Office Noise, Irrelevant Speech and Music on Short-Term Memory Performance [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Schlittmeier and J. Hellbrück
[A]

Verbal short-term memory performance is impaired by irrelevant background sound so far as the irrelevant speech and non-speech sounds are characterized by distinct temporal-spectral variations (e.g. narration, instrumental music with prominent staccato passages). This empirical robust effect is well-known as Irrelevant Sound Effect (ISE). It has practical implications for workplaces such as open-plan offices, call-centers and classrooms. At such places people have to conduct mental work in ambient speech noise or office noise (telephone ringing, printer noise and so) which often shows temporal and spectral variations. In our contribution we present results of several experiments which investigate impacts of such noise on a memory span task. In the first series of experiments we were able to show, that memory span of visually presented digits is significantly disrupted by background speech as well as by instrumental staccato music, but not by legato music and pink noise. In additional experiments we found the same results for the memory span of auditorily presented items, although these items were presented in a signal-to-noise ratio which allowed perfect intelligibility. In a third series of experiments, we investigated the effect of office noise including speech, telephone ringing and other typical open-plan office sounds on memory span for visually and auditorily presented items as well. Our results demonstrate that the detrimental effects of untreated office noise on short-term memory performance can be reduced by superimposing the office noise with pink noise or instrumental legato music.

• Hören, Kognition und Verhalten - Psychoakustik aus Sicht der Psychologie [DAGA 2005 (München)]
  J. Hellbrück
[A]

Die Psychoakustik beschreibt die Zusammenhänge zwischen akustischen Reizen und den dadurch beim Menschen hervorgerufenen Empfindungen. Psychologie ist die Wissenschaft vom Erleben und Verhalten. In diesem Beitrag wird versucht, Psychoakustik mit kognitions- und verhaltenspsychologischen Funktionen in Beziehung zu setzen und die daraus resultierenden Implikationen für die Mensch-Maschine-Kommunikation beispielhaft zu diskutieren. Dabei werden eigene Forschungsergebnisse und Entwicklungen referiert. Diese betreffen vor allem Wirkungen von irrelevantem Hintergrundschall auf Prozesse des phonologischen Kurzzeitgedächtnisses und Prozesse der zentralen Exekutive (bewusste Entscheidungsprozesse). Hier zeigt sich, dass Hintergrundschall mit ausgeprägter zeitlicher Charakteristik in einer sehr spezifischen Weise das serielle Kurzzeitbehalten sprachlicher Items signifikant beeinträchtigt, und zwar unabhängig von deren Lautstärke. Aufgaben jedoch, die insbesondere zentral-exekutive Prozesse erfordern, erweisen sich eher als anfällig für die Lautstärke des Schalls. Diese Befunde werden anhand von Modellen der menschlichen Informationsverarbeitung erklärt. Praktische Implikationen, beispielsweise für bestimmte Büroarbeitsplätze aber auch für Fahrerinformations- und -assistenzsysteme werden diskutiert. In diesem Zusammenhang werden über die eigenen Untersuchungen hinausgehend weitere Phänomene und Effekte zur Sprache kommen, die für die Bedeutung der auditiven Wahrnehmung für kognitive Prozesse und Verhalten im Rahmen der Mensch-Maschine-Kommunikation relevant sind.

• Lärm in der schulischen Umwelt und kognitive Leistungen von Grundschulkindern Teilprojekt B: Kognitionspsychologische Untersuchungen [DAGA 2005 (München)]
  M. Klatte, M. Wegner and J. Hellbrück
[A]

Befragungen von Lehrkräften sowie akustische Messungen in Schulräumen zeigen, dass schulisches Lernen und Lehren oftmals durch ungünstige akustische Bedingungen (lange Nachhallzeiten, hohe Störgeräuschpegel) erschwert wird. Aus experimentellen Studien mit erwachsenen Probanden ist bekannt, dass Lärm schon bei mittleren Intensitäten zu Beeinträchtigungen der mentalen Leistungsfähigkeit führen kann. Diese Lärmwirkungen sind bei Kindern wesentlich stärker ausgeprägt als bei Erwachsenen. Lärm beeinträchtigt Aufmerksamkeits- und Arbeitsgedächtnisprozesse, die für die laut- und schriftsprachliche Entwicklung von maßgeblicher Bedeutung sind. Es muss daher vermutet werden, dass ungünstige Hörbedingungen in Wohn- und Lernumwelten von Kindern zu dauerhaften Störungen in diesen Entwicklungsbereichen führen. Im Rahmen des Projekts ''Lebensgrundlagen und ihre Sicherung'' des Landes Baden-Württemberg (BWPlus) werden im Frühjahr 2005 etwa 350 Grundschulkinder untersucht, die sich hinsichtlich der akustischen Bedingungen in Schule und Wohnumwelt unterscheiden. Hierdurch sollen akute und chronische Wirkungen der Lärmbelastung auf die kognitiven Leistungen der Kinder analysiert werden. Die Durchführung dieses Projekts erfolgt in einem interdisziplinären Team von PsychologInnen und Bau- und Raumakustikern (s. Beitrag von Seidler et al.; Teilprojekt A). In dem Vortrag sollen aktuelle Forschungsbefunde zur Wirkung von Lärm auf Kinder berichtet und die daraus resultierende Planung für die Feldstudie diskutiert werden.

• Auswirkungen von Verkehrslärm und Hintergrundsprechen auf das Lesen und Verstehen von Texten [DAGA 2005 (München)]
  A. Liebl and J. Hellbrück
[A]

Gemäß Untersuchungen zur Wirkung von Umgebungseinflüssen am Arbeitsplatz klagen bis zu 54% (z.B. Sundstrom, Town, Rice, Osborn und Brill, 1994) der befragten Mitarbeiter in Büroumgebungen über häufige Störungen ihrer Arbeit durch Lärm.

Zu den typischen Lärmquellen am Arbeitsplatz zählen der durch Gespräche von Mitarbeitern verursachte Hintergrundschall, sowie der durch die Fenster dringende Straßenverkehrlärm.

Trotz eines moderaten Pegels am Arbeitsplatz kann dieser Lärm kognitive Leistungen beeinträchtigen. Gestört fühlen sich Menschen vor allem bei komplexen kognitiven Tätigkeiten, bei welchen umfangreiche Informationen aufgenommen, gespeichert und unter Einsatz verschiedener kognitiver Operationen verarbeitet werden müssen.

Eine alltagsnahe komplexe Aufgabe ist das Lesen bzw. Textverstehen. Hierbei hat der Leser verschiedene kognitive Teilfunktionen zu erbringen. Worte müssen erkannt und verbale Informationen im Arbeitsgedächtnis zur syntaktischen und semantischen Verarbeitung zwischengespeichert werden, um schließlich Textinformationen in die Wissensbasis zu integrieren.

Die genannten Leistungen wurden in einer Experimentalreihe auf die jeweilige Störanfälligkeit gegenüber Hintergrundsprechen und Verkehrslärm untersucht. Die Experimente weisen zum einen nach, dass die genannten Aufgaben in unterschiedlicher Weise durch Hintergrundsprechen und Verkehrslärm beeinträchtigt werden. Da neben Leistungsparametern auch subjektive Empfindungsmaße erhoben wurden, kann zum anderen gezeigt werden, dass bei der Evaluation und Gestaltung von Büroarbeitsplätzen objektive wie subjektive Daten berücksichtigt werden müssen, da teilweise divergente Effekte zu beobachten sind.

• Feldstudie zur Akustik in Schulen und ihrer Wirkungen auf Kinder Teil 2: Ergebnisse aus kognitiven Leistungstests und Fragebogendaten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Klatte, M. Wegner and J. Hellbrück
[A]

Ergebnisse aus laborexperimentellen Untersuchungen weisen darauf hin, dass Kinder durch ungünstige Hörbedingungen wesentlich stärker beeinträchtigt werden als Erwachsene. Störgeräusche und Nachhall erschweren das Hörverstehen und interferieren mit Aufmerksamkeits- und Gedächtnisprozessen, die für das schulische Lernen von maßgeblicher Bedeutung sind. In diesem Beitrag wird eine Feldstudie zur Wirkung der schulischen ''Hörumwelt'' auf die Leistungen und das subjektive Befinden von Kindern vorgestellt. An der Studie nahmen Erst- und Zweitklässler aus 21 Schulklassen teil. Die Stichprobe wurde aufgrund bau- und raumakustischer Kriterien rekrutiert (s. hierzu Beitrag von Seidel et al.). Die Datenerhebung erfolgte im Juni und Juli 2005. Erfasst wurden die Lese- und Rechtschreibleistungen der Kinder sowie grundlegende auditive und kognitive Funktionen (Hörverstehen, Kurzzeitgedächtnis, phonologische Bewusstheit). Weiterhin wurden soziale und emotionale Faktoren des Schulbesuchs (Schuleinstellung, Klassenklima, Lernfreude etc.) und die subjektive Lärmbelastung anhand von kindgerecht gestalteten Fragebögen erhoben. Erste Datenanalysen deuten auf hypothesengemäße Zusammenhänge zwischen akustischen Messgrößen und spezifischen Aspekten der Befragungs- und Leistungsdaten hin. Diesbezügliche Ergebnisse werden berichtet und Konsequenzen für die akustische Gestaltung von Lernumwelten diskutiert.

• Wahrnehmung und Wirkung von Schall - Akustik zwischen Physik und Psychologie [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Hellbrück
[A]

Man kann sich kaum zwei gegensätzlichere Fachdisziplinen vorstellen als Physik und Psychologie. In der Akustik ergänzen sich die beiden Wissenschaften jedoch in fruchtbarer Weise. Dies trifft bekanntermaßen für die Psychoakustik zu, aber auch - und dies ist weniger bekannt - für Forschungs- und Anwendungsgebiete, in denen Wirkungen von Schall auf Verhalten und kognitive Funktionen des Menschen untersucht werden. Natürlich liegen Schallwirkungen, insbesondere Belästigungsreaktionen auf Lärm, auch nicht-akustische Varianzquellen zugrunde, wie etwa die Einstellung gegenüber der Schallquelle. In diesem Vortrag stehen jedoch Schallwirkungen im Vordergrund, die einen relativ engen Zusammenhang mit physikalischen Eigenschaften des Schalls aufweisen. Es geht in erster Linie um Wirkungen auf kognitive Funktionen, wie Aufmerksamkeit, Kurzzeitgedächtnis und Schlussfolgerungsprozesse. Eine Einordnung dieser Schallwirkungen erfolgt im Rahmen kognitionspsychologischer Modelle. Dabei wird Bezug auf experimentelle Ergebnisse der Grundlagenforschung genommen. Ausgehend von den theoretischen Grundlagen werden ingenieurwissenschaftliche Anwendungen beschrieben. Hierbei werden beispielhaft Untersuchungsergebnisse zu Wirkungen von Verkehrslärm sowie zu Auswirkungen von Büroakustik und Klassenraumakustik auf kognitive Leistungen in Arbeits- und Lernumwelten skizziert. Vor dem Hintergrund wahrnehmungs- und kognitionspsychologischer Rahmenmodelle und Konzepte werden auch akustische Warn- und Informationssignale diskutiert, die unter dynamischen Umweltbedingungen zum Einsatz kommen können, etwa beim Führen eines Kraftfahrzeugs. Wahrnehmbarkeit, inhärente und gelernte Bedeutung der Signale, wahrgenommene Dringlichkeit und Handlungslenkung spielen hier eine Rolle. Abschließend wird das ergonomische Potenzial einer zukunftsweisenden ingenieurpsychologischen Akustik ausgelotet, die gleichermaßen physikalisch wie psychologisch begründet ist.

• Hintergrundsprache unterschiedlicher Sprachverständlichkeit in Büroumwelten: Objektive Leistungsdaten versus subjektive Beurteilungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Schlittmeier, A. Liebl, J. Hellbrück, R. Thaden and M. Vorländer
[A]

Lärm ist eine der häufigsten Quellen von Beschwerden von Büroangestellten. Insbesondere Hintergrundsprache wird als störend bzw. belästigend erlebt. Dementsprechend wird bei der akustischen Gestaltung von Büroumwelten darauf fokussiert Verständlichkeit und Pegel von Hintergrundsprache zu reduzieren. Aber kann mittels solcher Maßnahmen die leistungsbeeinträchtigende Wirkung von Hintergrundsprache tatsächlich gemindert werden?

Im Vortrag werden Experimente präsentiert, die diese Frage für verschiedene kognitive Basisfunktionen untersuchen, namentlich für das verbale Arbeitsgedächtnis, die Konzentration (Daueraufmerksamkeit) und das verbal-logische Schlussfolgern. Mithilfe einer bauakustischen Auralisation wurden Sprachschalle erzeugt, wie sie in einem Raum hörbar wären, wenn der Sprecher im Nebenraum säße. Die Wahl zweier unterschiedlicher Verläufe der Schalldämmung führte zu zwei Sprachsignalen, die im Pegel deutlich reduziert (35 dB(A)) waren und eine sehr gute bzw. schlechte Sprachverständlichkeit aufwiesen. Ihr Einfluss auf die genannten kognitiven Basisfunktionen wurde sowohl mit dem unbehandelter Sprache (55 dB(A), hohe Sprachverständlichkeit) sowie mit der Leistung unter Ruhe verglichen. Zusätzlich zu diesen objektiven Leistungsdaten wurden subjektive Beurteilungen erhoben.

Unsere Experimente zeigen, dass auch sehr leise aber gut verständliche Hintergrundsprache kognitive Leistung stört; eine signifikante Minderung ihrer Störwirkung ist nur durch eine zusätzliche Reduktion der Sprachverständlichkeit erreichbar. Im Gegensatz dazu wird in den subjektiven Urteilen eine Pegelabsenkung stark, eine Reduktion der Sprachverständlichkeit aber nur marginal honoriert. Auch wird die sehr leise Sprache mit schlechter Sprachverständlichkeit noch als signifikant störend erlebt, obwohl für sie keine signifikante leistungsbeeinträchtigende Wirkung auf die kognitive Leistung nachweisbar ist. Da sich objektive Leistungsdaten und subjektive Urteile ergänzen (und nicht redundant sind), sind beide bei der Gestaltung akustischer Büroumwelten zu berücksichtigen.

• Ein Algorithmus zur Vorhersage des Irrelevant Sound Effects [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Weissgerber, S. Schlittmeier, S. Kerber, H. Fastl and J. Hellbrück
[A]

Die verbale Arbeitsgedächtnisleistung wird durch bestimmte Hintergrundschalle signifikant gestört. Beispielsweise kann eine Ziffernfolge unter Sprache oder Staccato-Musik wesentlich schlechter behalten werden als in Ruhe, wohingegen beispielsweise Legato-Musik kaum stört. Da die Hintergrundschalle für die Ziffernfolge keine Relevanz haben, wird dieser Effekt häufig als Irrelevant Sound Effect (ISE) bezeichnet. Zum ISE liegen zahlreiche Daten aus kognitionspsychologischen Experimenten vor.

Im Poster wird - basierend auf der instrumentellen Messung der Hörempfindung Schwankungsstärke - ein Algorithmus vorgestellt, der die Ergebnisse der Experimente zum ISE, also die durch Hintergrundschalle verminderte Behaltensleistung, nachbildet. Als Datenbasis dienten die Leistungsdaten zu etwa 50 Hintergrundschallen, die in kognitionspsychologischen Experimenten an der KU Eichstätt-Ingolstadt gemessen wurden. In über 90% der Fälle kann der Algorithmus diese Ergebnisse im Rahmen der Wahrscheinlichen Schwankungen nachvollziehen.

In einem live-Experiment können sich Besucher des Posters die Versuchsanordnung zum Irrelevant Sound Effect in wenigen Minuten erläutern lassen oder bei etwas mehr Zeit (15 Min) den ISE selbst erleben.

Helleman, H.

• On the Audibility of Spatial Reflection Changes in Relation to WFS [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M.M. Boone and H. Helleman
[A]

The WFS-principle is very well suited for sound rendering over a large listening area without the limitations by a sweet spot. Even with the simplification of using line arrays of loudspeakers, the resulting 2.5-D solution gives reliable results in many situations. Source directions are maintained correctly as a result of the accurate wave front and distance perception by the addition of spatially correct reflection and reverberation patterns. In relation to the latter an important question is how accurate the recording or synthesis of spatial reflections and reverberation must be for a perceptual transparent reproduction with WFS. A preliminary study has been carried out to find the threshold of audibility of spatial variations in the position of a single reflection. It was found that the minimum audible distance variation of a single reflection is 1 - 2 m, or 5 - 10 degrees, depending on the spatial configuration, and whichever is the largest. From that result preliminary conclusions can be drawn about the necessary resolution in recording and synthesis of reflection patterns for WFS rendering.

Hellmann, A.

• Auditive Distanzlokalisation und der Effekt von Kopfbewegungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Hellmann
[A]

Bei der auditiven Distanzlokalisation wird vor allem monaurale Information genutzt. Die wichtigsten Cues sind der Pegel sowie das Spektrum und die Relation von Direktschall zu reflektiertem Schall am Ohr des Hörers, die sich mit der Entfernung der Schallquelle ändern. Es wurde gezeigt, dass Bewegungen des Wahrnehmenden auf die Schallquelle zu die Distanzlokalisation verbessern können. Bei der Richtungslokalisation dagegen wird vor allem binaurale Information genutzt. Drehbewegungen des Kopfes verändern die zur Verfügung stehende binaurale Information, und es wurde gezeigt, daß die Richtungslokalisation bei frei beweglichem Kopf besser ist als bei fixiertem Kopf. In einem Experiment wurde der Effekt von Kopfbewegungen auf die auditive Distanzlokalisation untersucht. Dazu wurden jeweils nacheinander zwei identische Geräusche (weißes Rauschen) aus verschieden weit entfernten Lautsprechern in der Medianebene dargeboten. Die Versuchsperson gab ein Urteil darüber ab, welches der Geräusche weiter entfernt war. Die Lautsprecherdistanzen wurden variiert. Der Kopf der Versuchsperson war in den zwei experimentellen Bedingungen entweder fixiert, oder er war frei beweglich. Insgesamt wurden ca. 60% richtige Antworten gegeben, und die Lokalisationsleistung ist bei fixiertem und bei frei beweglichem Kopf gleich. Werden die Versuchspersonen aufgrund ihrer Lokalisationsleistung anhand des Medians aufgeteilt in ''gute'' und ''schlechte'' Lokalisierer, ergibt sich folgendes Resultat: Der Effekt von Kopfbewegungen ist signifikant unterschiedlich bei guten und bei schlechten Lokalisierern: Gute Lokalisierer sind mit Kopfbewegungen tendenziell schlechter als ohne, schlechte Lokalisierer dagegen sind mit Kopfbewegungen tendenziell besser als ohne.

Hellmann, D.-H.

• Geräuschuntersuchungen an Radialgebläsen in ein- und zweistufiger Bauart [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Weber and D.-H. Hellmann
[A]

Der vorliegende Artikel befasst sich mit Geräuschuntersuchungen an Radialgebläsen mit einer spezifischen Drehzahl nq = 20 1/min. Die untersuchten Gebläse werden zur Verbrennungsluftversorgung von Gas-Brennwertkesselthermen eingesetzt. Der zur Durchführung der Messungen erforderliche Prüfstand entspricht der Richtlinie EN 25 163 (Kanalverfahren, einseitig angeschlossen) und wurde in einem reflexionsarmen Raum aufgebaut. Der druckseitig angeschlossene Messkanal mündet in einem reflexionsarmen Abschluss. Das verwendete Messgerät zur Bestimmung des Schalldruckes im Kanal besteht aus einer von außen am Kanal angebrachten Sonde, in welcher das Mikrofon aufgenommen ist (sog. Hubert-Sonde). Es werden Messergebnisse zur Analyse des Drehklang- und Rauschanteils des von den Gebläsen emittierten Schalls vorgestellt. Anhand dieser Daten werden akustische Modellgesetze aufgestellt. Um den Einfluss der Anzahl der Gebläsestufen (ein- und zweistufig) auf das akustische Verhalten zu untersuchen, wurden die Gebläse in vergleichbaren Betriebspunkten (Lieferzahl und Druckzahl) und bei allerdings variierter Umfangsgeschwindigkeit u betrieben. Mithilfe des -zweistufigen- Gebläses können je nach Auslegung die im folgenden beschriebenen Eigenschaften, mit spezifischen Vorteilen in der Anwendung, beeinflusst werden. Somit ist eine höhere spezifische technische Arbeit, eine größere Steigerung der Kennlinien-Steilheit oder eine Verringerung der Geräusch-Entwicklung im Vergleich zur einstufigen Bauweise möglich. Die getroffenen Aussagen sollen hier bei konstant gehaltener Gebläse-Drehzahl n gelten, um die Variation der Parameter einzuschränken. Der entstehende, höhere Bau- und somit Kostenaufwand muss dem technologischen Vorteil gegenübergestellt werden.

Hellmig, M.

• Abschirmende Wirkung von Schallschutzwänden bei Vorbeifahrten verschiedener Zugarten [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H. Wende, B. Barsikow and M. Hellmig
[A]

Bei Vorbeifahrten schnellfahrender Reisezüge werden Überschätzungen der Einfügungsdämpfung von Hindernissen befürchtet, da mit zunehmender Geschwindigkeit der Geräuschanteil aerodynamischer Schallquellen wächst und die Höhe dieser Quellen von der des Rollgeräusches abweicht. Um mögliche Abweichungen zu erfassen und Grundlagen für eine Novellierung der Berechnungsvorschrift zu erarbeiten, hat das Umweltbundesamt im Rahmen des Umweltforschungsplanes u.a. konventionelle Messungen an bestehenden Hochgeschwindigkeitsstrecken durchführen lassen. Dabei erfolgten zunächst Messungen an benachbarten Meßorten mit und ohne Wand bei den Vorbeifahrten derselben Züge verschiedener Zugarten. Bei diesem Vorgehen sind allerdings verfälschende Einflüsse zu beachten, die sich durch die unterschiedliche Beschaffenheit (je nach Abnutzung) der Gleise und nicht immer identische topografische Bedingungen ergeben. Im Spätsommer 2000 bestand die Chance, Messergebnisse ohne die oben erwähnten Einflüsse zu gewinnen und die Validität der bisherigen Ergebnisse zu überprüfen, da an einem Messort an der Schnellfahrstrecke Hannover-Würzburg aufgrund von Schäden eine vorhandene Schallschutzwand (bzw. deren Reste) demontiert und durch eine neue ersetzt werden musste. Über die Ergebnisse dieser Messungen wird berichtet.

• Schallquellenlokalisierung bei Vorbeifahrten von Kraftfahrzeugen mittels eines zweidimensionalen Mikrofon-Arrays [DAGA 2003 (Aachen)]
  B. Barsikow and M. Hellmig
[A]

Im Rahmen eines von der Bundesanstalt für Straßenwesen geförderten Forschungsvorhabens wurden die relevanten Schallquellen von Kraftfahrzeugen (Limousine, Van, Kleintransporter) während Vorbeifahrten mit 80 bis maximal 180 km/h mittels eines zweidimensionalen Mikrofon-Arrays lokalisiert. Das dabei verwendete so genannte ''Snowflake''-Array besteht aus 124 Mikrofonen, die mit Doppel- und Dreifachbelegung der Mikrofonpositionen drei Unter-Arrays für Analysen in verschiedenen Frequenzbereichen bilden. Die Mikrofonsignale wurden simultan mit dem Signal einer Lichtschranke (zur Geschwindigkeitsbestimmung und Synchronisierung der Mikrofonsignale mit der Fahrzeugposition) und dem Signal eines Kontrollmikrofons in 7,5 m Entfernung (zur Dokumentation der Gesamtemission) von einem 128-kanaligen Datenerfassungssystem aufgezeichnet. Die Versuchsfahrten fanden auf dem Testoval des EuroSpeedway Lausitz statt. Ziel der Untersuchungen ist es, den akustischen Schwerpunkt der Gesamtemission für die einzelnen Fahrzeuge zu bestimmen. Insbesondere ist die Schwerpunkthöhe in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit von Interesse. Es kann nämlich vermutet werden, dass sich diese mit steigender Geschwindigkeit zu größeren Höhen verschiebt, als sie mit 0,5 m über der Fahrbahn von der RLS-90 geschwindigkeitsunabhängig angenommen wird. Verantwortlich hierfür sind aerodynamische Schallquellen, von denen ein Teil Emissionsorte deutlich höher als 0,5 m über der Fahrbahn besitzt (insbesondere bei Vans, Kleintransportern, usw.). Über die Ergebnisse dieser Untersuchung soll in Form von ein- und zweidimensionalen Pegelverteilungen für die einzelnen Fahrzeuge berichtet werden.

• Berücksichtigung von weiteren Schallquellen in einer neuen Schall 03 [DAGA 2005 (München)]
  B. Barsikow and M. Hellmig
[A]

Während das Rollgeräusch die Schallabstrahlung von Eisenbahnen in einem weiten, mittleren Geschwindigkeitsbereich dominiert, sind sowohl bei geringen als auch bei hohen Geschwindigkeiten noch weitere Geräusch-komponenten maßgeblich an der Gesamtemission beteiligt. Zu diesen zählen Antriebs- und Aggregategeräusche sowie insbesondere Schallquellen aerodynamischen Ursprungs. Im Gegensatz zur derzeit gültigen Schall 03 sollen auch diese Quellen bei Prognosen mittels einer neuen Schall 03 in die zu berechnenden Immissionspegel eingehen. Deren Berücksichtigung und vor allem deren Lage in den Höhenkategorien 0, 4 und 5 m über SO lässt im Vergleich zu früheren Prognosen eine wesentlich genauere Berechnung der Einfügungsdämpfung von Schallschutzwänden erwarten.

So ergibt sich der bei 200 km/h beginnende, deutliche Rückgang der Wirkung von Schallschutzwänden bei Vorbeifahrten von Hochgeschwindigkeitszügen durch Ansatz der so genannten hochliegenden Schallquellen. Dazu gehören die Wippen und Fußbereiche der Stromabnehmer, wobei verschiedene Bauarten, Betriebszustände und deren Fahrzeugkoordinaten berücksichtigt werden. Hinzukommen gegebenenfalls weitere Schallquellen auf Dachhöhe sowie dieser Höhe zugeordnete Lüfter. Bei den Lüftern wird das Ventilatorgeräusch und das an den Abdeckgittern entstehende aerodynamische Geräusch unterschieden. Erkenntnisse zu den Emissionspegeln und Schalldruckspektren der genannten Quellen wurden in den letzten Jahren insbesondere an ICE- sowie an Güterzügen der DB AG mittels unterschiedlich konfigurierter Mikrofon-Arrays gewonnen. Typische Oktavspektren und Emissionspegel dieser Quellen sollen im vorliegenden Beitrag dargestellt werden.

• Schwachstellenanalyse an einem Fenster mittels eines zweidimensionalen Mikrofon-Arrays [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Barsikow, M. Hellmig and A. Jakob
[A]

Am Fensterprüfstand des Instituts für Technische Akustik der TU Berlin wurde ein prinzipieller Versuch unternommen, inwieweit ein zweidimensionales Mikrofon-Array in der Lage ist, im Empfangsraum, d. h. im diffusen Schallfeld, die eventuellen Schwachstellen eines Fensters zu lokalisieren. Dazu wurde ein Array aus 60 Mikrofonen mittig vor dem Fenster in 2,5 m Abstand von der Scheibenebene positioniert. Bis auf die Belegung der rückwärtigen Wand des Empfangsraumes mit Absorptionsmaterial wurden am Empfangsraum keinerlei Veränderungen vorgenommen. Die Untersuchungen fanden mit terzbreitem Rauschen von 630 bis 5000 Hz statt.

Um die Ortungsfähigkeit des Arrays im bei diesen Frequenzen nahezu diffusen Schallfeld zu demonstrieren, wurde zunächst ein Lautsprecher in Scheibenmitte punktgenau lokalisiert. Daraufhin wurden am geschlossenen und verriegelten Fenster eine bzw. zwei Fehlstellen durch Entfernen von jeweils etwa 5 cm Dichtung simuliert. Der entsprechende Schalldurchgang an diesen Stellen ließ sich mit dem Array dann deutlich nachweisen. Im Übrigen deckt das Array auch am verriegelten Fenster ohne simulierte Fehlstellen die Orte des Schalldurchgangs auf, die bewirken, dass das Fenster nur der Klasse 2 zugeordnet werden kann. Als Ergänzung zu den Array-Messungen wurden für die untersuchten Fälle auch die Schalldämmmaße nach DIN EN ISO 140-3 gemessen sowie die bewerteten Schalldämmmaße nach DIN EN ISO 717-1 berechnet und geprüft, inwieweit sich die simulierten Fehlstellen in diesen Werten widerspiegeln. Der erfolgreiche Einsatz eines Mikrofon-Arrays an einem Fensterprüfstand gibt Anlass, über solche Untersuchungen an ähnlichen Objekten und ganzen Häuserfassaden nachzudenken.

Helmstetter, A.

• Creep Damage and failure of Polymer Based Composites : Nondestructive Evaluation with Ultrasonic Waves and Acoustic Emissions and Modelling [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Nechad, R. ElGuerjouma, A. Helmstetter and D. Sornette
[A]

The creep behaviour and the damage mechanisms of cross-ply glass fibre reinforced polymer composites are investigated using ultrasonic wave propagation and Acoustic Emission (AE). The mechanisms of the damage events and their space-time localizations are identified from AE. Simultaneously, the longitudinal ultrasonic velocity is measured in situ by transmission through the composites. The AE is very well correlated with the loss of stiffness determined from ultrasonic velocity measurements. For the strain (respectively AE), an Andrade (respectively Omori) law describes the first (primary-creep) regime of the creep test. The latest (tertiary-creep) regime is characterized by a finite-time power law singularity culminating with the global failure of the sample. The correlation between AE primary creep and the AE tertiary creep leeding to the failure of the material is investigated. These results are rationalized by a simple mechanical model, formulated in terms of a democratic Kelvin-Maxwell fibre bundle model with non-linear viscosity. Analytical expressions of the strain and the AE are derived as function of time and are checked by numerical integration of the equations. A good agreement is found between experiments and the model prediction, particularly for strain and acoustic emission power-laws scaling in the primary-creep regime and in the tertiary-creep neighbourhood of rupture, which is consistent with power-law seismic activation observed prior to some earthquakes.

Hemmer-Schanze, C.

• Zur Wirkung von aktiven und passiven raumakustischen Maßnahmen auf die Geräuschwahrnehmung und Lebensqualität von Schülern: Ergebnisse aus einer prospektiven Längsschnittstudie [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Meis, A. Uygun, C. Janott, C. Hemmer-Schanze, C. Hilge, J. Kahlert and A. Schick
[A]

Im Rahmen einer prospektiven Längsschnittstudie wurden in zwei Münchner Schulen bei sechs Klassenräumen (mittlere Nachhallzeit, vorher=0.86-1.11 sec.) drei unterschiedliche raumakustische Interventionsmaßnahmen (Mittlere Nachhallzeiten, nachher [Differenz] =0.32-0.57 durch die Akustikdecken, Bedingungen 1 und 3) durchgeführt: 1. Einbau von schallabsorbierenden Materialien, 2. Installation eines Soundfield-Systems und 3. die Kombination von beiden Maßnahmen. Es wurden insgesamt 124 Kinder (59 Mädchen) mittels psychometrisch geprüfter Inventare zur Umweltqualität und Akustik, zum Wohlbefinden und zur schulischen Leistungsfähigkeit befragt. Nach den raumakustischen Interventionen konnten signifikante Verbesserungen in allen drei feldexperimentellen Bedingungen besonders dann nachgewiesen werden, wenn die Fragen sich direkt auf die akustischen Veränderungen bezogen. Mögliche bildungspolitische Konsequenzen werden diskutiert.

Hemmert, W.

• Coding of Auditory Information into Nerve-Action Potentials [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Hemmert, M. Holmerg and M. Gerber
[A]

Neuronal sound processing requires compression of the dynamic range of acoustical signals to the limited dynamic range which can be coded by neurons. Here I present a compressive inner ear model followed by a realistic inner hair cell model. Frequency analysis was achieved using a wave-digital filter model of cochlear hydrodynamics. Numerically stable dynamic compression was realized by adding second-order resonators at the cochlea's outputs and modulating their quality factors (Q) using a Boltzmann function. Cascading multiple (four) resonators and modulating their Q-values from 10 to 1 accomplished up to 80 dB compression together with reasonably broad response curves. Stereociliary bundles of the inner hair cells were stimulated by fluid forces derived from basilar-membrane displacement. Transduction currents caused an inner hair cell receptor potential, which in turn activated voltage dependent Ca-channels. Elevated Ca-levels caused fusion of synaptic vesicles and finally elicited nerve action potentials. The kinetics of vesicle fusion was modelled according to recent measurements. The model reveals that the dynamic range problem can not be solved by mechanical compression in the cochlea alone. In addition, neuronal feed-back mechanisms have to be introduced, which finely control BM-vibration by efferent feedback to cochlear mechanics and to the afferent synapses terminating of the inner hair cells. The spike trains transmitted by the auditory nerve fibres to the cochlear nuclei and further to the midbrain allow for both spectral and temporal information processing, which is required for robust speech recognition, especially in noisy environments.

• An Auditory Model for Coding Speech into Nerve-Action Potentials [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Holmberg and W. Hemmert
[A]

Information coded within the spike-trains of auditory nerve fibres provides the basis for spectral, temporal, and spatial information processing at higher levels in the auditory pathway. Here we present an auditory model that codes audio signals into action potentials. A wave-digital filter models the inner ear and provides spectral decomposition. A phenomenological model of the active amplification of the outer hair cells compresses the dynamic range up to 80 dB, while matching the level-dependent shape of the active inner ear filters. Fluid forces, derived from basilar membrane displacement, deflect the inner hair cell (IHC) stereociliary bundle. The deflection opens ion channels and the resulting current triggers an IHC receptor potential, which in turn activates voltage-dependent calcium channels. The intracellular calcium concentration controls the fusion probability of vesicles close to the synapses. Fusing vesicles release neurotransmitter, which elicits action potentials in the auditory nerve fibre (ANF). Adaptation is caused by depletion of a pool of vesicles in the vicinity of the synapses (ready releasable pool) and ANF refractoriness. Tests with voiced speech show that formants, but not individual frequency components, are resolved in the ANF spike-trains. The representation conserves periodicity in the form of amplitude modulation with the fundamental frequency. Thus speech sounds are coded into a spatio-temporal pattern rather than a pure frequency-place code. The additional temporal information is thought to be important for speech intelligibility in noisy and reverberant environments.

• Auditory-based Automatic Speech Recognition [DAGA 2005 (München)]
  M. Holmberg, D. Gelbart and W. Hemmert
[A]

In this paper we evaluate a model of peripheral auditory processing on a standardized automatic speech recognition test. The setup allows us to assess how different steps in the transformation from sound signal to auditory nerve action potentials affect speech recognition in noise. The inner ear model features large dynamic compression (60 dB) and realistic, level-varying filter shapes. The sensory cell model has a limited dynamic range, which requires matching of compression and sensory cell. We also compare this complex model with a simplified, computationally more efficient model of auditory processing. Given the highly non-linear nature of our inner-ear model, speech recognition yields surprisingly high recognition scores, comparable to classical mel-frequency cepstral coefficients (MFCC). One of our conclusions is that adaptation can improve speech recognition, especially in noisy conditions. Adaptation is a basic principle of neuronal processing, which accentuates signal onsets. Applying our simplified adaptation model to a standard feature extraction scheme (MFCC) enhanced recognition accuracy in noise (AURORA task, complex backend, averaged recognition scores) from 56.40 75.6% (clean training condition). This corresponds to a relative improvement of the word error rate by 41%.0 Adaptation outperformed RASTA processing (relative improvement 31%), which is commonly used in handheld devices.

• How Onset Neurons Process Speech Sounds [DAGA 2005 (München)]
  W. Hemmert, M. Holmberg, C. Schmid and U. Ramacher
[A]

Fine-grained temporal information processing is a hallmark of the auditory system, which enables robust speech recognition even in noisy environments. Here we present an inner ear model which codes sound signals into trains of nerve-action potentials, and a model of so-called onset neurons, which extract temporal features of speech signals. Frequency analysis was achieved using a wave-digital filter model of the inner ear's hydrodynamics, which conserves the temporal structure of sound signals. The inputs of multiple nerve fibers covering broad frequency bands were fed to onset units. These neurons exhibit an extraordinarily fast membrane time constant, mainly due to a low-threshold, fast activating potassium channel. They are triggered by voiced speech signals where they code the pitch. For tonic stimuli the potassium channel shunts the input currents with the result that these neurons fire preferentially at signal onsets.

Hempel, T.

• Objective Evaluation of Interior Car Sound – the OBELICS project [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Krebber, M. Adams, F. Brandl, N. Chouard, K. Genuit, T. Hempel, R. von Hofe, G. Irato, P. van der Ponseele, B. Saint-Loubry, B. Schulte-Fortkamp, R. Sottek and R. Weber
[A]

Within the European Brite-EURAM programme the OBELICS project has been performed by a consortium consisting of companies and universities active in psychoacoustics and acoustical engineering on one hand and car manufacturers on the other hand. Auditory perceptual spaces have been explored derived from interior car sounds in order to identify and define validate descriptors that can be used by psychoacousticians, car manufacturers and customers. Different methods for subjective tests have been investigated as well as the correlation between possible objective descriptors and results of subjective tests. In addition, target sounds have been defined. An overview of activities and results will be given. The impact on future sound design will be discussed.

• Möglichkeiten und Grenzen instumenteller psychoakustischer Beschreibungsgrößen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  T. Hempel
[A]

Eine Übersicht über die verbreitetsten instrumentellen psychoakustischen Beschreibungsgrößen wird gegeben. An Anwendungsbeispielen soll erläutert werden, inwiefern die dargestellten Größen zur Beschreibung der perzeptiven Eigenschaften eines Geräuschs beitragen können. Auf der anderen Seite soll über Grenzen der Aussagefähigkeit solcher Beschreibungsgrößen nachgedacht werden.

• Evaluation von Quittungsgeräuschen für die numerische Dateneingabe per Tastatur [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  T. Hempel and R. Plücker
[A]

Geräusche, die der Rückmeldung von Benutzerhandlungen dienen, lassen sich generell als Quittungsgeräusche bezeichnen. Quittungsgeräusche unterstützen heute in zunehmendem Maße die taktile/visuelle Rückkopplung bei der Benutzung von Geräten (Geldautomat, Lebensmittelwaage usw.). Nicht alle Quittungsgeräusche erweisen sich jedoch für verschiedene Anwendungen als gleich gut geeignet. Am Beispiel von Folientastaturen für die numerische Dateneingabe soll die Akzeptanz verschiedener Quittungsgeräusche untersucht werden.

• Zum Einfluss von sprachlichen und nichtsprachlichen Systemausgaben auf Arbeitsgedächtnis, Reaktionszeit und Fehlerrate [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Hempel and R. Vilimek
[A]

Im Fahrzeug können heute sowohl sprachliche als auch nichtsprachliche Darbietungen als akustische Systemausgaben zum Einsatz kommen. Unter Verwendung nicht sicherheitskritischer aber dennoch handlungsauffordender Ereignisse wurde der Unterschied beider Darbietungsgruppen auf den Fahrer untersucht. (z.B. Eigenschaften des Arbeitsgedächtnisses, Antwortzeiten und -genauigkeiten). Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass längere Sprachausgaben das Arbeitsgedächtnis stärker 'stören' als z.B. Earcons und Einzelworte. Andererseits führten die Earcons im Test aber zu hohen Antwortlatenzen. Auf Grund der Daten dieses Experiments wird die Eignung der unterschiedlichen Darbietungsformen für den Einsatz im Kraftfahrzeug diskutiert.

Hemsing, J.

• Silencers for exhaust gas stacks of a power station [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Eckoldt, M. Krämer and J. Hemsing
[A]

9 MW oil burning engines are not only producing energy but also waste gas and noise. The waste gas stacks are equipped with high attenuation silencers. In order to fulfil the acoustic requirements in the low frequency range too, a combination of reactive silencers and porous absorbers is installed. The gas temperature is about 280C and the required attenuation is more than 40 dB in all octave bands including the 31 Hz band. The poster presents the principle of the solution and the acoustic results measured both at the construction site and under operation.

• Resonator-Schalldämpfer für BHKW's und Biogasanlagen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Hemsing
[A]

Der Einsatz von Blockheizkraftwerken (BHKW) hat in den letzten Jahren starke Verbreitung gefunden, nicht zuletzt durch die staatliche Förderung von Biogasanlagen. Die akustischen Anforderungen orientieren sich dabei an der TA Lärm für gewerblich genutzte Anlagen. Aufgrund der eingesetzten Verbrennungsmotoren kommt es in den Abgasleitungen, neben breibandig hohen Pegeln, vor allem bei der Zündfrequenz und ihren Harmonischen zu tieffrequenter Abstrahlung von Einzeltönen, die in der TA Lärm mit einem Malus belegt werden. Zur effizienten Reduzierung dieser Anteile haben sich Resonator-Schalldämpfer mit einer oder mehreren auf verschiedenen Frequenzen abgestimmte Kammern bewährt. Ihre Vorteile liegen in der gezielten Abstimmung auf die tonalen Komponenten, ihrem niedrigen Druckverlust und der robusten Ausführung. Der Vortrag beleuchtet dieses Umfeld und zeigt anhand praktischer Beispiele die Bestandsaufnahme, Auslegung, Einbau und Abnahme derartiger Anlagen.

Hendlmeier, W.

• Untersuchung von Schallemissionen aus Parkplätzen, Autohöfen und Omnibusbahnhöfen sowie von Parkhäusern und Tiefgaragen, vollständige Überarbeitung der Parplatzlärmstudie [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Liepert, U. Möhler, G. Prestele and W. Hendlmeier
[A]

Im Auftrag des Bayer. Landesamtes für Umweltschutz wurde die seit 1994 vorliegende 3. Auflage der ''Parkplatzlärmstudie'' vollständig überarbeitet und ergänzt. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurden zahlreiche Erhebungen von Kraftfahrzeugbewegungen an z.T. noch nicht untersuchten Parkplatzarten durchgeführt; dadurch wurde die Datenbasis um das 3- bis 4-fache des ursprünglichen Umfanges erhöht. Da sich der Bezug der Bewegungshäufigkeit auf die Anzahl der Stellplätze bei einigen Parkplatzarten als nicht zweckmäßig erwiesen hat, wurden für diese Parkplatzarten die für schalltechnische Berechnungen anzusetzenden Eingangsgrößen auf charakteristische Bezugsgrößen (z.B. Netto-Verkaufsfläche bei Einkaufsmärkten) umgestellt. Im Rahmen der Untersuchungen wurden darüber hinaus umfangreiche Schallmessungen durchgeführt, um die bei Parkvorgängen der derzeitigen Fahrzeugflotte auftretenden Schallemissionen zu kennzeichnen. Für die Erarbeitung eines Vorschlags der schalltechnischen Berechnung von Tiefgaragen und Parkhäusern wurden Schallmessungen an Tiefgaragenrampen und Parkhäusern durchgeführt. Zudem wurde das Rechenverfahren der ''Parkplatzlärmstudie'' auch gemäß den Vorgaben der aktuellen TA Lärm umgestellt und anhand von Kontrollmessungen überprüft.

Hengsberger, H.

• Entwicklung eines verputzten Zelluloseabsorbers [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Graber, H. Drotleff, J. Egger, P. Häupl, H. Hengsberger, P. Kautsch, W. Lackner, H. Petzold, R. Plagge, R. Schmied and X. Zhou
[A]

Im Rahmen von abgeschlossenen Forschungsprojekten wurde die überwiegend als Einblasdämmstoff verwendete Altpapierzellulosedämmung zu einem tragfähigen, verputzbaren Wandsystem entwickelt, das als thermische Innendämmung ohne Dampfsperre einsetzbar ist. Dabei wurden die positiven Eigenschaften des Materials weiterentwickelt, so dass ein tragfähiger und mittels Spezialputz verputzbarer Dämmkörper zur Verfügung steht. Der Vortrag berichtet über ein laufendes Projekt, in dem der verputzbare Zellulosedämmkörper zu einem akustischen Absorber weiterentwickelt wird, der vor allem im mitten- und tieffrequenten Bereich wirksam sein soll. Basierend auf dem Prinzip des klassischen Schlitzabsorbers wird auf einer 5 bis 6 cm dicken vor Ort aufgespritzten Zelluloseschicht ein zweischichtiges Putzsystem aufgebracht, das - als Innovation bei Schlitzabsorbern - auch mit einer fugenlosen Oberfläche ausgeführt werden kann. Damit wird dem Bedarf vieler Planer nach 'Unsichtbarkeit' der akustischen Maßnahmen bei gleichzeitiger Bedämpfung tiefer Frequenzen Rechnung getragen. Aufgrund des positiven hygrothermischen Verhaltens kann der verputzte Zelluloseabsorber auch an der Innenseite von Außenwänden eingesetzt werden, wo konventionelle Absorber Probleme mit unzulässiger Wasserdampfkondensation hervorrufen können. Der neuartige Absorber ist auch auf unebenen oder gekrümmten Wänden oder Decken applizierbar. Der Einsatz des verputzten Zelluloseabsorbers zur akustischen Sanierung eines Klassenzimmers wird vorgestellt.

Hengst, M.

• Acoustic wave measurements on SNGS crystals and determination of material constants [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Chilla, R. Kunze, M. Weihnacht, J. Bohm, R. Heimann, M. Hengst and U. Straube
[A]

Single crystals of compounds with Ca3Ge(Ga2Ge)Ge2O14 (CGG) structure, have been discussed as promising new materials for SAW devices. Since they belong to the same trigonal symmetry group 32 as quartz, similar acoustic properties can be expected. Indeed it has been confirmed that the langasite-type crystals LGS, LGN, and LGT may have potential SAW applications. In particular, temperature compensated crystal cuts were proved. Recently compounds of 4 component congruent melting compositions have caught big attention. Within this class of materials Sr3NbGa3Si2O14 (SNGS) is of particular interest since a high electromechanical coupling factor is expected. Here we report on results of the material properties of SNGS. A starting set of elastic constants was derived from bulk wave measurements. Additionally, the angular dispersion of surface guided acoustic modes was measured. The surface acoustic waves were excited by thermo-elastic laser absorption. The normal component of the surface wave was detected by a piezoelectric PVDF foil transducer. The angular dependence of the velocity was obtained by mounting the sample on a computer controlled rotation stage. Additionally the temperature dependence was measured in the range between -10 C and + 75C. Furthermore we report on direct measurements of the SAW coupling coefficient.

Hengy, S.

• Source Detection and Localization using Widely Separated Special Arrays : Theoretical Study and Experimental Results [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Hengy, P. Naz and P. Gounon
[A]

In order to improve the soldier's protection and efficiency in hostile environments, the French German Institute of Saint Louis has developed an original array: a head equipment (HE) fitted with one or more microphones, a GPS receiver and a magnetometer. Each man wearing this HE can then be considered as a part of a large global array. Using this kind of array involves several constraints: - the global array has never the same shape due to the movements of the soldiers, - perturbations due to the inaccurate knowledge of the location of the constituting elements must be met, - the ''acoustic shadow'' generated by the HE has to be compensated. First, we studied the behaviour of a large array with sensors spread randomly on a 10,000 square meters surface. In this case, high resolution localization methods like MUSIC are applied using a spherical wave approximation. This allows for the estimation of the Direction Of Arrival (DOA), as well as for the estimation of the exact position of the acoustic source. Then, using numerical simulations, we measured the consequences of an inaccurate knowledge of the microphones location. Measurements in an anechoic room confirmed the results obtained by the simulations. Finally, open field measurements using a large array made up of 2 HE arrays and one classical triangular antenna took place in October 2003. Synthesized vehicule noises (generated by speakers) and actual rifle shots were recorded. The results of the estimation of the localization of the sources are here presented.

Henning, B.

• A Space Optimization Method for Time-Reversal Super-Focusing [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Rautenberg, D. Olszewski and B. Henning
[A]

The appliance of time-reversal acoustics to classical transducer design, medical, technical or audible range applications brings forward new ideas whenever we need both, focusing acoustical energy in time and space. Unfortunately, the spatiotemporal focusing is limited through the amount of transducer elements as well as the ergodicity and randomness of the cavity. This paper will present a novel but simple method to increase the narrowness of the refocused spot by breaking up randomness for the benefit of ergodicity in a predetermined cavity. Based on the simulated annealing technique, a multi-objective optimization algorithm, the positions of circular reflectors inside the cavity are recombined in analogy to the molecules of a molten bath. The rearrangement follows a certain cost function according to the uniqueness of pulse responses from one transducer to different focal spots of interest and the temperature of the smelter. The molecules or reflectors solidify with decreasing temperature so that the result should be a well-regulated system in terms of the preset objectives. Simulations and the appropriate experiments have shown that there is an improvement in both temporal and spatial focusing. The temporal compression in the considered example is more than three times better in comparison to random media. This article will present the principle of the optimization method as well as the results of asserted time-reversal experiments. With this the door is open for further developments in the above-mentioned application areas.

• Charakterisierung einzelner Ultraschallwandler für den Aufbau eines mehrelementigen parametrischen Lautsprechers [DAGA 2005 (München)]
  J. Rautenberg and B. Henning
[A]

In den bekannten grundlegenden Ausführungen zur Erzeugung hörbaren Schalls durch Eigendemodulation amplitudenmodulierten Leistungsultraschalls (siehe u.a. Westervelt, Berktay) wird von zwei räumlich übereinan-der liegenden Wellen unterschiedlicher Frequenz im nichtlinearen Medium ausgegangen, so dass neben ihren Harmonischen auch Summen- und Differenzfrequenzen entstehen. Die perfekte räumliche Ueberdeckung der Wellen im Freifeld kann mit herkömmlichen Schallwandlern allerdings nur unzulänglich erreicht werden. Trotzdem sind in der Vergangenheit einige so genannte parametrische Lautsprecher entwickelt worden. Um annähernd die erwähnten Voraussetzungen zu gewährleisten, sind gängige Systeme mit einem Durchmesser von ca. 30 cm relativ groß. Dies soll auch dem angestrebten Sekundärschalldruck Rechnung tragen, der linear mit der effektiv abstrahlenden Fläche wächst. Zum Aufbau dieser großen Flächen werden teilweise viele kleine Ultraschallwandler zu einem Array zusammengesetzt. Der hohe Preis einzelner Wandler aber auch die notwendige Sortierung beispielsweise bezüglich ihrer Mittenfrequenz macht den Aufbau solcher Systeme aufwändig. Erst am vollständig aufgebauten Array werden schließlich Frequenzgang und Richtcharakteristik des Sekundärschalls ermittelt. Im Sinne kürzerer Entwicklungszeiten und -kosten wäre es wünschenswert, bereits vor dem Aufbau des Arrays allein durch Untersuchung des einzelnen Ultraschallwandlers eine Prognose über die zu erwartenden Eigenschaften des Gesamtsystems vornehmen zu können. In diesem Beitrag wird ein Versuchsaufbau vorgestellt, der unter strenger Beachtung der anfangs erwähnten Voraussetzungen die parametrische Schallerzeugung mit nur einem Ultraschallwandler kleiner Baugröße erlaubt. Die Frequenzgänge des Sekundärschalls von Einzelelement und Array werden bei entsprechender Distanz gegenüber-gestellt. Vorzüge des neuen Messaufbaus, beispielsweise die Möglichkeit zur Variation von Druck, Temperatur oder Luftfeuchtigkeit, um atmosphärische Einflüsse auf die parametrische Schallerzeugung zu untersuchen, werden skizziert.

• Gasvolumenmessung in blasenbeladenen Flüssigkeiten [DAGA 2005 (München)]
  M. Gulsch and B. Henning
[A]

In der Flüssigkeitsanalytik werden immer öfter Ultraschallmesssysteme eingesetzt. Anwendungstechnische Vorteile dieser kontinuierlich arbeitenden Messsysteme sind hohe Dynamik, Robustheit und Wartungsfreundlichkeit. Vielfach wird heute auch die Funktion der Stoffanalyse schon mit anderen Messaufgaben, wie der Durchfluss- und Füllstandsmessung kombiniert. Am verbreitetsten ist der Einsatz impulsbasierter Messverfahren, welche bei geringem Energieverbrauch vorteilhaft zur Langzeitaufnahme von Messdaten im Batteriebetrieb benutzt werden können. Die Messsysteme bestimmen hierzu bei bekanntem Schallweg die Laufzeit des Schallsignals durch die zu analysierende Flüssigkeit, woraus die Stoffkenngröße Schallgeschwindigkeit bzw. die gesuchte Stoffkonzentration ermittelt wird. Als Sendesignal kommen kurze Sinusbursts zur Anwendung, da diese eine einfache Signalgenerierung und Auswertung erlauben. Die Bestimmung der Laufzeit solcher Signale erfolgt häufig durch Nullpunkt- oder Maximumsdetektion. Nachteilig bei diesen Systemen ist allerdings die Anfälligkeit gegenüber Gasblasen in der zu analysierenden Flüssigkeit. Große Gasblasenkonzentrationen innerhalb der Flüssigkeit dämpfen das Signal bis zum Totalausfall des Messsystems. Geringe Gasblasenkonzentrationen verfälschen hingegen die Charakteristik des empfangenen Impulses, und somit der Messgrößen Schallabsorption und Schallgeschwindigkeit. Der zuletzt genannte Aspekt stellt somit die weitaus größere Gefahr für die Regelung technischer Prozesse dar. In diesem Beitrag soll gezeigt werden, wie es mit Hilfe einer erweiterten Signalauswertung möglich ist, eine Verfälschung der Empfangssignale durch kleine Gasblasen zu detektieren und darüber hinaus auch den Gasanteil in der Flüssigkeit zu quantifizieren. Außerdem soll gezeigt werden, wie eine Korrektur der Schallgeschwindigkeit, in einer mit Gasblasen beladenen Flüssigkeit, durchgeführt werden kann. Weitere Arbeiten sollen zu einer Gasblasengrößenspektroskopie führen, die es erlaubt mit einem Impuls charakteristische Merkmale der Gasblasen und der Flüssigkeit simultan zu erfassen.

• Schwingungsverhalten eines flüssigkeitsgefüllten Tanks [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Kehl, J. Rautenberg and B. Henning
[A]

In verschiedensten Industriezweigen ist eine nichtinvasive Füllstandsmessung in Flüssigkeitstanks gefordert, insbesondere wenn es sich um aggressive oder explosive Flüssigkeiten handelt oder die Prozessbedingungen den Sensoreinbau nicht zulassen. In diesem Beitrag soll eine Messmethode, die auf dem füllstandsabhängigen Schwingungsverhalten eines zylindrischen Behälters begründet ist, vorgestellt werden. Durch eine transiente Anregung wird das System zu einer Schwingung, deren Form und Frequenzanteile sich mit dem Füllstand ändern, angeregt. Die Oberflächenbewegungen können sensorisch erfasst, verarbeitet und mit theoretischen Modellwerten verglichen werden. Exemplarisch werden für einen Zylinder unterschiedliche semianalytische Modelle auf Basis schalentheoretischer Ansätze aufgestellt und aus den so gewonnenen Ergebnissen mit Hilfe der modalen Expansion die Reaktion auf ein transientes Eingangssignal ermittelt. Die berechneten Eigenfrequenzen, -moden und Zeitfunktionen werden diskutiert und mit denen einer FEM-Simulation verglichen, um diese verifizieren zu können.

• Sensorelektronik zur Bestimmung von Reflexionen sensoroberflächennaher Schichten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Vössing, J. Rautenberg and B. Henning
[A]

In der Ultraschallmesstechnik ist der Einsatz des Impuls-Echoverfahrens verbreitet. Wird nur ein Ultraschallwandler eingesetzt, benötigt man für das sequentielle Senden und Empfangen einen Sende-/Empfangsumschalter. Häufig werden aber nicht nur Impulse gesendet, sondern auch sogenannte Bursts, die aus mehreren Wellenzügen bestehen. Die während des Sendebetriebs empfangenen Ultraschallwellen, die z. B. durch Reflexionen von nahe gelegenen Hindernissen entstehen, können bei diesen umschaltenden Systemen nicht ausgewertet werden. In diesem Beitrag wird eine Sensor-Interface-Elektronik vorgestellt, die das gleichzeitige Senden und Empfangen von Ultraschallsignalen mit nur einem Ultraschallwandler erlaubt. Die dazu erforderliche Trennung von Sende- und Empfangssignal wird durch einen Richtkoppler ermöglicht, der mit vergleichsweise geringem technischem Aufwand aus Breitbandübertragern aufgebaut ist. Eine geeignete Dimensionierung für die verkoppelten Übertrager wurde durch die Analyse der zugehörigen Streumatrix dieses Aufbaus gefunden. Die Arbeitsweise sowie die Bedeutung der Anpassung der Tore des Richtkopplers wird anhand der Ankopplung verschiedener Medien an den Wandler erläutert. Die angekoppelte akustische Last beeinflusst dabei auch die elektrischen Eigenschaften des Sensors. Durch den Einsatz dieser Sensorelektronik wird es möglich, Reflexionen in unmittelbarer Nähe der Sensoroberfläche aufzunehmen, ohne dass z. B. Vorlaufkörper eingesetzt werden müssen. Möglichkeiten zur selbsttätigen Abstimmung der Sensorelektronik auf den angeschlossenen Ultraschallwandler bzw. dessen Parameteränderungen werden diskutiert.

Henning, P.

• Practical applications for in-flight and wind-tunnel testing using innovative surface microphone
  B. Ginn, N. Bøgholm and P. Henning
[A]

The measurement of flow induced noise in flight and also in wind-tunnels presents a number of problems. The presence of the measurement device itself in the flow can create turbulence which can interfere with the measurement. Several solutions exist at present including pressure transducers and the insertion of plastic tubing to act as probe microphones. The solution described here is a circular device with a very low profile denoted as a surface microphone. It can be integrated into a fairing to minimise obstruction due to air flow. The device has the usual wide dynamic range of a traditional microphone and can be equipped with TEDS to simplify the installation procedure. The paper describes the innovation design of the construction together with results from practical measurements from in flight and wind tunnel testing.

Hennings, D.

• Communication Room Acoustics in Passive Cooled Buildings [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Hennings
[A]

Many up to date buildings are cooled during summer without active cooling devices just through the building's optimized thermal behaviour. An essential feature to achieve this is the thermal storage capability of the building. In most cases passive cooling simply requires uncovered concrete ceilings which prohibits acoustic absorbers at the ceiling. Rooms for human communication (e.g. conference rooms) meeting the passive cooling requirements have been studied using acoustics simulation software. Several measures for speech transition quality (e.g. center times) show that the reflective concrete ceiling is an advantage for communication (as could have been expected). A comparison of different absorber positions (walls, floor, ceiling) shows that absorbers mounted at walls will lead to a better acoustic quality than other absorber positions at equal equivalent absorber surface. Thus passive cooling and good acoustic quality for communication can be achieved at the same time. In addition, auralization samples of the analysed rooms were checked for their usefulness in order to make decisions in the planning process easier. A blind test showed that each of the involved persons (all without acoustic education) could discriminate the acoustic quality of different absorber positions by comparing a set of binaurally auralized samples and answering adequate questions. Experimental verification of the simulation results will be carried out with built example rooms in the near future.

• Steuerung eines Audio-Mixers über raumakustische Parameter [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Hennings
[A]

In guten Konzertsälen können Musikaufnahmen hoher Qualität mit einer Haupmikrofon-Anordnung aus zwei oder mehr Mikrofonen erstellt werden. Die Mischung der einzelnen Schallquellen erfolgt dann akustisch im Raum. Dieses Projekt zielt auf ähnliche Ergebnisse ab in Situationen, in denen eine Haupmikrofon-Anordnung nicht anwendbar ist (etwa wegen 'schlechter Raumakustik', Lärm, Lautsprecher-Übertragung, usw.) und eine Nah-Mikrofonierung einzelner Quellen erforderlich ist. Dazu wird im Mixer ein (virtueller) Aufnahmeraum erstellt, in dem die einzelnen Schallquellen und eine (beliebig zusammengesetzte) virtuelle Hauptmikrofon-Anordnung positioniert werden. Die berechneten direkten Schallwege und erste Reflexionen aus einem Spiegelquellen-Modell werden im Mixer in elektroakustische Parameter wie Pegel-Änderungen und Verzögerungen umgerechnet, die dann wiederum die einzelnen Signalwege (10 bis ca. 40 pro Schallquelle) im Mixer steuern. Der für die Positionen einzelner Schallquellen weniger empfindliche diffuse Nachhall wird mit einem Faltungshall erzeugt. Bei dieser Methode läßt sich mit wenig Einstell-Aufwand eine gute räumliche Abbildung einer nahezu beliebigen Anzahl einzelner (trockener) Schallquellen herstellen. Da die Berechnungen in Echtzeit erfolgen, können die Positionen jederzeit verändert werden, also beispielsweise bewegliche Schallquellen nachgebildet werden. Eine Prototyp-Software-Implementierung des Mixers, die in 'Audio Workstations' integriert werden kann und gegenwärtig erlaubt, 32 Schallquellen in maximal 5 Hauptmikrofon-Kanäle abzumischen, steht zur Zeit am Beginn der praktischen Erprobung.

Hensel, A.

• Modell der winkelabhängigen Signalform eines Fahrzeugs mit zwei Auspufföffnungen [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Hensel and J. Altmann
[A]

Im Bereich der Waffenstillstands- und Abrüstungsverifikation sind automatische Sensorsysteme interessant. Eine Anwendung ist die Erkennung abkommenswidriger Passagen von Fahrzeugen; hierbei ist die korrekte Identifizierung des Fahrzeugtyps anhand der Signalform der Fahrzeuggeräusche unter unterschiedlichen Passageparametern (Abstand, Vorbeifahrtsgeschwindigkeit und -winkel) hilfreich. Bei vorherigen Experimenten zeigte sich eine deutliche Winkelabhängigkeit der emittierten Signalform (Altmann, DAGA `97; Hoffmeyer, DAGA `00). Diese wurde exemplarisch für den Motorschall bei einem Leopard-1-Panzer untersucht. Hauptsignalquellen sind die beiden Auspufföffnungen und die Ansaugöffnung. Zur Gewinnung der in der Messung nicht zugänglichen Einzelsignale benutzten wir eine theoretische Simulation, in der die Signale der drei Hauptquellen sich gemäß den Laufzeiten an den Sensoren überlagern. Diese drei Quellsignale wurden durch nichtlineare Anpassung an die in 6-Winkelabstand um das Fahrzeug herum aufgenommenen Messsignale gewonnen. Zur Überprüfung wurde ein entsprechendes Modell mit drei installierten Lautsprechern im Maßstab 1:7 gebaut. Die theoretisch gewonnenen Quellsignale wurden über die Lautsprecher ausgegeben und die Summensignale in einem reflexionsarmen Raum ebenfalls mit 6 Auflösung gemessen.

Hensel, J.

• Hörschwellen und AEP-Schwellen von Clicks und phasenkorrigierten Chirp-Signalen für verschiedene Audiometriehörer [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Hensel, M. Cebulla, C. Elberling, T. Fedtke, K.-V. Jenderka, W. Köpke and E. Stürzebecher
[A]

Bekannt ist, dass Clicks für Tests des Innenohrs und der höheren Verarbeitungsebenen wegen der Frequenzdispersion auf der Basilarmembran nicht optimale Signale sind. Chirps mit ansteigender Momentanfrequenz dagegen können alle Orte der Basilarmembran gleichzeitig so anregen, dass die Nervenimpulse synchronisiert werden und eine wesentlich größere Summen-Antwort ergeben. Daraus folgen höhere Potentiale und daher größere Störabstände bei der Messung von frühen akustisch evozierten Potentialen (FAEP).

Es wurden Chirps und Clicks mit gleichem Energieinhalt, d. h. gleichem elektrischen Amplitudenspektrum definiert. Die Clicks entsprechen im Zeitbereich der Norm IEC 60645-3:2007. Für die Chirps wurden alle Frequenzlinien des Spektrums mit einer aus einem Basilarmembranmodell folgenden frequenzabhängigen Phasenvorverzerrung versehen [Elberling et al., JASA 122 (2007), S. 2772-2785], so dass eine aufwärts gleitende Momentanfrequenz entsteht.

Messungen an einer Gruppe von 25 normal hörenden jungen Erwachsenen zeigten, dass die Hörschwellen bei beiden Signaltypen und verschiedenen Audiometrie-Kopfhörern gleich sind. Es würde also genügen, die audiometrischen Geräte nur für einen Typ der Signale zu kalibrieren, sofern man für die Gleichheit der elektrischen Amplitudenspektren sorgt.

In Vorversuchen mit Pegelserien von BERA-Ableitungen zeigten sich beim Vergleich der beiden Signaltypen mit gleichem Hearing Level Vorteile der Chirps hinsichtlich Stärke und Rauschabstand der Potentiale. Über die Ergebnisse der vollständigen Gruppe wird berichtet.

Hentschel, L.

• Geräuschbelastung und Hörschwellenverschiebungen bei Kindern und jungen Erwachsenen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  D. Schulz, K. Künzel, L. Hentschel and F. Szymczak
[A]

In der Fachliteratur sowie in der Tagespresse sind während der letzten Jahre eine beträchtliche Anzahl von Publikationen erschienen, in denen eine zunehmende Verschlechterung der Hörfähigkeit junger Menschen festgestellt wird. Diese Tatsache ist vermutlich auf heutige Lebensgewohnheiten, z.B. auch geräuschintensive Freizeitbeschäftigungen, zurückzuführen. Um Erkenntnisse über die realen Geräuschbelastung zu erhalten, wurden dosimetrische Untersuchungen in Schulen, in Discotheken, bei Sportveranstaltungen usw. durchgeführt. Die äquivalenten Schalldruckpegel in Discotheken erreichen 95 ... 105 dB(A), bei einigen Hallensportveranstaltungen wurden ähnliche Werte gefunden. Bei häufigem Besuch derartiger Veranstaltungen können daher Schallbelastungen entstehen, die höher als die beruflich tolerierten Belastungen von 85 dB(A) über 40 Arbeitsstunden / Woche sind. Weiterhin werden Ergebnisse audiometrischer Untersuchungen bei Kindern und jungen Erwachsenen im Alter von 14 ... 25 Jahren vorgestellt. Insbesondere wird auch der Höchstton - Bereich (8 ... 16 kHz) betrachtet, da dieser vermutlich von besonderer Bedeutung bei der Früherkennung von Gehörbeeinträchtigungen ist. Mittels statistischer Verfahren werden Zusammenhänge zwischen Hörfähigkeit, Alter und spezifischen Lärmbelastungen, die aus Befragungen ermittelt wurden, untrsucht.

Henze, W.

• Lokalisierung kohärenter und nichtkohärenter Schallquellen mit akustischer Nahfeldholographie und Beamforming [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  W. Henze and M. Liesegang
[A]

Es werden Messungen zur Lokalisierung von Schallquellen ausgewertet. Dabei kommen die akustische Nahfeldholographie und das Beamformingverfahren zum Einsatz. Es erfolgt ein Vergleich bei Anregung mit kohärenten und nichtkohärenten Signalen.

• Untersuchungen zum Einfluss von Schallquellencharakteristik und Messverfahren auf das Lokalisierungsergebnis
  W. Henze
[A]

Die Schallquellenlokalisierung und -analyse stellen für den auf dem Gebiet der Schallminderung tätigen Akustiker in der Regel eine anspruchsvolle Aufgabe dar. Dies trifft besonders zu, wenn es sich um komplexe Schallquellen handelt. Neben der bewährten Schallintensitätsmesstechnik stehen mit der akustischen Nahfeldholografie und dem Beamforming zunehmend Arraytechniken zur Verfügung. Die Messergebnisse hängen sowohl von der Charakteristik der zu lokalisierenden Schallquelle(n) als auch vom eingesetzten Messverfahren ab. Ausgewertet werden Untersuchungen an einfachen Schallquellen (Lautsprecher) und komplexen Schallquellen (Verbrennungsmotor).

Hepke, G.

• Experimentelle Untersuchungen zu strömungsinduzierten Schallquellen [DAGA 2005 (München)]
  C. Hahn, G. Hepke, S. Becker, M. Kaltenbacher, F. Durst and R. Lerch
[A]

Von besonderem Interesse in der Strömungsakustik ist die Charakterisierung des Zusammenhanges zwischen strömungsmechanischen Größen und akustischen Fernfeldgrößen. Hierzu werden im Rahmen eines Projektes (,Strömungsinduzierer Lärm'*) Korrelationsmessungen an einfachen Geometrien durchgeführt. Das Ziel der Untersuchungen ist, signifikante Bereiche zu identifizieren, die für die Schallabstrahlung verantwortlich sind. Als Objekte werden ein überströmter Vierkant-Zylinder und eine vorwärtsspringende Stufe , letztere mit verschiedenen Profilen, analysiert. Die Messungen erfolgen in einem aeroakustischen Windkanal, welcher in einen reflexionsarmen Raum (untere Grenzfrequenz 300 Hz) integriert ist. Es können Windgeschwindigkeiten bis zu 50 m/sec bei einem niedrigem Turbulenzgrad ( 0.2 %) und homogener Geschwindigkeitsverteilung in der offenen Meßstrecke erzeugt werden. Der Vierkant-Zylinder befindet sich auf einer Platte und wird vollständig umströmt (3d-Fall). Die Frequenz der beobachteten Wirbelablösungen im Strömungsfeld ist entsprechend der Strouhal-Zahl auch im akustischen Signal wieder zu finden. Durch Messungen an gegenüberliegenden Mikrofonen wird auch der Dipolcharakter der strömungsinduzierten Schallquelle sichtbar. Im Fall der vorwärtsspringenden Stufe werden Untersuchungen für Reynoldszahlen von 16 x 10 bis 32 x 10 durchgeführt. Speziell der Einfluß verschiedener Ausformungen der Stufenoberkante (scharfe Kante, abgerundete Kanten verschiedener Radien) auf Strömungs- und Schallgrößen wird dargestellt. Hierbei werden mittels Kreuzkorrelation strömungsmechanischer Größen (Wanddruck, Strömungs-geschwindigkeit) und den akustischen Fernfeldgrößen (Schalldruckpegel) die jeweilligen Übertragungsfunktionen erfasst und die für die Schallabstrahlung verantwortlichen Gebiete lokalisiert. *gefördert durch die Bayerische Forschungsstiftung

Heppelter, M.

• Einfluss der Absorption auf die akustische Qualität im Fahrzeuginnenraum [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Becker and M. Heppelter
[A]

Die Akustik im Innenraum eines Fahrzeugs wird durch viele Faktoren bestimmt. Neben den Forderungen nach einem niedrigen Fahrgeräuschpegel dient der Innenraum auch als Übertragungssystem für die Kommunikation zwischen seinen Insassen, woraus sich weitere Forderungen ableiten lassen. Darüber hinaus nehmen weitere Faktoren, wie das Gewicht und der Preis der verwendeten Absorptions- oder Dämmmaterialien und der zur Installation zur Verfügung stehende Raum indirekt Einfluß auf die Auslegung der Innenraumakustik. Da der Forderungen nach einem niedrigen Innengeräuschpegel aufgrund ökonomischer und ökologischer Gründe oftmals durch ein hohes Maß an absorbierenden Materialen in Fahrzeuginnenraum nachgekommen wird, steht diese Forderung nicht selten in Konflikt mit der Forderung nach einer optimalen Innenraumakustik. Durch neue Kommunikations- und Multimediasysteme wie Freisprecheinrichtungen oder Mehrkanalaudiosysteme, aber auch durch neue Fahrzeugtypen mit 3 Sitzreihen, sind die Anforderungen an die Innenraumakustik stark gestiegen. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Untersuchung des Einflusses der Nachhallzeit auf die Akustik im Innenraum. Der Einfluß der Nachhallzeit auf die Sprachverständlichkeit im Innenraum und die Klangqualität von Audiosystemen wird anhand von theoretischen Überlegungen, Messungen und Hörversuchen untersucht.

• Influence of different runup slopes on sound quality evaluation in vehicle interior sounds [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Becker and M. Heppelter
[A]

For the image of modern vehicles a customized acoustic outfit becomes more and more important. Beside the physical data like sound pressure level or frequency distribution, which could be measured with a microphone or an artificial head, sensational data like loudness or roughness evaluated by monaural or binaural hearing models give the acoustician a deeper insight into how a sound is perceived. Nevertheless for the final judgement of a vehicle sound design experts and customers have to rate the sound of the vehicle in a drive appraisal. During such an appraisal the judgement is influenced more or less by the performance, visual design, smell and many other attributes of the car. Listening studies in a laboratory give the opportunity to suppress attributes like visual design or smell, which are not related to the recording. Other attributes like performance, which directly influence the recording situation e.g. wide open throttle run ups, could not be eliminated easily even for the laboratory playback. This paper discusses the influence of different run slopes on the evaluation of the attributes sportyness and comfort. For this purpose recordings of engine run ups from different vehicles have been analysed and re-synthesized with different run up slopes. The influence of different slopes on expert and non expert evaluations is presented.

• Ein Verfahren zur Bewertung von Gurtwarngeräuschen für Euro NCAP [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Bodden and M. Heppelter
[A]

Die Bewertung der Sicherheit von Fahrzeugen durch Euro NCAP wird durch die Vergabe von maximal 5 Sternen dokumentiert. Hierbei werden für die Erfüllung bestimmter Kriterien Punkte verteilt, wobei ein Anteil für Gurtwarngeräusche vergeben wird. Aufgrund der hohen Sicherheitsstandards moderner Fahrzeuge entscheiden häufig diese Geräusche über eine Erzielung des 5. Sterns. Die Bewertung der Gurtwarngeräusche erfolgt subjektiv durch Inspektoren von Euro NCAP - sie bewerten in einer speziellen Betriebssituation ob das Gurtwarngeräusch 'laut und deutlich' hörbar ist.

Bisher fehlte eine robuste Methode zur instrumentellen Überprüfung der Eignung der Signale, so dass sich eine gezielte Entwicklung der Geräusche problematisch darstellte. Die hier vorgestellten Arbeiten eines von ACEA, JAMA und KAMA (europäische, japanische und koreanische Vereinigungen der Fahrzeughersteller) in Auftrag gegebenen Projektes zielten darauf ab ein entsprechendes Verfahren zu entwickeln. Hierzu wurde

eine Messprozedur definiert

die Wahrnehmung von Gurtwarngeräuschen systematisch untersucht

eine instrumentelle Methode zur Bewertung von Gurtwarngeräuschen entwickelt.

Die Ergebnisse der Untersuchungen und die resultierende Methode werden vorgestellt.

Herbertz, J.

• Das Problem der Zeitbewertungen F und S bei numerisch anzeigenden Schallpegelmessern [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Herbertz
[A]

Die Zeitbewertungen F und S glätten zeitlich schwankende Schallpegel mit so langen Zeitkonstanten, daß analog anzeigende Schallpegelmesser den Schwankungen des mit den Zeitbewertungen F bzw. S geglätteten Pegelverlaufes zuverlässig zu folgen vermögen. Die bisher den Schallpegelmesser definierende Norm IEC 60651 und die bisherigen Entwürfe für die Nachfolgenorm schreiben genau diese beiden Zeitbewertungen ohne Rücksicht auf die Frage vor, wie sich bei schnell wechselnden Schallpegeln die aus Ablesbarkeitsgründen geringe Abtastrate der weit verbreiteten Ziffernanzeigen auswirkt. Am Beispiel von Schallpulsfolgen werden diese Auswirkungen dargestellt. Weil mit den derzeit einzigen international genormten Zeitbewertungen F und S für den Schallpegelmesser die numerischen Anzeigewerte einem Lotteriespiel entsprechen können, wird die Forderung nach einer in die nächste IEC-Norm aufzunehmenden Zeitbewertung erhoben, die Meßsicherheit bei numerischer Anzeige schnell veränderlicher Pegel ermöglicht. Ein Vorschlag für die Spezifikation einer entsprechenden Zeitbewertung wird vorgestellt.

• Ultraschall im Körpergewebe – Wo liegen biophysikalische Grenzen der Sicherheit? [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Herbertz
[A]

Ultraschallgeräte für die medizinische Diagnostik werden von den Herstellern mit Warnhinweisen versehen, daß Ultraschall wegen der möglicherweise existierenden Risiken nur aufgrund einer sorgfältigen Indikations- stellung, stets nur mit der niedrigsten für die Diagnose noch ausreichenden Ultraschallleistung und nur so kurz wie zwingend notwendig angewendet werden darf. Diese Warnungen sind begründet, weil das Weltkartell der Hersteller darauf hinwirkt, unbedenkliche Geräte nicht von möglicherweise riskanten durch Kennzeichnung (Klassifizierung) unterscheiden zu dürfen. Auch bei Beachtung dieser Warnungen wird durch diese Geschäftspolitik die Gesundheit von geborenem und von ungeborenem Leben einem vermeidbaren möglichen Risiko ausgesetzt. Die Aussage, daß ein Gerät bezüglich der Sicherheit des Ultraschalls unbedenklich ist, setzt wissenschaftlich fundierte Kenntnisse der biophysikalischen Grenzen der Sicherheit des Ultraschalls voraus und erfordert ein Mindestmaß an Meßtechnik, um die Einhaltung dieser Grenzen im Ultraschallfeld sicherstellen zu können. Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Frage, wie die biophysikalischen Grenzen in bezug auf Kavitation und thermische Wirkung formuliert werden können, um für die Einteilung der medizinischen Geräte in Klassen der Sicherheit (Klasse A für unbedenklich und Klasse B für möglicherweise riskant) nutzbar zu sein. Für beide Wirkungen wird gezeigt, daß der Dauer der Exposition im Vergleich zu den für die Sicherheit relevanten Grenzwert-Parametern nur eine untergeordnete Bedeutung zukommt. Hinsichtlich der Warnhinweise der Hesteller wird gezeigt, daß diese sogar bei Ultraschallgeräten der Klasse B nicht geeignet sind, das dem Risiko des Ultraschalls im Körpergewebe sachgerecht zu minimieren.

• Kurven gleicher Lautstärke – die Norm ISO 226 bedarf der Korrektur [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Herbertz
[A]

Kurven gleicher Lautstärke sind die Grundlage der A-Gewichtung des Schallpegelmessers. Daß ein A- gewichteter Schallpegel wenig geeignet ist, die störende Wirkung von Lärm wiederzugeben, soll hier außer Betracht bleiben. Wichtiger erscheint die Frage, wie weit ein A- gewichteter Schallpegel geeignet ist, zum Schutz des Gehörs vor Dauerlärm - Schwerhörigkeit als Meßwert herangezogen zu werden. Um dieser Frage nachzugehen, muß zunächst die Tragfähigkeit der Wissensbasis, die der A-Bewertung zugrundeliegt, geprüft werden: die Normkurven gleicher Lautstärke. Dazu soll die aktuelle Version der ISO/DIS 226 herhalten. Hier begegnen wir in der Definition des Lautstärke-Pegels der verwunderlichen Festlegung, daß sich dieser Pegel nicht auf Schall aus einer Quelle vor dem Hörorgan, sondern aus einer Quelle vor dem Gesicht des Hörers bezieht. Das führt mit zunehmenden Frequenz zu immer größerer Unterschätzung der Empfindlichkeit des Hörorgans und zu tatsächlich immer weniger tauglichen Daten: Für den Schutz des Gehörs taugen die Normkurven gleicher Lautstärke nach ISO 226 jedenfalls nicht in den zwei wichtigen Oktaven oberhalb von 10 kHz. Diese Situation wird allerdings durch die AU-Gewichtung gemildert. Das zweite Problem liegt im Bereich 2 bis 4 kHz, in dem aufgrund der tiefsten Gehörgang - Resonanz schmalbandig mit einem Pegelanstieg von ca. 10 bis 20 dB zu rechnen ist. In den Normkurven gleicher Lautstärke wird durch Mittelwertbildung jegliche Information über die gesteigerte Empfindlichkeit des Ohres ausgeblendet. Das Einzelohr bedarf gerade bei seiner individuellen Resonanz irgendwo zwischen 2 kHz und 4 kHz eines gegenüber dem Durchschnitt erhöhten Schutzes. Ansätze für eine schutzorientierte Bestimmung von Normkurven gleicher Lautstärke werden diskutiert.

• Zum sonografischen Sicherheitsprinzip in der Norm GEFAU N 01 [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Herbertz
[A]

Die Sicherheit des Patienten im Ultraschallfeld eines medizinisch-diagnostischen Ultraschallgerätes hängt davon ab, ob im Ultraschallfeld Schwellenwerte biologischer Effekte erreicht und überschritten werden. Das Weltkartell der Hersteller sträubt sich gegen die Einteilung der Geräte in Sicherheitsklassen, bei denen in der Sicherheitsklasse A die Einhaltung der Schwellenwerte hinsichtlich Temperaturerhöhung und Kavitation nachgewiesen sein muß und bei denen in der Sicherheitsklasse B die Einhaltung beider Schwellenwerte nicht gewährleistet ist. Angeblich sei mit der Anzeige von Indexzahlen von seiten der Hersteller alles für die Sicherheit des Patienten Erforderliche getan. Die dieser Auffassung entsprechende Europäische Norm EN 60601-2-37, die sich ausdrücklich auf das Sicherheitsprinzip ALARA bezieht, ist in Deutschland auf Widerspruch gestoßen. Dagegen enthält die in Deutschland und England geltende Norm GEFAU N 01 ein ganz anderes Sicherheitskonzept, das von der weit überwiegenden Mehrheit der mit Experten beteiligten Länder in der Internationalen Elektrotechnischen Kommission IEC unterstützt worden ist. Dieses Konzept geht im Gegensatz zum ALARA-Prinzip nicht davon aus, daß die zeitlicher Dauer einer Ultraschallexposition eine gleichrangige Rolle mit der Höhe dieser Exposition spielt. Anhand der physikalisch problemgerechten Formulierung der bekannten Grenzen zum thermischen Risiko und zum Risiko der Kavitation im lebenden menschlichen Körpergewebe wird das sonografische Sicherheitsprinzip abgeleitet, das in der Norm GEFAU N 01 formuliert und veröffentlicht worden ist. Die Auswirkung des korrekten Sicherheitsprinzips auf die gängige Praxis der Schwangerschafts-Vorsorgeuntersuchungen mit diagnostischem Ultraschall wird diskutiert.

• Safety of Diagnostic Ultrasound: Relevance of TI, MI, Safety Class, ETI or RTI, EAS or RAS [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Herbertz
[A]

Safety of the patient in the ultrasonic field is subject of controversies.

Key to fundamental controversies is the question, whether safety is of minimal concern, if an ultrasonic field is neither a thermal hazard nor a cavitational hazard. As in that case the hazard would be of minimal concern, exposure of a patient would not constitute a risk of concern.

In the commercial approach, application of the ALARA principle by the operator on the basis of indicated indices TI (Thermal) and MI (Mechanical) is said to establish safety of the patient. These indices and the presumption, that any exposure constitutes a risk, are propagated via the International Standard IEC 60601-2-37. The Harmonised European version of that Standard has not come into effect in Germany.

Based on the consensus of the international experts in the 'Ultrasonics' Committee 87 of the IEC in April 1999, the Safety Standard GEFAU N 01 has been published in May 2001. This Safety Classification uses the physical parameters relevant to thermal and cavitational hazard and their biological threshold values. If any limit of Safety Class A is exceeded, the extent of the excess is indicated to the operator, for instance by the parameters ETI or RTI and EAS or RAS, and by indication of Safety Class B.

Ongoing research on bio-effects does no longer justify further delay of implementation of the Safety Classification, as existing equipment may pose a risk to the patient while the relevant scientific basis has not changed since more than a decade.

Herbig, T.

• Modellbasierte Sprachsegmentierung [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Herbig, O. Gaupp and F. Gerl
[A]

Der Einsatz automatischer Spracherkennung in einer stark gestörten Umgebung erfordert eine robuste Segmentierung der aufgenommenen Äußerungen in Sprache des Benutzers und überlagerter Hintergrundgeräusche. Die Bestimmung von Anfang und Ende einer Äußerung reduziert im Training die Empfindlichkeit des Spracherkenners gegenüber der Charakteristik der Störung und ermöglicht zur Laufzeit eine höhere Erkennungsrate. Viele bestehende Verfahren basieren auf einer Bewertung des zeitlichen Verlaufs der Signalenergie sowie der Sprachgrundfrequenz. Ein typisches Szenario stellt die Bedienung eines Spracherkenners in einer verhallten Umgebung mit einem Benutzer im Vordergrund des Systems umgeben von interferierenden Sprechern im Hintergrund dar. Mit den bestehenden Verfahren können derartige Störungen bei geringem Signal-zu-Rausch Abstand nicht mehr zuverlässig vom aktuellen Benutzer unterschieden werden, da diese nicht über a priori Wissen über den Benutzer beziehungsweise den akustischen Hintergrund verfügen. Es wird ein Algorithmus zur Segmentierung basierend auf einer statistischen Modellierung von Sprache unterschiedlicher Benutzer sowie Störungen im Hintergrund vorgestellt. Realisiert wird dieses Verfahren durch Gaußsche Mischverteilungen (GMMs), die für verschiedene Umgebungen trainiert und zur Laufzeit auf den akustischen Hintergrund adaptiert werden. Durch geeignete Normierung der Likelihood sowie einer Nachverarbeitung wird eine zuverlässige Segmentierung mit geringer Verzögerung erreicht.

Herbst, J.

• Zerstörungsfreie Prüfung von Abwasserkanälen mit akustischen Sensoren [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Herbst
[A]

Mit einem zerstörungsfreien akustischen Prüfverfahren werden im Rahmen eines DFG-Projektes zur ''Schadensdiagnose an Abwasserkanälen mit Multisensorsystemen'' Schäden an erdverlegten Abwasserrohren untersucht. Häufig entstehen in der Rohrumgebung infolge in- bzw. exfiltrierenden Grundwassers Hohlräume, die sich bis zur Straßen- oder Erdoberfläche ausbreiten können und ein Gefährdungspotential sowohl für den Straßenverkehr als auch für den Kanal selbst darstellen. Infolge der reduzierten seitlichen Stützkraft der Bettung entstehen u.U. Risse und es kommt im fortgesetzten Stadium zur Scherbenbildung. Das Rohr kollabiert. Die Hohlräume in der unmittelbaren Rohrumgebung können mit einem Rohr-Impactometer, das auf dem Impact-Echo-Verfahren basiert, lokalisiert werden. Hierzu wird das Abwasserrohr von der Rohrinnenseite über einen pneumatisch angetriebenen Hammer impulsförmig angeregt. Der Impuls breitet sich allseitig im Rohr aus und regt das Rohr zu Eigenschwingungen an, die mittels Beschleunigungssensoren gemessen werden. Aus dem Energiegehalt der Signale können Rückschlüsse auf die Bettungsbedingungen eines Rohres gezogen werden. Numerische Simulationen haben gezeigt, dass eine Berechnung des Energiegehaltes ausgewählter Eigenmoden eine Detektion dieser Hohlräume ermöglicht. Weiterhin erlaubt das Rohr-Impactometer die Detektion von hydraulisch wirksamen Rissen über eine Bestimmung der Laufzeit der Signale. Damit werden zwei bedeutende Schadensarten mit einem Sensorsystem erfasst.

Hereth, H.-J.

• Theodor Lessing: 'Der Lärm. Gegen die Geräusche unseres Lebens', 1908 [DAGA 2003 (Aachen)]
  H.-J. Hereth
[A]

Der zentrale Beweggrund des ''Lärms'', jenseits aller philosophischen Bestrebungen, ist die Massenwirkung und ein damit verbundener freier Meinungsaustausch über dieser Thema so Lessing in seinerKampfschrift gegen die Geräusche unseres Lebens'' erschienen 1908 in den Grenzfragen des Nerven- und Seelenlebens. Lärm ist für ihn kein rein akustisches Problem, sondern hat Auswirkungen auf das psychologische und physiologische Empfinden, auf die Ontologie und Psychophysik. Sein sozialreformistischer Feldzug gilt dem Übermaß an Geräuschen. Deren Eindämmung ist untrennbar mit der Veränderung der hygienischen, rechtlicher, wirtschaftlichen und sozialpolitischen Bedingungen verbunden. Sein ''Antilärmverein'' und dessen Hauspostille ''Der Antirüpel'' das Recht auf Stille'' zeigen alle Formen industrieller Umweltverschmutzung auf und versuchen Abhilfe zu schaffen. In Teilbereichen gelingt ihm dies. Er begründet eine Art Kataster besonders lärmender Straßen, erreicht die Errichtung von Ruhezonen vor Schulen, organisiert Leserbriefaktionen. Früh warnt er vor der, mit der massenmäßigen Verbreitung des Autos verbundenen Wandel der Morphologie der Städte. Doch sein Resümee ist ernüchternd: ''unsere Sache kam zu früh. Morgen werden Millionen unter diesen Verkehrsformen leiden, die heute nur einige Hundert quälen''.

Herhold, J.

• Analyse der Straßenverkehrslärmbelastungen in Sachsen – Ergebnisse [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Herhold
[A]

NO ABSTRACT AVAILABLE

• Modell zur Abschätzung von Lärmindizes aus Langzeit-Mittelungspegeln [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Herhold and J. Sparmann
[A]

Mit dem Inkrafttreten der ''Richtlinie 2002/49/EG über die Bewertung und Bekämpfung von Umgebungslärm'' (Umgebungslärmrichtlinie) sind neue Kenngrößen zur Kennzeichnung der Geräuschbelastung eingeführt worden. Diese Kenngrößen werden künftig zusätzlich zu den bisher verwendeten Beurteilungsgrößen benutzt. Um Aussagen treffen zu können, wie sich bisherige und zukünftige Kenngrößen zur Geräuschbeurteilung verhalten, wird eine vergleichende Betrachtung für allgemein typische Geräuschsituationen vorgenommen. Die Untersuchung beruht einerseits auf der Grundlage eigener Langzeit-Messungen von unterschiedlichen Umweltgeräuschen als auch auf Auswertungen derartiger Messungen von anderen Autoren. Als Ergebnis wird ein Modell vorgestellt, mit dessen Hilfe für jeweils konkrete Umgebungsgeräuschsituationen die neuen Lärmindizes Lden und Lnight allein auf der Grundlage der bisher für den Tagzeitraum (6-22 Uhr) und für die Nachtzeit (22-06 Uhr) vorliegenden Langzeit-Mittelungspegel sehr gut abgeschätzt werden können.

Hermann, A.

• Passiver Schallschutz: Erfassung und Darstellung passiver Schallschutzmaßnahmen an großen europäischen Verkehrsflughäfen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Arps, R. Barth, A. Hermann and F. Schulze
[A]

Das Thema passiver Schallschutz an Flughäfen nimmt im Rahmen der Diskussionen zum Lärmschutz eine wichtige Stellung ein und wird zukünftig, aufgrund der einheitlich prognostizierten Wachstumsraten im Luftverkehr, vermutlich noch an Bedeutung gewinnen. Die Recherche Erfassung und Darstellung passiver Schallschutzmaßnahmen umfasst den aktuellen Stand zu Förderprogrammen an insgesamt 23 europäischen Flughäfen. Zum ersten Mal liegt damit eine Dokumentation vor, die einen Vergleich zwischen den unterschiedlichen Methoden, Kriterien und Maßstäben zur Umsetzung der Förderprogramme ermöglicht, um z. B. Anhaltspunkte für die Ausgestaltung zukünftiger Schallschutzprogramme zu erhalten. Die Studie beschreibt für jeden ausgewählten Flughafen nach Möglichkeit eine Darstellung zum aktuellen Stand des passiven Schallschutzes, über den Charakter des Schutzprogramms (freiwillig, Gesetzesauflage etc.), über die Form der konkreten Umsetzung sowie Ausgestaltung und beschreibt den definierten Schutzstatus (Schutzgebiet und Schutzziel).

Der Stand zur Umsetzung sowie Planung der Förderprogramme variiert an den betrachteten Standorten sehr stark untereinander. Während an einzelnen Flughäfen für Schutzmaßnahmen kein Bedarf gesehen wird bzw. kein Programm geplant ist, sind an anderer Stelle differenzierte Lärmschutzkonzepte entwickelt und umgesetzt worden. Für die internationalen Verkehrsflughäfen in Deutschland sind fast durchgängig über das (veraltete) Fluglärmgesetz hinausgehende Regelungen getroffen worden. Die Regelungen basieren teilweise auf freiwilligen Programmen, teilweise auf Vorgaben durch die zuständigen Behörden oder Gerichte. Die definierten Richtwerte unterscheiden sich ebenso je nach Flughafen. Hinsichtlich der verwendeten Methoden (z. B. Darstellung der Betriebsrichtungsverteilung, Berücksichtigung Bodenlärm) zur Bemessung der Schutzprogramme existieren ebenso deutliche Unterschiede. Die Flughäfen im europäischen Ausland weisen ebenso ein sehr differenziertes Bild auf.

Héron, N.

• Low boom airplane design process at Dassault Aviation
  Z. Johan, M.-J. Manfredi, N. Héron and M. Ravachol
[A]

Dassault Aviation as civil aircraft manufacturer studies the feasibility of a supersonic business jet and tries to federate in an Integrated Project (HISAC call2) the European competencies to answer to the problems of noise, emissions and sonic boom. One of the methodologies used to predict this last constraint consists of using CFD results as inputs for a propagation code based on a ray-tracing algorithm. This method was used in a 5th PCRD project (SOBER) and is part of a design toolbox dedicated to the evaluation and/or to the optimization of supersonic aircraft. For the low boom design process, sonic boom wave forms are given as input criteria of an optimisation loop. We will present during this meeting some results obtained using this approach: sonic boom levels are predicted as a function of aircraft shapes, flight conditions or manoeuvers. The inverse problem will also be looked at. This presentation will also highlight some numerical difficulties as the pertinence of sonic boom evaluations depends strongly on what is extracted from the flow computation. CFD results have to be assessed according to the numerical scheme or mesh refinement. Trade-offs have to be made when it comes to extracting a pressure distribution from the CFD results: One would want to extract the pressure as close to the airplane as possible since this is the zone where the CFD results have undergone the lesser numerical diffusion. Unfortunately, the equations solved for the propagation are not correct in the vicinity of the aircraft.

Herr, M.

• Umströmungsgeräuschsimulation auf der Basis zeitlich hoch aufgelöster PIV-Meßdaten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Lauke, M. Herr and A. Schröder
[A]

Die Lärmentstehung durch turbulente Strömungen über Oberflächen, insbesondere Kanten, ist auf Grund des zunehmenden Verkehrs beim Entwurf von Flug- oder Fahrzeugen von großer Bedeutung. Hinterkanten überströmende turbulente Grenzschichten sind dafür bekannt, intensiven Breitbandlärm sowie, im Falle stumpfer Hinterkantengeometrien, tonale Lärmanteile zu erzeugen. Durch Messungen in der turbulenten Grenzschicht einer ebenen Platte mit einem Hochgeschwindigkeits-PIV-System konnten nicht nur Einblicke in die zeitliche und räumliche Entwicklung der kohärenten Strömungsstrukturen in Hinterkantennähe, sondern auch zeitlich hoch aufgelöste Daten gewonnen werden, die sich nach einer Aufbereitung als Quelldaten für eine numerische Simulation der Schallabstrahlung eignen. Dazu wurden die Meßdaten zeitlich und räumlich interpoliert, in ihrem Frequenzgehalt modifiziert und für das Einlesen in den CAA-Code PIANO des DLR (ein hochgenaues Finite-Differenzen-Verfahren zur Lösung der linearen akustischen Störungsgleichungen auf einem körperangepaßten, blockstrukturierten Gitter) vorbereitet. Zur Vorhersage der Geräuschentstehung und -ausbreitung wurde der gestörte Lamb-Vektor berechnet, der nach den akustischen Analogien von Powell, Howe und Möhring den Hauptquellterm der Wirbelstärke darstellt. In der abschließenden Analyse konnten Zeitsignale und Spektren der Simulation mit den Ergebnissen einer ebenfalls durchgeführten akustischen Messung qualitativ verglichen werden.

• Hinterkantenlärm – Minderungskonzepte und Mechanismen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Herr
[A]

Vor dem Hintergrund wachsender Herausforderungen auf dem Gebiet des Umströmungslärms moderner Verkehrsflugzeuge sollen im Rahmen der hier vorgestellten Studie Auslegungskriterien für lärmarme Tragflächen- hinterkanten erarbeitet werden. Das aeroakustische Hinterkantengeräusch an Auftriebsflächen stellt insbesondere während des Landeanfluges eine entscheidende Lärmkomponente dar, da in der Vergangenheit dominantere Lärmanteile wie beispielsweise der Triebwerkslärm mit Erfolg reduziert werden konnten.

Umfangreiche experimentelle Studien im Aeroakustischen Windkanal Braunschweig (AWB) dienten der Abschätzung des erzielbaren Lärmminderungspotentials sowie der Identifizierung relevanter Geometrie- und Strömungsparameter. Als Minderungsmaßnahmen wurden vorrangig strömungsdurchlässige, kammförmige Abströmkanten eingesetzt, die als Nachrüstmaßnahmen für bestehende Flugzeugkomponenten in Frage kommen. Ebenso wurden verschiedene Hinterkantendicken hinsichtlich ihrer Schallabstrahlung untersucht. Im Ergebnis dieser Arbeiten konnte eine breitbandige Lärmminderung von bis zu 10 dB an der Hinterkante erreicht werden. Neben einer Reihe von Einflussgrößen wie z.B. Flexibilität, Orientierung, Länge und Dicke der Kammstrukturen wurde vor allem deren Durchlässigkeit als entscheidender Entwurfsparameter ermittelt. Dies weist darauf hin, dass der zugrunde liegende Reduktionsmechanismus in der viskosen Dämpfung turbulenter Geschwindigkeitsschwankungen zu suchen ist.





Abbildung: Versuchsanordnung im Aeroakustischen Windkanal Braunschweig (AWB).

• Skalierungsgesetze für Hinterkantenlärm – konventionelle und lärmarme Abströmkanten im Vergleich [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Herr
[A]

Turbulent überströmte Hinterkanten von Auftriebsflächen liefern einen wesentlichen Beitrag zum Zellenlärm heutiger Verkehrsflugzeuge sowie zum Blattgeräusch von Lüftern, Verdichtern oder Windkraftanlagen. Schon frühe Studien zu dieser Thematik haben gezeigt, dass durch eine strömungsdurchlässige Gestaltung der Endkanten (Porositäten, bürsten- oder kammartige Modifikationen der Kante) eine signifikante Geräuschminderung erzielt werden kann. Für die technische Umsetzung solcher Lärmminderungsmaßnahmen an realen Tragflächenkomponenten wurden im Rahmen umfangreicher Parameteruntersuchungen im Aeroakustischen Windkanal Braunschweig (AWB) einfache Skalierungsgesetze für die Schallabstrahlung von kammartigen Abströmkanten abgeleitet. Die Untersuchungen wurden an einer Platte variabler Länge ( Mio. bis 7.9 Mio.) sowie an einem NACA0012-ähnlichen Profil (Mio. bis 1.6 Mio.) durchgeführt. Zur Messung des von der Hinterkante abgestrahlten Fernfeldschalls wurde eine Richtmikrofonanordnung (elliptischer Hohlspiegel mit 1/4''-Mikrofon im Nahfokus) benutzt. Oberflächenwechseldruckmessungen und Messungen instationärer Strömungsgrößen (Hitzdrahtmessungen, Hochgeschwindigkeits-Particle-Image-Velocimetry) dienten der Charakterisierung der turbulenten Grenzschicht im Quellbereich. Neben der systematischen Quantifizierung der erzielten Geräuschminderung in Abhängigkeit von den wichtigsten Auslegungsparametern der Kantenmodifikationen erbrachten diese Untersuchungen auch weitere grundsätzliche Erkenntnisse hinsichtlich der Schallerzeugung an konventionellen (undurchlässigen) Abströmkanten.

Herre, J.

• 'Spatial Audio Coding' - Status and Recent Advances in Parametric Multi-channel Audio Coding [DAGA 2005 (München)]
  S. Disch and J. Herre
[A]

Perceptual Audio Coding has evolved from basic research into a successful technology in the marketplace during the recent 20 years. More recently, the traditional perceptual audio coder has increasingly been augmented by parametric or semi-parametric coding methods, such as Perceptual Noise Substitution (PNS) and Spectral Band Replication (SBR) to boost coding performance at low bitrates.

The latest additions further along this line employ parametric coding methods for the representation of the perceived spatial sound image of stereo / multi-channel audio material. In practice, this means that multi-channel sound is represented using one or more base audio channels plus a small set of perceptual parameters characterizing the most salient aspects related to the human perception of the sound stage.

Relying on this paradigm, new approaches like Parametric Stereo (PS) and Binaural Cue coding (BCC) are used to provide stereo/multi-channel audio at extremely low bitrates which enable new applications, such as music download by wireless channels and surround sound Internet radio.

The presentation provides an overview of the current status of development and standardization of these topics.

Herrenkind, M.

• Evaluierung der Erkennungssicherheit von sprachbedienten Systemen in Kraftfahrzeugen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Herrenkind, G. Klasmeyer and K. Kreft
[A]

Die Integration von sprachbedienten Systemen in Kraftfahrzeuge ist ein vielschichtiger Prozess, an dem in der Regel mehrere Partner beteiligt sind. Der Lieferant für das sprachbediente System ist häufig nicht identisch mit dem Entwickler des Spracherkenners. Die Verantwortung für eine erfolgreiche Integration in die spezifische Fahrzeugumgebung fällt damit dem Systemlieferanten zu. Für den Fahrzeughersteller als Auftraggeber des Systemlieferanten besteht die Notwendigkeit, die Qualität der Systeme im jeweiligen Zielfahrzeug im Interesse einer maximalen Kundenzufriedenheit zu verifizieren. Dazu gehört unter anderem die Bewertung der Erkennungssicherheit der Sprachbedienung unter realen Bedingungen, d.h. mit verschiedenen Sprechern in den unterschiedlichen Sprachen und ihren typischen Dialekten, bei verschiedenen Fahrbedingungen, etc. Bei dieser Bewertung der Qualität wird die zunehmende Komplexität der Systeme mit stark ansteigendem Vokabular zu einem immer größer werdenden Problem, da der Testaufwand personell und zeitlich exponentiell ansteigt. Durch die Verkürzung der Entwicklungszyklen und zunehmenden Kostendruck bei den Automobilherstellern wird die Situation weiter verschärft. Dieser Vortrag soll eine effiziente Methode zur Bewertung der Erkennungssicherheit von sprachbedienten Systemen im Fahrzeug aufzeigen. Im Vordergrund steht dabei die Verwendung von fahrzeugunabhängigen und trotzdem realistischen Sprachproben und Fahrgeräuschprofilen aus Datenbanken, die anforderungsspezifische Zusammenstellung von Testsets, sowie ein weitgehend automatisierter Testablauf unter reproduzierbaren Laborbedingungen.

• Evaluierung der Sprachübertragungsqualität von Freisprechern in Kraftfahrzeugen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Klasmeyer, M. Herrenkind and K. Kreft
[A]

Die Integration von Freisprechern in Kraftfahrzeuge ist ein vielschichtiger Prozess, an dem in der Regel mehrere Partner beteiligt sind. Um den jeweiligen Entwicklungsstand hinsichtlich der Sprachübertragungsqualität zur internen Dokumentation bzw. zur vergleichenden Bewertung umfassend beschreiben zu können, werden aussagekräftige und zuverlässig reproduzierbare Gütemaße benötigt. In einer VDA Spezifikation wurde die Einhaltung hauptsächlich physikalisch motivierter Parameter als notwendige Voraussetzung für eine angemessene Sprachübertragungsqualität definiert. Die Erfahrung hat aber gezeigt, dass die Einhaltung dieser Grenzwerte nicht hinreichend ist, um eine vollständige Kundenzufriedenheit zu gewährleisten. Aus Kundensicht ergeben sich folgende Anforderungen bei der Beurteilung eines Freisprechers:

1. Sprachverständlichkeit hat höchste Priorität

2. Natürlichkeit des Stimmklangs bei vertrauten Personen soll erhalten bleiben

3. Vokaler Ausdruck (Sprecherintentionen, Emotionen, etc.) soll erhalten bleiben

4. Unterdrückung von Hintergrundgeräuschen muss im Verhältnis zur Lästigkeit akustischer Artefakte erwogen werden

Im Rahmen dieses Vortrages soll ein Weg aufgezeigt werden, wie diese aus Kundensicht wichtigen Merkmale effektiv und reproduzierbar bestimmt werden können. Dazu wird versucht, die Vorteile von klassischen Konversationstests mit Listen-Only-Tests und instrumentellen Verfahren unter reproduzierbaren Laborbedingungen zusammenzuführen.

• Vergleich zwischen automatisiertem Labortest und Live-Probandentest zur Beurteilung der Erkennungssicherheit sprachbedienter Systeme im Kfz [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Klasmeyer, M. Herrenkind and B. Haferburg
[A]

Sprachbediente Systeme werden zunehmend im Kraftfahrzeug eingesetzt. Um zu verifizieren, dass die Sprachbedienung einem bestimmten Qualitätsanspruch genügt, müssen auch Tests der Erkennungsrate durchgeführt werden.

Üblicherweise finden diese Tests mit verschiedenen Sprechern bei verschiedenen Fahrbedingungen im Kraftfahrzeug statt. Solche Live-Probandentests sind jedoch nur schwer reproduzierbar. Zudem ist die Wiederholung eines Tests, z. B. nach einer Modifikation des Systems in der Entwicklungsphase, nur mit dem gleichen Zeit- und Personalaufwand, sowie den damit verbundenen Kosten realisierbar. Eine Automatisierung unter reproduzierbaren Laborbedingungen bringt in dieser Hinsicht Vorteile. Durch Trennung von in reflektionsarmer Umgebung aufgenommenen Sprachkommandos und im Fahrzeug aufgezeichneten Fahrgeräuschprofilen lassen sich Sprachsignale wiederholt - auch in unterschiedlichen Fahrzeugkabinen - einsetzen.

Die Testautomatisierung birgt jedoch ein Problem, welches wir in der vorliegenden Studie untersuchen wollen. Wenn ein Proband das System für viele Stunden im Fahrzeug erprobt, ist der Proband selbst einer Lernphase unterworfen, in der er - bewusst oder unbewusst - herausfindet, mit welcher Aussprachevariante, Artikulationsgenauigkeit, Sprechgeschwindigkeit, Stimmlage usw. er vom Gerät am besten verstanden wird. Bei der Aufzeichnung von Sprachproben im reflektionsarmen Raum lässt sich diese Lernphase kaum realistisch simulieren.

Wir untersuchen in der vorliegenden Studie, wie stark die gemessenen Erkennungsraten bei automatisiertem Test im Vergleich mit einem Live-Probandentest voneinander abweichen, und ob sich ein 'Korrekturfaktor' ermitteln lässt, mit dessen Hilfe sich die Messergebnisse der beiden Methoden ineinander umrechnen lassen.

Herrmann, J.

• Numerische Analyse von Dispersionseigenschaften in Wellrohren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Herrmann, M. Maess and L. Gaul
[A]

In industriellen Anwendungen werden flexible Wellrohre zur Förderung von Flüssigkeiten verwendet, beispielsweise als Kraftstoffzuleitung im Automobilbau. Unter akustischen Gesichtspunkten besitzen diese periodischen Leitungsstrukturen Wellenleitereigenschaften, die mittels einer WaveGuide-FE-Methode bestimmt werden. Hierbei werden FE-Modelle aus Standard-Programmen ausgewertet, um Dispersionsdiagramme zu berechnen. Durch die Annahme periodischen Verhaltens in Ausbreitungsrichtung wird die freie Wellenausbreitung entlang des Wellenleiters als Eigenwertproblem beschrieben. Es ist daher ausreichend, nur ein einzelnes, sich periodisch fortsetzendes Teil des Wellrohres zu betrachten. Rohrwand und Fluid sind dabei über ein Akustik-Struktur-Interface voll gekoppelt. Aussagen über die laterale Form der Wellenmoden sowie über deren Energiedichten und Energieverteilung werden in einer Nachschaltberechnung gewonnen und sind von praktischer Bedeutung.

• Simulation der Wechselwirkung von Fluidschall und Körperschall in flexiblen Leitungssystemen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  L. Gaul, M. Maess, M. Junge and J. Herrmann
[A]

In fluidgefüllten Leitungssystemen führen Ventilbetätigungen und Druckschwankungen durch Pumpenförderung zu hydroakustischen Wellen, die sich in Leitungen ausbreiten, und die Leitungsstruktur sowie angekoppelte Strukturelemente zu Schwingungen anregen. Diese Schwingungen können in ungünstigen Fällen zu Dauerbrüchen oder Funktionsversagen der Struktur führen. Außerdem rufen sie eine unerwünschte Schallemission in den Außenraum hervor. Diese Gründe motivieren die Entwicklung von effizienten Simulationswerkzeugen zur Untersuchung der Hydroakustik in Leitungssystemen, die im Gegensatz zu üblichen eindimensionalen Modellen auch räumliche Vorgänge beschreiben können. Um die Anregung von Strukturschwingungen der Leitungswand über das Fluid mit einzubeziehen, werden diskretisierte Fluid- und Strukturmodelle über ein akustisches Fluid-Struktur Interface (FSI) voll gekoppelt. Als Diskretisierungsmethode wird die Finite Elemente Methode (FEM) verwendet. Simulationen von komplexeren Leitungssystemen führen jedoch zu großen Modellen mit hohem Rechenaufwand, weshalb Techniken der Substrukturierung und Modellreduktion verwendet werden, um die Anzahl der Freiheitsgrade zu reduzieren. Die Substrukturtechnik basiert auf einer Vorgehensweise, die eine Adaption der CraigBampton-Methode auf voll FSI-gekoppelte Modelle darstellt. Hierbei erfolgt im wesentlichen eine Modellreduktion im Modalraum. Insbesondere wiederholt auftretende Strukturkomponenten wie Leitungsabschnitte und Rohrlagerungen lassen sich somit effizient behandeln. Ein weiterer Reduktionsschritt wird hinsichtlich bestehender akustischer Transferpfade durchgeführt, wobei akustische Quellen als Eingänge und Strukturverformungen als Ausgänge betrachtet werden. Anschließend kann die Schallabstrahlung von den Leitungssystemen und angehängten Komponenten in Luft mittels einer schnellen Randelementmethode (Fast-BEM) berechnet werden. Die Integration der Multipol- und Multilevel-Techniken in die Galerkin-BEM bewirkt eine starke Modellreduktion und einen starken numerischen Effizienzgewinn. Die Akustikberechnungen werden aufgrund des großen Impedanzunterschieds zwischen Luft und Leitungsstruktur als Nachschaltrechnung durchgeführt. Im Vortrag wird der Einsatz dieser effizienten Simulationswerkzeuge für voll gekoppelte Leitungssysteme an industriellen Problemstellungen aufgezeigt.

• Experimentelle Untersuchung der Hydroakustik in Kfz-Leitungssystemen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Herrmann, T. Haag, L. Gaul, K. Bendel and H.-G. Horst
[A]

In fluidbefüllten Leitungen im Fahrzeugbau wird aufgrund von Pumpenförderung und Ventilbetätigungen Hydroschall erzeugt, der wiederum die Leitungsstruktur sowie angekoppelte Strukturelemente zu Schwingungen anregt. Um unerwünschte Schallemissionen zu minimieren, wird zunächst ein genaues Verständnis über das Systemverhalten und mögliche Übertragungspfade im fluidmechanischen System angestrebt. Dazu wird ein Kfz-Leitungsprüfstand mit einer innovativen Pulsationsquelle vorgestellt und auf das akustische Übertragungsverhalten eines Leitungssystems eingegangen. Die experimentellen Ergebnisse werden mit Simulationen verglichen, die die Fluid-Struktur-Kopplung mit einbeziehen. Dabei kommen Techniken zur Modellreduktion und Substrukturkopplung zum Einsatz, um dreidimensionale Leitungsbewegungen mit Hilfe der Finiten Elemente Methode effizient zu beschreiben. Von besonderem Interesse ist die Auswirkung von Druckpulsationen auf die Leitungsstruktur und Anbauteile. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen auf die Verbesserung der Leitungsanordnung und Aufhängung in der Praxis im Hinblick auf Schwingungs- und Geräuschreduktion angewendet werden.

Herrmann, W.

• Lästigkeit von Hochgeschwindigkeitszügen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Herrmann, K. Zeichart and H. Kilcher
[A]

Im Zusammenhang mit der Planung neuer ICE-Strecken werden immer wieder Befürchtungen geäußert, die Hochgeschwindigkeitszüge könnten eine neue Geräuschqualität und besondere Belästigungen für die Anwohner mit sich bringen. Mit dieser Begründung wird gelegentlich auch die Anwendbarkeit des Schienenbonus auf den Hochgeschwindigkeits-verkehr in Frage gestellt. Tatsächlich unterscheidet sich die Schallcharakteristik von ICE-Zügen aufgrund der hohen Fahrgeschwindigkeiten sowohl im zeitlichen Verlauf als auch vom Spektrum her vom herkömmlichen Schienenverkehr. Bekannt ist auch, dass aerodynamische Effekte bei voller Geschwindigkeit bereits eine Rolle spielen. Andererseits kann die persönliche Einstellung Betroffener zum ICE starke Auswirkungen auf das Ausmaß der Beeinträchtigungen haben. In einer Feldstudie wurde untersucht, ob Besonderheiten des modernen Hochgeschwindig-keitsverkehrs zu speziellen Beeinträchtigungen der betroffenen Einwohner führen. Dabei wurden insgesamt 315 Personen an der Neubaustrecke Hannover-Würzburg befragt. Die Untersuchung wurden sowohl in reinen Neubaustreckenbereichen als auch an Abschnitten durchgeführt, die gebündelt mit der bereits lange bestehenden Hauptstrecke verlaufen. Die Studie ergab, dass sich in den untersuchten Belastungssituationen die Bahnanwohner mit großer Wahrscheinlichkeit nicht stärker durch die Vorbeifahrtender ICE-Züge gestört fühlen als es aus bisherigen Untersuchungen zu den Auswirkungen des Bahnlärms auf betroffene Anwohner bekannt ist.

Hertwig, R.

• Low-Noise Circular Saw Blades [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Dr. Maue and R. Hertwig
[A]

The high noise emissions from circular saws frequently represent a major impact in different branches of industry. In many cases the noise exposure of employees can be reduced substantially by using low-noise circular saw blades. Until now the low-noise saw blades available on the market have generally been used rather seldom in industry which possibly can be explained by lack of information. Therefore the BG-Institute for Occupational Safety and Health has started a project to determine the scope for the use of low-noise circular saw blades and the potential noise reductions, and to develop a manual for noise control of circular saws suitable for practical application. Based on a market survey of low-noise circular saw blades numerous comparative noise measurements were performed under different working conditions, cutting wood, aluminium and plastics, both in-plant and in the laboratory. The first results of this project are presented.

Hervella-Nieto, L.M.

• Vergleich der akustischen Finite-Elemente-Lösungen zu Eigenwertproblem und Quellproblem mit Raviart-Thomas- sowie Lagrange-Elementen [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Fuß, L.M. Hervella-Nieto and S. Marburg
[A]

Die Helmholtz-Gleichung kann sowohl druck- als auch schnellebasiert geschrieben werden. Die Diskretisierung beider Formen ist mit Lagrange-Elementen für den Druck und mit Raviart-Thomas-Elementen (RT) oder Lagrange-Elementen für die Schallschnelle als Potentialgröße möglich. In diesem Beitrag vergleichen die Autoren Lagrange-Elemente 1. Ordnung mit RT-Elementen 0. und 1. Ordnung an zwei-dimensionalen Beispielen bezüglich der Qualität der Eigenwertlösung und der Lösung mit Schallquellen. Es wird unter anderem gezeigt, dass sich Lagrange-Elemente wegen auftretender Scheinmoden nicht für die schnellebasierte Rechnung eignen. Dagegen liefern RT-Elemente (schnellebasierte FEM) wesentlich genauere Eigenwerte als Lagrange-Elemente (schalldruckbasierte FEM) bei gleicher Netzfeinheit.

Herzog, P.

• Are electromagnetic Receivers suitable for ANR Earplugs? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Buck, V. Zimpfer-Jost, A. Dancer, P. Hamery and P. Herzog
[A]

Crew members working close to modern fighter aircraft are exposed to very high level continuous noise in the mid-frequency range. Presently available hearing protectors cannot cope with such high levels. A possible improvement would be an ANR earplug with an effective bandwidth extended to frequencies exceeding 1 kHz. Taking into account the dimensions that are involved, and the bandwidth of the transducers, this goal should not be impossible to obtain. However, measurements of electro-acoustical transfer functions of configurations using electro-magnetic (hearing-aid type) receivers seem to show a delay of about 20 s added to the ''minimal'' phase behaviour. Out of these 20 s, only a maximum of 6 s could be accounted for the distance between the receiver's membrane and the microphone. The paper presents different approaches that were used in order to determine the source of the unexplained 15 s. It also explains the difficulty to decide whether we are confronted to a delay or whether the effect is due to the phase shift of some ''hidden'' pole. It also presents the performance of ANR earplugs using digital filtering, and the difference in efficiency of an (close to ideal) ANR system when using two different transducer technologies: electro-magnetic (hearing aid type), or reversed condenser microphones (B&K 1/4'').

• A specific cabin for restitution of sonic boom : application for perceptive tests [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Rabau and P. Herzog
[A]

The aim of our work is to study loudness and annoyance of sonic boom. For that a specific listening tool must be designed. This is necessary because most of the power of the sonic boom is at very low frequencies, around 3Hz. Such low frequencies are perceived by the whole human body, then to assess the annoyance of sonic booms through listening tests requires to immerse the listener in a field as close as possible to the field in actual situations. Conversely, the strong transients existing in sonic booms lead to a significant spectrum content at higher frequencies. Together, these two aspects put a very high stress on the reproduction system, which has to reproduce the test signals with a high fidelity from very low to high frequencies. The first design of this tool is made of a closed cabin which walls recovered with absorbing materials, so it can be considered as almost semi-anechoic at high frequencies. At lower frequencies, a multi-channel loudspeaker system generates a high volumic velocity by driving loudspeakers mounted in the walls of the closed volume, leading to a high pressure down to very low frequencies. Performances of the simulation has been checked through measurements and psychoacoustic tests.

• Perceptual and physical evaluation of loudspeakers [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Lavandier, P. Herzog and S. Meunier
[A]

Normalized measurements used nowadays to compare loudspeakers are only based on a few physical characteristics (frequency response, directivity, sensibility,...). The perception of reproduced sound is not considered, although listening is the final goal of audio sources. Without tools to assess the perceived result of their work, audio professionals are restricted in the improvements that they could give to their products.

Aiming to a wider evaluation of reproduced sound, we decided to evaluate a panel of loudspeakers in two parallel ways : objective measurements and perceptive ones. The 'objective' study involves advanced physical measurements and signal processing, such as correlation, transfer, and time-frequency analysis which should allow a more accurate characterization of the sound radiated by loudspeakers. The 'perceptive'' study is based on psychoacoustical measurements. Perceptive attributes are determined that are responsible for our evaluation of an audio source. The goal of our research is to find correlations between the dimensions revealed by these two types of measurements.

First, we will present the experimental protocol chosen. It is compatible with both physical and psychoacoustical measurements as we want to correlate their results. It allows to compare different loudspeakers, at the same position in an usual room, during a unique set of the psychoacoustical experiment. Secondly, the first results of the two types of measurements will be shown. They focus on the study of the restitution of timbre so the spatial dimension of sound reproduction will not be considered here. At the end, both measurement will be compared.

Hess, P.

• Photacoustic measurements of ammonia by a telecommunication diode laser [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Angelmahr, A. Miklós and P. Hess
[A]

A distributed-feedback (DFB) telecommunication diode laser radiating at 1.53 m was used for photoacoustic (PA) detection of ammonia molecules in the gas phase. The frequency of the diode laser was adjusted to an absorption line of ammonia and modulated at the first longitudinal resonant frequency (3.8 kHz) of the cylindrical resonator of the photoacoustic cell. For noise reduction a differential method with two acoustic resonators and a lock-in amplifier was used. To increase the Q factor of the cell electro-polished stainless steel resonators were applied. For reducing the adsorption problem of the polar ammonia molecule, the remaining surface of the cell was covered with a 30 m Teflon coating. The adsorption behavior of ammonia with different gas flows was examined in detail. With this small system, it is possible to perform fast trace gas measurement of ammonia in the parts per million (ppmV) concentration range. The sensitivity of the photoacoustic cell could be determined to 5.0 10-9 Wcm-1 (S/N = 1). The photoacoustic ammonia sensor could be applied for measurement and control of ammonia concentrations in exhaust gases of vehicles, of industrial plants, and for monitoring ammonia emissions by livestock farming.

Hess, W.

• Anwendungsbezogene Einschätzung und Verbesserung der Qualität synthetischer Sprache [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Steffens, K. Stöber, W. Hess and E. Paulus
[A]

Als Alternative zu weithin gelaeufigen PSOLA-Verfahren wird ein neues Zeitbereichsverfahren vorgestellt. Es werden Woerter oder noch groessere Zeitsegmente aus einem grossen Sprachkorpus als Grundbausteine fuer synthetische Aeusserungen verwendet. Auf Subworteinheiten wird nur in Ausnahmefaellen zurueckgegriffen, und Signalmanipulationen werden soweit wie moeglich vermieden. Anstelle von Generierung und Manipulation der prosodischen Struktur der synthetischen Auusserung tritt die Selektion der Einheiten mit adaequater prosodischer Struktur. Im Vergleich zur Diphon-Synthese (oder aehnlich gearteten Verfahren) laesst sich das neue Verfahren sehr viel besser auf konkrete Anwendungen der Sprachsynthese abstimmen. Fuer eine sehr anspruchsvolle Anwendung wurden Einschaetzungstests unter Einbezug mehrerer etablierter Syntheseverfahren durchgefuehrt, die die deutliche Ueberlegenheit des neuen Verfahrens, besonders unter dem Aspekt der Natuerlichkeit, bestaetigen. Gleichzeitig stellt sich aber auch die Frage nach neuen Beurteilungskriterien fuer Sprachsyntheseverfahren. Durch geschickte Anpassung der neuen Synthesestrategie an die Domaene, ist es moeglich, dass an die Stelle von Synthese die reine Wiedergabe bereits fertig aufgesprochener Aeusserungen tritt. Damit erscheint es fuer die Beurteilung der Synthesequalitaet zweckmaessig, in das als Referenz dienende Sprachmaterial auch natuerlichsprachliche Aeusserungen mit einzubeziehen. Hierzu wird ein neuer Ansatz vorgestellt.

• Evaluierung von Räumen anhand binauraler Aktivitätsmuster [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Hess, J. Braasch and J. Blauert
[A]

Die Ausgangsgrößen der Rechenmodelle zur Lokalisierung von Schallquellen werden meist als Korrelogramm, dem sogenannten Binauralen Aktivitätsmuster, dargestellt. In dieser Arbeit wurde untersucht, inwieweit binaurale Messungen von Raumimpulsantworten und deren kopfbezogene Bewertung mittels Binauraler Aktivitätsmuster zur qualitativen Beurteilung der akustischen Eigenschaften von kleinen Räumen, Konzertsäälen und Autos benutzt werden können. Um eine entsprechende Evaluierung durchführen zu können, musste die Darstellungsweise der Aktivitätsmuster optimiert werden, damit wichtige Parameter wie beispielsweise Nachhallzeit und initial time-delay gap ersichtlich werden. Als erforderliche Erweiterungen bezüglich der bestehenden Modelle von Lindemann (1986) und Gaik (1993) erwiesen sich (i) die Skalierung des Maximums in jedem Zeitfenster in Dezibel, um die späten Reflexionen sichtbar zu machen, (ii) eine gehörgerechte Integration über verschiedene Frequenzbänder und (iii) die farbliche Darstellung der binauralen Aktivitätsmuster, um die Elevation und Vorne-Hinten-Richtung der Reflexionen zu visualisieren.

• Examination of Binaural Activity Patterns [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  W. Hess
[A]

Computational models of localization, which simulate the human auditory system qualitatively, can be used to evaluate the acoustical properties of a room. For analysis purposes, head-related room impulse responses of different types of rooms were captured in five degree steps with a rotating dummy head, which was placed on a manikin. To be able to predict the acoustical quality of a room, several attributes and characteristics in the 3-dimensional lateralization/activity/time-plots, the so-called binaural activity patterns, were investigated and quantified.

• Der auditive Raumeindruck in zwei Konzertsälen stark unterschiedlicher Größe [DAGA 2005 (München)]
  J. Merimaa, W. Hess and J. Blauert
[A]

Der auditive Raumeindruck in Aufführungsstätten für Musik wird u.a. durch die psychoakustischen Deskriptoren ''Hörereignisausdehnung' (auditory source width, ASW) und ''Umhüllung'' (listener envelopment, LEV) gekennzeichnet. Es wird über eine Untersuchung berichtet, in der sowohl ASW als auch LEV in zwei Konzertsälen stark unterschiedlicher Größe beurteilt wurden. Die Versuchspersonen bewerteten dabei drei Hörproben mit ''trocken''aufgenommenen, natürlichen Geräuschen (Cello, Snare und rosa Rauschen), die jeweils mit den binauralen Impulsantworten der Säle gefaltet worden waren. Es zeigte sich, dass im Mittel in dem kleineren Saal eine größere Hörereignisausdehnung und Umhüllung wahrgenommen wird als in dem großen, wobei allerdings die Anregungssignale die Ergebnisse beeinflussen. Für die raumakustische Praxis wird hierdurch betätigt, dass auch kleinere Säle so gestaltet werden können, dass sich ein befriedigender auditiver Raumeindruck einstellt. Dies ist wichtig, da der Raumeindruck als wichtiges Qualitätskriterium gilt.

• Auswertung binauraler Erregungsmuster zur Untersuchung auditiver räumlicher Eigenschaften [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Hess
[A]

Die Simulation der menschlichen auditiven Wahrnehmung durch ein Lokalisations-Modell liefert als Ergebnis vier Dimensionen: Die (i) binaurale Aktivität und deren (ii) Auslenkung auf der Lateralisationsachse, (iii) Verhalten über die Zeit und die (iv) Verteilung über die auditorischen Bänder. Eine Simulation der Meßdaten, die mit einem Kunstkopf in einem Raum erfaßt wurden, erlaubt die Visualisierung der statischen Raumimpulsantwort zur Detektion von Reflektionen und deren Intensität, abhängig vom Einfallswinkel (Azimuth). Eine dynamische Visualisierung mit einer speziellen Testsequenz, gefaltet mit der Raumimpulsantwort, ermöglicht eine Langzeitanalyse und eine zeitliche Mittelung zur Untersuchung von auditiven räumlichen Eigenschaften. Ausgehend von Ergebnissen psychoakustischer Versuche kann gezeigt werden, daß eine Anpassung des zeitlichen Verhaltens des binauralen Modells an die menschliche Wahrnehmung notwendig ist.

• Wahrnehmungsbasierte Audiosignal-Mischung [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Hess
[A]

Fahrzeug-Audiosysteme, die auch als ''Infotainment-Systeme'' bezeichnet werden, stellen dem oder den Fahrzeuginsassen Informationen und Unterhaltung auditiv zur Verfügung. Dabei werden unterschiedlichste Unterhaltungs-Signalquellen, wie beispielsweise FM/AM-Radio, CD/DVD-Spieler oder MP3-Spieler, wiedergegeben. Oftmals ist ein Mischen mit Informations-Signalquellen, wie beispielsweise einer Navigations-Ansage, erforderlich.

Da nur selten bei gleicher Lautstärke-Einstellung am Gerät äquivalente Lautheiten der verschiedenen Unterhaltungs-Signalquellen erzielt werden, ist ein ständiges Nachregeln der Informations-Lautstärke erforderlich.

Der in diesem Beitrag vorgestellte Lösungsansatz ermöglicht die kontinuierliche Anpassung der Informations-Signalquelle an die Lautheit der Unterhaltungs-Signalquelle. Durch die Schätzung der wahrgenommenen Lautheit mit einem einfachen psychoakustischen Modell wird hierbei die Informations-Signalquelle kontinuierlich nachgeregelt, ohne daß eine Modulation durch das Unterhaltungs-Signal entsteht. Diese Lösung gewährleistet eine an das Fahrgeräusch angepaßte gleichbleibend hohe Sprachverständlichkeit von Informations-Signalen sowohl bei unterschiedlich ausgesteuerten Tonträgern als auch bei mit unterschiedlichem Hub modulierten Radiosendern.

Hessinger, J.

• Schalldämmung von Holzdecken im Holzbau – Trittschall-Flankenübertragung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Hessinger, A. Rabold, H.P. Buschbacher and F. Holtz
[A]

Die Prognose der Trittschalldämmung von Holzdecken im Holzbau bereitete besondere Probleme da : 1. die Wechselwirkung zwischen schwimmendem Estrich und Rohdecke eine andere ist als im Massivbau, 2. die Größe der Flankenübertragung in Holzbauten z.T. unbekannt war und 3. viele neue Konstruktionen aus Holz auf den Markt gekommen sind, deren akustische Eigenschaften unbekannt waren. Daher wurde in den letzten Jahren, gefördert durch den Forstabsatzfond und die Deutsche Gesellschaft für Holzforschung, ein umfangreiches Forschungsvorhaben im Bereich der Trittschalldämmung von Holzdecken unternommen. Hauptforschungsschwerpunkt waren Messungen in ausgeführten Bauten, wobei ein besonderes Augenmerk auf die Untersuchung und Quantifizierung der Flankenübertragung gelegt wurde. In diesem Vortrag werden die Ergebnisse vorgestellt, bewertet und mit den derzeitigen Berechnungs- und Prognoseverfahren verglichen.

• Schall-Längsdämmung von Steildächern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Hessinger, A. Rabold and F. Holtz
[A]

Die Schalldämmung von Wohnungs- und Haustrennwänden in Dachgeschoßen wird maßgeblich durch die Schall-Längsleitung in der Dachfläche beeinflußt. Da in den Ausführungsbeispielen Bbl. 1 der DIN 4109 keine Beispiele für den sachgemäßen Anschluß der Trennwände an Steildächer gegeben werden kommt es in Dachgeschoßwohnungen und beim Dachgeschoßaufbau immer wieder zu Defiziten in der Schalldämmung und darüber zu Streitfällen. Um die Planungssicherheit in diesem Bereich zu erhöhen wurde, unter Förderung durch den Holzabsatzfond, in den letzten Jahren ein umfangreiches Forschungsvorhaben initiiert, dessen Schwerpunkte in den folgenden Bereichen lagen : 1. Bestimmung von Kennwerten (Schall-Längsdämm-Maß) für häufig vorkommende Anschlußsituation und Standard-Dachkonstruktionen durch Labormessung 2. Vergleich der Laborergebnisse mit Messungen auf der Baustelle 3. Untersuchung der Abhängigkeit der Schall-Längsdämmung von eingesetzten Dämmstoffen und Dämmstoffdicken 4. Optimierung der Schall-Längsdämmung im Hinblick auf die Mindest-anforderungen der DIN 4109 bzw. erhöhte Anforderungen, Überprüfung geeigneter Maßnahmen, Sanierung von Dächern mit Defiziten in der Schalldämmung 5. Charakterisierung der Stoßstelle ''Dach - Wand'' mit Hilfe der neuen europäischen Kenngröße Stoßstellendämm-Maß 6. Vergleich Schalldämmung - Schall-Längsdämmung von Dächern Erfahrungsgemäß treten die größten Probleme bei Steildächern mit Aufdachdämmung auf. In diesem Vortrag sollen daher für diesen Dachtyp die ersten Ergebnisse vorgestellt werden.

• Trittschalldämmung von Holzdecken bei niedrigen Frequenzen [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Hessinger, A. Rabold, F. Holtz and R. Schläpfer
[A]

Ein besonderer Forschungsschwerpunkt der Bauakustik im Holzbau ist die Trittschalldämmung von Holzdecken. Im Vergleich zu Massivdecken wird die Trittschalldämmung von Holzdecken sehr stark durch niederfrequente Schallübertragungen geprägt. Trittschallübertragungen unter 100 Hz tragen zwar zur Geräuschbelästigung bei, werden aber bei der Berechnung des bewerteten Norm-Trittschallpegel L'n,w nicht mitberücksichtigt. Aus diesen Gründen ergibt sich die Notwendigkeit die Trittschalldämmung von Holzdecken bei niederen Frequenzen zu optimieren. In Zusammenarbeit mit der Lignatur AG aus Waldstatt Schweiz wurde die Wirkungsweise von akustischen Tilgern in einer Hohlkastendecke untersucht. Hierzu wurden Vorversuche des Schwingungsverhaltens im Kleinversuch und Trittschallmessungen im Norm-Prüfstand nach DIN EN ISO 140-06 durchgeführt. Die Ergebnisse der Schwingungsmessungen im Kleinversuch, sowie der Vergleich mit den Trittschallmessungen an realistischen Deckenelementen wird hier vorgestellt.

• Schwingungsverhalten von Holzständerwänden [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Hessinger, H.P. Buschbacher, A. Rabold, M. Leitgeb, R. Ramsteiner and F. Holtz
[A]

Die Schalldämmung von einfachen Holzständerwänden mit den unterschiedlichsten Beplankungen und Dämmstoffen wurde in der Vergangenheit bereits sehr oft untersucht. Zu diesem Thema sollen in diesem Vortrag nun Teilergebnisse eines vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten AiF-Projekts vorgestellt werden. Um ein tieferes Verständnis für die besonderen Mechanismen der Schallübertragung bei Holzständerwänden zu erlangen, wurden die Körperschall-Schwingungsbilder einer Standard-Holzständerwand bei Luftschallanregung im Frequenzbereich zwischen ca. 20 Hz und 750 Hz aufgenommen. In den Meßergebnissen konnten die Eigenschwingungen der Wand sehr gut identifiziert werden : von der 1. Scheiben-Schwingung bei ca. 23 Hz bis zu den Gefach-Schwingungen oberhalb ca. 60 Hz. Die entsprechenden Oberschwingungen für diese Eigenmoden treten ebenfalls auf und sind deutlich sichtbar. Das Verhältnis der Frequenzen von Grund- und Oberschwingungen stimmen mit der Theorie überein. Ein Vergleich mit den Schalldämmkurven zeigt, dass die Einbrüche in der Kurve des Schalldämm-Maßes von der Frequenzlage mit den verschiedenen Körperschall-Schwingungsbildern koinzidieren. Die Schallübertragungen bei den Holzständerwänden können somit den verschiedenen Eigenschwingungen der Wand zugeordnet werden. Es zeigt sich dass die größten Einbrüche durch Gefach-Schwingungen verursacht werden. Durch dieses Verständnis für die Schallübertragungsmechanismen wird es in Zukunft möglich sein die Schalldämmung von Holzständerwänden besser zu prognostizieren. Es wird das Ziel sein über die Variation der Parameter der Beplankung (Material, Dicke, Plattengröße, Raster, ....) die Schalldämmung der Holzständerwände weiter zu optimieren.

• Sound Insulation of Solid Wood Constructions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Hessinger, H.P. Buschbacher, A. Rabold and F. Holtz
[A]

Solid wood constructions in form of laminated timber boards or case-type-building elements have become the basis of many different building elements, like timber floors, walls and roofs. Yet the knowledge on the sound insulation of these elements is rather small. For that reason a research project on the sound insulation of solid wood constructions was initiated by German society for wood research (Deutsche Gesellschaft für Holzforschung DGfH e.V.). Acoustic measurements were performed at the LSW - Labor für Schall- und Wärmemesstechnik GmbH and the results of a preliminary report will be discussed in this paper.

The airborne- and impact-sound insulation of walls and floors built of solid wood constructions has been measured in a test facility according to ISO 140. The test elements displayed the variety of solid wood constructions currently available from timber industry: laminated-timber-boards, case-type-building elements.

Although the airborne sound insulation of the different basic timber construction displayed a great scatter within the results. However as soon as a lining (floating screed, thermal insulation of the wall) is applied to the wall / floor the different elements behave very similar within the frequency dependent R and the Rw.

The different floor elements under investigation showed an impact sound insulation that behaved quite similar within the frequency dependent Ln and the Ln,w.

For practical reason it is therefore sufficient to classify the different construction types of solid wood constructions within one class of elements.

• Schalldämmung von Haustrennwänden in Holzbauweise [DAGA 2005 (München)]
  A. Rabold, J. Hessinger, F. Holtz and H.P. Buschbacher
[A]

Gebäudetrennwände in Holzbauweise werden in Deutschland üblicherweise als zweischalige Konstruktion aus einfachen Holzständerwänden aufgebaut. Diese Konstruktion ermöglicht sehr gute Schalldämmwerte bei mittleren bis hohen Frequenzen. Im niederfrequenten Bereich weisen diese Holzbaukonstruktionen jedoch nur eine geringe Schalldämmung auf. Die Bewohner von Doppel- und Reihenhäusern können diese Schallübertragung im niederfrequenten Bereich als Poltern oder Dröhnen warnehmen. Ziel eines vom Bundeswirtschaftsministeriums über die AiF geförderten Forschungsvorhabens war es diese niederfrequenten Schallübertragungen zu untersuchen und wenn möglich die Schalldämmung der Holzkonstruktionen in diesem Bereich zu verbessern. Diagnosemessungen hatten gezeigt, dass die niederfrequenten Schallübertragungen von Holzständerwänden sehr stark durch die Eigenschwingungen der Wandbeplankungen beeinflusst wird. Auf Grundlage dieser Diagnosemessungen sowie unter Berücksichtigung allgemeiner Grundlagen der Bauakustik wurde ein Maßnahmenpaket von Ansätzen zur schalltechnischen Verbesserungen der Gebäudetrennwände erarbeitet und hinsichtlich der schalltechnischen Wirksamkeit überprüft. Durch Kombination der verschiedenen Maßnahmen konnten zwei unterschiedliche Konstruktionsprinzipien von Gebäudetrennwänden erarbeitet werden, die hinsichtlich ihrer Schalldämmung (bewertetes Schalldämm-Maß Rw und niederfrequente Schalldämmung) den üblichen Standard einer Wand in Mauerwerk- oder Betonbauweise erreichen bzw. je nach Ausführung übertreffen. Eines der Konstruktionsprinzipien arbeitet mit einem Brandschutztextil anstelle der Beplankungen in der Haustrennfuge. Bei einem alternativen Aufbau wird die erforderliche niederfrequente Schalldämmung durch eine Erhöhung der Haustrennfugenbreite zusammen mit einer Verringerung des Ständerrasters erreicht.

• Akustische Wechselwirkung von Holzdecken und Deckenauflagen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Hessinger, A. Rabold and F. Holtz
[A]

Die Trittschalldämmung von Holzdecken ist schon seit längerer Zeit ein Feld intensiver Forschungstätigkeit. In den meisten Fällen wurde hier der bewertete Norm-Trittschallpegel der Deckenkonstruktion untersucht und analysiert. Für das subjektive Empfinden der Bewohner ist jedoch auch der Bereich niederfrequenter Schallübertragungen zu berücksichtigen. Um das Verständnis für die Schallübertragungsmechanismen bei Holzdecken im niederfrequenten Bereich zu erweitern und Hinweise für zukünftige Produktentwicklungen zu geben, wurde ein gemeinsames Forschungsprojekt des ibp Stuttgart, der TU München und des ift Schallschutzzentrums ins Leben gerufen, das sich dieser Fragestellung widmet. Ziel ist es mit messtechnischen und rechnerischen Methoden die Trittschalldämmung der Holzdecken zu untersuchen. Dabei sollen insbesondere die Wechselwirkungen zwischen den Rohdecken und Deckenauflagen analysiert werden. Ein Schwerpunkt liegt hierbei auch im niederfrequenten Bereich. In diesem Beitrag werden die ersten Arbeitsschritte vorgestellt, die im ift Schallschutzzentrum vorgenommen wurden, Auswertungen der vorhandenen Literatur und Datenbankanalysen. Die vorhandenen Daten wurden analysiert mit Hinblick auf die Wirksamkeit des schwimmenden Estrich (Steifigkeit der Trittschalldämmplatte), einer Entkopplung der Unterdecke, sowie von Beschwerungsmaßnahmen.

• Schalldämmung von Holzdecken in der Altbausanierung [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Hessinger, A. Rabold, S. Bacher and F. Holtz
[A]

Die Altbausanierung nimmt gegenüber dem Gesamtvolumen der Bautätigkeit eine immer bedeutendere Stellung ein. Für die richtige Planung einer Sanierung ist jedoch die Kenntnis und Berücksichtigung möglicher Schallschutzanforderungen erforderlich. Als Bauteil, das bei der Sanierung eine besonders sorgfältige Planung erfordert, ist die Trenndecke zu nennen, da sie in Altbauten häufig als Holzbalkendecke ohne ausreichende schalldämmende Maßnahmen ausgeführt wurde. Bezüglich der Einschätzung der Luft- und Trittschalldämmung der Altbaudecke bestehen mangels ausreichender Grundlagen große Unsicherheiten. Dies liegt einerseits an der großen Anzahl an Konstruktionsvarianten und dem Zustand der Altbaudecken. Zusätzlich sind die verbauten Materialien nicht einheitlich, sondern richteten sich nach den vorhandenen Möglichkeiten. Im Rahmen eines von der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung e.V. initiierten und aus Mitteln des Holzabsatzfonds HAF und Industriemitteln geförderten Forschungsvorhabens wurden Sanierungsmaßnahmen an Holzdecken unter besonderer Berücksichtigung des Anforderungsprofils einer Altbausanierung untersucht. Hierzu wurden ''typische'' Holzdecken wie sie in Altbauten vorkommen im Labor nachgebaut und kommerzielle Sanierungsmaßnahmen auf diesen Decken erprobt. Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens sollen hier vorgestellt werden.

Hettel, M.

• Numerical investigations of the noise sources generated in a swirl stabilized flame [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Zhang, P. Habisreuther, M. Hettel and H. Bockhorn
[A]

The investigations shown in the present work cover the compressible simulations of a premixed swirled flame using a double concentric swirl burner, which is typically used for industrial application. The numerical tool used to solve the turbulent flow field is called Large Eddy Simulation (LES) which calculates the unsteady Navier-Stokes equations using the compressible formulation. Furthermore, to add chemical reaction into the flow, we represented the Turbulent Flame Speed Closure Model (TFC). Within this combustion model the turbulence-chemistry interaction was modeled by the turbulent burning speed . In our simulation methane-air mixture was used as fuel.

Spectral analysis of the pressure fluctuations on several monitor points within the flame has been made to get the preferential frequencies. These have been further identified. These mechanisms may interact with the flame and cause unsteady heat release which serve as main sources of the noise emission in the flame. Moreover, to give an overview of the acoustic source distributions, we have evaluated the two major source terms in the Lighthill's acoustic analogy:


(1)

where and represent the sources caused by turbulent flow and by unsteady heat release.

Hettig, C.

• Möglichkeit der kontinuierlichen Lärmüberwachung mit stationären Dauermessanlagen am Beispiel einer flächenhaften großen Industrieanlage [DAGA 2002 (Bochum)]
  V. Strese, R. Kurz and C. Hettig
[A]

Die akustische Dauerüberwachung an einer flächenhaften großen Industrieanlage mittels Abnah-memessungen gestaltet sich in der Praxis in der Regel sehr schwierig und aufwendig. Meist ist die Anlage oder die Nachbarschaft von Fremdgeräuschquellen umgeben, so dass nur in bestimmten Zeiten in der Nacht gemessen werden kann. Die Erstellung eines Lärmkatasters ist ebenfalls sehr aufwendig und bei großen Industrieanlagen meist schon bei Fertigstellung überholt, da Anlagen verändert wurden. Beide Ansätze stellen nur Momentaufnahmen dar. Die akustische Dauerüberwa-chungsanlage ist eine aufwandminimierte Möglichkeit der Dauerüberwachung. Das Prinzip der An-lage ist mehrere Teilflächen des Industriebetriebes mit Dauermessstationen, die geeignet verteilt werden, dauernd zu überwachen. Anhand von Korrelationen, die speziell für die vorliegende Situa-tion entwickelt werden, können aus den in einem Zentralrechner gespeicherten Ergebnissen der Dauermesseinrichtungen die zu erwartenden Wirkpegel in der benachbarten Umgebung bestimmt werden. Dadurch erhält man ein einfaches Dauerüberwachungssystem, das relativ unabhängig von der Fremdgeräuschsituation ist, und mit dem jederzeit die Geräuschsituation in der Nachbarschaft abgefragt werden kann. Erste Erfahrungen mit dem System und Auswertungen eines Lärmkatasters zeigen, dass die Anlage zur Dauerüberwachung weitestgehend geeignet ist. Weitere Präzisierungen der Korrelationen werden derzeit entwickelt.

• Koronageräusche an Hochspannungsfreileitungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Castano-Perez, C. Hettig and R. Kurz
[A]

An der Oberfläche hochspannungsführender Leiterseile entstehen elektrische Felder, welche in erster Linie durch die Betriebsspannung sowie den Durchmesser und die Oberflächenbeschaffenheit der Leiterseile beeinflusst werden. Bei hohen Betriebsspannungen finden vor allem bei Regen lokale elektrische Entladungen statt, die zu einer Ionisation der Umgebungsluft führen. Der Vorgang wird in der Elektrotechnik als Koronaentladung bezeichnet. Dieses Phänomen führt nicht nur zu Energieverlusten, sondern erzeugt störende Geräusche, die als Knistern, Prasseln oder auch als Brummen beschrieben werden.

Diese Geräusche können von Anliegern in der Umgebung solcher Leitungen als störend empfunden werden. Der Vortrag beschäftigt sich mit der Entstehung der Geräusche und stellt den maßgeblichen Schallleistungspegel für verschiedene Seilgeometrien in Abhängigkeit von der Regenmenge vor.

Hettler, S.

• Akustische Modellierung von Leichtbauteilen mit internen Resonatoren [DAGA 2005 (München)]
  S. Hettler
[A]

Da homogene Baumaterialien in der Realität nur einen Teil der Vielfalt darstellen, wurde in den letzten Jahren die theoretische Modellierung inhomogener Strukturen verstärkt. Dabei gewonnene Erkenntnisse wiesen auf eine frequenzabhängige Verbesserung der Schalldämmung aufgrund inhomogener Eigenschaften hin. Bei der Entwicklung neuer Materialien gewinnen daher Lösungsansätze, welche sich Effekte von gegebenen oder provozierten Inhomogenitäten zunutze machen, verstärkt an Bedeutung. Die hier vorgestellte Untersuchung zielt auf eine effiziente Anwendung lokal wirksamer Resonanzsysteme zur Verbesserung der Schalldämmung von Leichtbauteilen bei tiefen Frequenzen. Die Nutzung der Vorteile von beschichteten mehrlagigen Plattenstrukturen wird durch räumlich verteilte Schwingungstilger (''Vibration Neutralizer'') erweitert. Besondere Aufmerksamkeit ist der Positionierung und Anzahl der Schwingungstilger gewidmet. Dabei kommen verschiedene Verteilungsmuster zur Anwendung. Zunächst wurde ein Stabmodel entwickelt, welches das modale Verhalten der Grundstruktur im Zusammenhang mit der Positionierung der Schwingungstilger erfasst. Erste Parameterstudien haben die erwartete Positionsabhängigkeit der Schwingungstilger bestätigt. Die Transmissionseigenschaften der Trennbauteile können durch Auswahl der Schwingungstilger, Verteilungsmuster und Anzahl wesentlich beeinflusst werden.

• Vibroakustisches Verhalten von Doppelwandstrukturen mit räumlich verteilten Resonatoren [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Hettler and P. Leistner
[A]

Der zunehmende Einsatz von Leichtbaukonstruktionen aus ökologischen und ökonomischen Gründen erschwert einen hochwertigen Schallschutz insbesondere bei tiefen Frequenzen. Unter der Nutzung der Vorteile von mehrlagigen Leichtbauteilen verfolgt die Untersuchung eine effiziente Anwendung lokal wirksamer Resonanzsysteme zur Verbesserung der Schalldämmung von leichten Doppelwandkonstruktionen. Hierfür werden in den Zwischenraum der Doppelwandkonstruktion räumlich verteilte Schwingungstilgersysteme eingebracht. Aufbauend auf früheren Veröffentlichungen der Autoren wird für eine Konstruktion mit internen Resonatoren ein zweidimensionales Plattenmodell zur Berechnung der Plattenschwingungen vorgestellt. Um das modale Verhalten der beiden Schalen zu berücksichtigen basiert das Berechnungsmodell auf der Methode der modalen Entwicklung. Dies ermöglicht es, den Zusammenhang der Positionierung der internen Resonatoren und der Plattenmoden zu untersuchen. Rechenergebnisse werden für senkrechten und diffusen Schalleinfall vorgestellt. Die Anwendung der internen Resonatoren wird anhand der berechneten Schalldämmung der Doppelwandkonstruktion quantifiziert. Die aufgeführten Ergebnisse zeigen, dass die Transmissionseigenschaften der untersuchten Konstruktionen durch Anzahl, Verteilung und Abstimmung der internen Resonatoren wesentlich beeinflusst werden. Gerade im Bereich der Masse-Feder-Masse Resonanz einer Doppelwandkonstruktion konnte eine erkennbare Verbesserung der Schalldämmung erreicht werden.

Heuer, S.

• Acoustic Diesel Cold-Start [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Alt, J. Nehl, S. Heuer and R. Thiele
[A]

Das hervorragende Drehmoment- und Leistungsangebot moderner Dieselmotoren, kombiniert mit niedrigen Kraftstoffverbräuchen und Abgasemissionen, lassen diese zunehmend Marktanteile gewinnen. Auch das Geräusch ist bei vielen Fahrzeugen auf einem akzeptablen Niveau. Beim Kaltstart nageln jedoch bis heute die meisten Motoren unangenehm laut. Durch eine gezielte akustische Optimierung der Kaltstartkorrekturen im Steuergerät ist eine signifikante Verbesserung möglich. Es sind, abhängig von der Basiskalibrierung, Pegelreduktionen im Innen- und Außengeräusch von 0.5 - 5 dB bei -10C Umgebungstemperatur erreichbar, ohne dass Einbußen bezüglich Startbarkeit, sichtbarem Schwarz- oder Weißrauch oder im MVEG-Zyklus auftreten.

Heusler, I.

• Nutzergeräusche bei Sanitärinstallationen [DAGA 2005 (München)]
  R. Liegl and I. Heusler
[A]

Insbesondere in Mehrfamilienhäusern treten im Zusammenhang mit Sanitärinstallationen Belästigungen durch sog. Nutzergeräusche, d.h. hartes Schließen von WC-Deckeln, Abstellen von Zahnputzgläsern auf Ablage usw. auf, wobei die Geräuschentwicklung naturgemäß stark vom individuellen Verhalten der Nutzer abhängig ist. Das deutsche Regelwerk enthält hierzu kein normiertes Messverfahren und Nutzergeräusche unterliegen ausdrücklich nicht den Anforderungen nach DIN 4109/89. Grundsätzlich ist es dennoch wünschenswert, die baulichen Rahmenbedingungen so zu gestalten, dass Nutzergeräusche keine unnötig hohen Geräuschspitzen verursachen. In diesem Zusammenhang wurden Messungen unter Einsatz des im Entwurf für die Neufassung der Schweizer Norm SIA 181 beschriebenen Pedelfallhammers durchgeführt, mit dem Ziel einer von individuellem Verhalten möglichst unabhängigen und reproduzierbaren Geräuschanregung. Die Messungen beziehen sich auf unterschiedliche Gebäude, wobei bauseits sowohl herkömmliche Installationsvormauerungen als auch Leichtbauinstallationswände vorhanden waren. Die Messergebnisse werden zu den baulichen Gegebenheiten in Bezug gesetzt und vergleichend diskutiert.

Heute, U.

• Speech and audio coding – a brief overview [DAGA 2002 (Bochum)]
  U. Heute
[A]

Coding is used here in the sense of compression, and for both signal types, lossy compression is meant. Both speech and audio coders apply physio- and psycho-logical knowledge, though of different kind. Speech, however, is usually coded such that a ''reasonable quality'' is kept (e.g. close to that of the common telephone) while audio coders (apriori, at least) aim at inaudible distortions. 13 years ago, a special issue of SPEECH COMMUNICATION showed how the classical ''coding gap'' between low-rate (2.4 kb/s and below) and high-rate (32 kb/s and more) systems could be closed by medium-rate (8... 16 kb/s) codecs as proposed for the development of the GSM system. The ideas included time-domain (predictive) as well as frequency-domain (ATC, subband) approaches. Nowadays, the gap is glosed, and the LPC-methods prevail.Starting from the GSM standard, variants as well as ''relatives'' shall be exposed in terms of brief system description and auditive examples. More recent ideas will be addresses, aiming either at verry-low-rate transmission or at improved quality, within or beyond the present-telephone bandwidth (wide-band speech) Also, new issues are touched, like data-rate adaptation to the avialable channel, or combined consideration of source and error-protection coding. The step from the above-mentioned wide-band speech coding to audio coding seems to be short. Nevertheless, modern audio coders, unlike speech-compression systems, apply mainly frequency-domain and more refined psycho-acoustic approaches. Starting from a well-known standard again, variants and relatives shall be explained. Finally, recent issues and ideas will be addressed.

• Speech-Quality Evaluation in Telephone Networks [DAGA 2003 (Aachen)]
  T. Ludwig, K. Scholz and U. Heute
[A]

The technical progress in the past 15 years resulting in new services and devices for telephone networks has formed a telecommunication infrastructure that is characterized by an almost infinite number of possible network configurations. Simulations of telephone networks in laboratories can model real effects in networks only to a limited extent. For the assessment of speech quality in real-life telephone networks other methods are necessary. One approach to investigate real-life telephone links are measurements in the telephone network by means of in-service, non-intrusive measurement devices (INMD). These devices can serve as a kind of network monitors that evaluate the quality-of-service parameters of the network under test. This paper gives an overview of signal-parameters that are useful for speech quality assessments with help of INMDs. Besides the well known parameters as speech-level, noise-level, and the detection of echos, other parameters as frame-loss, packet-loss, degradation by codecs, and insertion of comfort noise can have a strong impact on the speech quality. Some algorithms to measure these parameters are presented. By restriction of the speech signals under test to certain degradations it is possible to get quality estimations in terms of MOS which are highly correlated with results from auditory tests. Alternatively, measurement results of an INMD can be used as input parameters to network planning models, e.g. the E-model, to get estimations about the speech quality.

• Wideband Speech Enhancement Using a Robust Noise Estimation [DAGA 2005 (München)]
  D. Janardhanan and U. Heute
[A]

The enhancement of single-microphone noisy wideband-speech signals is addressed.

Noise is an unavoidable obstacle in communication systems, especially in hands-free communication where the background noise level is high due to the distance of the speaker from the microphone. In such systems the inclusion of speech enhancement becomes mandatory, provided that it does not introduce any additional distortions to the speech and the background noise.

An important aspect in all speech enhancement schemes is the estimation of background noise. A good noise estimation combined with spectral subtraction plays a key role in obtaining a good subjective quality and the intelligibility of the enhanced speech.

Especially now, different issues in wideband-speech enhancement are addressed. A specific noise estimation method is considered, which already for telephone-band noisy speech shows degradation in performance when the background noise has a low-pass (LP) character (like e.g., in cars), this effect becomes stronger for wideband noisy speech and hence leads to stronger degradation of the enhanced speech. With a modified noise estimation method an improvement in performance is observed for both narrowband and wideband speech.

• Qualitätsdimensionen bei der Sprachübertragung in modernen Telekommunikationsnetzen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Wältermann, K. Scholz, A. Raake, U. Heute and S. Möller
[A]

Bei der Übertragung von Sprache in modernen Telekommunikationsnetzen können eine Vielzahl von Faktoren die vom Benutzer wahrgenommene Qualität beeinträchtigen. Dies sind neben konventionellen Leitungseigenschaften (z.B. Dämpfung, Rauschabstand) und Codecs auch Endgeräte mit unterschiedlichen akustischen Eigenschaften (z.B. Freisprecheinrichtungen) und Effekte aufgrund von Signalverarbeitung (z.B. Geräuschreduktion, Voice Activity Detection). Zeitvariante Effekte lassen sich beispielsweise bei Paketverlusten in Voice-over-IP-Verbindungen beobachten.

Aussagen über die Qualität solcher Verbindungen sind nur durch den Benutzer möglich, der das Qualitätsurteil durch einen vorherigen internen Vergleich des Wahrgenommenen mit seiner Erwartung, einer benutzer-internen Referenz fällt. Welche Charakteristiken des Sprach-Hörereignisses seinem Urteil zugrunde liegen und in welchem Maße ist zunächst unbekannt.

Um die bezüglich der Qualität relevanten Eigenschaften zu identifizieren, wurden mehrere auditive Experimente durchgeführt, die hier vorgestellt werden sollen. In diesen Experimenten wurde ein Satz von unterschiedlich verarbeiteten Sprachproben bewertet, der ein großes Spektrum potenziell auftretender Störungen repräsentiert. Multidimensionale Analysen ergaben drei für diese Stimuli stabile und orthogonale Dimensionen, die der Sprachqualität zugrunde liegen: 'Kontinuität', 'Direktheit/Frequenzgehalt' und 'Rauschhaftigkeit'. Durch eine Abbildung dieser Dimensionen auf Gesamtqualitätsurteile konnte 'Kontinuität' als die perzeptiv wichtigste Dimension identifiziert werden.

Die Idee der Modellierung der Gesamtqualität mit Hilfe perzeptiver Dimensionen soll als Basis für ein instrumentelles Verfahren zur Schätzung der Gesamtqualität übertragener Sprache dienen. Hierzu wird ein Ausblick auf Arbeiten eines laufenden DFG-Projektes gegeben.

• Messtechnische Erfassung der Qualitätsdimension 'Direktheit/Frequenz-gehalt' zur instrumentellen Analyse und Beurteilung von Sprachqualität [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K. Scholz, M. Wältermann, L. Huo, A. Raake, S. Möller and U. Heute
[A]

Moderne Telekommunikationsnetze verursachen bei der Übertragung von Sprachsignalen vielfältige Störungen und Verformungen dieser Signale. Diese Beeinflussungen können die vom Nutzer wahrgenommene Qualität eines Systems beeinträchtigen. Zur Beschreibung der Gesamt-Sprachqualität eines Systems dient der Mean-Opinion-Score (MOS). Zur Analyse von Sprachqualität sind MOS-Werte jedoch nicht ausreichend; hierzu sind differenziertere Qualitätsurteile notwendig.

Ziel unserer Arbeit ist es, ein instrumentelles diagnostisches Verfahren zur Analyse und Beurteilung von Sprachqualität zu entwickeln. Unser Ansatz basiert auf der Beurteilung von drei Qualitätsdimensionen, die jeweils einzelne qualitätsrelevante Eigenschaften eines Sprachsignals erfassen: 'Direktheit/Frequenzgehalt', 'Kontinuität' und 'Rauschhaftigkeit'. Eine Schätzung der Gesamtqualität soll durch geeignete Verknüpfung der Einzel-Dimensionen erreicht werden. Von diesem auf orthogonalen perzeptiven Dimensionen basierenden Ansatz erwarten wir, dass er die heutzutage in realen Netzen auftretenden Störungen weitestgehend berücksichtigt. Idealerweise decken die gefundenen Dimensionen auch Störungen ab, wie sie in zukünftigen Systemen auftreten werden. Wird die Qualität eines neuen Systems von zusätzlichen perzeptiven Attributen bestimmt, erwarten wir, dass das instrumentelle Verfahren relativ einfach um die Erfassung dieser neuen Dimension erweitert werden kann.

Hier stellen wir einen Ansatz zur instrumentellen Erfassung des Attributs 'Direktheit/Frequenzgehalt' vor. Diese Dimension beschreibt den qualitätsrelevanten Einfluss, den der Frequenzgang eines Systems auf ein vom System verarbeitetes Sprachsignal hat. Ausgehend von den Frequenzgang-Parametern Bandbreite und Mittenfrequenz haben wir einen instrumentellen Schätzer für diese Dimension entwickelt. Die mit diesem Attribut-Schätzer erzielten Resultate werden vorgestellt. Außerdem wird ein Modell der untersuchten Qualitätsdimension vorgestellt, das u.a. zur Bestimmung weiterer dimensions-relevanter Parameter genutzt werden kann.

• Statistische Analyse von Phonemen auf Basis deutscher Lesesprache mit dem Ziel der Sprechertransformation [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Schwarz and U. Heute
[A]

Sprechertransformation bezeichnet allgemein die Abbildung der Sprache/Stimme eines Sprechers A auf die eines anderen Sprechers B. Hierbei wird angenommen, dass der Sprecher B zunächst nicht exakt vorgegeben und somit die Stimmenumwandlung von Sprecher A beliebig ist. Es wird lediglich vorausgesetzt, dass die transformierte Stimme natürlich klingt und die Emotionen des Sprechers erhalten bleiben.

Die Prosodie charakterisiert jeden einzelnen Sprecher und dessen Sprache maßgeblich. Sie enthält Informationen über die Akzentuierung sowie die zeitliche Dehnung und Stauchung von einzelnen Worten und Sätzen.

Allgemein wird das Ziel verfolgt, grundlegende und notwendige Charakterisierungsmerkmale der deutschen Stimme zu bestimmen, auf deren Grundlage ein Prosodie-Modell gebildet wird. Jenes Modell soll in Algorithmen zur Sprechertransformation eingesetzt werden, um mit dessen Hilfe die transformierte Stimme natürlich und ''menschlich'' klingen zu lassen.

In dieser Arbeit werden die statistischen Verteilungen von Monophonen auf Basis des ''Kiel Corpus of Read Speech'' untersucht. Als Parameter zur statistischen Analyse werden die Sprachgrundfrequenz, die zeitliche Dauer sowie die Energie verwendet, um anschließend eine differenzierte Aussage in Bezug auf die Verteilung eines einzelnen Phonems treffen zu können. Während dieser Untersuchung werden Auftrittshäufigkeiten getrennt für Frau und Mann aufgezeichnet, auf deren Grundlage eine spätere Modellbildung erfolgen soll.

• Machbarkeitsstudie zur Verwendung von statistischen Prosodiemodellen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Schwarz, H. Weiss and U. Heute
[A]

Heutige Text-to-Speech (TTS) Systeme versuchen, ihre Sprachausgabe an den Benutzer und die dazugehörige Anwendung anzupassen. Ziel ist es, das System zu ``personalisieren'', um den Anwender in eine ihm vertraute Umgebung zu versetzen und dadurch die Akzeptanz des TTS-Systems zu erhöhen. Ein denkbares Szenario beschreibt die Verwendung von vertrauten Stimmen, die beispielsweise innerhalb eines E-Mail-Programmes zum Vorlesen der Nachricht mit der Stimme des Absenders verwendet werden.

Zur Ressourcen sparenden Realisierung eines personalisierten TTS-Systems wird die Sprechertransformation (Voice Conversion, VC) angewendet. Die Stimme einer beliebigen Person (Quellsprecher) wird mittels einer Umwandlungsfunktion auf die einer anderen Person (Zielsprecher) dergestalt transformiert, dass die Äußerung des Quellsprechers so klingt, als wäre sie vom Zielsprecher gesprochen worden. Die transformierte Stimme kann jedoch nur natürlich klingen, wenn sie sämtliche Eigenschaften des wahren Zielsprechers enthält. Ein wesentliches Problem innerhalb von VC-Systemen stellt dabei die Abbildung der Prosodie dar, die zu den wesentlichen Eigenschaften gehört.

In diesem Beitrag wird ein statistisches Prosodiemodell vorgestellt. Seine Eignung wird untersucht, und es werden seine Vor- und Nachteile beschrieben. Zudem werden Beschränkungen, Probleme und Lösungsvorschläge aufgezeigt.

• Speech Enhancement Using a Modified Speech-Presence-Uncertainty Criterion [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Janardhanan, U. Heute and J. Schwarz
[A]

A speech signal has frequency components that extend even to 14kHz. Thus, in traditional telephone-band/narrowband speech (300-3400 Hz) a significant part of the speech spectrum is dropped. Wideband speech (50-7000 Hz), on the other hand, due to its extended bandwidth is superior in perceptual quality to narrowband speech. Inclusion of the speech spectrum in the lower range (50-300 Hz) improves speech naturalness and comfort, while the inclusion of the high-frequency range (3400-7000 Hz) enhances intelligibility, and speaker identification. These features offered by wideband speech make it an attractive candidate for future modern speech communication, as it is being gradually installed in some applications already.

Speech communication is generally plagued by the presence of background noise sources, particularly in open-air, factory, or especially car environments. Methods trying to reduce this noise by means of digital speech-processing techniques, termed speech enhancement, create artifacts. In the full paper a proposal for a speech enhancement method is given, which incorporates a modified speech-presence-uncertainty criterion. Emphasis is on disturbances in a driving-car interior. The proposed approach is able to better preserve the speech components for both wideband and narrowband speech.

Heutschi, K.

• Modellmessungen an einer Überdeckung und Teilüberdeckung einer Autobahn [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  K. Eggenschwiler, K. Heutschi and N. Lüthi-Freuler
[A]

Im Rahmen der Lärmsanierung an der Autobahn A1 in Neuenhof, Schweiz ist eine Überdeckung und eine Teilüberdeckung (Galerie) vorgesehen. In den Portalbereichen und in der einseitig offenen Galerie sind schallabsorbierende Verkleidungen notwendig, um Pegelerhöhungen auf Grund von Reflexionen zu vermeiden. Mit Berechungsmodellen konnten die komplexen Ausbreitungsverhältnisse nicht exakt ermittelt werden. Für das Auflageprojekt wurde deshalb für die Verkleidung mit Erfahrungswerten gerechnet. Um die Lage und das Ausmass der Schallabsorption für das Detailprojekt zu optimieren, wurden Messungen in Modellen im Massstab 1:16 durchgeführt. Für die Portalbereiche der Tunnel wurden entsprechende Modelle angefertigt. Für die Galerie beschränkte man sich dagegen auf einen Systemquerschnitt von 5.60 Meter Breite (im Modell 0.35 Meter). Für die Messung wurde eine Korrelationsmesstechnik mit Maximal-Längen-Folgen eingesetzt. Bei der Auswertung der Impulsantworten wurde die Luftdämpfung berücksichtigt und Reflexionen aus dem Prüfraum entfernt. Es wurden verschiedene Varianten von Verkleidungen an Wänden und Decken in Galerie und Portalbereichen gemessen. Die Modellmessungen ermöglichten im Vergleich zum Auflageprojekt beträchtliche finanzielle Einsparungen.

• Validierung von Eisenbahnlärmmodellen in einer Talsituation anhand einer Langzeitmessung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K. Heutschi, R. Höin and F. Akermann
[A]

Im komplexen topographischen und meteorologischen Umfeld von Talsituationen können sich besondere Schallausbreitungsphänomene ausbilden. Mit den heute noch weit verbreiteten empirischen bzw. semi-empirischen Ausbreitungsmodellen wie z.B. ISO 9613-2 werden viele dieser Effekte nur ungenügend nachgebildet oder gänzlich ignoriert. Da in Tälern besondere, asymmetrische Windverhältnisse und inhomogene Temperaturverteilungen auftreten können, ist nicht a priori mit einer Ausmittelung dieser Effekte zu rechnen. Speziell in Alpentälern mit hohem Verkehrsaufkommen auf Schiene und Strasse kann dies zu einer systematischen Fehlbewertung der Lärmbelastung führen. Mit Messungen des Eisenbahnlärms in einer typischen Talsituation an der Gotthardlinie sollten allfällige Modellmängel aufgedeckt werden. Während zweier Monate wurden gleichzeitig schienennahe Messungen und solche an den Talflanken bei Quellen-Empfängerabständen in der Grössenordnung von knapp 1 km durchgeführt. Die als Schallausbreitungsdämpfung zwischen Emissions- und Immissionspunkt ausgewerteten akustischen Daten werden mit Berechnungen verglichen und mit den erfassten Meteodaten korreliert. Die Abweichungen Rechnung-Messung werden mittels eines Deltamodells beschrieben.

• Sound radiation from railway tunnel openings [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Heutschi, R. Bayer and C. Feiss
[A]

More and more often railway tunnel openings can be found in the vicinity of inhabited areas. Whereas for road traffic tunnels it is standard to make the segment close to the opening from absorbing material railway tunnels are usually built without any absorber. For lack of knowledge on the significance of the sound radiation from railway tunnel openings this part is usually ignored. For that reason the Swiss Agency for the Environment, Forests and Landscape (BUWAL) initiated a research project to quantify the tunnel effect for railway lines. As the ratios of cross sectional areas for railway tunnels differ strongly from road tunnels the experiences from roads can not be transferred easily to railways. The problem was tackled by three different methods: theoretical investigations and calculations, real-life measurements at existing railway tunnel openings and 1:16 scale-model experiments. Results (tunnel amplification and radiation directivity) are presented for different tunnel sections, different train types and different conditions of absorbing material close to the tunnel opening.

• Schätzung der mittleren akustischen Leistungen von Personen- und Lastwagen anhand von quellennahen Strassenlärmimmissionsmessungen [DAGA 2005 (München)]
  K. Heutschi
[A]

Im Rahmen des Schweizer Monitoring flankierende Massnahmen Umwelt werden an sechs Messstationen in unmittelbarer Nähe von Autobahnen rund um die Uhr die akustischen Strassenlärmimmissionen aufgezeichnet (siehe DAGA-Beitrag 'Monitoring flankierende Massnahmen Umwelt (MFM-U)' von M. Balmer et al.). Ein wichtiger Aspekt der Messungen liegt in der Beobachtung der zeitlichen Entwicklung der mittleren Quellstärken des Schwerverkehrs, bzw. deren Auswirkungen auf den Menschen (siehe DAGA-Beitrag 'Untersuchung auf LKW-sensible akustische Merkmale' von D. Bozzolo et al.). Die quellennahe Messung führt zu einer unerwünschten Abhängigkeit der Mikrophonpegel von der Fahrspur. Die Rückrechnung auf Quellwerte erfordert daher nebst Wissen über die gefahrene Geschwindigkeit und Verkehrsmenge Kenntnis der Ausbreitungsdämpfungen (geometrische Verdünnung, Bodeneffekt, mögliche Abschirmwirkung durch Leitplanken) von den einzelnen Fahrspuren zum Mikrophon. Der Beitrag zeigt auf, wie diese Ausbreitungsdämpfungen rechnerisch abgeschätzt und in einem Optimierungsverfahren für die jeweilige Situation validiert bzw. angepasst werden können. Schliesslich werden Ergebnisse der so gefundenen Emissionswerte, aufgeschlüsselt nach Personen- und Lastwagen, vorgestellt und mit dem neuen Schweizer Strassenlärmmodell SonRoad verglichen.

• Verwendung von Stimme, Gesang und Musikinstrumenten zur Bestimmung raumakustischer Parameter [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Machner, K. Heutschi and M. Blau
[A]

Es wird die Möglichkeit überprüft, Sprache, Gesang oder Musikinstrumente als Anregung für die Ermittlung raumakustischer Parameter durch die Korrelationsrechnung zu verwenden. Es wird der Zusammenhang genutzt, dass die Kreuzkorrelationsfunktion zwischen Ein- und Ausgangssignal gleich der Systemimpulsantwort, gefaltet mit der Autokorrelationsfunktion des Anregungssignals, ist. Der Eingang des Systems wird durch ein Referenzmikrophon im Nahfeld einer Quelle auf der Bühne geschätzt. Aufgrund des bekannten spektralen Verhaltens nichtstationärer Quellen (Sprache, Gesang und Musikinstrumente) wurde eine angepasste Verarbeitung ermittelt. Für diese konnten einige grundlegende Erkenntnisse in der Signalverarbeitung gewonnen werden, wodurch der Einfluss auf die resultierende Impulsantwort gering bleibt. Es werden die Grenzen des Verfahrens aufgezeigt, welche durch verschiedenen Faktoren charakterisiert sind.

• Schallausbreitung in Eisenbahneinschnitten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K. Heutschi
[A]

Eisenbahntrassees verlaufen in strukturiertem oder coupiertem Gelände oft in Einschnitten. Solche Einschnitte werden durch beidseitig der Geleise verlaufende Böschungen gebildet. Akustisch besonders relevant sind die Fälle mit schallharten, steilen Stützmauern. Dabei können sich Mehrfachreflexionen zwischen Stützmauer und Wagenkasten ausbilden, die schliesslich einen nennenswerten Immissionsanteil an einem Empfangspunkt ausmachen können. Solche Mehrfachreflexionen können auch bei einseitigen Stützmauern entstehen.

Die sich in Eisenbahneinschnitten ausbildenden Schallfelder wurden für verschiedene Geometrien mittels Massstabsmodellen und numerischen wellentheoretischen Simulationen in zwei Dimensionen untersucht. Es werden Resultate in Form von Immissionspegeln für Empfängerpunkte im Einzugsbereich der Einschnitte präsentiert. Im Vergleich der Modell- und Simulationsergebnisse wird die Bedeutung der der Simulation inhärenten Annahme einer kohärenten Linienquelle diskutiert. Die Gegenüberstellung der Ergebnisse für vollständig reflektierende und stark absorbierende Wände erlaubt die Abschätzung der pegelreduzierenden Wirkung einer Absorptionsmassnahme. Schliesslich wird ein empirisches Rechenverfahren vorgestellt, das die Wirkung der Reflexionen in realen Eisenbahneinschnitten abbildet.

Heuwinkel, C.

• Hochgenaue Bestimmung der akustischen Dämpfung von durchströmten Linern für Triebwerke [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Busse, C. Heuwinkel, L. Enghardt and I. Röhle
[A]

In einer durchströmten Messstrecke mit rundem Querschnitt war ein perforierter Liner mit einer ihn radial umgebenden Druckkammer (Plenum) zwischen zwei symmetrischen Kanalsegmenten montiert. Die beiden Kanalsegmente beinhalteten jeweils Anbohrungen für fünf Mikrofonringe mit acht gleichmäßig über den Umfang angeordneten Mikrofonen und an ihren äußeren Enden einen radial angeflanschten Lautsprecher und einen reflexionsarmen Abschluss.

Die Untersuchung wurde in einem Frequenzbereich durchgeführt, in dem ausschließlich ebene Wellen im Kanal ausbreitungsfähig sind. So konnte die Kalibration der Mikrofone darauf aufbauen, dass bei gleicher axialer aber unterschiedlicher Winkelposition gleiche Wechseldruckmesswerte erwartet wurden. Der relative Unterschied der an den einzelnen Winkelpositionen für eine Frequenz gemessenen Werte zum Mittelwert wurde als Amplituden- und Phasenkorrektur für die Datenauswertung herangezogen.

Der Einfluss der Reflexionen an den Rohrenden konnte durch Anpassung des Auswertungsverfahrens nahezu beseitigt werden. Dazu wurden bei wechselseitiger Beschallung der Messstrecke die Mikrofonsignale in beiden Kanalsegmenten erfasst, mittels Kopplung von Reflexion und Transmission beider Abschnitte die Einflüsse der Endreflektionen verrechnet und auf diese Weise eliminiert.

Die Modellierung der akustischen und thermischen Wandgrenzschichten ermöglichte eine weitere Verringerung der Messfehler. Abschließend konnte der Einfluss nicht ausbreitungsfähiger Moden in der Nähe der Lautsprecher sowie, unterstützt durch Prandtlrohrmessungen, die korrekte mittlere Strömungsgeschwindigkeit ermittelt und bei der Auswertung berücksichtigt werden. Während der Untersuchungen zeigte sich, dass sich Stehwellen im Plenum ausbildeten, deren Auswirkung auf die Messwerte durch eine Unterteilung des Plenums aus dem zu untersuchenden Frequenzbereich verschoben werden konnten. Der Messfehler der akustischen Streufaktoren und der daraus resultierenden akustischen Dämpfung konnte ohne Strömung unter 1% und mit Strömungsüberlagerung unter 2% gesenkt werden.

• Untersuchung der akustischen Eigenschaften perforierter Liner [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Heuwinkel, L. Enghardt and I. Röhle
[A]

Diese experimentelle Untersuchung soll zum Verständnis der Schallabsorption durch perforierte Liner, mit und ohne Quereinblasung, beitragen und Informationen über deren Einflussparameter liefern. Die Ergebnisse dienen als Grundlage, um langfristig das akustische Verhalten eines Liners modellieren zu können. Dadurch soll es möglich werden, Vorhersagen über die Schallabsorption für bestimmte Parameter zu treffen und somit anwendungsoptimierte Liner zu entwickeln. Eine der zahlreichen Anwendungen für diese Art der akustischen Dämpfung ist es, der Entstehung thermoakustischer Instabilitäten, zum Beispiel in Gasturbinen, entgegenzuwirken.

Es wurden drei Testobjekte bei Frequenzen zwischen 200-1400 Hz untersucht. Dabei wurden die akusti-schen Eigenschaften in Form von Reflexion, Transmission und Dissipation für verschiedene Konfigurationen bestimmt. Abweichend von den Bedingungen in einer Brennkammer wurde bei diesen Messungen nur kalte Luft unter normalen Druckverhältnissen eingesetzt. Ebenso wurde die Schallausbreitung im Kanal auf ebene Wellen beschränkt.

Die Experimente zeigen, dass mit Hilfe perforierter Wände und Lufteinblasung die Schallenergie über einen breiten Frequenzbereich um über 50% absorbiert werden kann. Bei einigen Konfigurationen konnte dieses Niveau sogar für einen schmalen Frequenzbereich auf über 60% erhöht werden. Als Einflussgrößen wurden bei dieser Parameterstudie die Strahlgeschwindigkeit, die Machzahl im Kanal, die Anzahl der Strahlen und ihr Abstand untersucht. In diesem Zusammenhang wurde festgestellt, dass die Länge des Plenums für einige bestimmte Frequenzen eine erhebliche Auswirkung auf die akustischen Eigenschaften des Testobjektes hat.

Die besten Ergebnisse für die Dissipation wurden bei einer Strahlgeschwindigkeit von 20 m/s erzielt. Allgemein kann gesagt werden, dass ein vergrößerter Abstand der Löcher zueinander die Dissipation steigert und eine erhöhte Lochanzahl die breitbandige Absorption verbessert.

• Vergleich experimenteller Daten und numerischer Berechnungen zur Analyse der Dämpfungseigenschaften überströmter Liner für Flugtriebwerke [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Busse, C. Richter, C. Heuwinkel, L. Enghardt, I. Röhle, U. Michel and F. Thiele
[A]

Der Einfluss der Überströmungsgeschwindigkeit auf die Impedanz von Schalldämpfern (Linern) ist für deren Einsatz in Flugtriebwerken ein wichtiger Parameter. Dieser wurde experimentell und numerisch untersucht. Dazu wurden in einer durchströmten, austauschbaren runden oder eckigen Messstrecke verschiedene axialsymmetrische oder ebene schalldämmende, realitätsnahe Auskleidungen vermessen. Jede untersuchte Frequenz wurde von Lautsprechern monofrequent angeregt. Die resultierenden Wechseldrücke wurden mithilfe mehrerer beidseitig der Probe wandbündig angeordneter Mikrofone erfasst. Die Messdatenauswertung, insbesondere die Trennung in hin- und zurücklaufende Wellen und die Berücksichtigung verschiedener Fehlergrößen, erfolgte durch Algorithmen im Frequenzbereich. Die Auswertungsergebnisse waren Ausgangsbasis für die numerische Rückrechnung der Impedanz im Zeitbereich mit Hilfe einer numerischen Methode. Dafür wurde ein kommerzielles, nichtlineares Optimierungsverfahren mit einer proprietären CAA-Methode gekoppelt. Ziel der Optimierung war die Minimierung des Fehlerquadrats zwischen gemessenem und numerisch berechnetem Frequenzgang der Schallleistungsdissipation des Liners. Dazu wurden die fünf Parameter des Impedanzmodells variiert. Bei Formulierung im Zeitbereich kann der Frequenzgang der Impedanz mit einer einzigen Optimierung gefunden werden. Im Gegensatz zu Messungen mit dem Kundtschem Rohr berücksichtigt die berechnete Impedanz nichtlineare Änderungen durch die Überströmung der Probe. Mit den ermittelten Modellparametern kann die Wirkung der akustischen Auskleidung in der realen Einbausituation im Flugtriebwerk simuliert werden.

Heydinger, D.

• Auralisierung und subjektive Bewertung von Klassenräumen [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Nocke, D. Heydinger, M. Meis and A. Schick
[A]

Moderne Raumakustiksimulationsprogramme erlauben neben der Berechnung und Visualisierung von Schallfeldern in Räumen auch die Auralisierung der raumakustischen Verhältnisse. Somit lassen sich die Hörbedingungen in verschiedenen Klassenräumen schnell und ohne großen Aufwand im Computer nachbilden und verändern. Für das in diesem Beitrag vorgestellte Experiment wurden fünf verschiedene Räume modelliert und für zwei Hörpositionen mit männlicher und weiblicher Sprechstimme auralisiert. Diese insgesamt 20 Hörbeispiele bildeten die Grundlage einer subjektiven Beurteilugn der Hörsamkeit durch 79 Versuchspersonen.

Bislang liegen wenig Daten und somit psychometrische Grundlagen zur Erstellung eines Fragebogeninstruments zur Hörsamkeit (von Klassenräumen) vor. Mit Hilfe von Experten- und Laienbefragungen wurde daher das Oldenburger Hörsamkeitsinventar entwickelt. Die Ergebnisse der vorgestellten Untersuchung zur subjektiven Beurteilung der Hörsamkeit zeigen, dass anhand dieses neuen Instruments (16 siebenfach skalierte Adjektivpaare) möglich ist, wesentliche Charakteristika der Raumakustik subjektiv und trennscharf abzubilden.

Die Ergebnisse werden vor dem Hintergrund der Anwendung und Anwendbarkeit in Feldstudien zur Beurteilung von sehr guten, akzeptablen und sehr schlechten Räumen diskutiert.

Heynemann, H.

• Ultraschallgewebecharakterisierung - Methoden zur system- und operatorunabhängigen Bestimmung quantitativer Parameter [DAGA 2003 (Aachen)]
  K.-V. Jenderka, S. Brand, L. Köthe, M. Zacharias and H. Heynemann
[A]

Biologisches Gewebe stellt sich in der Sonographie als eine Kombination aus zufällig und quasi regelmäßig angeordneten akustischen Streuern dar. Neben der Beurteilung der Morphologie sind die Änderungen der akustischen Eigenschaften des Gewebes durch pathologische Veränderungen des Gewebezustandes Grundlage der sonographischen Diagnostik. In vielen Fällen kann die Verschiebung der akustischen Eigenschaften nicht oder nur sehr schwer im konventionellen B-Bild visualisiert werden. Durch Ausnutzung der im B-Bild nicht verfügbaren frequenzabhängigen Signalkomponenten, können zusätzliche Informationen zur Unterstützung der Diagnostik extrahiert werden. Voraussetzung ist in jedem Fall der Zugang zu den hochfrequenten Ultraschallechosignalen einschließlich der exakten Charakteristik der laufzeitabhängigen Verstärkung und die Korrektur der Schallfeldcharakteristik. Unter den genannten Bedingungen sind mit Einschränkungen auch Roh-Daten zur Parameterschätzung geeignet. Anhand von Phantommessungen sowie in vitro und in vivo Untersuchungen werden die Methoden zur Korrektur von Systemeigenschaften und zur Bestimmung der quantitativen Gewebeparameter gezeigt. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit gegenüber Störungen in der Schallfeldgeometrie und der notwenigen Bandbreite (Frequenzen größer 7 MHz) sind in naher Zukunft klinische Anwendungen vor allem an sonographisch gut zugänglichen Organen wie Hoden, Prostata (TRUS), Schilddrüse und Parotis, sowie bei intraoperativen Applikationen und für in vitro Experimente zu erwarten.

Hibbing, M.

• Ein Studiomikrofon mit erweitertem Frequenzbereich [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Hibbing
[A]

((Für die DVD-Audio und die SuperCD , die mit Abtastraten von 96 kHz bzw 192 kHz arbeiten, sind auch Mikrofone notwendig, die bis min.50 kHz arbeiten. Über eine solche Entwicklung und die Meßergebnisse wird berichtet))

Hibral, M.

• In situ Characterisation of materials using parametric sonar [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Hibral and M. Zakharia
[A]

Parametric sonar techniques have been intensively used in underwater acoustics since the early sixties for bottom observation: both qualitative (geometrical structure of the sub-bottom) and quantitative (impedance estimation) measurements. Nevertheless, the application to airborne acoustics was envisaged more recently (in the eighties). The principle consists in transmitting two primary high frequency signals at high power in order to generate a low frequency directive source. An airborne sonar system has been developed in order to characterise acoustics material in situ. As characterizing insulation panels in a factory (in the presence of noise and multipaths) is similar to the characterisation of sea sediment in situ, similar sonar approaches have been used. In particular, the parametric array principle has been used to generate low frequency chirps and gain in signal to noise by pulse compression. Several results will be presented using an airborne parametric sonar for the characterisation of acoustic foam (insulation panels) in both transmission and reflection modes. The data obtained with this equipment will be compared to the results obtained with conventional methods (in a reverberation room) for a wide band of frequency in a noisy room of a few square metres. The final objective is the in situ characterization of installed materials in order to validate the installation, to detect defective panels and/or to study the aging effect. This work was supported by the European Commission in the framework of the ISCAP project (G6RD-CT-2000-00040).

Hildebrand, H.

• Frequency effect on the cell detachment by ultrasound [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Peyre, D. Callens, A. Lefebvre, E. Radziszewski, H. Hildebrand and J.-J. Fabre
[A]

Like any physiological phenomena, the integration of biomaterials is controlled by different biological processes. One of the most important is adhesion quality between tissues and implant. The mechanical properties of the interface cells/substrate are directly related to the quality of adhesion. Only some techniques are able to give quantitative information on this adhesion, and none to our knowledge uses ultrasounds however known to be an efficient tool in mechanical properties investigations. Our objective is to observe the behaviour of adherent MC3T3-E1 subjected to a quantified insonification. The cells were cultivated on a glass substrate during 3 days. We used continuous longitudinal waves to apply variable and quantified ultrasonic stress on cell culture. Two parameters of the insonification were investigated: frequency and power. Initially the cells detached during experimentation are counted in order to obtain curves of detachment according to the desired parameter. Secondly, we observed using a laser interferometer the amplitude of the oscillations undergone by the cells during the insonification. We succeeded in establishing the link between observations made with the interferometer and the curves of cellular detachment. This link made it possible to obtain a value of the cells adhesion force for the considered substrate and time of culture.

Hilge, C.

• Zum Einfluss der Sprachverständlichkeit auf kognitive Leistungen: Eine Studie mit Grundschulkindern [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Klatte, M. Meis, C. Janott, C. Hilge and A. Schick
[A]

Schulisches Lernen basiert massgeblich auf mündlicher Kommunikation. Schätzungen zufolge verbringen Kinder ca. 75 Prozent der Unterrichtszeit mit Zuhören. Gute Sprachverständlichkeit ist daher eine wesentliche Voraussetzung für erfolgreiches Lernen. Verschiedene Untersuchungen zeigen jedoch, dass diese Voraussetzung in Klassenräumen oft nicht gegeben ist. Anliegen der hier berichteten Studie war es, die Bedeutung einer guten Sprachverständlichkeit in Unterrichtsräumen für das schulische Lernen zu dokumentieren. Hierbei wurde von der Annahme ausgegangen, dass sich eine suboptimale Sprachverständlichkeit nicht nur in fehlerhafter Identifikation der gehörten Information, sondern vor allem auch in einer Erhöhung der Höranstrengung äußert: die Hörer benötigen mehr kognitive Kapazität, um die Sprache zu dekodieren. Hierdurch kommt es zu einer Verringerung der für das Behalten und die mentale Verarbeitung der Information verfügbaren Arbeitsgedächtnisressourcen und somit zu Leistungsbeeinträchtigungen bei komplexen Aufgaben. In der zu berichtenden Studie wurde der Einfluß der Sprachverständlichkeit auf die Leistung von Grundschulkindern beim Identifizieren, kurzzeitigen Behalten und Verarbeiten von gehörter Information geprüft. Die Sprachverständlichkeit wurde durch die Installation eines Soundfield-Systems in dem nach raumakustischen Kriterien eher ungünstigen Testklassenraum variiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen die Bedeutung optimaler Hörbedingungen für Grundschulkinder.

• Zur Wirkung von aktiven und passiven raumakustischen Maßnahmen auf die Geräuschwahrnehmung und Lebensqualität von Schülern: Ergebnisse aus einer prospektiven Längsschnittstudie [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Meis, A. Uygun, C. Janott, C. Hemmer-Schanze, C. Hilge, J. Kahlert and A. Schick
[A]

Im Rahmen einer prospektiven Längsschnittstudie wurden in zwei Münchner Schulen bei sechs Klassenräumen (mittlere Nachhallzeit, vorher=0.86-1.11 sec.) drei unterschiedliche raumakustische Interventionsmaßnahmen (Mittlere Nachhallzeiten, nachher [Differenz] =0.32-0.57 durch die Akustikdecken, Bedingungen 1 und 3) durchgeführt: 1. Einbau von schallabsorbierenden Materialien, 2. Installation eines Soundfield-Systems und 3. die Kombination von beiden Maßnahmen. Es wurden insgesamt 124 Kinder (59 Mädchen) mittels psychometrisch geprüfter Inventare zur Umweltqualität und Akustik, zum Wohlbefinden und zur schulischen Leistungsfähigkeit befragt. Nach den raumakustischen Interventionen konnten signifikante Verbesserungen in allen drei feldexperimentellen Bedingungen besonders dann nachgewiesen werden, wenn die Fragen sich direkt auf die akustischen Veränderungen bezogen. Mögliche bildungspolitische Konsequenzen werden diskutiert.

• Application of micro-perforated stretched ceilings [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Nocke and C. Hilge
[A]

In 2001 a new product based on the theory of micro-perforated sound absorbers has been introduced. The thin foil of a stretched ceiling has been micro-perforated. Stretched membrane ceilings are a popular product with regard to modern architecture worldwide since more than 25 years. However, so far only optical and other aspects of the product were generally of interest.


A brief introduction of the underlying theory of micro-perforated sound absorbers according to D.-Y. Maa will be given. Results of independent qualification measurements of various assemblies will be shown. Furthermore different applications in various rooms will be presented.

• Subjektive Einschätzung der Sprechstimme und der Hörumgebung in universitären Seminarräumen [DAGA 2005 (München)]
  M. Meis, C. Hilge, C. Nocke, T. Bräcker, V. Lammers, M. Lützen, R. Machner, M. Mühlhan, A. Müller, B. Silge, W. Wempe, S. Wolter and A. Schick
[A]

Im Rahmen einer feldexperimentellen Studie wurden insgesamt N=311 Studenten zur Hörsamkeit von universitären Seminarräumen befragt. Basierend auf dem laborexperimentellen Ansatz von Meis & Nocke und Befunden einer kanadischen Feldstudie von Hodgson & Kennedy wurde ein Fragebogen entwickelt, der zum einen reiznahe Items zur Bewertung der Sprechstimme (z.B. ''hallig'' vs. ''trocken'', ''klirrend vs. gedämmt'') und zum anderen Skalen zur Bewertung der Hörumgebung enthielt (z.B. genereller Hörkomfort, Störgeräusche). Nach einem raumakustischen Screening wurde für ein varianzanalytisches Modell die Befragung in insgesamt sechs raumakustisch unterschiedlichen Seminarräumen durchgeführt. Die Seminarräume unterschieden sich signifikant sowohl hinsichtlich der gemittelten Nachhallzeiten als auch hinsichtlich des Nachhallverlaufs. Beide Parameter schlugen sich in den subjektiven Bewertungen der befragten Personen nieder. So wurden Räume, die ein Maximum der Nachhallzeit im Frequenzbereich zwischen 500 Hz und 4 kHz aufwiesen, zwar klanglich als angenehmer bewertet als Räume, deren Maximum der Nachhallzeit unterhalb von 250 Hz lag, jedoch wurde die Geräuschkulisse durch Kommilitonen in den erstgenannten Räumen als störender empfunden. Implikationen für die angewandte Lehr-Lernforschung und die Möglichkeit einer Ferndiagnose durch psychometrisch geprüfte Befragungsinstrumente werden abschließend diskutiert.

• Mikroperforierte Absorber aus gespannten Folien [DAGA 2005 (München)]
  C. Nocke, C. Hilge and J.-M. Scherrer
[A]

Seit ihrer Einführung im Jahr 2001 erobern mikroperforierte Spannfolien immer neue Anwendungsgebiete. Inzwischen sind verschiedene akustisch wirksame Mikroperforationen in der seit mehr als 30 Jahren gut erprobten Spannfolie erhältlich.

Nach einer kurzen Darstellung der grundlegenden Zusammenhänge der Theorie mikroperforierter Schallabsorber nach D.-Y. Maa werden aktuelle Ergebnisse aus verschiedenen raumakustischen Anwendungen vorgestellt. Weiterhin werden Ergebnisse aus Labormessungen (Kundtsches Rohr du Hallraum) verschiedenster Aufbauten mit unperforierten, perforierten und mikroperforierten Spannfolien gegenüber gestellt. Schließlich werden theoretische Ansätze zur Modellierung von Kombinationen aus porösen und mikroperforierten Materialien mit Messergebnissen verglichen.

Dies Arbeit wurde dankenswerter Weise von textbf{BARRISOL} - Normalu S.A.S (www.barrisol.com) unterstützt.

• Möglichkeiten und Grenzen der raumakustischen Gestaltung von Schulräumen gemäß DIN 18041 (2004)
  C. Nocke and C. Hilge
[A]

Bedingt durch die Ergebnisse diverser internationaler Bildungsvergleiche als auch die Neufassung der DIN 18041 im Jahr 2004 hat die Raumakustik von Klassenzimmern in letzter Zeit einen zunehmenden Stellenwert in der öffentlichen Diskussion erhalten. Neben Herstellern von Akustikprodukten haben auch Schulträger und andere öffentliche Institutionen die Problematik erkannt und handeln entsprechend.

In diesem Beitrag wird über Erfahrungen im Umgang mit den Anforderungen der neuen DIN 18041 bei Neuplanungen und Sanierungen von Schulen berichtet. Neben einer Absenkung der empfohlenen Nachhallzeit in Klassenräumen wurde mit der Neufassung der DIN 18041 eine klare Vorgabe zur Frequenzabhängigkeit der Nachhallzeit eingeführt. Auch weitere Raumtypen in Schulen sind bei raumakustischen Planungen zu berücksichtigen. Die normierten Anforderungen als auch deren Anwendbarkeit werden anhand von Beispielen aus der Beratungspraxis hinterfragt und diskutiert. Ein Schwerpunkt wird hierbei auf die Verwendung des bewerteten Schallabsorptionsgrads bzw. der Schallabsorberklasse nach DIN EN ISO 11654 gelegt.

Hilger, F.

• Evaluation of Quantile Based Histogram Equalization in Combination with Different Root Functions [DAGA 2005 (München)]
  F. Hilger and H. Ney
[A]

Automatic speech recognition systems are very sensitive to eventual distortions of the acoustic signal caused by noise. Whenever there is a mismatch between the distribution of the training data and the data that is to be recognized, the recognition error rates will increase.

Quantile based histogram equalization can improve the recognition in noisy conditions: A non-linear parametric transformation function applied during feature extraction can reduce an eventual mismatch between the current recognition data and the distribution of the training data. Based on the quantiles of the cumulative distributions, the parameters of the transformation function can be reliably estimated from small amounts of data. By the way they are defined, the quantiles are independent form the scaling, range, and amount of data, thus making the method independent from prior assumptions about the data.

The approach was integrated into a modified Mel cepstrum feature extraction, in which the conventional logarithm was replaced by a root function to increase the noise robustness. The actual transformation that was used consisted of two steps. A power function transformation applied to each individual output of the Mel-scaled filter-bank, followed by a linear combination of neighboring filters.

Recognition tests were carried out with the RWTH system on the Aurora 4 noisy Wall Street Journal database. First, the influence of different root functions replacing the logarithm was studied. Then quantile equalization was applied. Putting everything together, the word error rate could be reduced from 45.7% to 25.5% (clean training) and from 19.5% to 17.0% (multicondition training).

Hille, S.

• Anregungsvorrichtung mit künstlichen Lippen für Fagotte [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Hille, J. Baumgart and R. Grundmann
[A]

Bei Fagotten verfügt der Spieler über eine Reihe von Möglichkeiten mit Lippen, Blasdruck und Mundhöhle Einfluss auf die Klangfarbe und Tonhöhe des Instrumentes zu nehmen. Lippenspannung und Lippendruck, die Position der Lippen selbst sowie auch der Hohlraum der Mundhöhle des Spielers haben einen starken Einfluss auf das Schwingverhalten des Rohrblattes und somit auf den erzeugten Ton. Um den Einfluss von Lippen und Mundhöhle näher zu untersuchen wurde ein künstlicher Bläser konstruiert, der die natürlichen Verhältnisse darstellt und reproduzierbare Ereignisse zulässt. Damit wurden verschiedene Ansatzparameter wie Lippenkraft, Lippenspannung, Mundhöhlenvolumen etc. simuliert und hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die abgestrahlten Klänge untersucht.

Hillebrand, P.

• Methoden zur Verbesserung der objektiven Beschreibung subjektiver Qualitätsurteile der Sitz- und Lenkradvibrationen im Fahrzeug [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Bellmann, R. Weber, I. Baumann, P. Hillebrand and V. Mellert
[A]

Komfort und Qualität im Bezug auf die wahrnehmbaren Innengeräusche und Vibrationen im Kraftfahrzeug werden nach wie vor subjektiv ermittelt. Professionelle Subjektivbeurteiler mit langjähriger Erfahrung beurteilen im Fahrzeug die Qualität des Dröhnens, die Sitz- und Lenkradvibrationen im Leerlauf bei drei verschiedenen Betriebszuständen: a) ohne Verbraucher, b) mit Verbraucher und c) mit Verbraucher und Klimaanlage (falls vorhanden). In dieser Untersuchung geht es um geeignete objektive Signalparameter, die möglichst hoch mit Subjektivurteilen korrelieren. Deshalb werden parallel zu den Subjektivbeurteilungen die Sitz- und Lenkradvibrationen 16-kanalig und die Geräusche 4-kanalig mit Schwingungsaufnehmern und Mikrofonen (einschließlich Kunstkopf) in unterschiedlichen Fahrzeugen einer Fahrzeugklasse aufgezeichnet. Aus diesen Messsignalen werden auf verschiedene Arten Parameter berechnet. Die vorgenommenen Korrelationsanalysen vergleichen die bisher eingesetzten Messgrößen mit Signalparametern, die nach der ISO 2631-1/2 [1997, 1989] und der ISO 5349 [1986] berechnet werden. Insgesamt zeigt sich, dass die Signalparameter nach der ISO, die die unterschiedlichen Empfindlichkeiten des Menschen für Ganzkörper- sowie Hand-Arm übertragenen Vibrationen berücksichtigen, besser geeignet sind, das subjektive Komfortempfinden quantitativ zu beschreiben als die bisher eingesetzten Messgrößen. Zusätzlich erweist sich der Frequenzbereich um die zweite Motorordnung als wesentlich für die Beurteilung der Lenkrad- und Sitzvibrationen.

Hillen, R.

• Akustische Ringversuche zur Geräuschemissionsmessung an Windenergieanlagen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  D. Piorr, R. Hillen and M. Jansen
[A]

Im Herbst 2000 führte das Landesumweltamt NRW einen Ringversuch zur Geräuschemissionsmessung an Windenergieanlagen durch. Zur Teilnahme waren alle nach § 26 BImSchG für Geräuschmessungen bekanntgegebenen Messstellen eingeladen worden. Im ersten Teil des Ringversuchs war eine komplette Emissionsmessung an einer Windenergieanlage nach den Richtlinien der Fördergesellschaft für Windenergie (FGW) durchzuführen. Im zweiten Teil waren Tonbandaufzeichnungen der Geräusche unterschiedlicher Windenergieanlagen entsprechend den FGW-Richtlinien bezüglich der Einzeltonhaltigkeit zu analysieren. [Die FGW-Richtlinien konkretisieren die entsprechenden nationalen und internationalen Normen, um eine gute Reproduzierbar und Repräsentanz der Messergebnisse zu erreichen.] Über die Ergebnisse der Ringversuche wird berichtet.

• Zur Schallausbreitung höherliegender Quellen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Piorr and R. Hillen
[A]

Das Prognosemodell zur Schallausbreitung im Freien, die DIN ISO 9613-2, sowie die bisherigen Arbeitsentwürfe zur Ermittlung von Geräuschimmissionen, die ISO/DIS 1996-2, wurden für bodennahe Quellen entwickelt und erprobt. Das Wissen über die Schallausbreitung höherliegender Quellen (z.B. Windenergieanlagen), deren Schallabstrahlung nicht nur in der bodennahen Prandtl-Schicht, sondern auch in der Ekman-Schicht erfolgt, ist zur Zeit unzureichend. Das Land NRW hat deshalb die Schallausbreitung höherliegender Quellen in Abhängigkeit von meteorologischen Einflussgrößen mittels eines Ray-Tracing-Verfahrens berechnen lassen. (siehe A. Ziemann und K. Balog: 'Einfluss des variablen Atmosphärenzustands auf die Schallausbreitung höher liegender Quellen'). Diesen Berechnungen wurden reale Messwerte zur Höhenabhängigkeit der Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Temperatur zugrunde gelegt. Die Ergebnisse dieser Ausbreitungsrechnungen werden im Vortrag mit Ausbreitungsrechnungen nach der DIN ISO 9613-2 verglichen. Außerdem wird aufgezeigt, mit welchen Schwankungen des A-bewerten Schalldruckpegels in Abständen von bis zu 2000 m von einer hochliegenden Quelle allein aufgrund der meteorologischer Einflüsse zu rechnen ist. Auf dieser Datenbasis werden Empfehlungen zur Ermittlung des maßgeblichen Wertes des Beurteilungspegels gegeben.

Hillenbrand, J.

• Piezoelektret-Mikrofone hoher Empfindlichkeit mit gestapelten und geschäumten Polymerfilmen [DAGA 2005 (München)]
  J. Hillenbrand and G. Sessler
[A]

Piezoelektrische Mikrofone auf der Basis von geschäumten und aufgeladenen Polypropylenfilmen, sogenannte Piezoelektret-Mikrofone, wiesen bisher typischerweise Empfindlichkeiten von ca. 2 mV/Pa auf (J. Hillenbrand and G. M. Sessler, Proc. ICA 2004, the 18 Internat. Congress on Acoustics, Vol. I, pp. 349-352). Dieser Wert kann durch die Verwendung von Folienstapeln deutlich verbessert werden. In jüngsten Untersuchungen wurden PP-Filme verwendet, deren piezoelektrische Dickenkonstante im Hörfrequenzbereich zunächst durch ein zweifaches Druckexpansionsverfahren auf d = 500 pC/N gesteigert werden konnte. Derartige Filme wurden dann in Stapeln von bis zu fünf Filmen in Reihenschaltung angeordnet. Mit diesen Wandlern lassen sich nunmehr Empfindlichkeiten von mehr als 10 mV/Pa und äquivalente Rauschpegel von 26 dB(A) erzielen. Weitere Eigenschaften der Piezoelektret-Mikrofone sind die niedrigen nichtlinearen Verzerrungen von weniger als 1 % bei 164 dB(A) sowie die im Ultraschallbereich liegende Resonanzfrequenz. Nachteilig ist die für viele Anwendungen noch unzureichende Ladungsstabilität bei Temperaturen oberhalb von 60C. Ein großer Vorteil dieser neuen Wandler ist der einfache und unkritische Aufbau, da insbesondere der bei Elektretmikrofonen notwendige Luftspalt entfällt.

• Piezoelektret-Richtmikrofone auf Basis des Interferenzprinzips [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Hillenbrand and G. Sessler
[A]

Piezoelektret-Mikrofone (auf geschäumten und aufgeladenen Elektretfolien basierende piezoelektrische Mikrofone) zeichnen sich u.a. durch den einfachen Aufbau, sehr kleine Klirrfaktoren, hohe Grenzfrequenzen und bei der Verwendung von gestapelten Folien auch durch vergleichsweise hohe Empfindlichkeiten aus (J. Hillenbrand und G. M. Sessler, J. Acoust. Soc. Am. 116, 3267 (2004)). Bis jetzt wurden solche Mikrofone meist relativ klein und mit Kugelcharakteristik ausgeführt. In diesem Beitrag werden nun Piezoelektret-Mikrofone mit Längenausdehnungen im 30 cm-Bereich und daher ausgeprägten Richtcharakteristiken für Frequenzen größer 1 kHz vorgestellt. Dazu wurde bei diesen Richtmikrofonen die Breite der Piezoelektretfolie gezielt über die gesamte Mikrofonlänge variiert. Es entsteht somit formal ein lineares Mikrofonarray aus unendlich vielen Einzelmikrofonen, wobei jedes der Mikrofone proportional zur Folienbreite gewichtet wird. Verschiedene Ausführungen derartiger Mikrofone wurden entworfen und aufgebaut. Mittels Freifeldmessungen wurden Frequenzgänge in Vorwärtsrichtung und 360-Richtcharakeristiken für verschiedene Frequenzen bestimmt. Es zeigte sich, dass die Messergebnisse in guter Übereinstimmung mit den durch das jeweilige Design zu erwartenden theoretischen Werten sind.

• Piezoelektret-Mikrofone mit Fluorpolymerfolien und verbesserter Temperaturstabilität [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Hillenbrand, X. Zhang and G. Sessler
[A]

Trotz ihres einfachen Aufbaus zeichnen sich Piezoelektret-Mikrofone durch sehr kleine Klirrfaktoren, hohe Grenzfrequenzen und wegen der Verwendung von Folienstapeln auch durch hohe Empfindlichkeiten aus. Der Nachteil aller bisherigen Mikrofone ist die relativ schlechte Temperaturstabilität, die auf die verwendeten zellularen Piezoelektret-Folien aus Polypropylen (PP) zurückzuführen ist. Bekanntermaßen sind die beiden Fluorpolymere Polytetrafluorethylen (PTFE) und (Fluorethylenpropylen) FEP wesentlich temperaturstabilere Elektretmaterialien als PP. Allerdings ist es bis heute nicht gelungen, bei der Herstellung von Piezoelektret-Folien das Polypropylen durch eines der genannten Fluorpolymere zu ersetzen, ansonsten eine analoge Vorgehensweise zu verwenden und damit zellulare Fluorpolymerfolien mit statistisch verteilten Hohlräumen zu erhalten. Kürzlich konnten aber aus abwechselnd übereinander gestapelten FEP- und PTFE-Folien durch einen Pressvorgang bei hohen Temperaturen mit Hilfe eines Metallgitters zellulare Verbund-Folien mit einer regelmäßigen Anordnung der Hohlräume hergestellt werden. Nach Koronaaufladung zeigten diese Folien Piezokonstanten von einigen 100 pC/N im Audiobereich. Nach einem Temperprozess nimmt die Piezokonstante der Folien bei 90C nur noch um 3% pro Tag ab. Mit den Folien wurden Mikrofone gebaut und akustische Freifeld-Messungen durchgeführt. Es ergaben sich bei Einfolien-Mikrofonen Empfindlichkeiten von bis zu 3 mV/Pa bei 1 kHz.

• Piezoelektret-Mikrofone mit nicht-planaren Folienstapeln und hoher Kapazität [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Hillenbrand, P. Pondrom and G. Sessler
[A]

Piezoelektret-Mikrofone zeichnen sich durch einen einfachen Aufbau, große Empfindlichkeiten, sehr kleine Klirrfaktoren und hohe Grenzfrequenzen aus. Die großen Empfindlichkeiten ergeben sich durch die Verwendung von Folienstapeln, was einer elektrischen Reihenschaltung der Einzelfolien entspricht. Damit steigt die Leerlauf-Empfindlichkeit des Mikrofons proportional mit der Folienanzahl an, die Gesamtkapazität des Folienstapels nimmt allerdings umgekehrt proportional mit der Anzahl ab. Somit sind wegen der kapazitiven Spannungsteilung an einem FET-Impedanzwandler maximale Ausgangssignale und Mikrofonempfindlichkeiten zu erzielen, wenn jede Folie neben einer hohen Empfindlichkeit auch eine große Kapazität besitzt und somit auch die Gesamtkapazität des Stapels möglichst hoch wird. Um trotzdem möglichst kleine Mikrofone ohne Richtwirkung bauen zu können, wurden die Folienstapel aufgewickelt und mit einem FET verbunden. An derartigen Mikrofonen mit unterschiedlicher Folienzahl und Folienfläche wurden Freifeld- und Druckkammer-Messungen durchgeführt. Bei 5-Film-Mikrofonen wurden Empfindlichkeiten von 10 mV/Pa und äquivalente Rauschpegel von 28 dB(A) gemessen.

Hilleringmann, U.

• Fernauslesbarer Oberflächenwellen-Feuchtesensor [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Dierkes and U. Hilleringmann
[A]

Im Rahmen eines DFG-Projekts entwickelt das Fachbereich Sensorik der Universität Paderborn einen passiven fernauslesbaren Oberflächenwellen-Feuchtesensor, der sowohl Temperatur wie auch Wassergehalt von Isolierölen in Hochspannungstrans-formatoren detektieren soll. Die Voruntersuchungen favorisierten die sogenannten ''Love-Welle'' für die Analyse von Flüssigkeiten, eine akustische Oberflächenwelle (OFW), die keine ''Abstrahlung in die Flüssigkeit'' verursacht. Die Anregung der Welle erfolgt mittels Interdigital Transducers (IDT) auf piezoelektrischem Substratmaterial (z. B. Quarz), die in einer als Wellenleiter aufgebrachten Siliziumdioxid Schicht (SiO2) geführt wird. Mit die-sem Aufbau kann die Love Welle sensitiv an das angrenzende flüssige Medium angekoppelt werden. Da Siliziumdioxid zudem einen einfachen feuchtempfindlichen Film darstellt, der Wasserstoff und OH-Gruppen adsorbiert, beeinflusst diese Kopp-lung im erheblichen Maße Amplitude und Geschwindigkeit der OFW. In Folge der Adsorption ändert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit der OFW. Dies resultiert in einer Veränderung der Resonanzfrequenz als Maß für den Wassergehalt des Öls. Zur Herstellung der Sensoren wird die in der Halbleitertechnologie angewendete Planartechnik genutzt. Der Aufbau erfolgt im allgemeinen aus einer exakt festgeleg-ten Folge von ganzflächig abgeschiedenen mikrostrukturierten Schichten aus leiten-den und nichtleitenden Materialien auf einem Wafer. Für die Strukturierung ist ein Maskensatz erstellt worden, der Layouts für Resonanzfrequenzen zwischen 60 und 433 MHz berücksichtigt. Im Rahmen des Projekts konzentrieren sich derzeit die Untersuchungen auf die Sensortypen Verzögerungsleitung und Eintor-Resonator. Für die drahtlose Funkauslesung wurde das ISM-Band von 433 MHz berücksichtigt. Für erste Messungen wurden einzelne Sensoren auf einen Platinenträger geklebt, über Bonddrähte mit der aufgebrachten 50 ? Mikrostreifenleitung kontaktiert und an Luft getestet. Über hochwertige Steckerverbindungen erfolgt der Anschluss an einen Netzwerkanalysator. Im Falle des Resonators konnte die Temperaturempfindlichkeit über den Reflektionskoeffizienten S11 ermittelt werden, wobei sich in Abhängigkeit von der Temperatur die Resonanzfrequenz verschiebt. Aus der Steigung der Aus-gleichsgeraden für verschiedene Temperaturen ergab sich eine Empfindlichkeit von ca. ?50 kHz/K. Ähnliche Ergebnisse ergaben sich beim Impedanzverlauf mit der relativen Feuchte RH als Parameter. Die Empfindlichkeit betrug in diesem Fall ca. ?74 kHz/% rel. Feuchte.

Hils, T.

• Psychoakustische Betrachtungen zur Abstufung der Anforderungen an Schalldämm-Maße [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Alphei and T. Hils
[A]

Die Arbeitsgruppe 'Erhöhter Schallschutz' des Fachausschusses Bau- und Raumakustik innerhalb der DEGA erarbeitet zur Zeit Vorschläge für die Beschreibung der Schallschutzqualität von von Wohngebäuden. Künftig soll in Form eines Berwertungssystems die Einordnung in ein Schallschutzniveau möglich sein. Mit der vorliegenden Untersuchung soll die Fragestellung bearbeitet werden, welche Abstufungen in einem solchen System bezüglich der Schalldämm-Maße sinnvoll sind. Dazu wird versucht eine der Wahrnehmung angepasste Stufung durch eine belastbare und nachvollziehbare Datengrundlage zu ermitteln. Als Arbeitshypothese wird das Kriterium 'halb so laut' bzw. 'doppelt so laut' angesetzt, da sie im Allgemeinen von Nutzern leicht nachvollzogen werden kann. Es werden dann Modellrechungen für die Schallübertragung und ihre Bewertung anhand der Lautheit durchgeführt. Als Signal wurden Rauschen und Sprache betrachtet und die Ergebnisse für unterschiedliche Schalldämm-Maße und unterschiedliche Hintergrundgeräusche im Empfangsraum variert. Die Ergebnisse werden dikustiert und es werden daraus mögliche Abstufungen abgeleitet.

• Welche Abstufung der Normtrittschall-Pegel sind bei Anforderungen an die Trittschalldämmung sinnvoll? [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Hils and H. Alphei
[A]

Ergänzend zu den Untersuchungen im Hinblick auf die Luftschalldämmung wurden die Auswertungen auch für Trittschallübertragungen erweitert.

Es werden daher Modellrechungen für die Trittschallübertragung und ihre Bewertung anhand der Lautheit durchgeführt. Dabei wurden typische Tritschallgeräusche für Massive und Holzbalkendecken betrachtet und die Ergebnisse für unterschiedliche Normtrittschallpegel sowie verschiedene Hintergrundgeräusche im Empfangsraum variiert.Die Ergebnisse werden diskutiert und mögliche Abstufungen abgeleitet.

Hiltawsky, K.

• Ultraschall-Elastographie [DAGA 2002 (Bochum)]
  K. Hiltawsky and H. Ermert
[A]

Die Ultraschall-Elastographie ist ein Ultraschall-Abbildungsverfahren, mit dem elastische Eigenschaften von menschlichem Gewebe dargestellt werden können. Es wurden bereits erste Echtzeit-Systeme entwickelt, mit denen die mechanische Dehnung des Gewebes in Ausbreitungsrichtung des Ultraschalls dargestellt werden kann - und zwar in Abhängigkeit von der von außen angewendeten Kompression auf das untersuchte Gewebe. Das Maß der notwendigen Kompression ist äußerst gering und für die Patienten ohne Belastung und Gefährdung. Das Verfahren ist von medizinischer Relevanz bei der Detektion harter Einschlüsse in menschlichem Gewebe, z.B. bei der Tumorerkennung. In dieser Arbeit werden Ultraschallbilder und sogenannte Elastogramme sowohl von Phantomen mit definierten Einschlüssen (künstliche ''Knoten'') als auch von klinisch pathologischen Fällen (Prostata, Brust) vorgestellt. Gerade beim klinischen Einsatz von Echtzeit-Geräten stellt sich die Frage nach der Genauigkeit des Abbildungsverfahrens. Kontrast und Auflösungsvermögen der neuen Methode werden anhand eines Modells erläutert, ebenso mögliche Verbesserungen der Abbildungseigenschaften durch eine gezielte Einbringung der äußeren Kraft für die Verformung des Objektes bzw. des Organs, z.B. mit Hilfe von niederfrequenten mechanischen Schwingungen (Vibrationen). Ein Beitrag aus dem Kompetenzzentrum Medizintechnik Ruhr (KMR), Bochum, gefördert vom BMBF, Aktenzeichen 13N8079

• Grundlagen, Anwendungen und Grenzen der Ultraschall-Elastographie [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Hiltawsky and H. Ermert
[A]

Die Abbildung mechanischer Eigenschaften biologischen Gewebes ist von medizinischem Interesse, weil ein klinischer Zusammenhang zwischen harten tastbaren Knoten und bösartigen Tumoren besteht. Mit medizinischen Ultraschallsystemen besteht die Möglichkeit, innere Verschiebungen eines Objektes auf-grund einer äußeren Kraftanregung zu messen. Die Darstellung von mechanischen Verschiebungen bzw. mechanischen Dehnungen und die Rekonstruktion von Materialparametern aus diesen Feldgrößen ist von wissenschaftlichem Interesse (Elastographie). Die Umsetzung der Ultraschall-Elastographie in eine klinische Untersuchungsmodalität gelang durch ein in Bochum entwickeltes Verfahren, mit dem Zeitverschiebungen hochfrequenter Ultraschallechodaten schnell und zuverlässig geschätzt werden können. Das Verfahren ist jedoch nicht auf spezielle Ultraschallsysteme angewiesen, so dass prinzipiell alle Organsysteme untersucht werden können, die einer konventionellen Ultraschalluntersuchung zugänglich sind. In Bochum wurden zahlreiche Untersuchungen an Prostata-, Brust-, und Hauttumoren durchgeführt, deren Ergebnisse auf einen klinischen Nutzen des Verfahrens deu-ten. Darüber hinaus ist der Einsatz des Verfahrens bei der intraoperativen Diagnostik von Hirntumoren geplant. Information über die Härte von Gewebe ist jedoch nicht nur in der Tumordiagnostik, sondern auch in der Gefäßdiagnostik von klinischer Relevanz, z.B. bei der Beurteilung von venösen Thromben oder der Differenzialdiagnose von harten bzw. weichen Plaques in Koronararterien. Letztere erfordert den Einsatz von intravaskulären Ultraschallgeräten mit Mittenfrequenzen bis zu 40 MHz. Derzeit wird außerdem unter-sucht, ob die Ultraschall-Elastographie nicht nur als Untersuchungsverfahren in der Diagnostik, sondern auch als Monitoring-Verfahren bei der Thermotherapie eingesetzt werden kann, um die thermische Zerstö-rung von Gewebe genauer als bisher zu beobachten und steuern zu können. Als Anwendung im medizini-schen und nichtmedizinischem Bereich bietet sich die Ultraschall-Elastographie als Komponente eines haptischen Sensor/Aktor Systems im Rahmen der virtuellen Realität an. Neben den Anwendungsmöglichkeiten und Vorzügen der Ultraschall-Elastographie wird auch auf die Grenzen des Verfahrens bzgl. Kontrast und Auflösungsvermögen mit Hilfe eines theoretischen Modells eingegangen, das die limitierte Genauigkeit des Verfahrens im klinischen Einsatz erklärt.

Hiltbrunner, D.

• Empfehlung für Fluglärmberechnungsverfahren unter Beachtung der Methodenfreiheit: Initiierung einer standardisierten Testumgebung (SANCTE) [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Balmer, H. Bögli, F. Abbühl, D. Hiltbrunner and W. Krebs
[A]

Fluglärmimmissionen werden gemäss schweizerischer Lärmschutz-Verordnung (LSV) grundsätzlich rechnerisch ermittelt. Dies schliesst eine Ermittlung via Messungen zwar nicht vollkommen aus, dennoch kommt der Berechnung ein grosser Stellenwert zu. Die LSV schreibt denn auch vor, dass die Berechnungen nach dem anerkannten Stand der Technik durchzuführen sind und übergibt dem Bundesamt für Umwelt BAFU (vor 1.1.2006: Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft BUWAL)die Aufgabe, geeignete Berechnungsverfahren zu empfehlen. Zur Ausarbeitung einer entsprechenden Empfehlung wurde eine Arbeitsgruppe eingesetzt. Darin sind die wichtigsten involvierten Bundesstellen vertreten, sowie Entwickler und Nutzer von Fluglärmberechnungsprogram-men.

Die Arbeitsgruppe geht von folgender Ausgangslage aus: Berechnungen werden heute mit den beiden Programmen FLULA der EMPA sowie dem IMMPAC durchgeführt, einer unab-hängigen Entwicklung des Physikers E. Lobsiger. Keines von beiden gilt als schweizeri-sches Referenzprogramm.

U. a. werden folgende Zielsetzungen für die Empfehlung angestrebt: Unter Beachtung der Methodenfreiheit soll kein Referenzverfahren festgelegt werden. Aus Gründen der Voll-zugskontinuität sollen die beiden Programme FLULA und IMMPAC Eingang in die Empfeh-lung finden. Darüber hinaus sollen nach gängigen Normen erstellte Verfahren aufgenommen werden. Damit soll die Möglichkeit Fluglärmimmissionen zu berechnen, nicht von staatlicher Seite auf zwei Bü-ros begrenzt werden. Um die Gleichwertigkeit verschiedener Verfahren bzw. Programme in Bezug auf rechtlich relevante Ergebnisse sicher zu stellen, sollen verschiedene Instrumente zur Verfügung gestellt werden. Eines davon ist eine standardisierte Testumgebung (SANCTE). Siehe Beitrag ''SANCTE: Eine standardisierte Testumgebung zur Überprüfung von Flug-lärmberechnungsprogrammen'' von W. Krebs et al.

• Swiss Aircraft Noise Database (SAND) als Teil der Empfehlung für Fluglärmberechnungsverfahren [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Balmer, F. Abbühl, D. Hiltbrunner and W. Krebs
[A]

Fluglärmimmissionen werden gemäss schweizerischer Lärmschutz-Verordnung (LSV) grundsätzlich rechnerisch ermittelt. Dies schliesst eine Ermittlung via Messungen zwar nicht vollkommen aus, dennoch kommt der Berechnung ein grosser Stellenwert zu. Die LSV übergibt dem Bundesamt für Umwelt BAFU die Aufgabe, geeignete Berechnungsverfahren zu empfehlen. Die Arbeitsgruppe zur Ausarbeitung einer entsprechenden Empfehlung geht von folgender Ausgangslage aus: Berechnungen werden heute mit den beiden Programmen FLULA der EMPA sowie dem IMMPAC durchgeführt, einer unabhängigen Entwicklung des Physikers E. Lobsiger. Keines von beiden gilt als schweizerisches Referenzprogramm. U. a. werden folgende Zielsetzungen für die Empfehlung angestrebt: Unter Beachtung der Methodenfreiheit soll kein Referenzverfahren festgelegt werden. Aus Gründen der Vollzugskontinuität sollen die beiden Programme FLULA und IMMPAC Eingang in die Empfehlung finden. Darüber hinaus sollen genormte Verfahren aufgenommen werden. Damit soll die Möglichkeit Fluglärmimmissionen zu berechnen, nicht von staatlicher Seite auf zwei Büros begrenzt werden. Um die Gleichwertigkeit verschiedener Verfahren bzw. Programme in Bezug auf rechtlich relevante Ergebnisse sicher zu stellen, wurden mit der standardisierten Testumgebung SANCTE verschiedene Programme miteinander verglichen. Die Bereitstellung von standardisierten akustischen Quellendaten Swiss Aircraft Noise Database SAND als zwingend notwendiger Teil der Empfehlung für Fluglärmberechnungsverfahren ergab sich als ein Fazit aus diesen Vergleichsrechnungen (1). Siehe Beitrag von W. Krebs et al.

_____

(1)Siehe DAGA-Beitrag ''Standardisierte Quellendaten für Fluglärmberechnungen (SAND)'' von W. Krebs et al.

• CBT-Lehrgang “Fluglärmminderung“ - computer based training for pilots [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Menk, D. Hiltbrunner, F. Abbühl and M. Liechti
[A]

Fluglärm ist nicht nur bei internationalen Flughäfen, sondern auch bei kleineren Flugplätzen der Schweiz immer wieder ein Thema. Obwohl Piloten während ihrer Ausbildung lernen, möglichst lärmarm zu fliegen, besteht in diesem Bereich Verbesserungspotenzial. Um dieses Potenzial ausschöpfen zu können, wurde ein computerbasierter Pilotenlehrgang entwickelt.

Der CBT-Lehrgang ''Fluglärmminderung'' bietet den interessierten Piloten und Flugschülern die Möglichkeit, am PC zu lernen wie sie ein Flugzeug möglichst lärmarm betreiben können, ohne dabei die Sicherheit zu vernachlässigen. Von den akustischen Grundlagen über die technischen Massnahmen bis hin zu den operativen Möglichkeiten werden alle Belange der Entstehung, Ausbreitung, Verminderung und Wahrnehmung von Fluglärm ausgeleuchtet. Je nach Bedürfnis des einzelnen Piloten können die verschiedenen Kapitel des Lehrganges in unterschiedlicher Tiefe bearbeitet und das Wissen am Schluss durch einen kleinen Test überprüft werden.

Der CBT-Lehrgang steigert nicht nur bei den Piloten die Sensibilisierung für lärmarmes Fliegen, sondern auch bei den Flugplatzhaltern. Diese können für ihren Flugplatz die optimale An- und Abflugroute ermitteln lassen und diese dem CBT-Lehrgang zur Verfügung stellen. Dadurch sind für die interessieren Piloten auf Modulbasis alle optimalen Flugrouten der erhobenen Flugplätze erhältlich. Schliesslich profitieren von diesem verbesserten Flugregime vor allem die Flugplatzanwohner, die durch eine grössere Akzeptanz eine bessere Lebensqualität erreichen können.

Hilz, G.

• Luftschalldämmung mit Leichthochlochziegeln: Prognose unter Anwendung der EN 12354 [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  A. Meier, A. Niermann and G. Hilz
[A]

Porosierte Hochlochziegel werden aufgrund ihrer günstigen wärmetechnischen Eigenschaften gerne am Bau eingesetzt. Zunehmend höhere wärmetechnische Anforderungen bedingen geringere Steinrohdichten, besondere Lochbilder und Vermörtelungsverfahren, um niedrige Wärmeleitfähigkeiten zu erreichen. Oftmals entspricht dann aber die Schalldämmung nicht den Ergebnissen aus den angewandten rechnerischen Nachweisverfahren. Auch der baurechtlich geforderte Schallschutz wird wiederholt verfehlt. Ursache ist die bekannte Diskrepanz zwischen der aufgrund der flächenbezogenen Massen z. B. nach DIN 4109 berechneten Schalldämmung und der tatsächlich erreichten Schalldämmung am Bau. Die Ziegelindustrie versucht diese Umstände in Forschungsvorhaben aufzuklären. Ziel ist es, die Ursachen für die Abweichungen detailliert zu ergründen. Dem Planer soll dann eine Berechnungsmethode an die Hand gegeben werden, die es ihm ermöglichen soll, die Schalldämmung mit porosierten Hochlochziegeln am Bau sicher zu prognostizieren. Im Rahmen dieses Vortrages soll ein Überblick über die bisher bekannten Mechanismen bei der Schalldämmung mit Hochlochziegeln gegeben werden. Unter Einbeziehung von Messergebnissen aus Prüfständen und ausgeführten Gebäuden sollen Berechnungsmöglichkeiten in Anlehnung an DIN EN 12354-1 betrachtet werden, welche die akustischen Eigenschaften der porosierten Hochlochziegel beinhalten.

• Schallschutz im Büro [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Hilz
[A]

Die Umstellung der DIN 4109 auf neue kennzeichnende Größen ist auch in weiteren Planungsnormen nachzuholen. Eine wesentliche Planungsnorm für den Schallschutz im Büro stellt die VDI Richtlinie 2569 dar. Der Vorteil für eine situationsbezogene, schallschutzorientierte Planung auf der Grundlage von nachhallzeitbezogenen Kenngrößen wird aufgezeigt. Zur wirtschaftlichen Optimierung von Bauweisen und Konstruktionen werden unterschiedliche Qualitätsniveaus vorgestellt. Als Leitgröße wird eine Störungsfreiheit für das Regelbüro definiert und unterschiedliche Vertraulichkeitsstufen für hochwertige Bürostrukturen benutzt. Eine Möglichkeit zur Berücksichtigung von unterschiedlichen raumakustischen Ausstattungen wird vorgestellt. Im Hinblick auf vorgeschlagene Klassifizierungssysteme zur differenzierten Betrachtung empfindungsrelevanter Größen im Verwaltungsbau sollen weder Obergrenzen noch Untergrenzen, sondern lediglich eine Grundlage für eine sinnvolle schalltechnische Qualitätsstufung aufgezeigt werden.

• Aktueller Stand zur Planung der Schalldämmung von Gebäuden mit leichten Ziegelaußenwänden [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Meier and G. Hilz
[A]

Bei der Planung der Schalldämmung z.B. von Mehrfamilienwohngebäuden ist die Anwendung des Nachweisverfahren nach DIN 4109 nicht zulässig, sofern die Außenwände monolithisch aus resonanzbehafteten leichten Ziegeln erstellt werden. Auch ohne Schallschutznachweis wurden und werden Wohngebäude aus solchen Ziegeln erstellt. In den letzten Jahren tritt eine zunehmende Anzahl von schalltechnischen Schadensfällen auf.

Die Bemühung der Ziegelindustrie zur Verbesserung der Schalldämmung solcher Wände scheint nun zu greifen, wie aktuelle Ergebnisse aus Prüfstandsmessungen zeigen. Es besteht die Frage, ob die verbesserten Ziegel nun für den Einsatz in Mehrfamilienwohngebäuden uneingeschränkt bzw. unter bestimmten Randbedingungen geeignet sind.

Der Beitrag fasst den aktuellen Stand zusammen. Anhand von Prüfstands- und Baumessungen soll geklärt werden, ob das Prognoseverfahren gemäß DIN EN 12354 für eine entsprechende Anwendung als Nachweisverfahren im Planungsprozess geeignet ist. Die Ergebnisse werden auch mit den veröffentlichten Erkenntnissen anderer Institute verglichen. Ggf. werden Vorschläge zur Schaffung von Planungssicherheit bzw. notwendigen Zulassungsangaben der Ziegel diskutiert.

• DIN 4109 und die allgemein anerkannten Regeln der Technik
  G. Hilz
[A]

In den letzten Jahrzehnten traten immer wieder heftige Diskussionen bezüglich einer Abbildung der allgemeinen Regeln der Technik im Normenwerk der DIN 4109 auf. Mit dem Entwurf zur neuen DIN 4109 hat sich die Situation nicht verändert. Neben großzügiger Auslegung des Begriffes durch Juristen ist auch derzeitig eine starke Diskussion in Fachkreisen entbrannt.

Es wird der Versuch unternommen unter Berücksichtigung - einer klaren Begriffsabgrenzung - der historischen Entwicklung - den Inhalten der bestehenden DIN 4109 - des Entwurfes zur neuen DIN 4109 ein Verständnis der allgemein anerkannten Regel der Technik aus schalltechnischer Sicht herauszuarbeiten, eine zukünftige Vorgehensweise vorzuschlagen sowie eine Abgrenzung zu Anforderungswerten darzustellen.

Hindl, D.

• Waveguides für kohärente Wellenfronten [DAGA 2003 (Aachen)]
  D. Hindl
[A]

Hinsch, K.D.

• Identifikation loser Putzschichten an historischen Wandmalereien durch akustische Anregung und laseroptische Detektion [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  G. Gülker, K.D. Hinsch and H. Joost
[A]

Historische Wandmalereien sind in Ihrem Bestand oft dadurch gefährdet, daß sich die bemalte Putzschicht von der tragenden Wand ablöst, as zu Beulen, Rißbildung und in extremen Fällen zum Herabfallen von Malereistücken führt. Restauratoren und Konservatoren sind daher bei der Planung und Kontrolle von Erhaltungs-und Reparaturmaßnahmen daran interessiert, eine möglichst genaue Übersicht über die Lage, Ausdehnung und Zustand lockerer Bereiche zu erhalten. Die Traditionelle Methode dafür ist die Beurteilung der Wände durch vorsichtiges manuelles Abklopfen. Zur Vereinfachung des Verfahrens und zur Erlangung eines möglichst objektiven Bildes der Wand werden Hohlstellen unter dem Putz jetztdurch Beschallung aus einem Lautsprecher zu Schwingungen angeregt, die mit einer videoholographischen Methode (Electronic Speckle Pattern Interferometry, ESPI) kartiert werden. Durch eine Phasenmodulation der optischen Referenzwelle wird eine so hohe Empfindlichkeit erreicht, daß bereits Schwingungsamplituden von weniger als 10 nm gut erkannt werden können und das wertvolle Objekt daher möglichst schonend untersucht wird. Beim Durchstimmen der Frequenz werden umfangreiche Meßdaten gewonnen, aus denen charakteristische Größen zum Zustand der Wand hergeleitet werden sollen. Die Technik hat sich an einer Reihe von historischen Bauwerken im direkten Vergleich mit herkömmlich bestimmten daten bewährt.

Hintzsche, M.

• Die europäische Umweltlärmrichtlinie - Das deutsche Berechnungsverfahren für Lärmbelastung durch die Industrie [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Hintzsche
[A]

Die Europäische Kommission ist bei der Umsetzung der europäischen Umweltlärmrichtlinie auf die Besonderheiten der einzelnen Staaten eingegangen. So ist es z. B. möglich die genaue Lage und die Dauer der Beurteilungszeiträume entsprechend den nationalen Gegebenheiten anzupassen. Liegen nationale Berechungsmethoden zur Ermittlung der Beurteilungspegel bereits vor, können diese nach Anpassung weiter verwendet werden.

Im Rahmen dieses Beitrages soll der aktuelle Stand der Umsetzung der europäischen Umweltlärmrichtlinie und die nationalen Besonderheiten im Bereich des Industrielärms beschrieben werden.

• Bewertung lärmarmer Straßenbeläge [DAGA 2005 (München)]
  M. Hintzsche, J. Ortscheid and H. Wende
[A]

Der Straßenverkehr ist die bedeutendste Lärmquelle in Deutschland. Repräsentative Umfrageergebnisse zeigen, dass sich 2004 60% der Bevölkerung durch Straßenverkehrsgeräusche belästigt fühlen. Störungen der Kommunikation, der Erholung innerhalb und außerhalb der Wohnung, Einschränkungen in der Wohnnutzung u. a. m. tragen zum Lästigkeitsurteil bei. Zur Reduzierung des Verkehrslärms steht eine Reihe von Möglichkeiten (technisch und planerisch) zur Verfügung. Vorrang sollten emissionsmindernde vor Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg und beim Empfänger haben. Lärmarme Beläge stellen eine hervorragende emissionsseitige Minderungsmaßnahme dar, da sie praktisch überall eingesetzt werden können. Die oftmals erreichten geringen Pegelminderungen und das akustischen Langzeitverhalten begrenzten in der Vergangenheit ihren Einsatz innerorts im niedrigen Geschwindigkeitsbereich. Da Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg im Innerortsbereich oft nicht realisierbar oder unwirksam sind, blieb als einzige Maßnahme der Einsatz von Schallschutzfenstern. Durch Schallschutzfenster kann nicht unbedingt ein Rückgang der Belästigung erwartet werden, da das ''Nichtöffnenkönnen'' der Fenster belästigend wirkt. Inzwischen liegt ein Rechenmodell vor, mit dem der Aufbau optimaler lärmarmer Straßenbeläge für alle Geschwindigkeitsbereiche und Verkehrszusammensetzungen bestimmt werden kann. Eine Erprobung erfolgte an der B 17 in Süddeutschland. Bei dem zweilagigen offenporigen Asphalt auf einem Abschnitt der Bundesstraße B 17 in Augsburg konnte im Vergleich zu einem herkömmlichen Asphaltbeton bei einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 70 km/h eine Pegelminderung von rund 7 dB(A) erreicht werden. Die Auswirkungen dieser Pegelminderungen werden unter Lärmwirkungsaspekten (Belästigung, Kommunikations- und Schlafstörungen) bewertet. Die Bewertung erfolgt anhand der Betroffenenzahlen in einer realen Bebauungssituation und einer vergleichbaren Verkehrssituation wie in Augsburg. Zusätzlich werden die Auswirkungen von Pegelminderungen dieser Größenordnung auf die Geräuschbelastungssituation der Bevölkerung in Deutschland insgesamt betrachtet.

• Umgebungslärmrichtlinie – Umsetzung und Strategien [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Hintzsche
[A]

Die Umsetzung der ''Richtlinie 2002/49/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 25. Juni 2002 über die Bewertung und Bekämpfung von Umgebungslärm'' geht mit der Kartierung von großen Ballungsräumen und Hauptverkehrswegen bis zum Juni 2007 in die erste entscheide Phase der Anwendung. Die sich bis Juli 2008 anschließende Erarbeitung von Lärmaktionsplänen soll unter aktiver Beteiligung der Öffentlichkeit geschehen.

Die bisherige nationale Umsetzung der Richtlinie in Deutschland wird zusammengefasst und Probleme bei der Anwendung aufgezeigt. Insbesondere die unterschiedlichen Ansätze bei der Definition von Auslöseschwellen für die Lärmaktionsplanung und die Verfahren zur Ermittlung der Betroffenenzahlen werden bewertet. Es wird ein Ausblick auf die weitere Aktivitäten bei der Fortschreibung der Richtlinie gegeben.

• Outdoor-Richtlinie: Probleme und Ausblick [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Hintzsche and G. Spellerberg
[A]

Die Richtlinie 2000/14/EG zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über umweltbelastende Geräuschemissionen von zur Verwendung im Freien vorgesehenen Geräten und Maschinen (Outdoor-Richtlinie) ist mit der Umsetzung über die Geräte- und Maschinenlärmschutzverordnung (32. BImSchV) seit September 2002 deutsches Recht. Es werden die bisherigen Probleme beim Vollzug der Richtlinie aufgezeigt (z. B. Marktüberwachung, Nachprüfregeln) und Vorschläge zur Verbesserung der Situation unterbreitet. Die Richtlinie sieht eine Fortschreibung und Aktualisierung des Geltungsbereiches vor. Hier werden Vorschläge zur Neuaufnahme von Geräten und Maschinen in den Geltungsbereich der Richtlinie vorgestellt. Für eine Verschiebung von Maschinen und Geräten von einer ausschließlichen Kennzeichnung in eine Grenzwertfestsetzung werden Empfehlungen gegeben und Probleme mit ausgewählten Messvorschriften dargestellt. Es wird eine praktikable Definition von lärmarmen und Geräten und Maschinen vorgestellt.

• Umgebungslärmrichtlinie - Stand der Lärmkartierung in Deutschland [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Hintzsche
[A]

Die Umgebungslärmrichtlinie sieht die Entwicklung eines Konzeptes vor, um schädliche Auswirkungen durch Umgebungslärm zu verhindern, ihnen vorzubeugen oder sie zu mindern. Hierzu wurden in einem ersten Schritt in großen Ballungsräumen und in der Umgebung von Hauptverkehrswegen die Belastungen erfasst und die Bevölkerung über Umgebungslärm und seine Auswirkungen informiert. Die Ergebnisse der Lärmkartierung stellen die Grundlage für die Aufstellung von Aktionsplänen dar. Diese haben das Ziel, den Umgebungslärm zu verhindern und zu mindern und die Umweltqualität in den Fällen zu erhalten, in denen sie zufrieden stellend ist.

Die Ergebnisse der 1. Stufe der Lärmkartierung in Deutschland werden zusammengefasst und bezüglich der Information der Öffentlichkeit und als Grundlage für die Aktionsplanung bewertet.

Hinze, F.

• Online-Ultraschallmessung zur Charakterisierung opaker Stoffsysteme [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Weser, B. Wessely and F. Hinze
[A]

Viele Messaufgaben in der Ultraschallmesstechnik werden mit dem so genannten Impuls-Echoverfahren realisiert, bei dem ein und derselbe Transducer als Sender und Detektor genutzt wird. Dies ist prinzipiell immer dann möglich, wenn das Anregungssignal (US-Impuls bzw. US-Burst) und das Echosignal zeitlich getrennt voneinander anliegen. Im Beitrag wird ein auf dem Impuls-Echoverfahren basierendes Konzept für kostengünstige, prozessfähige Ultraschallsensoren zur Überwachung der Feinheit und der Konzentration disperser Partikelsysteme vorgestellt. Üblicherweise finden bei derartigen Messaufgaben klassische Extinktionsanordnungen Verwendung. Eine eigens entwickelte Software realisiert neben der Signalerzeugung und -erfassung auch die Signalverarbeitung des Echosignals. Die eingesetzten Algorithmen zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit und der Schalldämpfung im Frequenz- bzw. Zeitbereich werden erläutert. Zudem erfordert die relativ geringe Abtastfrequenz der Ultraschallmesskarte eine Rekonstruktion des zeitdiskreten Echosignals, um die gewünschte Messgenauigkeit zu erzielen. Eingesetzt wird der Sensor zur Charakterisierung opaker Stoffsysteme, bei denen keine optische Untersuchung möglich ist. Typische Beispiele sind die Nasszerkleinerung von Pigmenten, Emulgierverfahren in der chemischen Industrie sowie das Dispergieren von Pulvern in hochkonzentrierten Dispersionen.

Hirsch, C.

• Numerische Simulation der Schallabstrahlung von eingeschlossenen turbulenten Flammen [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Weyermann, C. Hirsch and T. Sattelmayer
[A]

In technischen Verbrennungssystemen werden häufig turbulente Flammen eingesetzt, um eine hohe volumetrische Leistungsdichte zu erreichen. Allerdings haben turbulente Flammen den grundsätzlichen Nachteil, Lärm zu entwickeln, den so genannten turbulenten Verbrennungslärm. Dies macht aufwändige Schalldämpfungsmaßnahmen notwendig, die in Zukunft durch eine lärmarme Gestaltung des Verbrennungsvorgangs vermieden oder vermindert werden sollen.

Damit turbulente Verbrennungssysteme schon im frühen Entwicklungsprozess hinsichtlich ihrer Lärmemission optimiert werden können, sollen Methoden entwickelt werden, die eine Vorausberechnung des emittierten Schallspektrums erlauben. Das von den Autoren entwickelte Verfahren basiert auf dem Ansatz, aus einer stationären numerischen Simulation der Strömung mit Verbrennung die räumliche Verteilung der Wärmefreisetzung zu ermitteln. Die zeitlichen Wärmefreisetzungsfluktuationen wirken als akustische Monopolquelle und sind die stärkste Lärmquelle in reaktiven Strömungen geringer Machzahlen. Deshalb kann über geeignete Modelle sowohl die Schalleistung, als auch der spektrale Charakter des Lärms aus der Charakteristik der Wärmefreisetzung und den Turbulenzgrößen in der Flammenzone ermittelt werden.

Das gewonnene Spektrenfeld wird als Quellterm in ein eindimensionales akustisches Netzwerkmodell eingelesen, das die Wellenausbreitung im Verbrennungssystem modelliert. Das Verfahren basiert auf der isentropen Wellengleichung, berücksichtigt aber darüber hinaus auch akustische Verluste im Strömungspfad. Über diese Schallausbreitungsrechnung wird die über den Abgasstutzen abgestrahlte Schallleistung berechnet.

Es werden Rechenergebnisse präsentiert und deren gute Übereinstimmung mit Validierungsexperimenten nachgewiesen.

Hirsch, K.-W.

• Zur bestmöglichen Schätzung der zu erwartenden Schallemission von Waffenknallen bei unvollständigen Quell- und Referenzdaten [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  K.-W. Hirsch and M. Trimpop
[A]

Bei der Berechnung von Schießlärm stößt man häufig auf das Problem, dass einerseits dem Betreiber einer Schießanlage bei der Erfassung des Schießbetriebes nicht eindeutige Waffendaten vorliegen. Andererseits kommt es vor, dass für die Lärmberechnung dann dem Gutachter keine Messwerte zu einer spezifischen Schiessen vorliegen. Es wird eine Waffendatenbank vorgestellt, die jagdliche, sportliche und militärische Waffenknalle durch Kennzeichnung nach Waffensystem, Waffe und Munition erfasst. Mit Hilfe dieser Daten lässt sich ein Suchalgorithmus anwenden, der unter Nutzung der gespeicherten akustischen Daten auch für unvollständige Angaben zum Schießen bzw. beim Fehlen von spezifischen Messdaten eine bestmögliche Abschätzung liefert.

• Zur Weiterentwicklung der VDI 3745, Blatt 2 Prognose von Schießlärm [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  K.-W. Hirsch
[A]

In der TA Lärm wird die VDI Richtlinie 3745, Blatt 1, als Grundlage für die Beurteilung von Schießlärm von Waffen mit Kalibern

• Über einen Versuch zur Berücksichtigung der Geländeschirmung in Schallausbreitungsmodellen für große Entfernungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K.-W. Hirsch
[A]

Bei der Schallimmissionsprognose von Knallen großkalibriger Waffen stehen Entfernungen von einigen Kilometern im Mittelpunkt. In einer Mittelgebirgslandschaft ist deshalb die Abschirmung dieser niederfrequenten Knalle durch das Gelände ein nicht zu vernachlässi-gendes Phänomen. Dies ist zunächst nicht allein eine akustische Herausforderung. Das Ge-lände beeinflusst z.B. das Windfeld und die Temperaturschichtung direkt. Homogene Schichtungen der Atmosphäre werden nur selten angetroffen; aber auch die eigentlich not-wendige gleichzeitige und allörtliche Kenntnis der kennzeichnenden Wetterparameter er-scheint zum heutigen Zeitpunkt illusorisch. Es ist deshalb nicht zu erwarten, dass die übli-chen Konzepte der Schirmung diese Geländeschirmung hinreichend zuverlässig beschrei-ben können. (Die Anwendung von Schirmgleichungen aus einschlägigen Normen führt bei den gegebenen Geometrien zu keinerlei Schirmung.) Praktische Rahmenbedingungen bei der Anwendung der Prognose bei der Erstellung von Schallimmisionsplänen für das Lärmmanagement, wie z.B. eine angemessene Rechenzeit und die sachgerechte Datenerfas-sung, lassen z.Z. aber auch die Anwendung gegebenenfalls tiefergehender physikalischer Konzepte nicht zu. Im Zusammenhang mit der kartographischen Berechnung langzeitlicher Mittelwerte wurde daher versucht, die Geländeschirmung durch ein einfaches, phänomenologisches Konzept zu berücksichtigen. Dieses Konzept nutzt bekannte Methoden zur Berechnung der Schirm-wirkung, berücksichtigt aber ansatzweise die Krümmung der Schallstrahlen nach Maßgabe pauschaler Wetterangaben. In der numerischen Ausgestaltung dieser Methode hat es sich als vorteilhaft erwiesen, statt mit gekrümmten Schallstrahlen mit einem entsprechend ge-krümmten Gelände zu rechnen und in dieser Abbildung klassische Schirmung anzuwenden. Dies führt zu einem vorzeichenrichtigen Einfluss auf die Schirmkorrektion im Hinblick al-ler wichtigen Faktoren und insgesamt zu Schirmwirkungen, die im Bereich der beobachtba-ren Werte liegen.

• Vergleich verschiedener Ansätze zur Prognose der Schallimmission von Geschossknallen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K.-W. Hirsch and M. Trimpop
[A]

Die Schallausbreitung von Geschossknallen im Nahbereich der Flugbahnen der Geschosse ist stark durch nichtlineare Effekte geprägt. Diese Effekte führen zu einer Verlängerung der N-Welle und zu einer ständigen Aufsteilung der Wellenfronten und beeinflussen so den Schalldruck und das Frequenzspektrum maßgeblich. Geschossknallmodelle, die auf der Basis des Schalldrucks formuliert werden, gehen meist auf strömungsdynamische Ansätze (Witham 1953) zurück und nutzen Formparameter des Geschosses und die Geschossgeschwindigkeit als alleinige Eingangsparameter. Die Effekte der Nichtlinearität schlagen sich dann in einem Exponenten (= 1,25) der geometrischen Ausbreitung nieder, so dass die gesamte Ausbreitungsdämpfung zwischen der einer zylind-rischen (= 1) und der sphärischen Schallausbreitung (= 2) liegt. Bei diesen Ansätzen bleibt dieser Exponent auch im Fernfeld erhalten. Im Übergangsbereich der Geschossgeschwin-digkeit von Überschall zu Unterschall verlieren die Modelle in der Regel ihre Gültigkeit (Kinneging et al. 1996, v.d.Berg 2000). Bei energetischen Ansätzen, die vom Energieverlust pro Meter Flugstrecke des Geschosses und einem akustischen Wirkungsgrad ausgehen, spielen nichtlineare Effekte in erster Nähe-rung keine Rolle. Sie sind deshalb einfacher und leichter handhabbar. Im Nahbereich lässt sich aus derartigen Modellen keine Aussage über den Schalldruck ableiten. Im Fernbereich jedoch, wenn energie-äquivalente Schalldruckpegel direkt mit Energiepegeln korrelieren, sind diese Modelle zuverlässig und haben im Gegensatz zu den schalldruckorientierten Modellen keine Probleme, wenn die Geschossgeschwindigkeit die Schallgeschwindigkeit unterschreitet. Für einige Fallbeispiele werden die sich aus den Modellen ergebenden Prognosen vorge-stellt und deren Gemeinsamkeiten und Unterschiede diskutiert.

• Geländeschirmung bei Schallausbreitungsmodellen über große Entfernungen [DAGA 2002 (Bochum)]
  K.-W. Hirsch
[A]

Auf der DAGA 2001 wurde ein Konzept zur Berechnung der Schirmung durch Gelände für die Schallausbreitung über große Entfernungen vorgestellt. Das Konzept nutzt bekannte Methoden zur Berechnung der Schirmwirkung (DIN ISO 9613-2), berücksichtigt aber ansatzweise die Krümmung der Schallstrahlen nach Maßgabe pauschaler Wetterangaben. Ziel dieses Ansatzes ist es, beispielsweise bei der kartographischen Berechnung langzeitlicher Mittelwerte oder bei der Erstellung von tagesbezogenen Schallimmissionsplänen im Rahmen des Lärmmanagements einer Anlage die Geländeschirmung durch einen einfachen, phänomenologischen Term zu berücksichtigen, der sich formal als zusätzliche Korrektur in standardisierte Berechnungsverfahren einfügt. Auf dem Truppenübungsplatz Klietz wird ein Gelände angetroffen, das sich für eine Validierung des Ansatzes eignet. Von einem Sprengplatz aus können sich dort Knalle über eine mit Gras, Heide und vereinzelten Baumgruppen bestandene 1.000 m weite Ebene gegen eine Hügelkette ausbreiten, die sich um bis zu 40 m aus der Ebene emporhebt. In dieser Hügelkette können geschirmte und ungeschirmte Messpositionen gewählt werden. Dort wurde eine Messkampagne durchgeführt, bei der Sprengungen von 0,5 kg bis 25 kg als Schallquellen mit ausreichend hoher Schallenergie in allen Frequenzbereichen dienten. Der Vortrag berichtet über die Fortentwicklung des Schirmmodells für Gegenwind-Schallausbreitung, diskutiert die Probleme bei Messungen kohärenter Knalle und vergleicht die Messergebnisse der Schirmung mit den Modellvorhersagen.

• Ist die DIN/ISO 9613 für Schießlärm anwendbar? [DAGA 2002 (Bochum)]
  K.-W. Hirsch
[A]

Die ISO/CEN/JWG51 hat in ihrem Normvorschlag DIN/ISO-CD-17201 festgelegt, die Quellstärke der Schießgeräusche durch die richtungsabhängige, spektrale Energiedichte zu beschreiben. Die Arbeitsgruppe diskutiert z.Zt., ob und wie die in der ISO 9613 niedergelegten Methoden für Schießlärm anwendbar sind. Bei dieser Entscheidung sind folgende Fragen und Aspekte zu berücksichtigen: Quellbeschreibung Wie ist die richtungsabhängige Energiedichte in die ISO 9613 einzuführen? Ist der in amerikanischen Normen für Explosionen eingeführte Effekt des ''Height of Burst'' für Schießlärm von Handfeuerwaffen eine unverzichtbare Korrektur der Freifeldpegel? Quellnahe Effekte Die Schirmrechnung nach ISO 9613 kann wegen nichtlinearer Effekte zu falschen Werten führen. Gibt es hier anwendbare Ansätze oder kann man diesen Fehler vernachlässigen? Schallstreuung an quellnahen Hindernissen kann die Pegel auch in großen Entfernungen maßgeblich beeinflussen. Muss ein Streuterm als neue Korrektur eingeführt werden? Schallausbreitungsweg Der Geschossknall hat eine flugbahnabhängige geometrische Schallausbreitungsdämpfung. Dies gilt auch in einem einfachen Modell (Vorlage DIN/ISO 17201-2). Ist die Schirmrechnung dann darauf anwendbar? Die Ausbreitung von Knallen ist mehr als von anderen Geräuschen durch Kohärenzphänomene geprägt. Gilt die Berechnung der Luftabsorption nach ISO 9613 oder muss sie zusammen mit der Vegetationsdämpfung betrachtet werden? Ist der pauschale Ansatz der Bodendämpfung der ISO 9613 insbesondere im Hinblick auf frequenz- und zeitbewertete Pegel hinreichend zuverlässig?

• Zur Berücksichtigung der Bodenreflexion bei der Quellmessung von Mündungsknallen [DAGA 2003 (Aachen)]
  K.-W. Hirsch
[A]

Die im Entwurf vorliegende DIN ISO 17201 beschreibt im Teil 1 ein Messverfahren zur Bestimmung der Freifeld-Quellstärke und -Richtcharakteristik von Mündungsknallen von Handfeuerwaffen und kleinen Sprengmitteln. Das Verfahren schreibt eine Messung des Schalldruckes auf einem Halbkreis um die Quelle vor. Eine praxisorientierte Messanordnung, die diesen Anforderungen genügt, ist die Messung der Signale auf einem zum Boden parallelen Messkreis mit 10 m Radius und einer Winkelauflösung von 30 von 0 bis 180. Die Quelle befindet sich im Mittelpunkt des Kreises. Der Schütze schießt im stehenden, angestrichenen Anschlag in die 0-Richtung parallel zum Boden. Das Schalldrucksignal in allen Messpositionen setzt sich aus dem Direktschall und einer Bodenreflexion zusammen; Es ist also nicht direkt ein Maß für das Freifeldsignal der Quelle. Die oben beschriebene Geometrie führt dann zu Signalen, die weder im Frequenz- noch im Zeitbereich ohne weiteres zu trennen sind. Es wird ein Verfahren vorgestellt, das bei Annahme eines bekannten Spektrumtyps für Explosionsknalle, den Beitrag der Bodenreflexion aus dem Mess-Signal eliminiert und die Freifeld-Quellstärke des Knalls bestimmt. Das Verfahren berücksichtigt Einflüsse des Windes, der Temperatur, der Bodeneigenschaften und der Positionierungsunsicherheiten. Dadurch gewinnt die Bestimmung der Quellparameter erheblich an Genauigkeit.

• Lärmmanagement auf Truppenübungsplätzen und Standortschießanlagen [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Pfüller, W. Simonis, E. Buchta and K.-W. Hirsch
[A]

Das Lärmmanagement auf Truppenübungsplätzen und Standortschießanlagen der Bundeswehr hat das Ziel, eine ,erhebliche' Beeinträchtigung der Nachbarschaft durch Schießlärm zu vermeiden und gleichzeitig den Übungsbetrieb der Bundeswehr sachgerecht zu gewährleisten. Zum Lärmmanagement gehört die sachgerechte Prognose des Schießlärm, auf deren Grundlage die Aspekte des Lärmschutzes in die Betriebsführung und in die Bauplanung einfließen können. Das Institut für Lärmschutz hat im Auftrag des BMVg eine aufeinander abgestimmte Programmfamilie entwickelt, die den Betreiber, die Verwaltungen und die öffentlich-rechtliche Fachaufsicht beim Lärmmanagement unterstützen. Diese sogenannte WinLarm Suite enthält Module zur Erfassung des Schießbetriebs, Expertensysteme zum Auffinden sachgerechter akustischer Quell- und Ausbreitungsparameter für die Vielzahl von unterschiedlichen Waffenknallen, die Ausbreitungsrechnung über große Entfernungen, eine vorschriftengerechte Beurteilung der Lärmbelastung, die Darstellung von Schallimmissionsplänen für die Lärmart Schießlärm für kleine und große Waffen und die vollständige Dokumentation der Prognose. Dabei erfüllt WinLarm einerseits die Forderung, auf der Anlage zeitnah automatisiert eine Lärmprognose in der Schießleitung durchzuführen und anzuzeigen, ohne dass weiteres akustisches Fachwissen erforderlich ist. Anderseits bieten die Programme der Fachaufsicht und dem Planer spezifische Werkzeuge zur detaillierten Analyse der Lärmbelastung und Beurteilung. Im Rahmen der Präsentation wird der methodische Aufbau von WinLarm erläutert. Die Diskussion wird durch eine Vorführung des Programms unterstützt.

• Zur Wahl des maßgeblichen Immissionsortes unter Berücksichtigung der Phänomene der Bodenreflexion [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Vogelsang and K.-W. Hirsch
[A]

Die Wahl des Messortes für eine Schallimmissionsmessung aber auch die Wahl der Höhe der Immissionspunkte bei der Ermittlung von flächenhaften Gerduschbelastungen wird häufig durch praktische Erwägungen bestimmt. Die in älteren oder auch noch gültigen Normen niedergelegte Vorschrift, 0,5 m vor dem geöffneten Fenster und oder in 4 m Höhe zu messen, ist einerseits der Begründung nach (Vermeidung von Gebäudereflexionen) schwach, solange es sich um mittlere bzw. tiefe Frequenzen handelt, andererseits aber auch völlig unpraktisch, da heute mehr Langzeitmessungen gefordert werden, um den geforderten Aussagen zur Qualität der Ergebnisse hinreichend gerecht zu werden.

Bei der Berechnung von Schallimmissionsplänen ist es häufig die Rechenzeit und der Dokumentationsaufwand oder die pauschale Forderung nach Vergleichbarkeit, die die Wahl des Immissionshöhe auf eine einzige Höhe beschränkt. Der Vortrag möchte im Hinblick auf die Einflüsse der Bodenreflexion aufzeigen, welchen Einfluss die Empfängerhöhe auf den Immissionspegel haben kann. Dies wird anhand von Messungen und Modellrechnungen exemplarisch an mehreren Beispielen wie Windenergieanlagen, Knallen und Vorbeifahrten bzw. überflügen dargestellt.

• On the Height of Burst Gain For Small Arms [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K.-W. Hirsch
[A]

For large explosions in air, the so-called ''Height of Burst'' gain (HOB) is introduced in respective guidelines to consider the influence of the source height above ground on the acoustical receiver levels in the far field. The technical paper ISO 13474, describing the prediction of receiver levels for muzzle blasts from large weapons, inherited the idea of the HOB correction from the ANSI standard S2.20-1983. The HOB formula of the ISO 13474 predicts significant corrections up to 7 dB, depending on charge weight and height of burst. If the prediction schemes for muzzle blasts need to consider the HOB gain for all weapons including civil and military small arms, this correction would have a great influence on the noise assessment of shooting noise: The number of relevant emission situations would strongly increase. And it would force range control to record the aiming position of a shooter for every shot to provide reliable input data for noise predictions. In order to decide whether this effect must be taken into account for the prediction of sound levels in the vicinity of a small arms range, a dedicated test was conducted using a charge weight of 100 g TNT as an adequate sample source. Receiver levels were recorded at several distances and two directions. As a conclusion, the analysis of the measuring results falsifies the HOB gain for such small explosions. The paper presents the test layout and discusses the way of analysis. It concludes that the HOB correction does not apply to small arms.

• Ray-Tracing in a 3-D Wind Field for Prediction Purposes of Shooting Noise: Part I [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K.-W. Hirsch and J. Zangers
[A]

For correlation purposes of annoyance due to shooting noise, specific prediction models are available that in particular consider the long-range propagation necessary to cover the whole range where such blasts are audible. They follow traditional concepts of noise prediction relying on long-term average levels, distinguishing only between downwind and up wind conditions. The wide distribution of measured receiver levels for shooting sounds at medium and large distances, however, indicates that the short-time variation in the atmosphere has a dominating influence on the propagation of sound. It is clear, that these models do not apply to short-time predictions. Two major applications need short-time predictions: Firstly, the daily noise management for shooting ranges and training facilities requires a prediction of receiver levels for specific, predicted weather conditions. Secondly, any optimisation of a design for a ''low noise'' range needs in advance information on the benefit of an improved layout with respect to the local geometry and to a variety of expected weather conditions. The paper reports on a trial to set up a model that considers the acoustical phenomena needed for both tasks. The model relies on 3-D ray propagation in a 3-D wind vector field. Therefore, it allows to study the effect of local changes in the wind field, for instance of a vertical air flow or of vortices generated over a corn field or by a wind turbine. Part I of the paper discusses the background, part II explains the basic physical and numerical ideas of the approach.

• Ray-Tracing in a 3-D Wind Field for Prediction Purposes of Shooting Noise: Part II [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Zangers and K.-W. Hirsch
[A]

Part I discusses the need of a short-time, long-range sound propagation model for the prediction of shooting noise. In order to develop a 3-D prediction model to describe the long-range propagation of shooting sounds, the implementation of a 3-D wind vector field is a pre-condition, because in a realistic lower atmosphere, vertical air flows and vortices on a medium scale are not an exception that proves the rule of a stratified atmosphere, it is often a typical state. Therefore, the approach relies on Pierce's concept of wave front ray tracing. As a basic idea, the model propagates hexahedrons as finite elements (looking like tents) to describe the transfer and the reception of acoustical energy from a directional spherical source to the receiver. The numerical implementation requires sophisticated procedures. (1) Due to the ill-conditioned non-linear differential equations, it is necessary to generate a mesh on the sphere that is fine enough to solve the equations on the propagating wave front accurately. (2) The step size increments used for integration are critical for accuracy and computation time. (3) In order to maintain spatial resolution for long-range propagation, a splitting process is required to divide rays into a collection of sub-rays. (4) The reflection at the ground needs complex numerical concepts to describe the geometry of the elements close to the ground. 3-D wind vector and temperature fields are natural features of this model. The paper discusses the physical and numerical challenge of this approach and highlights the steps to follow.

• Ansätze zur Berücksichtigung des Geschossknalls beim Lärmmanagement auf Schießanlagen [DAGA 2005 (München)]
  K.-W. Hirsch
[A]

Das akustische Energiemodell im Entwurf der ISO 17201 Teil 2 ist geeignet, Geschossknalle von beliebigen Flugbahnen zu prognostizieren. Unabdingbare Voraussetzung dafür ist die hinreichend zuverlässige Kenntnis der Flugbahnparameter, also der Geometrie der Bahn im Raum und des Geschwindigkeitsverlauf entlang der Bahn. Dabei ist die Geschwindigkeitsänderung ein direktes Maß für die Änderung der kinetischen Energie; deren Änderung, soweit sie bei ballistischen Bahnen nicht in potentielle Energie zu investieren ist, wiederum ein Maß für die akustische Quellstärke des Knalls darstellt. Die Geschwindigkeitsänderung hängt aber entscheidend von der Geschossform, genauer von dem zur Geschossform gehörendem geschwindigkeitsabhängigen Reibungsbeiwert ab. Folglich wird ein Verfahren zur Bestimmung der Flugbahn aus bekannten Geschossformen Bestandteil eines Geschossknallmodells. Die Geschossknallprognose im Rahmen eines Lärmmanagements für die gesamte Schießanlage hängt damit auch von der Kenntnis der dort verwendeten Geschossformen ab.

Der Beitrag berichtet einerseits über Validierungsmessungen für das Energiemodell des Geschossknalls von ballistischen Flugbahnen. Er diskutiert andererseits angepasste Möglichkeiten zur Berechnung der Flugbahnen selbst (sachgerecht vereinfachte äußere Ballistik) in Abhängigkeit von der Anfangsgeschwindigkeit, dem Erhöhungswinkel und der Geschossform.

• Ray-Tracing in einem 3-D Wind-Vektor-Feld zur Vorhersage von Schießlärm [DAGA 2005 (München)]
  J. Zangers and K.-W. Hirsch
[A]

Auf der DAGA 2004 wurden die physikalischen und numerischen Grundlagen eines Schallausbreitungsmodells für Schießlärm vorgestellt, das auf dem Konzept von Pierce des ''Wellenfront Ray-Tracings'' basiert und Vorhersagen über große Entfernungen in Abhängigkeit vom Wetter gestattet. Für dieses Modell relevante Wettergrößen sind: Windgeschwindigkeitskomponenten in x- y- und z-Richtung, Temperatur und (relative) Feuchtigkeit. Diese Größen sind ortsabhängig, also Funktionen f(x,y,z). Inzwischen wurde das Modell in zwei Richtungen weiterentwickelt: (1) Berücksichtigung höhenabhängiger Messungen an verschiedenen Orten, (2) Reflexion an Aufbauten innerhalb eines Schießstandes. Zur Berücksichtigung realer Wetterdaten, die als höhenabhängige Messungen an verschiedenen Orten vorliegen, ist ein Verfahren zur räumlichen Mittelung dieser Messungen notwendig. Dieses Verfahren muss Funktionen f(x,y,z) so liefern, dass die Funktionen überall mindesten von der Ordnung C2 sind und die erste Ableitung in z-Richtung für z = 0 überall gleich 0 ist. Dabei soll der numerische Aufwand zur Berücksichtigung dieser Daten in den Formeln von Pierce im Hinblick auf die Rechenzeit möglichst gering bleiben. Dies gelingt mit Hilfe einer Kombination von interpolierenden kubischen Spline-Funktionen, Legendre Transformationen und 2-D interpolierenden Oberflächen-Splines. Zur Berücksichtigung der Reflexion an Aufbauten innerhalb eines Schießstandes werden die Aufbauten als konvexe Körper mit 6 Begrenzungsflächen modelliert. Innerhalb des Schießstandes wird ohne Wind gerechnet sowie Temperatur und Feuchtigkeit als konstant angenommen.

• Das kooperative Lärmmanagement: Ein neues Konzept für einen fairen Ausgleich zwischen Betreiber- und Anwohnerinteressen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K.-W. Hirsch and B. Vogelsang
[A]

In der Regel findet heute ein ''administratives Lärmmanagement'' statt. Der Managementprozess besteht aus einem Genehmigungsverfahren auf der Grundlage von den zum Zeitpunkt der Beantragung erkennbaren Betriebzuständen der Gesamtanlage. Die Genehmigung formuliert dann Auflagen nach Maßgabe von Betriebsparametern, deren Einhaltung von Behörden regelmäßig oder stichprobenartig überwacht wird. Dieses Lärmmanagement ist also ein Verwaltungshandeln, das letztlich nicht den Lärm kontingentiert, sondern den Betrieb der Anlage.

Das im Beitrag vorgestellte ''kooperative Lärmmanagement'' kontingentiert dagegen tatsächlich den Lärm in einem für den Betreiber, die Anwohner und die Überwachungsbehörde transparenten, andauernden Verfahren. Der Betreiber plant und steuert den täglichen Betrieb der Anlage so, dass die Lärmkriterien eingehalten werden. Das Verfahren ist kooperativ, weil die Überwachungsbehörde die Entscheidungskriterien, nach denen der Betreiber seine Anlage steuert, festlegt und überwacht und so auch in die Verantwortung für die Einhaltung der Lärmkriterien einbezogen ist.

Dieses Verfahren ist besonders dann vorteilhaft, wenn es beispielsweise nicht möglich ist, die bestimmungsgemäße Betriebsart zu ermitteln, die den höchsten Beurteilungspegel erzeugt, weil der Betrieb der Anlage selbst sich letztlich weder täglich noch in einer längeren Periode wiederholt. Am Beispiel des Schießlärms von Schießplätzen wird das Verfahren beschrieben und entlang einer Sonderfallprüfung in Anlehnung an die TA Lärm begründet.

• Aspekte eines technischen Schallausbreitungsmodells für große Entfernungen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K.-W. Hirsch
[A]

Die DIN ISO 9613 definiert ein technisches Schallausbreitungsmodell, das für Langzeitprognosen unter günstigen Schallausbreitungsbedingungen und bodennahen Quellen für Entfernungen deutlich unter 1000 m zuverlässige Immissionspegel liefert. Dabei nimmt die Zuverlässigkeit bei Entfernungen in der Nähe der Gültigkeitsgrenze deutlich ab. Für Prognosen, die einerseits deutlich über 1000 m hinausgehen und die andererseits für eine bestimmte Wettersituation gelten sollen, reicht dieses Verfahren nicht aus.

Physikalisch-akustische Verfahren, die die oben skizzierten Beschränkungen überwinden, können sich zur Zeit noch nicht in der Praxis durchsetzen, einerseits weil sie wegen ihrer Komplexität nicht standardisierbar sind und nicht so dokumentiert werden können, dass man ihre Ergebnisse auch im Sinne der Qualitätssicherung nachvollziehen kann. Andererseits erscheint der durch sie erreichbare Fortschritt an Zuverlässigkeit im Nahbereich nicht ausreichend hoch zu sein, um den Aufwand zu rechtfertigen. Jedenfalls aber führen sie zu Rechenzeiten, die für viele Lärmprognoserechnungen inakzeptabel lang sind.

Der Beitrag stellt eine Erweiterung des Ausbreitungsmodells der DIN ISO 9613 vor, das zumindest ansatzweise sowohl die Entfernungsbeschränkung als auch die Beschränkung auf günstige Schallausbreitungsbedingungen überwindet und dabei letztlich das Konzept der DIN ISO 9613 durch Einführung von kreisförmig gekrümmten Strahlen (nach ISO 1996) und einer tatsächlichen Bodenabsorption fortschreibt. Das Modell bleibt praxistauglich und kompatibel zur DIN ISO 9613.

• Lärmkarten für ein Lärmmanagement mit Überschreitungstagen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K.-W. Hirsch
[A]

Das Lärmmanagement auf Schießplätzen der Bundeswehr geht neue Wege, siehe DAGA 2006. Es greift schon bei der täglichen Planung des Schießbetriebs ein und führt nach einem System von Auslöse- und Richtwerten zu sachgerechten betrieblichen Maßnahmen zur Lärmminderung bzw. in Kooperation mit der Aufsichtsbehörde zu mittelfristigen baulichen Schallschutzmaßnahmen.

Das Konzept dieses Managements basiert auf dem tatsächlichen Betrieb der Anlage und lässt immissionsortspezifische Überschreitungen einiger Auslöse- bzw. Richtwerte an 5% der Tage innerhalb der letzen 365 Tage vor dem zu beurteilenden Schießtag zu. Es basiert also auf ei-nem gleitenden Beurteilungszeitraum. Zu keinem Zeitpunkt gibt es deshalb eine Information, die zur Darstellung einer Lärmkarte im herkömmlichen Sinne genutzt werden kann.

Zur Dokumentation der Lärmbelastung wird eine neue Art von Lärmkarten vorgeschlagen, die die Anzahl der Überschreitungstage entweder als Linien gleicher Tagesanzahl oder als entsprechende Rasterinformation für einen festen Zeitraum als Karte darstellt.

• Eine 3D-Ersatzschallquelle für komplexe Schießstände [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Zangers and K.-W. Hirsch
[A]

Schießanlagen für Handfeuerwaffen sind häufig durch viele, ausbreitungswirksame Aufbauten geprägt. Vielfachreflexionen vom Boden, den Sicherheitsblenden, den Seitenwällen, sowie von einem komplexen Geschossfang können entscheidend für die Lärmbelastung im Außenbereich sein. Um für empfindliche Gebiete in der Nachbarschaft spezifische bauliche Schallschutzmaßnahmen im Schießstand entwickeln zu können, ist es entscheidend, den 3D-Schallweg der Reflexionen zu kennen.

Bei der Berechnung der Schallausbreitung wird das auf der DAGA 2004/2005 vorgestellte Konzept der 3D-Propagation von ''Zelten'' als Träger der akustischen Energie angewandt. Da innerhalb eines Schießstandes die lokalen 3D-Wetterverhältnisse gewöhnlich nicht bekannt sind, wird von einer ruhenden, ortsunabhängigen Atmosphäre ausgegangen. Bei der Berechnung der Reflexionen werden die Aufbauten als räumlich ausgedehnte Körper mit flächenspezifischen akustischen Eigenschaften berücksichtigt.

Die Gesamtheit aller Zelte - mit Eigenzeit, Schallausbreitungsrichtung und Energiedichte - die eine Box um den Schießstand durchdringen, bildet die Ersatzschallquelle. Ausgehend von dieser Ersatzschallquelle kann die weitere Schallausbreitung in einer Atmosphäre mit ortsabhängigen Wetterparametern mittels des o.g. Ausbreitungsmodells berechnet werden.

Da eine Beugungsrechnung nach Maekawa - also nach ISO9613 - für den Nahbereich von Knallquellen nicht anwendbar ist, ist die Beugungsrechnung im 3D besonders kompliziert. In der aktuellen Version wird die Beugungsenergie bereits aufbauspezifisch errechnet und soll in einer weiteren Entwicklungsstufe als einfache Ersatzschallquelle hinzugefügt werden.

• Maximal zulässige Expositionspegel im Außenbereich einer Anlage [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E. Buchta and K.-W. Hirsch
[A]

Die Richtlinie 2003/10/EG des Europäischen Parlaments und des Rates über ''Mindestvorschriften zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch physikalische Einwirkungen (Lärm)'' schreibt Auslösewerte und einen Expositionsgrenzwert für den C-bewerteten Spitzenschalldruckpegel vor, um den den maximal zulässigen Schalldruck, dem Arbeitnehmer ohne Gehörschutz ausgesetzt werden dürfen, zu beschränken. Es erscheint angemessen, dieses Bewertungssystem auch auf den Außenbereich von Anlagen anzuwenden, die betriebsbedingt - wenn auch nur kurzzeitig- sehr hohe Schalldrucke im Außenbereich verursachen, um auch hier Unbeteiligte vor hohen Schalldruckspitzen zu schützen.

Die zuverlässige Prognose von Spitzenschalldrucken im Außenbereich einer Anlage - also unter Berücksichtigung der Schallausbreitung im Freien, mit dem Einfluss des Wetter, des Standortes und seiner lokalen Reflexionsgeometrie - ist zumindest bis heute ein ungelöstes Problem, auch wenn man unterstellt, dass gefährdende Schalldrücke nur im Nahbereich der Anlage auftreten können. Es liegt deshalb nahe, bei bekannten Signalformen der Schalle die Prognoseverfahren für deren Expositionspegeln zu nutzen, um daraus eine hinreichend zuverlässige Prognose für ihren Spitzenschalldruck abzuleiten.

Der Vortrag berichtet von Messergebnissen für Schießlärm, um den Unterschied zwischen den prognostizierbaren Expositionspegeln und den damit verbundenen Spitzenpegeln empirisch zu bestimmen. Aus diesen Ergebnissen wird ein Beurteilungssystem für den maximal zulässigen Einzelgeräuschpegel für das Lärmmanagement auf Schießplätzen abgeleitet.

• Umsetzung der Lärmmanagementrichtlinie für Schießlärm großkalibriger Waffen - Teil I: Managementwerkzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Wiedemann, E. Braun, F. Hammelmann and K.-W. Hirsch
[A]

In 2007 ist vom BMVg die Lärmmanagementrichtlinie (LMR) für das Lärmmanagement auf Schießplätzen der Bundeswehr erlassen worden. Diese LMR schreibt ein ,tägliches' Lärmmanagement so vor, dass einerseits jeweils bestimmte Lärmkriterien einzuhalten sind (Schutz vor erheblichen Belästigungen) und andererseits in Umsetzung der zweiten Forderung des BImSchG der tägliche Schießbetrieb so zu planen ist, dass die Nachbarschaft so gering wie möglich belastet wird (Minimierung der Belastung). Das Lärmmanagement beruht also nicht auf einer statischen Genehmigung, sondern definiert einen dynamischen Prozess, der täglich mit dem Lärmproblem konfrontiert. Vor Ort muss das Lärmmanagement entscheidungsarm sein, weil lärm-akustische Kompetenz nicht vorausgesetzt werden darf. Zur Durchführung dieses Lärmmanagement muss dem Betreiber deshalb ein IT-Werkzeug an die Hand geben werden, das weitgehend automatisiert und angepasst an den Planungsvorgang den Betriebsplaner dabei unterstützt, die Managemententscheidung während der Schießplanung zu treffen. Der Beitrag beschreibt das komplexe Zusammenwirken der topographischen, geometrischen, militärischen und akustischen Eingangsdaten für die Berechnung einer Lärmprognose und erläutert die Aussagen der während des Planungsprozesses verfügbaren Rasterlärmkarten und Analysewerkzeuge.

• Umsetzung der Lärmmanagementrichtlinie für Schießlärm großkalibriger Waffen - Teil II: Dokumentation und Qualitätssicherung [DAGA 2008 (Dresden)]
  K.-W. Hirsch, F. Hammelmann, B. Wiedemann and E. Braun
[A]

Das tägliche Lärmmanagement nach der Lärmmanagementrichtlinie des BMVg (LMR) erfordert einen grundsätzlich anderen Umgang mit den Eingangs- und Ausgangsdaten bei der Lärmprognose als bei traditionellen Genehmigungsverfahren. Die Prognose wird zu jedem Zeitpunkt der Planung eines konkreten Schießtages auf der Basis der jeweils verfügbaren aktuellen Daten berechnet. Diese Daten sind entlang der Zeitachse zu protokollieren. Damit kommt der Synchronität der Datengültigkeit eine größere Bedeutung zu als in Genehmigungsverfahren, deren typischer Bezug auf einen mittleren Tag, ein mittleres Jahr o.ä. eher träge von Datenänderungen abhängen. Beispielsweise wird in der LMR eine Langzeitstärkewindrose benutzt, um die Schallausbreitung im Vorfeld des Schießtages zu schätzen. Nach Durchführung des Schießtages wird diese Schätzung durch Wetterbeobachtungen am konkreten Schießtag ersetzt. Genauso wird der eigentliche Schießbetrieb in der typisch 10-wöchigen Planungsphase z.B. im Hinblick auf die einzusetzenden Waffen und Anlagen immer näher spezifiziert, so dass sich die Quelldaten also Quellstärke, Richtcharakteristik, Schussanzahl und die Belegung ändern. Dennoch ist der einmal zugesagte Schießbetrieb grundsätzlich zu ermöglichen, um Betreibern und Nutzern die unabdingbare Planungssicherheit zu gewährleisten. Der Beitrag möchte nur einige Aspekte der Dokumentation und Qualitätssicherung eines täglichen Lärmmanagements aufzeigen, um deutlich zu machen, wie transparent und nachvollziehbar die Managemententscheidungen z.B. der öffentlich-rechtlichen Fachaufsicht zur Verfügung gestellt werden.

• Zur Berechnung des Geschossknalls von Flugkörpern auf ballistischen Flugbahnen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Zangers and K.-W. Hirsch
[A]

Die EN ISO 17201-2 beschreibt ein energiebasiertes Verfahren (im Rahmen der Strahlenakustik), mit dem der Schallexpositionspegel von Geschossknallen kleinkalibriger ( 20 mm) Handfeuerwaffen abgeschätzt werden kann. Im wesentlichen gliedert sich dieses Verfahren in drei Schritte: (1) Bestimmung des Quellpunktes auf (dem überschalligen Teil) der Flugbahn bei gegebenen Immissionspunkt. (2) Berechnung des Energieverlustes des Geschosses auf dem Quellpunkt-Flugbahnsegment. (3) Berechnung der ''Streufläche'', in die diese Energie abgestrahlt wird. Dabei wird zunächst von geraden Flugbahnen ausgegangen, darüber hinaus aber festgestellt, dass dieses Verfahren auch für ballistische Kurven gültig ist, wenn sie durch eine Folge von Geradestücken angenähert werden können. Eine detaillierte Analyse der angegebenen Gleichungen ergibt folgende implizite Vereinfachungen: a) Die Erdanziehung wird vernachlässigt. b) Der Cw-Wert des Geschosses wird als konstant vorausgesetzt. c) Das Geschoss wird (im überschalligen Teil der Flugbahn) kontinuierlich verzögert.

Durch diese Annahmen ist die Anwendbarkeit des Verfahrens auf allgemeine ballistische Flugbahnen nur eingeschränkt möglich. Es wird ein Verfahren vorgestellt, das es erlaubt die Punkte (1) - (3), ohne die Einschränkungen a) - c) zu berechnen.

Hirschberg, A.

• The effect of acoustical feedback on buzzing. From lips to vocal folds ? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Van Hirtum, I. Lopez, M.H. Schellekens, X. Pelorson, N. Driessen and A. Hirschberg
[A]

Buzzing of lips or vocal folds is controlled by lip tension, initial opening, lung static pressure and acoustical response of the vocal tract. The static response of the lips to the lung pressure provides an indication for the lip stiffness. The dynamic response to acoustic forcing (with and without flow) provides information about the resonance modes of the lips: frequencies and quality factor. The order of magnitude of the effective mass in a lumped parameter model can furthermore be estimated from fluid dynamics considerations. Experiments show that the critical blowing pressure for the onset of buzzing is strongly dependent on the acoustical loading of the system. This critical blowing pressure shows a minimum when the lip tension is adjusted to close the glottis at zero lung pressure. The results of these experiments indicate that our lips do not perform as expected for vocal folds, which are much less sensitive to acoustical loading. The mechanical boundary conditions of the lips may play a crucial role in explaining this difference. The experimental results are compared with a single mass model analogous to the model of Cullen en the two-mass model of Lous et al. (1998). A linear stability analysis is used to predict the onset of oscillation, while a non-linear model provides a prediction of the established buzzing behaviour.

Hirschfeld, D.

• Ökonomische Repräsentation natürlicher Intonationskonturen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Mersdorf, H. Kruschke, O. Jokisch and D. Hirschfeld
[A]

F''ur verschiedene Anwendungsf''alle (Intonationsforschung, Prominenzdetektion in der Spracherkennung, Datenbeschreibung und Kategorisierung f''ur die Sprachsynthese), ist es w''unschenswert, nat''urliche prosodische Parameterverl''aufe ''okonomischer darzustellen bzw. nur die linguistisch relevanten Merkmale zu extrahieren und aufzubewahren. Das ist insbesondere f''ur Rohverl''aufe der Grundfrequenz schwierig, da die linguistisch relevanten Merkmale von verschiedenen Effekten ''uberlagert und verdeckt werden: * Die Mikrointonation hat artikulatorische Ursachen. F''ur bestimmte Lautverbindungen k''onnen typische Unstetigkeiten im Grundfrequenzverlauf beobachtet werden. Problematisch ist dabei, da''s mikrointonatorische ''Anderungen in kurzen Zeitr''aumen ablaufen und einen gro''sen Wertebereich umfassen k''onnen. * Durch den Wechsel stimmhafter und stimmloser Sprachabschnitte ist die Messung einer kontinuierlichen Grundfrequenzkontur unm''oglich. Zus''atzlich zu den fehlenden Me''swerten sind die ''Ubergangsbereiche vom stimmhaften zum stimmlosen Signal Orte mit starken Mikrointonations-Effekten, was eine einfache Interpolation im stimmlosen Bereich erschwert. Im vorliegenden Artikel wird ein Verfahren zur Gl''attung von Intonationskonturen beschrieben. Das Verfahren kam bei der Datenaufbereitung f''ur die datenbasierte Sprachsynthese und bei der automatischen prosodischen Etikettierung zum Zwecke der Sprechstilerkennung zum Einsatz. Die N''utzlichkeit des Verfahrens wird f''ur diese zwei Anwendungsf''alle demonstriert.

• Artikulatorische Merkmale zur Verbesserung der Bausteinauswahl bei der datenbasierten Sprachsynthese [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  D. Hirschfeld
[A]

Die Erh''ohung der Bausteingr''o''se und die Erweiterung der Inventare f''ur konkatenative Sprachsynthetisatoren um zahlreiche (artikulatorische und prosodische) Varianten f''uhren zwar zu erheblichen Verbesserungen in Sprachqualit''at und Nat''urlichkeit, diese Verbesserungen sind jedoch im starken Ma''se abh''angig vom Umfang und Abdeckungsgrad der verwendeten Datenbasis, sowie von der Ad''aquatheit der verwendeten Auswahlkriterien. Fehlende Bausteinvarianten resultieren in pl''otzlichen unmotivierten Qualit''atseinbr''uchen. Dies ist bei der erreichten hohen Gesamtqualit''at umso unangenehmer. Signalverkettung im Zeitbereich setzt eine hohe Merkmals''ahnlichkeit und -kontinuit''at an der Verkettungsstelle voraus. Die akustische Merkmale eines Lautes sind wesentlich beeinflu''st von seiner lautlichen Umgebung sowie von der Dauer, die f''ur seine Produktion zur Verf''ugung steht. Voraussetzung f''ur das Auffinden von Bausteinen, die gut miteinander verkettbar sind, ist die Verwendung eines Abstandsma''ses, das die genannten Effekte gut abbildet. Im vorliegenden Beitrag wird ein neues Beschreibungsma''s f''ur die Bausteinauswahl vorgestellt - die Artikulationsfunktion. Dieses Ma''s ist in der Lage, Koartikulationsvorg''ange in ihrem ganzen Umfang und ihren akustischen Auswirkungen abzubilden. Als Nebeneffekt verbessert sich der Abdeckungsgrad der Datenbasis, denn artikulatorische Bausteinvarianten werden nicht anhand von Symbolkettenvergleichen ermittelt. Mit der Artikulationsfunktion ist ein Ersatz mit quantifizierbarer Abweichung zu berechnen, auch wenn der eigentliche Zielbaustein nicht zur Verf''ugung steht. Das beschriebene Ma''s wurde im Algorithmus der Bausteinauswahl f''ur den Dresdner Sprachsynthetisator Dress implementiert. Es wurde eine nachweisbare Verbesserung der Gesamtqualit''at bei gleichbleibender Inventargr''o''se gegen''uber bisherigen Auswahlprinzipien erzielt.

• Ein Toolkit zur Erstellung von Sprachkorpora [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H. Kruschke, U. Koloska, G. Strecha, M. Eichner, D. Hirschfeld and U. Kordon
[A]

Für alle Disziplinen der Sprachverarbeitung rücken große, nach verschiedenen Kriterien etikettierte Korpora in den Mittelpunkt der Forschungsarbeit. Die Erstellung und Aufbereitung von Sprachkorpora ist jedoch mit erheblichem Aufwand verbunden. Oft stellt man nach der langwierigen Bearbeitung fest, dass der Korpus den inzwischen gewachsenen Anforderungen nicht mehr genügt. Die ständig wachsenden Datenmengen und die stark abweichenden Zielrichtungen (Korpora werden benötigt für automatische Lernverfahren zur Prosodiegenerierung, Phrasierung, zum Anlernen von Spracherkennern und Alignern und für die Inventargenerierung bei der Sprachsynthese) sind nicht mehr manuell beherrschbar. Das Dresdner Corpus-Generation-Kit, bietet kormfortable Unterstützung bei der Korpus-definition, -aufnahme, -aufbereitung und -optimierung. Seine modulare Architektur ist offen für Erweiterungen und Verbesserungen und bietet für verschiedene Bearbeitungsschritte alternative Werkzeuge. Der neue Dresdner Korpus wird für die Nutzung durch Sprachsynthese- und Spracherkennungs-Algorithmen entworfen. Es werden zentrale Komponenten des Toolkits vorgestellt und ein Einblick in die verschiedenen Bearbeitungsstufen des Sprachmaterials gegeben.

• Mobiles Aufnahmesystem für Sprachtechnologie- Anwendungen [DAGA 2002 (Bochum)]
  U. Koloska, D. Hirschfeld and M. Albrecht
[A]

Anwendungen der Spracherkennung und Sprachsynthese erfordern zumeist große Mengen an Datenmaterial verschiedener Sprecher, das zudem unter Bedingungen aufgenommen sein sollte, die den realen Bedingungen des Anwendungs- bzw. Produktszenarios möglichst nahekommen. Es wird ein mobiles System für Aufgaben der Datensammlung und Korpuserstellung im Bereich der Sprachkommunikation vorgestellt, das die folgenden Anforderungen erfüllt:

- Aufnahme und Digitalisierung von Sprach- und anderen Audiosignalen

- Kompaktheit und Robustheit der gewählten Komponenten

- Sicherstellung einer hohe Qualität der Aufnahmen

- Einsatzfähigkeit an beliebigen Orten (Studio, Freiluft, KFZ etc.)

- einfache Datensicherungsmöglichkeiten

Diese Ausrüstung wird durch ein Tool zur Verwaltung, Manipulation und automatischen Aufbereitung des Audiomaterials (WiGE) vervollständigt. Das System wurde bereits bei Korpusaufnahmen für die Sprachsynthese erprobt. Der Artikel dokumentiert die Systemeigenschaften und beispielhaft das Vorgehen bei der Durchführung und Aufbereitung von Sprachaufnahmen.

• Sound- und Mustererkennung unter Nutzung von Spracherkennungs-Technologien [DAGA 2003 (Aachen)]
  D. Hirschfeld, R. Hoffmann, P. Holstein and M. Koch
[A]

Für vielfältige Klassifikations- und Diagnoseaufgaben (Qualitätskontrolle von Bremsbelägen, Überwachungsaufgaben z.B. Detektion von Störzuständen in Getrieben, Sound-Design technischer Geräte und Kfz, usw.) werden heutzutage akustische Signale eingesetzt. Die eigentliche Aufgabe der Klassifikation ist jedoch zumeist noch an menschliche Experten gebunden, die mit langjähriger Erfahrung die zu beobachtenden Signale auditiv bewerten und daraus auf den Systemzustand schließen können. Aus akustischer Sicht ist das menschliche Gehör jedoch keineswegs optimal an solche Aufgaben angepaßt, da es nur Signalkomponenten im Bereich des Hörschalles erfassen kann, und bezüglich der Frequenzauflösung und der zeitlichen Auflösung beschränkt ist. Technische Systeme sind für solche Klassifikationsaufgaben sehr gut geeignet, da sie hinsichtlich der Merkmalsdetektion beliebig genau an das Problem angepaßt werden können, reproduzierbare Ergebnisse liefern und keine Ermüdungserscheinungen aufweisen. Unter bestimmten Bedingungen ist eine objektivierte Klassifizierung und Erkennung auch unter akustisch rauhen Bedingungen von großer praktischer Relevanz. Die Sprach- und Mustererkennung stellt Standard-Algorithmen für die Objektbeschreibung und Klassifikation zeitlich veränderlicher akustischer und optischer Muster zur Verfügung, aus denen je nach Schwierigkeitsgrad der Klassifikationsaufgabe (Merkmalsgewinnung, Musterstruktur, geforderte Robustheit) die geeignetsten zusammengestellt werden können. Der Beitrag beschreibt anhand von Beispielen (Vogelstimmen-Erkennung, Klassifikation von Bremsgeräuschen) die erfolgreiche Anwendung von Spracherkennungsverfahren zur Klassifikation akustischer Signale.

• Vollduplex-Kommunikation für Consumer- und Automotive-Anwendungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Gruber and D. Hirschfeld
[A]

Die Möglichkeit des Freisprechens ist ein wesentliches Komfortmerkmal in modernen Sprachkommunikationsanlagen. Hierbei kommen unterschiedliche Verfahren zur Echokompensation zum Einsatz (AEC, LEC usw.), mit der sich Rückkopplungen zwischen den einzelnen Funktionskomponenten des Kommunikationssystems reduzieren lassen. Der Beitrag stellt typische Ursachen für Echos in einem Kommunikationssystem vor und erläutert die unterschiedlichen Ansätze zu deren Beseitigung.

Für die Anwendungsbereiche Kfz-Freisprecheinrichtung bzw. vollduplexfähige Gebäudekommunikationstechnik werden praktische Lösungen vorgestellt. Weiterhin werden Maßnahmen beim Systemdesign diskutiert, welche eine gute Audioqualität des Endproduktes sicherstellen.

Als ein drittes Anwendungsbeispiel werden Systeme zur Kommunikation innerhalb von Fahrzeugen (In-Car-Kommunikationssysteme) präsentiert, mit denen sich unter anderem die Sprachkommunikation zwischen Vorder- und Rücksitzen im Pkw bei sehr lauten Umgebungsgeräuschen während der Fahrt bei hoher Geschwindigkeit verbessern lässt.

Der Beitrag stellt die unterschiedlichen Anforderungen an die akustische Echokompensation und das Gesamtsystem dieser drei Zielanwendungen gegenüber, arbeitet die unterschiedlichen praktischen Anforderungen an die Verfahren heraus und vergleicht die Systemarchitektur und die benötigten Komponenten.

Hirsekorn, S.

• Abbildung und Messung lokaler mechanischer Materialparameter mittels Ultraschall-Kraftmikroskopie [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Rabe, M. Kopycinska, S. Hirsekorn and W. Arnold
[A]

In der Ultraschall-Kraftmikroskopie (Atomic Force Acoustic Microscopy) wird die Oberfläche einer Probe im Kontaktmodus abgerastert, während die Blattfeder des Kraftmikroskops hochfrequent schwingt. Der Kontakt zwischen Sensorspitze und Probe bewirkt, daß sowohl Amplitude und Phase der Blattfederschwingungen als auch Änderungen in der mittleren Blattfederauslenkung und den Resonanzfrequenzen der Blattfeder Informationen über lokale mechanische Eigenschaften der Probenoberfläche enthalten und als akustische Abbildungsparameter genutzt werden können. Die theoretische Beschreibung und Berechnung der Ultraschallübertragung im Kraftmikroskop mit einem geeigneten Modell für die Wechselwirkungskraft zwischen Sensorspitze und Probe ermöglicht eine quantitative Auswertung der Bildkontraste und damit die Bestimmung lokaler mechanischer Materialparameter der Probenoberfläche. Für kleine Schwingungsamplituden von Probenoberfläche und Blattfeder, die näherungsweise eine Linearisierung der Wechselwirkungskraft erlauben, wurde dies bereits mit der Kontaktresonanz-Spektroskopie realisiert. Mit diesem Verfahren wird die Kontaktsteifigkeit zwischen Sensorspitze und Probe gemessen, aus der dann mit Hilfe der Hertz'schen Kontaktheorie der lokale reduzierte E-Modul des Kontaktes berechnet werden kann. Theoretische und experimentelle Ergebnisse an Piezo-Keramiken und nanokristallinen Proben werden vorgestellt und diskutiert.

• Untersuchung der Bindekräfte in dünnen Fügeschichten in Materialverbunden mittels nichtlinearer Ultraschallübertragung [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Hirsekorn, A. Koka and W. Arnold
[A]

Die Belastbarkeit von Werkstoffverbunden ist häufig durch die Qualität ihrer Fügeschichten begrenzt. Deshalb ist die Entwicklung von Techniken zur Charakterisierung der Haftung in Fügeschichten eine wichtige Aufgabe in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Bindekräfte sind nichtlinear und verursachen nichtlineare Modulationen der transmittierten und reflektierten Ultraschallwellen, so daß die in Transmission und Reflexion erzeugten höheren Harmonischen einer eingeschallten Welle Informationen über die Bindekräfte der Fügeschicht und damit über ihre Haftqualität enthalten. In dünnen Fügeschichten können die lokalen Bindekräfte aus den Amplituden der transmittierten eingeschallten Frequenz und ihrer höheren Harmonischen bestimmt werden, wenn rein klassisches nichtlineares Verhalten angenommen werden kann. Zusätzliche Messung der Phasen der transmittierten Wellen ermöglicht die Bestimmung der lokalen Bindekräfte einschließlich durch nichtklassisch nichtlineare Effekte verursachter Dämpfungskräfte und Hystereseverhalten. Untersuchungen der Ultraschallübertragung durch dünne Fügeschichten bei statischer Belastung geben Aufschluß über die Zusammenhänge zwischen statischen und dynamischen Kräften in der Fügeschicht, insbesondere zwischen statischer und dynamischer Haftfestigkeit. Numerische Simulationen der Experimente verhelfen zum tieferen Verständnis der Vorgänge in Fügeschichten und geben gleichzeitig Aufschluß darüber, inwieweit die gemessenen nichtlinearen Effekte der Fügeschicht zuzuschreiben sind und zu ihrer Beurteilung herangezogen werden können, oder von anderen Komponenten in der Probe oder dem Meßsystem verursacht werden.

• Biegeschwingungen heterogener piezoelektrischer Bimorphwandler [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Hirsekorn
[A]

Heterogene piezoelektrische Bimorphwandler bestehen aus zwei Schichten, einer piezoelektrischen und einer elastischen, die miteinander verklebt sind. Die piezoelektrische Schicht ist in Dickenrichtung polarisiert. Beide Oberflächen sind mit einer sehr dünnen Elektrodenschicht versehen. Mit einer elektrischen Wechselspannung können dann Dickenschwingungen der piezoelektrischen Schicht angeregt werden, die von einer entspechenden oszillierenden Querkontraktion begleitet sind. Da das elastische Substrat diese Querkontraktion nicht erfaehrt, wird der Bimorphwandler insgesamt zu Biegeschwingungen angeregt und wird so zu einer leistungsstarken Schallquellen in Gasen und Flüssigkeiten. Ausgehend von den piezoelektrischen und elastodynamischen Grundgleichungen wird die Differentialgleichung der Biegeschwingungen von dünnen rechteckigen Bimorphwandlern abgeleitet, für Blattfedern endlicher Länge mit verschiedenen Randbedingungen gelöst sowie das Schwingungsverhalten in viskosen Flüssigkeiten betrachtet. Numerische Auswertungen der analytischen Ergebnisse für eine piezo-keramische Kompositschicht auf einer Stahlplatte als Substrat werden dargestellt.

• Hochauflösende Abbildung und Messung lokaler Materialeigenschaften mittels dynamischer Kraftmikroskopieverfahren im Ultraschallfrequenzbereich
  S. Hirsekorn, U. Rabe, K. Reinstädtler, A. Caron, D. Rupp and W. Arnold
[A]

Sensoren kommerzieller Kraftmikroskope (Atomic Force Microscope, AFM) sind kleine Blattfedern mit einer Sensorspitze, deren Radius einige nm bis einige 100 nm beträgt. Die Federbalken selbst besitzen Linearabmessungen im Bereich von einigen m bis einigen 100 m. Diese Sensoren sind als Nahfeld-Ultraschallsonden einsetzbar, da ihre Schwingungsresonanzen im Ultraschallfrequenzbereich liegen. Dynamische Betriebsmoden des AFM wie AFAM (Atomic Force Acoustic Microsopy), Kontaktresonanzspektroskopie, UFFM (Ultrasonic Friction Force Microscopy) und Ultraschall-Piezomode nutzen die Biege- und Torsionsschwingungsresonanzen der Federbalken. Bei Kontakt der Sensorspitze mit der Probenoberfläche wird die Blattfeder durch Ultraschallschwingungen in der Probe, an der Blattfederaufhängung oder im Piezomode durch elektrische Anregung zwischen der leitenden Spitze und einer Elektrode unterhalb der Probe in Schwingung versetzt wird. Die lokalen Kontaktkräfte zwischen Sensorspitze und Probe und damit lokale Eigenschaften der Probenoberfläche beeinflussen die Kontaktresonanzfrequenzen der Federbalken, die Form ihrer Resonanzkurven sowie Amplitude und Phase der Blattfederschwingungen relativ zur Anregung. Diese Messgrößen können deshalb zur Abbildung lokaler Materialparameter von Probenoberflächen mit einer Ortsauflösung im nm-Bereich und, bei hinreichender Kenntnis von Geometrie und Material des Kraftmikroskop-Sensors, auch zur Messung dieser Parameter genutzt werden. Beispiele qualitativer und quantitativer Anwendungen der Ultraschalltechniken von Kraftmikroskopen werden diskutiert.

• Kontaktresonanzspektroskopie mit dem Rasterkraftmikroskop
  S. Hirsekorn, U. Rabe, D. Rupp and W. Arnold
[A]

Kraftsensoren von Rasterkraftmikroskopen sind mikroskopische Federbalken mit einer Sensorspitze am freien Ende. Messgröße ist ihre Auslenkung durch an der Spitze angreifende Kräfte. In der Ultraschallkraftmikroskopie werden die Federbalken bei Kontakt mit einer Probenoberfläche zu Schwingungen im Ultraschallfrequenzbereich angeregt. Die Wechselwirkungskräfte zwischen Sensorspitze und Probe sind eine nichtlineare Funktion der Entfernung. Lineare Näherungen sind auf kleine Bereiche der Kraftkurve überdeckende Abstandsvariationen beschränkt, wie z.B. bei hohen statischen Auflagekräften und kleinen Schwingungsamplituden von Blattfeder und Probenoberfläche. Der Kontakt zwischen Sensorspitze und Probe ist dann durch lineare Federn und Dämpfungstöpfe darstellbar. Die quantitative Auswertung gemessener Kontaktresonanzfrequenzen des Kraftmikroskopfederbalkens liefert die Kontaktsteifigkeit und, bei Kenntnis von Geometrie und Materialeigenschaften der Sensorspitze, den lokalen Indentationsmodul der Probenoberfläche. Bei größeren Schwingungsamplituden wird die Nichtlinearität der Kraftkurve durch höhere Harmonische der Anregungsfrequenz in der Blattfederschwingung sichtbar. Aus der Differentialgleichung für Balkenbiegeschwingungen und Beschreibung der Blattfeder als Balken konstanten Querschnitts wurde eine frequenzabhängige Übertragungsfunktion für Ultraschallschwingungen der Probe auf die Blattfeder abgeleitet, die die Berechnung der Kontakt- und Adhäsionskräfte als Funktion der Zeit aus bei Probenkontakt gemessenen Blattfederschwingungsspektren erlaubt. Die Kombination eines Kraftmikroskops mit einem Mach-Zehnder-Interferometer ermöglichte in-situ Messungen von Blattfeder- und Probenoberflächenschwingungen und damit die Rekonstruktion der Wechselwirkungskräfte zwischen Sensorspitze und Probe als Funktion des Abstands.

Hladky, A.-C.

• Near-Field Levitation Generated by Ultrasonic Vibrations : Theoretical Analysis and Experiments [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A.-C. Hladky, C. Granger, G. Haw and B. Dubus
[A]

With a view to obtaining particular displacement conditions, such as friction cancellation, higher speed or non contact transportation, film air bearings using piezoelectric bending elements have many advantages in comparison with conventional air bearing systems, because they are autonomous and they take a reduced place. In this paper, the film air bearing is provided by the flexural vibration of a piezoelectric bimorph, made of a passive disk stuck on a piezoelectric disk. The system is excited at the frequency of its first bending mode. For a sufficiently high vibration amplitude, an air bearing appears between the bimorph and the ground. The gas remains stationary and is undergoing periodic cycles of compression and decompression. The acting principle relies upon the acoustic radiation pressure appearing in the air layer. Due to the thermal boundary layer thickness, neither adiabatic nor isotherm conditions have to be used in the air layer and an intermediate condition (equivalent compressibility) is used. With the help of the theoretical model, the thickness of the fluid layer is estimated as a function of the lifted mass, the frequency and the drive level. Several prototypes are then designed using the ATILA finite element code and are built. First experiments show that, if the excitation level is greater than a given level, there are strictly no contact between the bimorph and the ground. The air bearing thickness and its relative variations are measured with the help of the laser vibrometer. Experimental and numerical results are compared and discussed.

Hobelsberger, J.

• Der ASAM-Arbeitskreis [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Hobelsberger and H.-J. Bothe
[A]

NO ABSTRACT AVAILABLE

• ASAM ODS NVH, standardisierte Vielfalt [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Virnich, J. Hobelsberger and C. Rucker
[A]

Der ASAM e.V. ist ein Vereins zur Förderung der internationalen Standardisierung von Automatisierungs- und Meßsystemen. Sein Ziel ist:

- Modularisierung von Systemen

- Definition herstellerunabhängiger Schnittstellen

- Schaffung von Rahmenbedingungen für den Einsatz der Standardschnittstellen in möglichst vielen Branchen und Ländern

- Internationale Verbreitung der Standards

Für den Fachausschuss Fahrzeugakustik ist der ASAM ODS Standard interessant. ODS bedeutet Open Data Service. Seit dem 30.12.2003 ist das NVH Application Modell festgelegt. Ziel ist es, beschreibende Daten und Ergebnisse einer Messung unabhängig vom eingesetzten Mess-System auch abteilungsübergreifend zu nutzen. Der Beitrag beschreibt das NVH Application Modell.

• Das ASAM/ODS Transport Format, auch kurz 'ATF', als firmenübergreifendes Datenformat [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Hobelsberger and C. Rucker
[A]

Mess- und Beschreibungsdaten können in das 'ASAM/ODS Transport Format' (ATF) exportiert werden, um sie zum Beispiel mit einem ASAM-konformen Daten-Browser einzulesen. Von einigen Herstellern wird die in ASAM/ODS 5.0 definierte XML-Variante unterstützt. Voraussetzung ist ein ASAM/ODS-konformes Datenmodell. Sollen Beschreibungsdaten mitexportiert werden, muss auch das jeweilige Beschreibungsmodell vorhanden sein. Der Beitrag beschreibt das ATF Format

Hobohm, K.

• Die Simulation des Übertragungsverhaltens des Stepedius-Reflexes als Vorverarbeitungsstufe für Lautheitsbestimmungsverfahren [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Bradter and K. Hobohm
[A]

Die Simulation des Übertragungsverhaltens des Stepedius-Reflexes als Vorverarbeitungsstufe für Lautheitsbestimmungsverfahren

• Die Berücksichtigung unterschiedlicher akustischer Objekte bei der Lautheitsbestimmung für komplexe zeitlich variable Schalle [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Bradter and K. Hobohm
[A]

Komplexere Lautheitsbestimmungverfahren führen eine Erregungssynthese durch, leiten spezifische Lautheiten ab und kombinieren diese zur Gesamtlautheit. Dabei wird das Signal als ein akustisches Ganzes betrachtet. Der Gehörapparat hingegen analysiert das Signal, identifiziert akustische Objekte und bewertet diese unterschiedlich. Die Umsetzung dieses Zusammenhangs bei der Lautheitsbestimmung verspricht einen der Wahrnehmung besser angenäherten Lautheitswert für die Gesamtlautheit und die Möglichkeit, relative Lautheiten gleichzeitig erklingender akustischer Objekte zu bestimmen. Das hier vorgestellte Verfahren konstruiert aus Prinzipien von auf Erregungssynthese basierenden Lautheitsbestimmungsverfahren ein neues Verfahren, das unterschiedliche akustische Objekte berücksichtigt. Die Objekte müssen dazu allerdings getrennt vorliegen. Es wird für jedes Objekt einzeln und für das Gesamtsignal eine Erregungssynthese durchgeführt. Die momentane Gesamterregung beeinflusst dabei die Ausprägung der Einzelerregungen. Für die Erregungsbestimmung eines Objekts, wenn ein anderes gleichzeitig erkling, werden die Einzelerregungen in Abhängigkeit ihrer Verhältnisse zueinander nach unterschiedlichen Prinzipien kombiniert. Diese Erregung bildet die Basis für die Bestimmung spezifischer Lautheiten und die Kombination derselben zu der Gesamtlautheit. Das Verfahren erfordert die Berechnung von vier Erregungsmustern für die Bestimmung der Lautheit eines beteiligten Objektes. Für jedes beteiligte Objekt muss das Verfahren neu durchlaufen werden. Dasselbe gilt, wenn der Pegel eines der beteiligten Objekte verändert wird.

• Individuelle Wahrnehmungsstrategien bei der Lokalisation von Schallen [DAGA 2008 (Dresden)]
  K. Hobohm and C. Bradter
[A]

Zur Untersuchung des Einflusses von Kopfbewegungen auf die Schallquellenlokalisation führten wir einen Test mit 25 Versuchspersonen durch. Ein kurzes Sprachbeispiel und eine Klick-Sequenz wurden den Versuchspersonen als reale und als virtuelle Schallquellen aus unterschiedlichen Richtungen vorgespielt. Während sie die Richtungen feststellen sollten, aus denen sie den Schall zu hören glaubten, wurden ihre Kopfbewegungen mit einem Headtracker aufgezeichnet. Die zeitliche Auflösung betrug dabei 20ms, die Positionsauflösung lag bei ca. 0.1 - 0.5 mm. Jede Versuchsperson beurteilte 100 Schalle aus 50 unterschiedlichen Richtungen. Die Daten des Headtrackers wurden nach unterschiedlichen Kriterien systematisiert und mit den Lokalisationsfähigkeiten in Verbindung gesetzt. Dabei interessierten vor allen die Beispiele, die schwierig zu lokalisieren waren. Eindeutige Verbindungen zwischen den Kopfbewegungen und dem Lokalisationserfolg waren jedoch nicht zu beobachten. Es ergab sich aber eine Tendenz bei virtuellen Schallquellen. Wurden die Ohren während der Schallwiedergabe gegenläufig zueinander bewegt, wurden virtuelle Schallquellen eher wahrgenommen als wenn die Ohren parallel zueinander bewegt wurden.

Hoch, S.

• Embedded Lip Reading for Automotive Environments [DAGA 2005 (München)]
  J.F. Guitarte Pérez, L. Lukas, F. Althoff, S. Hoch and E. Lleida Solano
[A]

In this article a complete audio-visual speech recognition system for mobile platforms is presented. It is well known that the use of visual cues improves the recognition results especially in scenarios with high level of acoustical noise. Thus automotive environment is a good example where multiple noise sources degrade the conventional speech recognition systems. As visual feature extraction algorithm for the lip reading system, Discrete Cosine Transformation (DCT) has been discussed. The most significant DCT coefficients have been used for the visual recognition. The audio-visual information integration has also been designed by taking device limitations into account and uses multi-stream as integration strategy. During the last years important improvements have been achieved by using acoustic noise reduction system, e.g. Wiener Filter and Spectral Subtraction. These kinds of techniques improve the results when noise is stationary but in a car environment there are many noises that are not at all stationary like accelerations, clicks, speech interferences. We wanted to compare the performance of lip reading and the conventional noise reduction systems in car environment, as well as the combination of both kinds of solutions. Important improvements are obtained especially for non-stationary background noises like car accelerations or indicators clicks. For this kind of noises lip reading outperforms the results obtained with conventional noise reduction technologies improving the WER by 29% relative for 5 dB SNR (obtained with the audiovisual CUAVE database). Further results with realistic automotive recordings will be presented to show the practicability of lip reading deployment.

Hochmuth, O.

• Hochauflösende Messungen akustischer Signale unter Feldbedingungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Kell, O. Hochmuth, B. Meffert and F. Winkler
[A]

Im Rahmen eines Vorhabens zur Friedensforschung ist für die kooperative Verifikation von Abrüstungsmaßnahmen ein Meßgerät entwickelt worden. Das Meßgerät verarbeitet die von Mikrofonen und Geofonen aufgenommenen akustischen und seismischen Signale. Über die Auswertung dieser Signale sollen unter Feldbedingungen schwere militärische Landfahrzeuge klassifiziert werden. Zum Erzielen einer hohen Empfindlichkeit (''Hörweite'' der Beobachtung) war das Meßgerät so zu entwerfen, daß kleinste und größte Signalamplituden ohne manuelles Umschalten von Meßbereichen erfaßbar sind. Die trotzdem erforderliche Wahl eines passenden Meßbereiches wird schon im Analogteil der Signalerfassung automatisch vorgenommen. Dazu wird für jede Abtastung die absolute Größe des Mikrofon- oder Geofonsignals ermittelt und daraus eine Verstärkung (8 bit) berechnet. Sie wird so gewählt, daß das verstärkte Signal den angeschlossenen Analog-Digital-Umsetzer (16 bit) voll aussteuert. Die digital eingestellte Verstärkung und das Ergebnis der Analog-Digital-Umsetzung werden zu einer Gleitkommazahl zusammengefaßt. Ein digitaler Signalprozessor nimmt diese Meßwerte auf und übergibt sie an einen feldtauglichen Personalcomputer. Dieser kann die Daten zwischenspeichern und über eine Ethernet- oder RS485-Schnittstelle übertragen.

Hodann, R.

• Fluorpolymer-Folien für Architekturkonstruktionen
  R. Hodann and H. Steurer
[A]

Der Beitrag konzentriert sich auf die gesamte Palette der Materialeigenschaften von Fluorpolymer-Folien für Architekturkonstruktionen. Insbesondere die ETFE-Folien (Ethylen-Tetra-Fluor-Ethylen) stehen im Vordergrund, da sie im Baubereich derzeit die größte Bedeutung und Verbreitung erreichen. Gerade bei transparenter Ausführung ergeben sich Spielräume für neue architektonische Konzepte. Die mechanischen Eigenschaften (z.B. Zugfestigkeit, Weiterreißfestigkeit) stellen eine wesentliche Kategorie dar, auch mit Bezug zum akustischen Verhalten. Optische Eigenschaften, von Transparenz über Einfärbung bis Bedruckung, lassen sich mittels Materialisierung und Laminierung steuern. Weitere Parameter wie Witterungsstabilität, Flammwidrigkeit und Antiadhesivität / Selbstreinigung werden erläutert und ihre Relation zu angewandten Leichtbaukonstruktionen bis hin zu Recycling-Fragen behandelt. Zahlreiche Beispiele und Illustrationen verdeutlichen das Potenzial der Materialien, Bauteile und Konstruktionen.

Hoege, H.

• TC-STAR: Evaluation Plan for Voice Conversion Technology [DAGA 2005 (München)]
  D. Suendermann, A. Bonafonte, H. Duxans and H. Hoege
[A]

Voice conversion is the adaptation of the characteristics of a source speaker's voice to those of a target speaker. When evaluating voice conversion technology, generally, we have two questions in mind: Does the technique change the speaker identity in the intended way? How is the overall sound quality of the converted speech? The answers can be found applying subjective and objective error criteria. The former is based on listening tests. The latter expresses the distance between the converted speech and corresponding reference speech of the target speaker. In this paper, we develop a plan for evaluating voice conversion technology in the European speech-to-speech translation project TC-STAR.

Höger, R.

• Einstellungsmessung ohne Fragebogen: Ein neuartiges Verfahren zur Messung von Einstellungen in der Lärmwirkungsforschung [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Höger
[A]

Ein wesentliches Kriterium zur Abschätzung der Wirkungen von Schallbelastungen durch Verkehrslärm ist das der Belästigung. Neben dem Schallpegel determinieren eine Reihe psychologischer Faktoren wie die Einstellungen zum Lärm, zur Lärmquelle und zum Verursacher das individuelle Belästigungserleben. Das klassi- sche Verfahren zur Messung von Einstellungen besteht in der Anwendung eines ent- sprechend konstruierten Fragebogens. Dabei können eine Reihe von Problemen auftreten, die der Intention des Forschenden - die ''wahren'' Einstellungen meßtech- nisch möglichst fehlerfrei abzubilden - zuwiderlaufen. Hierzu gehören Antwortverzer- rungen des Probanden, Antworten im Sinne sozialer Erwünschtheit oder Extremisie- rungen mit dem Ziel, (umwelt-)politische Inhalte über ein spezifisches Antwortmuster im Fragebogen explizit zum Ausdruck zu bringen. In der psychologischen Forschung hat sich seit kurzem eine neuartige Methode eta- bliert, mit der Einstellungen über ein reaktionszeitbasiertes Verfahren gemessen werden. Es handelt sich hierbei um den sog. Implicit Association Test (IAT), bei dem die Zugehörigkeit von Bewertungen zu Einstellungsobjekten aus Reaktionszeitver- teilungen erschlossen werden. Fehlerquellen der oben dargestellten Art werden durch die Anwendung dieses Verfahrens vermieden. Am Beispiel der Messungen von Einstellungen zu Straßenverkehrslärm und Fluglärm wird der IAT vorgestellt. Es wird gezeigt, wie sich mit Hilfe dieses Verfahrens die Bewertungskomponente von Einstellungen quantifizieren läßt. Weitere Anwendungen im Bereich der Lärmwir- kungsforschung werden diskutiert.

• Wird die Wirksamkeit von Schallschutzmaßnahmen durch nicht-akustische Faktoren beeinflusst? [DAGA 2002 (Bochum)]
  U. Felscher-Suhr and R. Höger
[A]

Die Praxis der Lärmbekämpfung hat schon vielfach gezeigt, dass bei der Implementierung von Lärmschutzmaßnahmen eine alleinige Orientierung an Pegelminderungen noch keine sichere Aussage darüber gestattet, ob die ergriffene Maßnahme langfristig auch eine Wirkung im Sinne einer Reduktion der erlebten Belästigung zeigt. Um zukünftig Lärmminderungsmaßnahmen in diesem Sinne wirkungsgerechter gestalten zu können, wurde im Rahmen eines Laborexperiments geprüft, ob ausgewählte nicht-akustische Faktoren einen Einfluss auf die Wirksamkeit von Schallschutzwänden haben. Dazu wurden 92 lärmbetroffene Bürger/innen der Stadt Bochum gebeten, ihre Lärmbelästigung, so wie sie sie zu Hause in verschiedenen Alltagssituationen erleben, einzuschätzen. Gleichzeitig wurde den Probanden der in ihrem Wohngebiet aufgenommene Straßenverkehrslärm über Lautsprecher eingespielt. Im nächsten Schritt wurde dieselbe Situation nach virtueller Errichtung einer Schallschutzwand mit geminderten Schallpegeln dargeboten. Eine Subgruppe an Probanden konnte die zu errichtende Schallschutzwand aus einer vorbereiteten Broschüre mit Abbildungen und Erläuterungen auswählen. Eine weitere Subgruppe erhielt die so ausgewählte Wand des Vorgängers gezeigt, während eine letzte Subgruppe eine Standardwand aus Beton dargeboten bekam. So wurden die nicht akustischen Faktoren ''Partizipation'' sowie ''Art der Schallschutzwand'' variiert und im Hinblick auf eine mögliche Beeinflussung der erlebten Belästigungsreduktion geprüft. Zusätzlich wurde die Höhe der Wand und damit die Minderungsleistung in zwei Stufen dargeboten, um zu prüfen, ob das Ausmaß an Schallpegelreduktion ebenfalls einen Einfluss auf die Belästigungsminderung hat. Die Ergebnisse zeigen einen klaren Effekt der Wandhöhe sowie eine tendenzielle Wirkung des Partizipationsfaktors, während die Art der Schallschutzwand hier keinen nennnenswerten Einfluss auf die belästigungsreduzierende Wirkung hat.

• Auswirkungen von Fluglärm auf das Sozial- und Kommunikationsverhalten betroffener Anwohner [DAGA 2002 (Bochum)]
  I. Schmaus, R. Höger, U. Felscher-Suhr and D. Schreckenberg
[A]

Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie zu Fluglärmwirkungen am Frankfurter Flughafen wird die Beziehung zwischen physikalischen Belastungen und verschiedenen Aspekten interpersonellen Verhaltens untersucht. Hierzu werden für drei Teilprojekte Beobachtungs- sowie Befragungs- instrumente entwickelt und auf Anwendbarkeit und Messgenauigkeit im Feld geprüft. In der sozialpsychologischen Literatur werden Befunde berichtet, wonach Lärm die Aggressions- bereitschaft erhöht und die Auftretenswahrscheinlichkeit prosozialen Verhaltens verringert. Größtenteils stammen diese Ergebnisse aus Laborexperimenten und standen nicht im Zusammenhang mit Fluglärm. Im ersten Teilprojekt werden Art und Häufigkeit prosozialen als auch aggressiven Verhaltens von Schulkindern unterschiedlich lärmbelasteter, aber ansonsten vergleichbarer Schulen verglichen. Im zweiten Teilprojekt soll der Einfluss von Fluglärm auf die nachbarschaftliche Kommunikation und Interaktion ermittelt werden. Vereinzelte Befunde weisen darauf hin, dass in dichter besiedelten und stärker befahrenen Straßenzügen eine größere nachbarschaftliche Distanz besteht. Im Zusammenhang mit Fluglärm interessiert neben der Distanz-Nähe-Problematik auch das Auftreten von Kommunikationsstörungen bei aktuellen Überflugereignissen sowie deren kurz- und längerfristige Auswirkungen auf die sozial-interaktive Struktur des Wohngebiets. Im letzten Teilprojekt wird die Bedeutung von fluglärmbedingten Kommunikationsstörungen für die Kommunikation und Interaktion zwischen Kleinkind und Aufsichtsperson untersucht. Neben Art, Dauer und Auftretenshäufigkeit von Kommunikationsanlässen wird die prosodische Struktur der Sprache analysiert, um lärmbedingte Veränderungen des Sprechens zu identifizieren. Im vorliegenden Beitrag wird über den Stand der Untersuchungen, das Untersuchungsdesign sowie Probleme bei der Auswahl der Untersuchungsgebiete berichtet.

Höh, H.

• Wieviel Schallenergie übertragen Ultraschallchirurgiegeräte mit metallischer Klinge in das Gewebe? [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Koch, V. Wilkens, S. Kaskel-Paul and H. Höh
[A]

Ultraschallchirurgiegeräte mit metallischer Klinge werden in nahezu allen Gebieten der Chirurgie angewandt. Dabei wird eine Klinge durch einen Ultraschallwandler zu Schwingungen angeregt, die im direkten Kontakt mit dem Gewebe Durchtrennung, Abtragung oder Koagulation hervorruft. Bisher fehlen jedoch gut begründete Modelle der Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Klinge und Gewebe. Daraus resultiert, dass über die Schädigungswirkung auf unbeteiligtes Gewebe bzw. andere Körperteile durch die entstehende Wärme und die Schallemission bisher wenig bekannt ist. Infolge des direkten Kontaktes zwischen Klinge und Gewebe wird Ultraschall in den Körper eingekoppelt. Um mögliche Wirkungen einschätzen zu können, muss das Schallfeld im Körper gemessen werden. Da dies nur sehr schwer durchführbar ist, wurden zunächst Messungen in Wasser durchgeführt, wobei zwei verschiedene Systeme, ein Ultraschallskalpell und ein Phakoemulsifikationsgerät untersucht wurden. Beide Geräte emittierten Schallfelder sehr unterschiedlicher Intensität und Feldstruktur, die jedoch sehr stark von der erzeugten Kavitation abhingen. Um den Einfluss der Kavitation näher bestimmen zu können, wurden Messungen mit zusätzlicher Spülung und in einer hochviskosen Flüssigkeit durchgeführt. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich Kavitationsblasen nicht vermeiden lassen und der Effekt der Kavitation in eine Beurteilung des Schädigungspotentials geeignet einbezogen werden muss. Bei der Anwendung von Ultraschallchirurgiegeräten mit metallischer Klinge treten lokal sehr hohe Temperaturen auf. Um zu klären, inwieweit die Absorption von akustischer Energie im Gewebe zur Erhitzung beiträgt, wurde dieser Vorgang in Relation zu mehreren anderen Prozessen, wie Reibung und Strömungsverluste gesetzt. Dabei konnte gezeigt werden, dass Ultraschallabsorption eine untergeordnete Rolle bei der Erwärmung des Gewebes spielt.

Höin, R.

• Validierung von Eisenbahnlärmmodellen in einer Talsituation anhand einer Langzeitmessung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K. Heutschi, R. Höin and F. Akermann
[A]

Im komplexen topographischen und meteorologischen Umfeld von Talsituationen können sich besondere Schallausbreitungsphänomene ausbilden. Mit den heute noch weit verbreiteten empirischen bzw. semi-empirischen Ausbreitungsmodellen wie z.B. ISO 9613-2 werden viele dieser Effekte nur ungenügend nachgebildet oder gänzlich ignoriert. Da in Tälern besondere, asymmetrische Windverhältnisse und inhomogene Temperaturverteilungen auftreten können, ist nicht a priori mit einer Ausmittelung dieser Effekte zu rechnen. Speziell in Alpentälern mit hohem Verkehrsaufkommen auf Schiene und Strasse kann dies zu einer systematischen Fehlbewertung der Lärmbelastung führen. Mit Messungen des Eisenbahnlärms in einer typischen Talsituation an der Gotthardlinie sollten allfällige Modellmängel aufgedeckt werden. Während zweier Monate wurden gleichzeitig schienennahe Messungen und solche an den Talflanken bei Quellen-Empfängerabständen in der Grössenordnung von knapp 1 km durchgeführt. Die als Schallausbreitungsdämpfung zwischen Emissions- und Immissionspunkt ausgewerteten akustischen Daten werden mit Berechnungen verglichen und mit den erfassten Meteodaten korreliert. Die Abweichungen Rechnung-Messung werden mittels eines Deltamodells beschrieben.

Höldrich, R.

• Wellenfeldsynthese - Erweiterungen und Alternativen [DAGA 2005 (München)]
  R. Höldrich and A. Sontacchi
[A]

Die Wellenfeldsynthese (WFS) hat in den letzten Jahren den Proof-of-Concept als innovatives Beschallungskonzept weitgehend erbracht. Die von herkömmlichen Wiedergabesystemen wie Stereo oder 5.1 bekannte Begrenzung des Abhörgebiets und die fehlende akustische Perspektive können mit WFS überzeugend überwunden werden. Allerdings zeigt WFS weiterhin Einschränkungen wie die Notwendigkeit getrennter Quellsignale, fehlerhaftes Abstandsverhalten der virtuellen Quellen, mangelnde Stabilität von fokussierten Quellen, die notwendige Bedämpfung des Wiedergaberaums, ein restriktives Lautsprecher-Layout und die noch immer fehlende 3.Dimension in der Schallwiedergabe. In der präsentierten Arbeit wird als Erweiterung des WFS-Konzepts der Zeitumkehrspiegel vorgestellt, der eine deutliche Stabilisierung fokussierter Quellen erreicht ohne einer starken Bedämpfung des Wiedergaberaums oder einer speziellen Lautsprecherkonfiguration zu bedürfen. Als Alternative zu WFS und gleichzeitig als flexible Erweiterung in die 3. Dimension wird die Kombination mit Ambisonic-Systemen höherer Ordnung vorgeschlagen, deren hervorragende Praxistauglichkeit in mehreren Großproduktionen zeitgenössischer Musiktheaterwerke gezeigt wurde.

• Validierung des Entfernungsgesetzes und Korrektur der Gruppenlaufzeit und des akustischen Zentrums des Lautsprechers im Adrienne-Verfahren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Fuhs, R. Höldrich and G. Tomberger
[A]

Das Adrienne-Verfahren zur In-Situ Messung der akustischen Eigenschaften von Materialien war in letzter Zeit viel Kritik ausgesetzt. Eine notwendige Revision soll die Vorteile dieses Messsystems nutzbar machen. Die Berechnung des Reflexionsindexes im Adrienne-Verfahren beinhaltet eine Multiplikation der Reflexion des Prüfkörpers mit der zugehörigen Schallausbreitungszeit. In dieser notwendigen Korrektur der Ausbreitungsdämpfung muss zusätzlich das zeitliche und örtliche Schallzentrums des Lautsprechers frequenzabhängig berücksichtigt werden, um den Einfluss des Lautsprechers auf das Messergebnis zu reduzieren. Das Problem besteht also darin festzustellen, welche Verzögerung von der örtlichen Verschiebung des akustischen Zentrums stammt und welche Verzögerung der Gruppenlaufzeit des Lautsprechers zuzuschreiben ist. Des weiteren basiert das Adrienne-Verfahren auf der Ausbreitungsdämpfungstheorie einer idealen Punktschallquelle. Besonders wichtig ist hier das Entfernungsgesetz, demzufolge der Schalldruck umgekehrt proportional zur Entfernung ist. In der Praxis ist der Lautsprecher jedoch keine ideale Punktschallquelle, was hauptsächlich von der Größe des Lautsprechers (Lautsprechermembran), dem Abstand zum Aufpunkt und der Frequenz abhängt. Wird der Lautsprecher in Anlehnung an die Theorie einer Kolbenmembran betrachtet, so ergeben sich Schalldruckschwankungen im Nahfeld des Lautsprechers, die von einer 1/r-Schalldruckabnahme deutlich abweichen. Mikrofon-Lautsprecheranordnungen die außerhalb der Gültigkeit des Entfernungsgesetzes liegen verursachen einen systematischen Messfehler.

• Korrektur der Lautsprecherrichtcharakteristik im Adrienne-Verfahren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Fuhs, R. Höldrich and G. Tomberger
[A]

Das Adrienne-Verfahren zur In-Situ Messung der akustischen Eigenschaften von Materialien war in letzter Zeit viel Kritik ausgesetzt. Eine notwendige Revision soll die Vorteile dieses Messsystems nutzbar machen. Dazu zählt ganz eindeutig der Einfluss der Richtcharakteristik des Lautsprechers auf das Messergebnis. Die Tatsache, dass die vom Mikrofon erfassten Signale unterschiedlichen Abstrahlrichtungen des Lautsprechers entstammen, macht eine Korrektur der Lautsprecherrichtcharakteristik notwendig. Es besteht die Möglichkeit, diese Korrekturfaktoren sowohl vereinfacht für die geometrische Reflexion zwischen Lautsprecher, Materialprobe und Mikrofon, als auch detaillierter, wellentheoretisch für die gesamte Reflexionsfläche mit Kirchhoff-Helmholtz zu berechnen. Die Anwendung der Korrekturfaktoren auf eine glatte Reflexionsfläche bestätigte die Annahme, dass der gemessene Reflexionsgrad der untersuchten Prüfeinrichtung unter Berücksichtigung der Korrektur der Lautsprecherrichtcharakteristik zunimmt. Der geometrische und der wellentheoretische Ansatz der Korrektur liefern ähnliche Ergebnisse, wobei bei Letzterem der Einfluss der Richtcharakteristik in den Randbereichen der Prüffläche deutlich wird. Für Prüfobjekte mit einer strukturierten Oberfläche kann daher aus theoretischen Überlegungen heraus nur der wellentheoretische Ansatz richtige Ergebnisse zur Korrektur der Lautsprecherrichtcharakteristik liefern. Bei Nichtbeachtung der Korrekturfaktoren ergibt sich ein systematischer Fehler, der theoretisch als auch messtechnisch nachvollziehbar ist.

• Modeling a Spherical Loudspeaker System as Multipole Source [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  F. Zotter, A. Sontacchi and R. Höldrich
[A]

Ein Teilgebiet unseres Projekts ,,Virtual Gamelan Graz`` (VGG) beschäftigt sich mit der Aufnahme und Wiedergabe akustischer Abstrahlungsverhalten ausgewählter Gamelan Instrumente. Wie in den Forschungsarbeiten von O. Warusfel (IRCAM, Paris, 1997, 2004) und P. Kassakian (CNMAT, Berkeley, 2004) beschrieben, eignen sich kugelförmige Lautsprechersysteme zur Wiedergabe von Abstrahlungsmustern. Diese Schallquellen bestehen aus einem festen, kugelförmigen Gehäuse oder einem regelmäßigen Polyeder, in welches einzelne, separat bespielbare Lautsprecher eingebaut werden. Dieser Artikel beschreibt ein mathematisches Modell dieser Art von Schallquellen.

Im Wesentlichen besteht unser Modell aus den Randbedingungen für die Schallschnelle auf einer festen Kugeloberfläche mit Radius und , auf welcher Lautsprechermembranen sitzen. Diese werden als rotationssymmetrische Kugelkappen mit vorgegebener Schallschnelle modelliert .

Wir zeigen, wie die Randbedingungen der Lautsprecher im Bereich der Kugelflächenfunktionen (Spherical Harmonics) gebildet und überlagert werden. Durch Inversion der Abstrahlungsgleichung lassen sich Steuerungsparameter für die Abstrahlungssynthese finden.

Abschließend wird gezeigt, wie durch eine Fehlerberechnung und die Vorgabe eines Dynamikbereichs die bespielbaren Frequenz- und Entfernungsbereiche des Laustprechersystems bestimmt werden können.

• Klangmodellierungsansätze und Ergebnisse für Gamelaninstrumente des lauten Stils [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Sontacchi, F. Zotter and R. Höldrich
[A]

Ein Teilgebiet unseres Projekts ''Virtual Gamelan Graz'' (VGG) beschäftigt sich mit der Klangmodellierung ausgewählter Gamelan Instrumente. Da am Ende eine echtzeitfähige interaktive Implementierung eines Gamelanorchersters steht, ist primär eine datenreduzierte Klangrepräsentation erforderlich, wobei eine originalgetreue Klangqualität angestrebt wird. Dieses Vorhaben ist an zwei Vorgaben geknüpft: die Steuerbarkeit der Stimmung und Klangfarbe, sowie die Zuordnung von Teiltönen zu unterschiedlichen Abstrahlungseigenschaften des Instrumentes.

Zur Klanganalyse werden folgende drei Techniken vorgeschlagen: Auto Regressive Moving Average Modell mit Frequency Zooming (FZ-ARMA), Warped Spectral Model (WSM) und Empirical Mode Decomposition (EMD).

Bei FZ-ARMA Modeling werden die Instrumente als lineare dynamische Systeme betrachtet. Dabei werden die Annahmen getroffen, dass der Klang einzelne Teiltöne mit fixer Frequenz (Moden) enthält, diese voneinander unabhängig sind und angeregt werden können. Da von Stabilität ausgegangen werden kann, klingen diese Teiltöne im homogenen Fall ab.

Bei WSM wird die Frequenzauflösung des menschlichen Gehörs bei der Nachbildung von Klängen herangezogen. Dadurch kann die Anzahl der erforderlichen Teiltöne drastisch gesenkt werden. Die Auswertung erfolgt in zwei Richtungen: Teiltonzerlegung und Verfolgung von Amplitude und Frequenz (deterministischer, schmalbandiger Anteil), sowie Auswertung des Restsignals (stochastischer, breitbandiger Anteil).

Die EMD Methode zerlegt das zu untersuchende Signal in so genannte Intrinsische Mode Funktionen (IMF). Für die Berechnung der tatsächlich vorhandenen Spektralkomponenten werden aus den reellen IMFs analytische Signale gebildet und durch Ableitung der Phase nach der Zeit die Momentanfrequenzen errechnet (Hilbert-Huang-Spektrum). Die Problematik der begrenzten Frequenzauflösung wird durch einen neuen Ansatz gelöst.

Als Ergebnis werden die jeweiligen Vor- und Nachteile der untersuchten Verfahren skizziert.

• Messanordnung zur frequenzselektiven Beurteilung der richtungsbezogenen Bedämpfung der durch Verbrennungsmotoren angeregten Körperschallausbreitung mittels Active Noise Control [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Noisternig, M.-R. Telsnig, F. Zotter and R. Höldrich
[A]

Verbrennungsmotoren verursachen durch ihr Zünden Schwingungen, die sich als Körperschall über das Motorlagersystem und die Fahrzeug-Rahmenkonstruktion in die Fahrgastzelle ausbreiten, in der sie als Vibrationen oder als akustischer Schall wahrgenommen werden.

In diesem Artikel wird eine Methode zur Beurteilung des richtungsbezogenen Dämpfungsverhaltens der durch Verbrennungsmotoren angeregten Körperschallausbreitung mittels Active Noice Control (ANC) vorgestellt. Als Referenzsignal steht der Messanordnung die Motordrehzahl und daraus resultierend verschiedene Motorordnungen zur Verfügung. Bei einer Motorordnung handelt es sich um eine Sinusschwingung, deren Frequenz - bei konstanter Motordrehzahl - nur geringe Varianzen aufweist. Die Auslöschung des Körperschalls kann durch Ansteuerung eines an die Fahrzeug-Rahmenkonstruktion gekoppelten elektrodynamischen Schwingerregers (Shaker) durch ein Sinussignal mit entsprechender Frequenz, Phase und Amplitude erfolgen. Aufgrund der geringen Bandbreite der Signale ist es möglich den ANC Algorithmus mit sehr kurzen adaptiven Filtern zu realisieren, wodurch das Konvergenzverhalten der adaptiven Prozesse positiv beeinflusst wird.

Das vorgestellte Verfahren dient der Optimierung der Dämpfung störender Frequenzen in der Fahrgastzelle mittels ANC.

Hölscher-Höbing, U.

• Sophisticated sonar scene simulation for acoustical imaging applications [DAGA 2002 (Bochum)]
  D. Kraus, U. Hölscher-Höbing and E. Krömer
[A]

The validation of advanced signal processing techniques for acoustical imaging applications requires the availability of data covering all kinds of scenarios. For this reason it is essential to provide a tool, which generates realistic sonar data for a wide range of sonar scenes. The presented sonar simulation program has been developed to generate realistic data as a basis for the investigation of signal processing techniques. The acoustical data are determined by incorporating the motion of the sensor carrier, antenna system, back-scattering of the - water volume, - sediment surface, - sediment volume, - target, environmental parameters like the attenuation in the water and the sediment, ambient noise. The simulation of the sediment surface, the sediment volume and the target is implemented by applying facet models. The arrangement of reflecting facets on the sediment surface, in the sediment and on the target object models a realistic backscattering for the structure of the surface, the density variation in the sediment and the target shape. Targets may be positioned on the sea floor or in the sediment volume. Basic signal processing tools like conventional beamforming and synthetic aperture sonar (SAS) beamforming are already implemented. The program is controlled by an operator using an input parameter file, which contains all required input data. This sonar simulation program now provides the opportunity to generate realistic data as required for the investigation and refinement of advanced signal processing techniques, e.g. auto-focussing techniques for SAS processing or CAD/CAC procedures. Simulation results for an exemplary minehunting scene are presented.

Hölzl, G.

• Laborversuche zur Ermittlung von Unterschiedsschwellen bei der Wahrnehmung von Erschütterungen aus dem Schienenverkehr [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Said, D. Fleischer, H. Fastl, H.-P. Grütz and G. Hölzl
[A]

Durch Laborversuche mit definierten Erschütterungsparametern wurden die Unterschiedsschwellen für die Wahr-nehmungen von Erschütterungen aus dem Schienen-verkehr unter Einfluss des gleichzeitig einwirkenden Innengeräuschpegels mit Probanden untersucht. Es wurden 4 Erschütterungsintensitäten des Fußbodens des Versuchs-raumes in folge einer simulierten Zug-vorbeifahrt (KB = 0.2, 0.4, 0.8 und 1.6) bei 3 verschiedenen Innengeräuschpegeln ( 30 dB(A), 45 dB(A) und 55 dB(A)), also insgesamt 12 Kategoriestufen mit 20 Probanden untersucht. Die Untersuchungen wurden mit dem psychophysikalischen Modell der SDT (Signal Detection Theory) nach der Methode ''Same-Different'' durchgeführt und ausgewertet.

Hoene, S.

• Multiple Darstellung der akustischen Wahrnehmung in der universitären Akustik-Lehre [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  F. Klett, S. Hoene and D. Mayer-Ullmann
[A]

Die Entwicklung und die Gestaltung multimedialer Systeme schließen eine Untersuchung der menschlichen akustischen und visuellen Wahrnehmung ein, denn unsere Ohren und Augen beeinflussen in entscheidendem Maße die Qualität der Wahrnehmung und der Kommunikation. Vor diesem Hintergrund ist die akustische Wahrnehmung ein unzertrennlicher Bestandteil der akustischen Lehre. Um den Studenten der Medienstudiengänge in Lernsituationen den Zugang zu Informationen in unterschiedlicher Tiefe und in multiplen Dimensionen zu gewähren, wird eine hypermediale Lernanwendung entwickelt. Die Lernaktivitäten von Medienstudenten konzentrieren sich auf die physikalischen und medialen Eigenschaften des Wahrnehmungsorgans. Damit besteht das zentrale Problem in der adäquaten Repräsentation multidisziplinärer Wissensinhalte bezüglich Darstellungsweise, Verständlichkeit und Ergonomie. Komplexe Strukturen wie das Ohr erfordern eine plausible Visualisierung vorzugsweise im Raum. Dreidimensionale Modelle unterstützen relevant das Erkennen von Lage, Form, Größenverhältnissen. Darüber hinaus eignen sich die damit realisierten Animationen zur expliziten Veranschaulichung von Funktionen. Diese Überlegungen führten zur Visualisierung von Aufbau und Funktion des Ohrs als ein dreidimensionales Modell mit entsprechenden Animationsdarstellungen. Ferner soll das Modell in existierende Systeme, Virtuelle Realität, Virtuelles Studio integriert werden. In der Lernanwendung finden auch die akustischen Phänomene als Faktor der akustischen Wahrnehmung eine breite Veranschaulichung. Aufgeteilt nach Charakter, Raum und Zeit werden die Phänomene der Wahrnehmung oder des Sinneseindrucks dem Lerner nahegebracht, wobei es in einigen Fällen erforderlich ist, erst auf die Täuschung hinzuweisen, um sie zu erleben. Die hypermediale Lernumgebung weist einen modularen, offenen Charakter auf. Neben einer Unterstützung des selbständigen Lernens und des Lehrens bietet sie eine weitere Dimension der Nutzung in der Realisierung als Web-Version für Telelernen in der Akustik.

Hörning, A.

• Adaptive Richtcharakteristik und deren Auswirkung auf das Sprachverstehen im Störschall [DAGA 2005 (München)]
  N. Neben and A. Hörning
[A]

Es ist allgemein bekannt, dass ein Hörgerät mit Richtcharakteristik in der Schallaufnahme das Verhältnis Signal zu Störschall verbessert, solange Nutz- und Störschall nicht aus der gleichen Richtung kommen. Auch die Wirkung adaptiver Richtcharakteristik lässt sich unter vorgegebenen Bedingungen eindrucksvoll demonstrieren. Auf der Basis von Tests mit Hörgeräteträgen unter verschiedenen akustischen Bedingungen kann gezeigt werden, ob es einen Zusammenhang zwischen dem Direktionalitätsindex, der Form der Richtcharakteristik und dem Grad der Verbesserung des Sprachverstehens im Störschall gibt. Erwartungsgemäß tritt eine Verbesserung des SNR zwischen omnidirektionaler Charakteristik und fest vorgegebener Richtcharakteristik ein. Der Einfluss des Direktionalitätsindexes , sobald dieser einen bestimmten Wert übersteigt, scheint vernachlässigbar. Die adaptiven Richtcharakteristik bringt eine geringe aber wichtige Verbesserung des SNR im Vergleich zu fest vorgegebener Richtcharakteristik. Eine generelle Vorhersage welchen individuellen Vorteil die Größe des Direktionalitätsindexes oder eine gegebene Richtcharakteristik des Hörgerätes für einen Hörgeschädigten hat, lässt sich nicht treffen. Es kann jedoch festgestellt werden, dass der DI für tiefe Frequenzen eine bessere Vorhersage zulässt, als der DI bei hohen Frequenzen.

Hoever, C.

• Experimentelle Bestimmung von Dispersionseigenschaften einer Leichtbau- Profilplatte [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Hoever, T. Kohrs and B.A.T. Petersson
[A]

Leichtbau-Profilkonstruktionen mit hoher statischer Steifigkeit und niedriger Masse werden in vielen Anwendungsbereichen, z.B. dem Fahrzeug- oder Maschinenbau, eingesetzt. Die reduzierte Masse kann in Zusammenhang mit der oftmals periodischen Struktur solcher Profile zu erhöhter Schallausbreitung und - abstrahlung in bestimmten Frequenzbereichen (Durchlassbereichen) führen. Um effektive Schallschutzmaßnahmen durchführen zu können ist es wichtig, die Wellenausbreitung in solchen Strukturen besser zu verstehen. Aufgrund der hohen geometrischen Komplexität der Strukturen ist nicht nur die analytische sondern auch die messtechnische Bestimmung der Ausbreitungsmechanismen problematisch. Ziel dieser Untersuchung ist die Bestimmung der Dispersionseigenschaften einer typischen Leichtbau-Profilplatte. Für eine punktförmige Anregung der Platte werden winkelabhängig mittels verschiedener Transformations- und Analysetechniken die Gruppengeschwindigkeiten der sich ausbreitenden Wellenzüge untersucht. Weiterhin erfolgt mit der sogenannten Inhomogeneous Wave Correlation (IWC) eine Bestimmung der vorherrschenden Wellenzahlen. Die angewandten Verfahren werden hinsichtlich ihrer messtechnischen Durchführbarkeit sowie der Qualität und Vergleichbarkeit der erzielten Ergebnisse verglichen.

Hof, C.

• Kalibrierung von Vibrationsaufnehmern im Tieffrequenzbereich [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Hof
[A]

Zur Messung von Erschütterungen und zur Beurteilung von abgestrahltem Körperschall werden in der Praxis relativ schwere Vibrationsaufnehmer verwendet. Das Gewicht dieser Aufnehmer (von typischerweise 1-2 kg) wird durch ihre Bauart bestimmt, welche einerseits eine hohe Empfindlichkeit (und Dynamik) im Bezug auf die zu messenden Signale ermöglichen soll, andererseits aber auch unempfindlich gegen Beschädigungen bei der praktischen Handhabung sein soll. Bei der Kalibrierung solcher Aufnehmer werden diese mit Hilfe eines elektromechanischen Erregers in eine bekannte, harmonische Bewegung versetzt und das dabei durch sie erzeugte elektrische Signal gemessen. Grundsätzlich hat eine harmonische Bewegung drei translatorische und drei rotatorische Freiheitsgrade. Man möchte jedoch bei der Kalibrierung die elektromechanisch erzeugte Bewegung auf einen Freiheitsgrad einschränken. Konkret möchte man idealerweise eine lineare, sinusförmige Bewegung erzeugen, die frei von Kipp- und Drehbewegungen ist. Nur so können neben der Aufnehmerempfindlichkeit zum Beispiel auch dessen Querempfindlichkeiten gemessen werden. In diesem Beitrag werden dabei auftretende Probleme und verschiedene Lösungsansätze diskutiert.

Hofbauer, C.

• Bewertung der 'Sound Quality' von alltäglichen Geräuschen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Notbohm, C. Hofbauer and A. Linnemeier
[A]

Im Unterschied zur Erfassung der ''Sound Quality'' von technischen Produkten ist die Bewertung von Geräuschen der alltäglichen Lebenswelt wenig untersucht.

In Laborversuchen beurteilten 113 Studenten/innen eine Auswahl von mehr oder weniger angenehmen Geräuschen und Tonfolgen von jeweils 30 s (Naturgeräusche, Musikausschnitte, technische und synthetische Geräusche) per Fragebogen (semantisches Differential und generelle Bewertungen). Alle Geräusche wurden mit dem gleichen Schallpegel (Leq = 73 bzw. 83 dB(A)) dargeboten.

Aus einem Polaritätsprofil mit 26 Adjektivpaaren wurden 3 Faktoren ermittelt, die 70,35 % der Gesamtvarianz erklären: ''emotionale Bewertung'', ''zeitliche Struktur'' und ''Tonhöhe''. Der Faktor ''emotionale Bewertung'' führt zu ähnlichen Ergebnissen wie die generelle Einschätzung der Vp, dass ihr ein Geräusch ''gefällt''. Den beiden am höchsten bewerteten Geräuschen (Musikausschnitte ''Mike Oldfield'' und ''Bach-Suite'') wurde eine eher ruhige Zeitstruktur und gemäßigte Tonhöhe zugeschrieben, während die am negativsten erlebten Geräusche (Quietschen und synthetische Geräusche) als zeitlich strukturlos und in der Tonhöhe als ''hoch-hell-schrill'' erlebt wurden.

Der Schallpegel beeinflusst diese Bewertungen: Bei Darbietung mit 83 dB(A) nahmen die Wertungen bei den ''positiven'' Geräuschen deutlich ab, während die Veränderung bei den eher ''negativen'' Geräuschen weniger stark ausfiel.

Angesichts der Vielfalt möglicher Geräusche der Alltagswelt ist eine systematischere Analyse anzustreben, welche Faktoren zur Bewertung der Geräuschqualität beitragen.

Hofbauer, U.

• Untersuchungen zu Kriterien und Richtwerten für die erhebliche Belästigung von Anwohnern durch Fluglärm an den Flughäfen Frankfurt, Düsseldorf und München [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Kastka, N. Anduleit, U. Hofbauer and E. Borsch-Galetke
[A]

Für die Bewertung von Belästigung durch Lärm in Wohngebieten nach dem wichtigen Kriterium der Erheblichkeit liegen bisher keine konzeptionell und empirisch abgeklärten Vorstellungen vor. Belästigung durch Fluglärm beeinträchtigt die mit Wohnen umschriebenen Alltagsaktivitäten des Menschen, zu denen wesentlich Ruhe und Erholung gehören. Unklar ist, wie sich globale Belästigungsreaktionen bzgl. Gesamtlärm von nach Wohnfunktionen differenzierteren Belästigungsreaktionen bzgl. Tag- und Nachtlärm und in Abhängigkeit von der Fensterstellung sowie dem Aufenthalt im Aussenbereich/Wohnumfeld unterscheiden. Kriterien der erheblichen Belästigung werden an Hand neuer Ergebnisse, die die Beziehung '' Fluglärm - Wohnen - Belästigung'' analysieren, entwickelt. Eine obere Grenze der erheblichen Belästigung wird definiert, bei der Schutzmassnahmen erforderlich werden. Eine untere Grenze kennzeichnet die schwache oder zumutbare Belästigung, bei deren Überschreitung Schutzmassnahmen angedacht werden müssen. Ausgangspunkt bei Bearbeitung des Problems der oberen Grenze ist die Annahme, dass dann in einem Wohngebiet eine erhebliche Belästigung vorliegt, wenn die Anwohner mit mindestens 50 % Wahrscheinlichkeit eine starke Lärmbelästigung durch die Lärmquelle - hier Fluglärm - aufweisen. Dieses Kriterium kennzeichnet den Bereich der Belästigung, bei dessen Überschreitung die Nutzung eines Gebiets als Wohngebiet in Frage gestellt ist, da Wohngebiete, in denen mehr als die Hälfte der Anwohner stark belästigt sind, für Zwecke des ruhigen Wohnens ungeeignet sind. Bei geschlossenen Fenstern sollten tags wie nachts Kriteriumswerte von maximal 10% stark belästigten Anwohnern vorliegen, wie man sie auch in unbelasteten Kontrollgebieten vorfindet. In diese Richtung geht der Schutzanspruch bzgl. des passiven Lärmschutzes, der aber bzgl. Aussenbereich und der Wohnsituation bei offenem Fenster nicht vollständig befriedigende Lösungen der Belästigungsproblematik bringt. Als Kriterium für die untere Grenze der erheblichen Belästigung sehen wir die Situation an, in der mehr als die Hälfte der Anwohner bei offenen Fenstern nicht oder nur schwach belästigt sind, denn eine geringfügige Belästigung ist grundsätzlich zumutbar. Diese Konzepte werden an den empirischen Daten aus mehreren neuen Felduntersuchungen an den Flughäfen Frankfurt, München und Düsseldorf überprüft, bei denen insgesamt mehr als 3000 Anwohner zu Fluglärm systematisch befragt wurden und deren Belastung als Leq und Anzahl relevanter Flugereignisse (NAT70) für Tag und Nacht bestimmt wurde. Tags liegt die untere Schwelle der erheblichen Belästigung bei 55 dB(A) Leq3 (Tag), nachts bei 45 dB(A)Leq3 (Nacht). Ferner liegt die obere Grenze für erhebliche Belästigung Tags bei etwa 58 dB(A) Leq3 (Tag), bzw. bei 60 Überflugereignissen Tags mit einem Pegel Lmax über 70 dB(A).

• Untersuchungen zu Befindlichkeitsstörungen vor und nach hochpegeligen Impulsschalleinwirkungen [DAGA 2005 (München)]
  S. Siegmann, U. Hofbauer, T. Muth, R. Gembler, K. Siegmund and E. Borsch-Galetke
[A]

Ziel der vorliegenden Untersuchung waren die Auswirkungen von hochenergetischem Schall auf die aktuelle psychophysiologische Befindlichkeit. 152 Probanden wurden in fünf verschiedenen Belastungsgruppen (unterschiedliche Anzahl von Schüssen) vor und nach einer Schießübung an einer Panzerhaubitze mit drei psychologischen Standardskalen untersucht.

Ergebnisse: Zwischen den fünf Belastungsgruppen zeigten sich weder vor noch nach dem Schießen statistisch relevante Unterschiede. Die Werte der Beschwerdeliste (B-L) lagen zwischen 6,8 und 9,3. Bei der Befindlichkeit (Bf-S) reichten die Werte von 11,7 bis 16,2. Im Vergleich Vorher-Nachher wurde für die belasteten Gruppen ein teils deutlich verbesserte Befindlichkeit deutlich. Der Unterschied betrug 1,4 Skalenpunkte (n.s.). Die State-Angst fiel von 39,4 auf 36,8 (t=4,5; p 0,05). Die Summe der akuten Beschwerden nahm von 7,2 auf 6,8 ab (n.s.). Lediglich in der Gruppe mit der höchsten Schussbelastung stieg die durchschnittliche Zahl der Beschwerden von 7,4 (vorher) auf 9,8 (nachher) an (n.s.).

Insgesamt konnte bei der überwiegenden Anzahl der Probanden kein nennenswerter Effekt der Belastung festgestellt werden. Der scheinbar paradoxe Effekt einer Verbesserung im Befinden kann mit der Aufregung vor der Übung und der nachfolgende Entspannung erklärt werden. Andererseits deuten die Ergebnisse der hochbelasteten Gruppe darauf hin, dass es eine Schwelle der Verträglichkeit gibt, die noch näher bestimmt werden sollte.

Hofer, B.

• Low-delay frequency scaling based on fractional delay filters [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Hofer and T. Zukic
[A]

A time domain method for pitch modification using a chain of equal fractional delay filters (e.g. allpass filters) is proposed. The system preserves harmonic ratios and allows continuous alteration of the scaling factor. Low processing delay suits real-time audio applications. Time-scale modifications can be implemented with resampling procedure added.

The two traditional approaches for frequency scale modification: phase vocoder and PSOLA (followed by a resampler) have both limitations when used in real-time applications. Phase vocoders offers high quality, but have a certain delay due to long FFT sizes required. PSOLA methods with resampling can have low delay, but cannot handle polyphone sounds (e.g. music or multiple speakers).

We have combined the methodology found in frequency warping with OLA techniques, achieving low processing delays of about 10 ms, very good perceptual quality for polyphone sounds and a wide range for continuously tunable frequency factor - we provide examples for 1% alternation, as well as 100% (transpose about one octave).

Due to its low delay property the algorithm is appropriate for use in fixed point DSP-based hearing-aid-like devices. In particular, the algorithm is implemented to support the anti-stuttering training. In this application, a small pitch change of perceived own voice helps the trained person to correct stuttering.

Hoffelner, J.

• Numerische Simulation von cw-Wellenfeldern hoher Intensität [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Döhle, J. Hoffelner, H. Landes and R. Lerch
[A]

Hochleistungs-Ultraschall ist in einer Vielzahl von medizinischen und industriellen Anwendungen wie Lithotripsie, Ultraschallreinigung, Ultraschallschweissen und Sonochemie zu einem wichtigen Bestandteil geworden. In all diesen Anwendungen müssen bereits während der Entwicklungsphase die nichtlinearen Effekte, die in hochintensiven Schallwellen auftreten, berücksichtigt werden. In den letzten Jahren haben die Autoren daher eine bereits existierende Simulationsumgebung um eine Finite-Elemente-Formulierung der von Kuznetsov abgeleiteten nichtlinearen Schallfeldgleichung erweitert. Diese Implementierung wurde bereits für Abstrahlprobleme verifiziert, und erfolgreich auf Untersuchungen von hochintensiven fokussierenden (HIFU) Ultraschallquellen angewendet, die mit kurzen Spannungspulsen angeregt wurden. Darüberhinaus besteht in der Simulationsumgebung die Möglichkeit der Ankopplung an ein Strömungssimulationsprogramm, womit zusätzlich die durch den Schall induzierten globalen Flüssigkeitsbewegungen (''acoustic streaming'') berechnet werden können. In mehreren der oben erwähnten industriellen Anwendungen arbeiten die Schallquellen jedoch nicht im Puls- sondern im Dauer-(cw-)Betrieb. In solchen Fällen können zusätzliche Effekte durch die Überlagerung verschiedener Wellenzüge, z.B. die Entstehung von nichtlinearen stehenden Wellenfeldern, beobachtet werden. Daher haben wir in einer Reihe von Untersuchungen, über deren Ergebnisse hier berichtet werden soll, die Anwendbarkeit unserer Simulationsumgebung für den Fall cw-betriebener Quellen betrachtet. Zuerst berichten wir über die Verifizierung der implementierten Algorithmen durch Vergleiche mit analytischen Ergebnissen und Literaturdaten für ebene Wellen. Simulationsergebnisse für das mehrdimensionale Schallfeld einer Hochleistungsquelle werden mit Messergebnissen verglichen. Außerdem wird die durch den Schall erzeugte Strömung berechnet und der Einfluß von nichtlinearen Effekten auf das Strömungsfeld untersucht.

Hoffmann, C.

• Simulation based design for acoustic system analysis of underwater sensors [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Sachs and C. Hoffmann
[A]

In the field of underwater acoustics special consideration has to be given to the interaction problem of sonar sensors with the platform on which these systems are mounted. An integrated design approach based on numerical simulation tools has been developed. The influence of the acoustical environment with respect to the self-noise level as well as to the signal behaviour of sonar arrays is analysed in the complex environment of the ships structure. In a short introduction the specially developed software based on a finite element approach with explicit time integration is presented. The main emphasis is focused on examples which elucidate the interference of complex fluid structure interactions. Besides these system aspects and material issues the coupling to the signal processing and a comprehensive system simulation is addressed.

Hoffmann, K.

• Morphologische Abbildung der Haut und Blutflussabbildung in kleinen Gefäßen mit hochfrequentem (50/100MHz) Ultraschall [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Vogt, H. Ermert, S. El Gammal, K. Hoffmann, M. Stücker and P. Altmeyer
[A]

Zur hochaufgelösten morphologischen Abbildung der Haut ist ein im 100 MHz-Bereich arbeitendes Ultraschallabbildungssystem (axiale Auflösung 9 m, laterale Auflösung 27 m) entwickelt worden. Ferner ist ein 50 MHz-Ultraschall-Doppler-System zur hochaufgelösten Blutflußabbildung in kleinen Gefäßen realisiert worden (axiale Auflösung 17 m, laterale Auflösung 54 m). In beiden Systemansätzen kommen sphärisch fokussierte Einzelelementschallwandler zum Einsatz, die zur räumlichen Abtastung mit Hilfe von Schrittmotoren mechanisch verfahren werden. Zur Generierung eines Sendesignals wird ein Arbiträrgenerator mit nachgeschalteten linearen Leistungsverstärker eingesetzt, womit eine Kompensation der frequenzabhängigen Dämpfung des Gewebes durch inverse Filterung des Sendesignals möglich ist. Das Echosignal wird mit einem Transientenrekorder (Abtastfrequenz 500 MHz) abgetastet. Ferner wird mit Hilfe eines schnellen, breitbandigen Abtast-Halte-Gliedes das Echosignal innerhalb eines einzelnen axialen Meßtores abgetastet. Das damit vorliegende Dopplersignal wird über einen Lautsprecher hörbar gemacht, und es werden Spektrogramme des Dopplersignals in Echtzeit berechnet. Zur Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses ist in dem System ein Ansatz zur Pulskompression realisiert worden. Mit Hilfe des Arbiträrgenerators wird dabei ein frequenzmoduliertes Sendesignal erzeugt, und das Echosignal wird mit einem analogen Pulskompressionsfilters verarbeitet. Die Abbildungseigenschaften der realisierten Abbildungssysteme sind mit Hilfe von Messungen an Phantomen (Fadenphantom, Flußphantom) charakterisiert worden. Es werden Ergebnisse von Messungen an Probanden mit gesunder Haut sowie pathologischen Befunden vorgestellt. Die hochfrequente 100 MHz-Sonographie erlaubt die hochaufgelöste Abbildung der obersten Hautschichten. Die Ergebnisse von Messungen an Probanden zeigen, daß mit dem realisierten 50 MHz Ultraschall-Puls-Doppler-System die Abbildung von Blutfluß in kleinsten Gefäßen mit Durchmessern bis hinab zu 400 m und mit Flußgeschwindigkeiten in der Größe weniger mm/s möglich ist. Ein Beitrag aus dem Kompetenzzentrum Medizintechnik Ruhr (KMR), Bochum, gefördert vom BMBF, Aktenzeichen 13N8079

Hoffmann, R.

• Elektonische Beiträge zur Lehre in der Sprachkommunikation [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Hoffmann and U. Kordon
[A]

In der universitären Ausbildung erlangen elektronische Hilfsmittel, die vornehmlich über das Internet genutzt werden, zunehmende Bedeutung. Dies gilt auch für die Sprachverarbeitung, für die die Lehre einprägsamer gestaltet werden kann, wenn Spracherkenner und -synthetisatoren online zur Verfügung stehen. Der Beitrag stellt verschiedene Entwicklungen vor, die in der letzten Zeit an der TU Dresden entstanden sind. Kernstück ist eine neue Version eines Tutorials, das das Dresdener Sprachsynthesesystem DreSS in seinen Komponenten darstellt. Insbesondere ist es möglich, das Schneiden einer Sprachdatenbasis für ein Sprachsynthesesystem zu trainieren und die Qualität der erstellten Datenbasis interaktiv zu kontrollieren und zu verbessern. Die vorgestellten Aktivitäten ordnen sich ein in das thematische Netzwerk ''Speech Communication Sciences'' im Rahmen des europäischen SOCRATES/ERASMUS-Projektes.

• Anwendung Stochastischer Markovgraphen in einem integrierten Spracherkennungs- und -synthesesytem [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Eichner, S. Ohnewald, M. Wolff and R. Hoffmann
[A]

Moderne Spracherkennungs- und -synthesesysteme weisen zunehmende Ähnlichkeiten hinsichtlich der verwendeten Algorithmen und Datenbasen auf. Ausgehend von dieser Erkenntnis haben wir ein kombiniertes Spracherkennungs- und -synthesesystem entwickelt, das auf der ESSV2000 in Cottbus vorgestellt wurde. Die akustische Modellierung haben wir durch die Verwendung von sogenannten Stochastischen Markov Graphen (SMG) anstatt von HMMs verbessert. In der Literatur wurde bereits die Überlegenheit von SMGs in der Spracherkennung nachgewiesen. Wir haben ein Verfahren zur Zustandsauswahl und Zustandsdauerberechnung entwickelt und konnten durch Experimente eine Verbesserung der Synthesequalität nachweisen. Das System gliedert die Prozesse der Spracherkennung und Sprachsynthese in jeweils vier Verarbeitungsebenen: akustische Analyse und Synthese, akustische Modellierung, Lexikonebene (Graphem-Phonem-Umsetzung und Verarbeitung von Aussprachevarianten) sowie Sprachmodellebene. Wir verfolgen mit unserem Ansatz zwei hauptsächliche Ziele: - Forschung: Entwicklung eines experimentellen Werkzeugs welches eine bessere Einsicht in die Zusammenhänge und Gemeinsamkeiten von Sprachsynthese und -erkennung im Sprachdialog ermöglicht. Ein wesentlicher Aspekt der Forschung ist die Fehleranalyse im Spracherkennungsprozeß durch Resynthese. - Ausbildung: Im Zusammenhang mit unseren Aktivitäten auf dem Gebiet des Teleteaching und der internetbasierten Lehre soll eine Webdemonstration des integrierten Spracherkennungs- und -synthesesytems erstellt werden, welches des Studierenden einen tieferen Einblick und ein verbessertes Verständnis für die Technologien in der automatischen Sprachverarbeitung vermitteln wird. In unserem Beitrag beschreiben und diskutieren wir die Architektur eines integrierten Spracherkennungs- und -synthesesytems und berichten über experimentelle Ergebnisse in der Erkennung und Synthese auf der akustischen Ebene. Wir diskutieren im Detail Aspekte der Anwendung von SMGs anstelle von HMMs in der Sprachsynthese.

• Multimediale Beiträge zur elektronischen Lehre auf dem Gebiet der Signalverarbeitung und Akustik [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Hoffmann, U. Kordon and M. Wolff
[A]

Die Effektivität und Nachhaltigkeit der universitären Ausbildung auf den Gebieten Akustik und damit verbundener Grundlagen wie der Signalverarbeitung kann durch den Einsatz multimedialer Komponenten wesentlich verbessert werden. Prinzipiell können dafür das Präsenzstudium als auch die Möglichkeiten des Internet genutzt werden. Im Beitrag werden Konzepte für Tutorien und webbasierte Vorlesungen zum Themenkreis Signalanalyse, Mustererkennung, Psychoakustik und Sprachsignalverarbeitung vorgestellt, die im Rahmen eines BMBF-geförderten Verbundprojektes realisiert werden sollen. Im Vordergrund stehen dabei zunächst das Präsenzstudium ergänzende multimediale Aspekte, die die Basis für spätere webbasierte Vorlesungsversionen bilden sollen. Gegenüber anderen Ansätzen zeichnet sich das Vorhaben dabei durch die beabsichtigte Integration von Spracherkennungs- und Sprachsynthesekomponenten zur besseren Anpassung bestimmter Lehrabläufe an den Nutzer aus. Neben konzeptionellen Gesichtspunkten wird eine spezielle Programmierumgebung zur Erstellung entsprechender multimedialer Webpräsentationen diskutiert.

• Sound- und Mustererkennung unter Nutzung von Spracherkennungs-Technologien [DAGA 2003 (Aachen)]
  D. Hirschfeld, R. Hoffmann, P. Holstein and M. Koch
[A]

Für vielfältige Klassifikations- und Diagnoseaufgaben (Qualitätskontrolle von Bremsbelägen, Überwachungsaufgaben z.B. Detektion von Störzuständen in Getrieben, Sound-Design technischer Geräte und Kfz, usw.) werden heutzutage akustische Signale eingesetzt. Die eigentliche Aufgabe der Klassifikation ist jedoch zumeist noch an menschliche Experten gebunden, die mit langjähriger Erfahrung die zu beobachtenden Signale auditiv bewerten und daraus auf den Systemzustand schließen können. Aus akustischer Sicht ist das menschliche Gehör jedoch keineswegs optimal an solche Aufgaben angepaßt, da es nur Signalkomponenten im Bereich des Hörschalles erfassen kann, und bezüglich der Frequenzauflösung und der zeitlichen Auflösung beschränkt ist. Technische Systeme sind für solche Klassifikationsaufgaben sehr gut geeignet, da sie hinsichtlich der Merkmalsdetektion beliebig genau an das Problem angepaßt werden können, reproduzierbare Ergebnisse liefern und keine Ermüdungserscheinungen aufweisen. Unter bestimmten Bedingungen ist eine objektivierte Klassifizierung und Erkennung auch unter akustisch rauhen Bedingungen von großer praktischer Relevanz. Die Sprach- und Mustererkennung stellt Standard-Algorithmen für die Objektbeschreibung und Klassifikation zeitlich veränderlicher akustischer und optischer Muster zur Verfügung, aus denen je nach Schwierigkeitsgrad der Klassifikationsaufgabe (Merkmalsgewinnung, Musterstruktur, geforderte Robustheit) die geeignetsten zusammengestellt werden können. Der Beitrag beschreibt anhand von Beispielen (Vogelstimmen-Erkennung, Klassifikation von Bremsgeräuschen) die erfolgreiche Anwendung von Spracherkennungsverfahren zur Klassifikation akustischer Signale.

• Die Modellierung der Sensorfunktion von SAW-Resonatoren [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Klett, M. Binhack, W. Buff, M. Hamsch and R. Hoffmann
[A]

SAW-Resonatoren eignen sich wegen ihrer hohen Güte zur Aufnahme und zum Zwischenspeichern von HF-Energie in passiven Telemetriesystemen. Die Sensorfunktion wird hierbei über eine Änderung der Resonanzfrequenz abgebildet. Zur Sicherung einer stabilen Betriebsweise sind passive Systeme sorgsam bezüglich ihrer Energieeffizienz in Kombination mit dem Abfrageregime zu entwerfen. Eine Möglichkeit zur Beeinflussung der Resonatorfrequenz besteht in der Änderung der äußeren Beschaltung des somit geschützten Resonators. Dies erfolgt vorteilhaft durch reaktive Komponenten im Anpassnetzwerk zwischen Resonator und Antenne. Ausgehend vom Resonatorersatzschaltbild werden im Beitrag verschiedene Anpassnetzwerke auf ihre Eignung zum Ziehen von SAW-Resonatoren bei gleichzeitiger Eingrenzung der Fehlanpassung untersucht. Die Sensorfunktion und ihre Empfindlichkeit sowie das Stehwellenverhältnis als Bewertungsgröße werden abgeleitet. Die Beschränkung auf wenige Komponenten erschwert im Entwurf die Realisierung von technischen Anforderungen wie Umsetzung der hohen Resonatorgüte, Ziehen der Frequenz innerhalb eines akzeptablen Missmatch, Implementierung einer Sensorfunktion mit entsprechender Empfindlichkeit und Erzeugung eines abfragegerechten Sensorsignals. Es ist Aufgabe der Computersimulation solche Parameterbereiche einzugrenzen, bei denen ein praktikabler Kompromiss eine technische Umsetzung gestattet.

• Anwendung von Spracherkennern für die Klassifikation von Schnarchlauten [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Hoffmann and T. Richter
[A]

In der akustischen Praxis treten immer wieder Klassifikationsprobleme auf, die erfolgreich durch die Anwendung von Spracherkennern gelöst werden können. Im vorliegenden Fall bestand die Aufgabe, Schnarchlaute zu klassifizieren. Die Eignung von zwei Worterkennern (einem DTW- und einem HMM-Erkenner) wurde untersucht, um in einem gegebenen Testkorpus sowohl zwischen Schnarch- und sonstigen Lauten als auch zwischen pathologischem und ''harmlosem'' Schnarchen zu unterscheiden. Letzteres ist von Bedeutung für die Erkennung lebensbedrohlicher Zustände (Schlafapnoe).

• Measuring Pitch with Historic Phonetic Devices [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Mehnert and R. Hoffmann
[A]

Recording the pitch and the intonation contour of words and sentences has been focused by phonetic and linguistic research since a long time. There was recognized very soon that a sufficient description is not possible by means of human hearing alone. Instead, experiments and measuring devices were developed for pitch analysis. However, the investigations offered a lot of problems and were very time-consuming. The Dresden University of Technology owns a collection of historic phonetic equipment at the Institute of Acoustics and Speech Communication. This collection is recently prepared for a web presentation. Apart from this activity, selected devices are reconstructed and prepared for demonstrations in suited lectures (e. g., in psychoacoustics, signal processing, or speech technology). Until now, we demonstrated the chain of sound emission (by a larynx model of Wethlo combined with a vocal tract model), sound recording (by a kymograph), and sound analysis (by a mechanical Fourier analyzer). A text has been developed as supporting material for the students also. This paper describes methods and equipment for the measurement of pitch from the early days of experimental phonetics. We furthermore discuss the measuring accuracy and the subsequent development. This description is illustrated using devices from the historical collection of our institute.

• Schätzung der Absorberparameter poröser Medien anhand von Absorbermodellen und Messung des Absorberkennwertpaars [DAGA 2005 (München)]
  J. Hübelt, M. Böhm and R. Hoffmann
[A]

Dem Einsatz herkömmlicher poröser Absorber, wie z.B. Glaswolle, sind Grenzen gesetzt, da sie eine begrenzte Temperaturfestigkeit und Haltbarkeit gegenüber Überströmung aufweisen. Aus diesem Grund wurde in den letzten Jahren vom Fraunhofer IFAM eine Methode zur Sinterung von zellularen metallischen Werkstoffen weiter entwickelt, welche die Herstellung von Schallabsorbern auf der Basis von metallischen Hohlkugelstrukturen erlaubt.

Zur Vorhersage der akustischen Eigenschaften der Strukturen ist ein neuartiges Messverfahren weiterentwickelt worden [1]. Dieses Verfahren ist generell für poröse Absorber einsetzbar und beruht auf der Bestimmung der akustischen Übertragungsfunktion über einer zu untersuchenden Probe. Der Probekörper wird dabei in einem Rohr angeordnet. Die Bestimmung der Übertragungsfunktion erfolgt anhand von 4-Mikrofonen, zwei vor der Probe und zwei hinter der Probe. Auf der Grundlage dieses Verfahrens lassen sich die komplexen Größen Wellenzahl und charakteristische Impedanz bestimmen. Mit Hilfe der auf diese Weise gemessenen Absorberkennwerte ist das Schallfeld über der Absorberprobe eindeutig beschreibbar. Im Vortrag werden daher die Ergebnisse einer Messung des diffusen Schallabsorptionsgrades im Hallraum den Vorhersagen auf der Basis der Absorberkennwerte gegenübergestellt. Die Kenntnis über die Absorberkennwerte der Proben bietet einen weiteren Vorteil: Unter Verwendung eines den Werkstoff beschreibenden Absorbermodells lassen sich auf der Grundlage einer Parameteridentifikation Absorberparameter, wie Porosität, Strömungsresistanz und Tortuosiät oder Strukturfaktor, berechen. Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden im Vortrag ebenfalls den Resultaten direkter Messungen der Größen gegenübergestellt.

[1] Song, B. and Bolton, J. S.: A Transfer-matrix approach for estimating the characteristic impedance and wave numbers of limp and rigid porous materials. JASA, 107(3), 1131-1152, 2000.

• Stimmaktivierung eines Spracherkenners unter Berücksichtigung prosodischer Merkmale und der Variabilität der Aussprache [DAGA 2005 (München)]
  M. Kühne, M. Wolff, M. Eichner, S. Werner and R. Hoffmann
[A]

Einen kritischen Punkt für den praktischen Einsatz von Spracherkennern stellt die Aktivierung des Systems dar. Viele aktuelle Systeme erfordern eine 'push-to-talk'-Freischaltung durch den Benutzer. Für die Mehrzahl der Anwendungen ist eine manuelle Aktivierung jedoch unzweckmäßig. Eine automatische Freischaltung des Erkenners ermöglicht eine deutlich ergonomischere Bedienung durch ein komplettes 'hands-and-eyes-free' Sprachinterface. Üblicherweise werden solche Systeme als Schlüsselwortdetektoren implementiert, welche den Spracheingabestrom kontinuierlich nach einem vordefinierten Ansprechwort durchsuchen. Prosodische Faktoren wie die Stimmmelodie oder die Modellierung der Aussprachevariabilität des Schlüsselwortes fanden bisher in den Verfahren zur Stimmaktivierung nur sehr geringe Beachtung.

In einem ersten Schwerpunkt wird ein sprecherunabhängiges Verfahrens zur Integration prosodischer Merkmale in die Erkennungstrategie vorgestellt. Basierend auf der Grundfrequenz- und Energiekontur des Schlüsselwortes beim Ansprechen des Erkenners wurde ein Hidden Markov Modell trainiert. Das prosodische Modell wurde anschließend zur Überprüfung der Schlüsselworthypothesen des Kommandoerkenners verwendet. Durch die Verwendung von Aussprachevarianten des Schlüsselwortes konnte die Erkennungsleistung leicht gesteigert werden. Die Berücksichtigung prosodischer Informationen führte zu einer signifikanten Reduzierung der Fehlerraten, insbesondere der Fehlalarmrate des verwendeten Kommandoerkenners. Die Erkennungsleistung des prosodischen Modells wurde mit den Ergebnissen von Versuchspersonen in Hörversuchen bei identischer Aufgabenstellung verglichen.

In einem zweiten Schwerpunkt wird gezeigt, dass die Modellierung der Aussprachevariabliltät des Schlüsselwortes die Erkennungsleistung ebenfalls verbessert kann. Die Aussprachevarianten des Schlüsselwortes wurden mit Hilfe eines phonetischen Netzwerkes dargestellt, welche automatisch aus Sprachaufnahmen trainiert werden können. Auf ein entsprechendes Lernverfahren wird kurz eingegangen.

• Die historische akustisch-phonetische Sammlung der TU Dresden [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Hoffmann and D. Mehnert
[A]

Die am Institut für Akustik und Sprachkommunikation der TU Dresden befindliche akustisch-phonetische Sammlung ist in den letzten Jahren erheblich ausgebaut worden, worüber zur DAGA 2004 bereits berichtet wurde. Der Anlass des vorliegenden Beitrags ist eine neuerliche, bedeutende Erweiterung durch Bestände aus dem Phonetischen Institut der Universität Hamburg, die im Jahre 2005 auf Grund einer Vereinbarung zwischen den beiden Universitäten in Form einer Dauerleihgabe erfolgte. Das Phonetische Institut geht auf das 1910 gegründete Phonetische Laboratorium am Seminar für Kolonialsprachen zurück, das nach dem Ende des deutschen Kolonialsystems in die 1919 gegründete Hamburger Universität eingegliedert wurde. Dort arbeiteten bedeutende Wissenschaftler wie Giulio Panconcelli-Calzia und Otto von Essen, an deren Wirken noch etwa 200 Sammlungsobjekte erinnern. Durch deren Einbeziehung in die Dresdner Sammlung ist es nun möglich, anhand der Kollektion die Entwicklung der Experimentalphonetik seit etwa 1900 bis zum Einzug der Prozessoren in die Gerätetechnik anhand von Seriengeräten und Einzelstücken zu verfolgen. Zugleich erfolgt dadurch eine Dokumentation der Hamburger experimentalphonetischen Tradition auch über die beabsichtigte Schließung des dortigen Institutes hinaus.

• Gewichtete Distanzmaße zur Beurteilung der Aussprachequalität nicht muttersprachlicher Probanden [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Jäckel, O. Jokisch and R. Hoffmann
[A]

Die hier referierte Untersuchung ist Bestandteil des Kooperationsprojektes AzAR, dessen Ziel die Implementierung von Sprachtechnologien in ein Lernsystem für das Training der deutschen Aussprache darstellt. Der Prototyp ist für Lernende mit der Ausgangssprache Russisch konzipiert. Eine zentrale Aufgabenstellung ist das automatische Detektieren von Abweichungen auf Segmentebene (Lautsubstitutionen, Elisionen, Epenthesen). Im Ergebnis der linguistischen Untersuchung und statistischen Auswertung manuell segmentierter Daten von 12 erwachsenen Lernenden mit Muttersprache Russisch und Vergleichsdaten von 12 deutschen Muttersprachlern (je 745 Sätze/ Prasen) wurden 48 charakteristische Lautrealisationen ermittelt, die entweder außerhalb der allophonischen Streuung der entsprechenden deutschen Phoneme liegen (z. B. /g/ und /x/ als Ersatzallophone für /h/) oder auf Grund phonotaktischer Restriktionen des Standarddeutschen in bestimmten Positionen ausgeschlossen sind. Signifikante Unterschiede zwischen Lernenden der Grund-, Mittel- und Oberstufe zeigten sich sowohl in der Häufigkeit von Segmentersetzungen als auch im Grad der Abweichung vom Streubereich der standarddeutschen Segmente. Es versteht sich, dass die akzentbedingten Aussprachevarianten qualitativ sehr unterschiedliche Annäherungen an die Normaussprache repräsentieren. Zur Beurteilung der Aussprachequalität wird ein metrisches System verwendet, das auf maschinell segmentierte Daten zugreift. Die Distanzmetrik lehnt sich an die von VIEREGGE/RIETVELD & JANSEN für die Beurteilung dialektaler Aussprachevarianten entwickelte Merkmalsmatrix an. Die Segmentabstände bilden die Basis für den Levenshteinschen Sequenzvergleich, der die Distanz zwischen zwei Sequenzen als Summe der Kosten aller Operationen definiert, die notwendig sind, um die eine in die andere Sequenz zu transformieren. Die so gewonnenen aggregierten Distanzmaße werden durch die Einbeziehung akustischer Parameter sowie der Ergebnisse psychometrischer Hörtests gewichtet.

• Die Kesselschen Stimm-Mechaniken in der historischen akustisch-phonetischen Sammlung der TU Dresden [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Hoffmann and D. Mehnert
[A]

An der TU Dresden wird derzeit ein DEGA-Projekt bearbeitet, das die Einarbeitung der bisherigen Hamburger phonetischen Sammlung (siehe unseren DAGA-Beitrag 2006) zum Gegenstand hat. Unter den zu bearbeitenden Exponaten befindet sich eine Kollektion sogenannter Stimm-Mechaniken, die um die Wende zum 20. Jahrhundert entstanden sind. Der Beitrag beschreibt ihre Entstehungsgeschichte, soweit sie heute noch nachweisbar ist, und ihre Wirkungsweise. Das heutige Interesse an diesen kleinen Geräten hat zwei Gründe: Erstens sind sie Beispiele für Sprachsynthetisatoren der ersten, mechanischen Generation, und zweitens stellen sie einen sehr frühen Versuch dar, die Beurteilung des Schädigungsgrades bei Hörgeschädigten mit technischen Mitteln zu objektivieren.

• Die gemeinsamen Beiträge von Johannes Kessel und Ernst Mach zur Entwicklung der Hörakustik [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Hoffmann and L.-P. Löbe
[A]

In einem früheren DAGA-Beitrag wurde bereits auf die Bedeutung des Otologen Johannes Kessel (1839 - 1907) für die Entwicklung der audiologischen Akustik hingewiesen. Kessel, der ab 1886 als Professor in Jena wirkte und 1890 die dortige Universitäts-Ohrenklinik gründete, wird in der Medizin als Vater der funktionellen Mittelohrchirurgie gewürdigt. Bei genauerer Betrachtung der Entwicklung Kessels fällt eine Periode der offenbar fruchtbaren Zusammenarbeit mit dem bedeutenden Physiker Ernst Mach in Prag in den 1870er Jahren auf, über die jedoch außer einer Anzahl gemeinsamer Publikationen nur wenige Details bekannt sind. Als Vorstufe zu einer umfassenden Würdigung des Werkes von Johannes Kessel dokumentiert der vorliegende Beitrag die Bemühungen der Autoren, trotz der wenig ergiebigen Quellenlage möglichst viele Einzelheiten über das Zusammenwirken von Kessel und Mach zusammenzutragen.

Hoffmeier, J.

• Raumakustische Maßnahmen im Schloßtheater Rheinsberg [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Hoffmeier and H.-P. Tennhardt
[A]

Seid 1945 war das Schloßtheater Rheinsberg eine Ruine und wurde nach umfangreichen Restaurierungs-, Erweiterungs- und Umbaumaßnahmen als Studiotheater zum Jahreswechsel 1999/2000 eröffnet. Ziel der Projektierung war eine vielfältige Nutzung für Konzert, Oper, Theater und Probebetrieb unter akustisch optimalen Bedingungen, wobei der Standort der Bühne und die Anordnung des Publikums sehr variabel sein sollte. Es werden raumakustische Anforderungen für Multifunktionstheater aufgestellt. So erfordern die vorgesehenen Nutzungen eine variable Anpassung der Nachhallzeit von 1s bis 1,5 s. Die Probleme der Primär- und Sekundärstruktur des Raumes werden erläutert und im Anschluß wird die realisierte, optimale Variante der Gestaltung der Umfassungsbauteile des Saales vorgestellt. Dabei wird speziell auf die Auswirkung auf die räumliche- und zeitliche Schallfeldstruktur eingegangen. Weiterhin wird das System variable Akustik dargestellt und die Wirksamkeit aller Maßnahmen mit Meßwerten untermauert.

• „Alte“ und „neue“ Schallabsorber im Plenarsaal des Deutschen Bundesrates [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Taubert, H.-P. Tennhardt, J. Hoffmeier and W. Ahnert
[A]

Der Plenarsaal des Deutschen Bundesrates im ehemaligen Preußischen Herrenhaus in Berlin stellte aufgrund seines großen Raumvolumens und wegen der architektonischen Ansprüche besondere Anforderungen an die Auswahl und Anordnung raumakustischer Materialien sowie die Gestaltung der Beschallungsanlage. Im Rahmen der raumakustischen Planung wurden deshalb sowohl raumakustische Computersimulationen als auch Modellmessungen für Hörsamkeit und Beschallung durchgeführt. Es werden zunächst die grundsätzlichen raumakustischen Randbedingungen und Anforderungen des Plenarsaals erläutert. Weiterhin erfolgt die Darstellung der Computersimulationsberechnungen sowohl für die Vorbereitung der Modellmessungen, als auch für die Beschallungsanlage. Die Ergebnisse der Modellmessungen werden ebenfalls vorgestellt. Die mit Hilfe der Computersimulation und der Modellmesstechnik mögliche Optimierung der Anordnung und Ausführung der raumakustischen Maßnahmen wird gezeigt. Abschließend werden die unterschiedlichen Typen der verwendeten Schallabsorber vorgestellt. Hierbei handelt es sich sowohl um klassische (''alte'') Absorbertypen, wie gelochte oder ungelochte Holzverkleidungen, als auch um moderne (''neue'') Absorbertypen aus mikroperforierten Acrylglasplatten.

• Untersuchungen zum raumakustisch optimalen Orgelstandort am Beispiel der St. Sebastian Kathedrale in Magdeburg [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Hoffmeier and H.-P. Tennhardt
[A]

Im Zusammenhang mit einem geplanten Orgelneubau in der St. Sebastian Kathedrale traten verschiedene Meinungen bezüglich des akustisch optimalen Standortes der Orgel auf. Zur Bestimmung des optimalen Standortes wurden die Hörsamkeitsparameter für drei mögliche Orgelstandorte mit Hilfe von raumakustischen Messungen in der Kirche bestimmt. Untersucht wurden die Standorte: vorderer Teil des linken Seitenschiffes, im südlichen Teil des Querhauses und im hinteren Teil des Haupthauses auf der Westempore. Kirchenräume verlangen eine spezielle Hörsamkeit, welche vielen teils widersprüchlichen Anforderungen gerecht werden muss. Es werden raumakustische Anforderungen für Kirchen dargestellt und mit Optimalwerten der Hörsamkeitsparameter untermauert. In einer raumakustischen Computersimulation wurde der Einfluß des Abbruches der zum Zeitpunkt der Messungen vorhandenen großen Westempore auf die Hörsamkeit untersucht. Die Ergebnisse werden kurz dargestellt. Die drei Orgelstandorte werden anschließend bezüglich ihrer Hörsamkeitseigenschaften gegenübergestellt und miteinander verglichen. So stellte sich als akustisch günstigster Orgelstandort der vordere Teil des linken Seitenschiffes heraus. Bei diesem Standort ist eine optimale Klarheit bzw. Durchsichtigkeit von Musik und ein optimaler Raumeindruck auf allen Plätzen im Hauptschiff gegeben. Die Schallpegelverteilung weist nur geringe Differenzen auf. Ungünstig an diesem Orgelstandort ist der harte Klangeinsatz bei orgelnahen Hörerplätzen im Hauptschiff. Der in ähnlichen Räumen akustisch sehr günstige Orgelstandort im hinteren Teil des Haupthauses auf der Westempore kommt auf einer akustischen Rangliste an zweiter Stelle. Grund ist die gegenüber dem Standort im südlichen Teil des Querhauses günstigere Klarheit bzw. Durchsichtigkeit für Musik.

Hoffmeyer, M.

• Winkelabhängigkeit des Motorschalls eines Fahrzeugs mit zwei Auspüffen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Hoffmeyer and J. Altmann
[A]

Zur Frage, ob akustische Sensoren zur kooperativen Verifikation von Abrüstung- und Friedensabkommen geeignet sind, hat das Bochumer Verifikationsprojekt Vorbeifahrten schwerer militärischer Landfahrzeuge gemessen. Bei dem Kampfpanzer Leopard 1 zeigten sich während der Vorbeifahrten deutliche Veränderungen der Form bzw. des Obertongehalts des Motorsignals (Altmann, DAGA 97, 232 f.), die wahrscheinlich damit zusammenhängen, dass das Fahrzeug zwei getrennte Auspüffe (für je fünf Zylinder) hat. Zur genaueren Klärung - ohne Entfernungsvariation, Doppereffekt u.a. - wurde im Oktober 1999 in Meppen ein Leopard 1 im Stand bei Drehraten von 800 bis 2400 min^ -1 rundherum vermessen, mit Azimutauflösung von 6 Grad im Abstand von 30 m. Die Winkelabhängigkeit von Signalform und -spektrum wird dargestellt. Eine einfache Fahrzeug- bzw. Motortyperkennung anhand eines gespeicherten Mustersscheidet aus; eine Musterbibilithek müßte für dieses Faherzeug viele, nach Winkel und Dreh rate getrennte, Muster enhalten. Schätzungen der Zylinderzahl aufgrund der Nummer der stärksten Harmonischen führen in einigen Richtungen zu falschen Ergebnissen.

Hoffsümmer, H.

• Auralisation des Vorbeifahrtgeräusches aus einer Multimikrofonaufnahme im Außengeräuschprüfstand [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Hoffsümmer, K. Genuit and U. Müsch
[A]

Bekanntlich korreliert die subjektive Bewertung des Fahrzeugaußengeräusches nicht immer mit dem A-bewerteten Vorbeifahrtpegel, der nach den üblichen Standards ermittelt wird. Für weitere Analy-sen ist jedoch eine - möglichst binaurale - Aufzeichnung des Zeitsignals notwendig. Nur so kann eine Bewertung des Signals in der Art vorgenommen werden, wie das menschliche Gehör es emp-fängt. Auf der Teststrecke stellt eine zusätzliche binaurale Aufzeichnung in der Regel kein Problem dar. Um Kosten zu sparen und von der Witterung unabhängig zu sein, wird jedoch oft anstelle der Teststrecke ein Außengeräuschprüfstand (Rollenprüfstand in einem reflexionsarmen Raum mit einem Mikrofonarray) bevorzugt. Insbesondere für drehzahlbasierte Analysen bietet das Verfahren Vorteile, da die u. U. aufwendige Telemetrie entfällt. Es wurde daher ein Verfahren entwickelt, das aus einer im Außengeräuschprüfstand gewonnenen mehrkanaligen Mikrofonaufnahme zunächst durch Einrechnung des Dopplereffektes das Mikrofonsignal einer realen Vorbeifahrtmessung berech-net. Anschließend wird mittels binauraler Synthese das linke und rechte Ohrsignal bestimmt, um ein räumlich korrektes Vorbeifahrtgeräusch zu erhalten. Das Ausgangssignal entspricht somit der Kunstkopfaufnahme einer realen Vorbeifahrt (unter Vernachlässigung des Windgeräusches). In der Folge können auf das berechnete binaurale Signal alle psychoakustisch motivierten Analysen ange-wendet werden. Es kann auch gefiltert werden, um unangenehme Frequenzanteile zu lokalisieren. So lassen sich die dominanten Geräuschquellen wesentlich einfacher ermitteln.

Hofmann, D.

• Bestimmung der instationären Kraft auf der Blende im Klimaanlagenrohrsystem eines Flugzeuges
  D. Hofmann and C. Spehr
[A]

Die Klimaanlage eines Flugzeuges ist neben dem Grenzschichtlärm und den Triebwerken eine wesentliche Komponente des Kabineninnengeräusches. Hierbei führen die aus Gewichtsgründen klein gehaltenen Rohrdurchmesser zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten, die auf eingebaute Rohrkomponenten wie Blenden und Krümmer treffen. Die Wechseldruckbeaufschlagung kompakter Objekte (Blenden) durch turbulent strömende Luftmassen und die damit verbundene instationär wirkende Kraft auf der Blendenoberfläche führt an dieser Stelle zur Entsehung von Schalldruckschwankungen. In der hier vorgestellten Studie wurde die instationäre Kraft auf der Blende mit verschiedenen Methoden gemessen, über Druckbohrungen auf der Blendenoberfläche, mittels an der Blende angebrachter piezoelektrischer Kraftsensoren und über direkt auf der Oberfläche angebrachter Mikrofone. Damit eine Aussage über den Zusammenhang zwischen der instationären Kraft auf der Blende und der Schallemission getroffen werden kann, wird die Kraft mit dem gemessenen Schalldruck stromabwärts der Blende einer Korrelationsanalyse unterzogen. Eine zweite Studie mit dem Titel ''Schallentstehung an Klimaanlagenrohrkomponenten in Abhängigkeit von der stromaufwärts erzeugten Turbulenz'' wurde zeitgleich zu dieser bearbeitet und bezieht sich zum Teil auf gleiche Messergebnisse.

Hofmann, H.

• Störeinflüsse bei SAW- Gassensoren [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Hofmann
[A]

Sensoren auf der Basis von Surface Acoustical Waves (SAW) nutzen die Veränderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von akustischen Oberflächenwellen durch Einwirkung eines Agens (zB eines Gases) aufdie Ausbreitungsstrecke der SAW aus.Dabei treten Querempfindlichkeiten als Störgrößen auf, die es zu minimieren gilt.Im Vortrag werden einige Störgrößen wie Temperatur,Sättigung der Absorberschicht, Luftfeuchtigkeit usw. für Messungen mit NO2-Gas im ppm-Bereich der Gaskonzentration diskutiert und entsprechende Messungen an einem SAW-Sensor dargestellt. Der Sensor arbeitet mit einem SAW-Oszillator-Bauelement auf Lithiumniobat mit einer Ptallocyanin-Schicht als Absorber.Weiterhin werden Untersuchungen zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Gassensors durch Einsatz strukturierter SAW-Signale beschrieben.Die Strukturierung der SAW-Signale ermöglicht die Anwendung des Korrelationsprinzips, der dabei entstehende Korrelationsgewinn wird zur Beseitigung der Störeinflüsse angewendet. e

• SAW-Sensorik mit strukturierten Signalen [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Hofmann
[A]

Die Anwendung von SAW-Bauelementen in Sensoren zur Messung von Druck, Temperatur und Gaskonzentrationen wird seit etwa 10 Jahren praktiziert.Dabei hängt die Empfindlichkeit der Sensoren wesentlich von der Struktur der Interdigitalwandler der SAW-Bauelemente ab. Der vorliegende Beitrag befaßt sich mit dem Einsatz von strukturierten SAW-Signalen für die Anwendung des Korrelationsprinzips. Es werden Untersuchungen an Gassensoren mit PSK-Signalen am Beispiel der Messung von NO2-Konzentrationen im ppm-Bereich vorgestellt , wobei unterschiedliche Substratmaterialien angewendet werden.

Hofmann, J.

• Einfluss der Segmentierung des Terrains bei der Berechnung des Bodeneffekts unter Verwendung des Fresnelzonenkonzepts [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Hofmann
[A]

Die Lösung des Schallfeldes einer Punktquelle über ebenem homogenem Terrain kann als Ausgangspunkt zur Berechung des Bodeneffekts eines segmentierten, stückweise ebenen Terrains verwendet werden. Dazu werden in einem ersten Schritt durch jedes Terrain-Segment eine Ebene gelegt und die Reflexionen an diesen Ebenen unabhängig voneinander bestimmt. Mit einem von Hothersall und Harriot vorgestellten Fresnelzonenkonzept kann danach die Bodenreflexion am segmentierten Terrain als gewichtete Summe der berechneten Einzelreflexionen berechnet werden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Wahl der Segmentierung einen relevanten Einfluss auf den berechneten Bodeneffekt haben kann. Besonders deutlich tritt dieses Phänomen auf, wenn in ein ebenes homogenes Terrain nach einer Segmentierung marginale Unebenheiten eingebracht werden. Dabei gilt nicht generell, dass eine Verfeinerung der Segmentierung zu einer besseren Berechnung des Bodeneffekts führt. In diesem Beitrag werden der Einfluss der Segmentierung diskutiert und Strategien für den praktischen Einsatz vorgestellt.

Hofmann, M.

• Konzept zur zielgerichteten Beeinflussung des Geräuschcharakters von Fahrzeugen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Hofmann and R. Helber
[A]

Es wird ein bei der DaimlerChrysler AG erarbeitetes Konzept zur zielgerichteten Beeinflus-sung des Geräuschcharakters von Fahrzeugen vorgestellt. Ziel ist es, jede Baureihe bzw. De-sign- und Ausstattungslinie mit einem typischen, unverwechselbaren Innengeräuschcharakter ausstatten zu können, und damit den Fahrspaß zu erhöhen und eine weitergehende Identifika-tion des Kunden mit seinem Fahrzeug zu fördern. Besonderer Schwerpunkt wird auf die Verbesserung des Klangcharakters in sportlichen Fahr-zeugen gelegt. Bei dieser Fahrzeuggruppe ist ein lastabhängiges Geräuschverhalten im Sinne eines positiven Erlebens der Dynamik des Fahrzeugs wünschenswert. Dazu sind insbesondere die vom Antriebsstrang durch Körper- und Luftschallübertragung in den Innenraum eingeleiteten Geräuschbeiträge zu berücksichtigen. Das Konzept zur gezielten Geräuschgestaltung läßt sich in den 3 Phasen unterteilen. In der ersten Phase werden Fahrzeuginnenraumgeräusche im Zeitbereich generiert. Dazu wur-den verschiedene Systeme entwickelt, die auf Transferpfad-Basis eine rechnergestützte, quel-lenbezogene Prognose des Innenraumgeräuschs im Zeitbereich ermöglichen. Durch subjektive Beurteilungen mit Probanden läßt sich das gewünschte Zielgeräusch ermit-teln. Die konstruktive Umsetzung erfolgt durch gezielte Maßnahmen an den entsprechenden Quel-len und/oder ihren Übertragungswegen in den Innenraum. Dies wird anhand von Maßnahmen an der Ansauganlage und der Motorlagerung dargestellt.

• Sprachbedientes Entertainment im Fahrzeug [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Hofmann, S. Schulz and P. Oel
[A]

Die heutige mobile Gesellschaft verbringt immer mehr Zeit im Fahrzeug. Laut einer Erhebung des US Census Bureau verbringt beispielsweise jeder Amerikaner durchschnittlich 24.4 Minuten pro Arbeitstag im Auto, in Ballungsräumen wie New York oder Chicago sogar über 30 Minuten. Dabei ist die primäre Aufgabe nur, das Ziel zu erreichen. Die Fahraufgabe ist meist durch jahrelange Erfahrung fast automatisch beherrschbar und dabei von vielen Situationen durchsetzt, in denen der Fahrer das Fahrzeug nicht aktiv steuern muss (rote Ampelphasen, Stau). Das erzeugt oft eine chronische Unterforderung und Langweile. Neben dieser Unterforderung des Fahrers sind auch Beifahrer oder im Font sitzende Personen zumeist zu Untätigkeit verdammt. Die Nutzung dieser sonst verlorenen Zeit zur Zerstreuung und Entertainment ist das Ziel vieler bereits existierender Systeme für Musikauswahl und Rearseat-Entertainment-Funktionen, die aber meist während der Fahrt nicht oder nur eingeschränkt genutzt werden können.

Des Weiteren spielt Sprachbedienung in heutigen Automobilen im klassischen Infotainmentbereich eine immer wichtigere Rolle. Sie ermöglicht es, Systeme unterschiedlichster Art verbal zu steuern, und sich so mit der Aufmerksamkeit und Bedienung weiterhin auf die Fahraufgabe zu konzentrieren zu können.

Durch die Kombination aus Sprachbedienung und Entertainmentanwendung wird ein Feld betreten, welches noch nicht ausführlich im Hinblick auf Usability und sinnvolle Verwendung im Fahrzeug untersucht wurde. Nach einem Überblick über mögliche Anwendungsszenarien sowie Hinweise auf Probleme und wichtige Eckpunkte eines solchen Systems wird anhand der Entwicklung eines Demonstrators aufgezeigt, inwieweit solche Systeme heute realistisch und sinnvoll ins Auto integrierbar sind.

Hofmann, S.

• Wie bewerten Schüler ihre Lernumgebung? Ergebnisse eines Feldexperimentes zur Sanierung von Klassenräumen aus einer ganzheitlichen Perspektive [DAGA 2005 (München)]
  M. Meis, B. Becker, S. Hofmann and C. Nocke
[A]

Im Kontext der Lehr-Lernforschung (vgl. Schick, Klatte & Meis, 1999) wurde im Rahmen eines interdisziplinären Projektes eine modellhafte, ganzheitliche und finanziell attraktive Lösung für zukünftige Klassenzimmer entwickelt. Dabei sollte gezeigt werden, wie Licht und Farbe, Boden und Raumakustik die Wirkung eines Klassenzimmers verändern und wie sich räumliche Gegebenheiten im Empfinden und Verhalten von Schülern niederschlagen. Zwei Klassenräume einer Grundschule wurden modellhaft umgestaltet. Neben der Veränderung des Farbdesigns und der Beleuchtung wurden insbesondere die akustischen Eigenschaften der beiden Experimentalräume verändert. So wurden die gemittelten Nachhallzeiten von über einer Sekunde auf eine halbe Sekunde im sprachrelevanten Bereich (250-2000 Hz) gemäß den Vorgaben der DIN 18041 (2004) reduziert. Weiterhin wurde ein norament Kautschukfußboden (Konstruktion mit Dämmfilz, Verlegeplatte mit Nut und Feder) verbaut, um störende Nebengeräusche im Raum zu minimieren. 61 Schüler im Alter von 8 Jahren wurden im Rahmen eines Kontroll-Experimental-Gruppendesigns vor und nach den Sanierungsarbeiten mittels 7-stufiger Skalen befragt, wie sie die verschiedenen Komponenten der Raumgestaltung sowie deren Veränderungen erleben. Dabei bewerteten die Schüler jeweils ihren eigenen und zwei weitere Räume, so dass ein Bezugssystem aufgebaut wurde. Zur Bewertung der Raumakustik wurden trockene Sprachsignale einer dänischen Sprecherin mittels Lautsprecher eingespielt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Optimierung der beiden Experimentalklassenräume zu deutlichen subjektiven Verbesserungen geführt hatte. Neben Effekten bezüglich der Farbgestaltung und der Beleuchtung wurden auch klare Effekte der Verbesserung der Akustik nachgewiesen. Die simulierte Lehrerstimme wurde durch die Intervention signifikant als weniger ,hallig' und ,brummig' empfunden und die Nebengeräusche durch das Verrücken von Stühlen wurden als weniger störend bewertet. Insgesamt zeigte sich eine sehr deutliche Unterrichtspräferenz zugunsten der beiden optimierten Räume.

Hoge, K.

• Einfluss des Winddrucks auf die Lautheit von Lippenorgelpfeifen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Angster, S. Pitsch, K. Hoge and A. Miklós
[A]

Im Rahmen eines EU-Projektes wurden zahlreiche Untersuchungen zum Thema Intonation und Dimensionierung von Orgelpfeifen und zur Klärung des Einflusses von Intonationsschritten auf den Pfeifenklang durchgeführt. Eine sehr wichtige Fragestellung der beteiligten Orgelbaufirmen war es, wie man die Lautheit einer Orgelpfeife beeinflussen kann und welche Rolle der Winddruck dabei spielt. Hierzu wurden im reflexionsarmen Raum des Fraunhofer-Institutes für Bauphysik (IBP) Klangmessungen bei unterschiedlichen Winddrücken vorgenommen und anschließend analysiert. Die Lautheit einer Lippenorgelpfeife wird maßgeblich durch die Anregungsleistung beeinflusst, die sich aus dem Winddruck im Pfeifenfuß, dem Volumenstrom in der Kernspalte und der Verweildauer des oszillierenden Freistrahls im Resonatorkörper zusammensetzt. Durch die Erhöhung des Winddrucks vergrößert sich zwar die Lautheit, gleichzeitig verändert sich aber auch die Klangfarbe der Pfeife, was eigentlich nicht erwünscht ist. Hier wird diskutiert, wie diese klanglichen Änderungen im Stationärspektrum in Abhängigkeit vom Winddruck aussehen und welche Intonationsschritte einem Intonateur letztendlich die Möglichkeit bieten, die Lautheit einer Pfeife innerhalb eines Registers anzupassen, ohne ihren Klangcharakter zu verfälschen.

• Schallleistungsbestimmung an Lippenorgelpfeifen: Messverfahren und Einflussfaktoren [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Hoge, A. Miklós and J. Angster
[A]

Das Fraunhofer IBP (Stuttgart) arbeitet mit 10 Orgelbaufirmen aus 9 Ländern an einem von der Europäischen Union unterstützten Forschungsprojekt, das sich mit der Anpassung der Orgel an den Raum beschäftigt. Das Ziel ist es, den Orgelbauunternehmen schon während der Planungsphase einer Orgel Hilfestellungen zu geben. Ein wichtiger Parameter um eine Anpassung vornehmen zu können ist die abgestrahlte Schallleistung der Orgel und damit der Pfeifen. Im Hinblick auf die Besonderheiten des Pfeifenklangs (schmalbandig, tonal, harmonisch, stationär) wurde aus den aktuellen Verfahren zur Schallleistungsbestimmung das Hallraumverfahren ausgewählt und Messungen durchgeführt, die den Einfluss von Winddruck, Tonhöhe und Geometrie (Mensurierung) der Lippenorgelpfeife deutlich machen sollten. Nicht nur durch die starre Aufstellung, konstante Druckversorgung und das extrem schmalbandige Spektrum waren die Messungen mehr als üblich von den Eigenschaften des Hallraumes beeinflusst. Auch die Tatsache, dass bei einer offenen Lippenorgelpfeife zwei nahezu punktförmige Schallquellen voneinander abhängig abstrahlen, hat die Messergebnisse beeinträchtigt. Als zweites Messverfahren wurde eine Intensitätsmessung mit einem Mikrofon-Array (NS-STSF/SONAH) im reflexionsarmen Raum getestet. Die Ergebnisse sowie Vor- und Nachteile der Verfahren und ein Ausblick auf andere Möglichkeiten zur Bestimmung der Schallleistung werden diskutiert.

• Simulation des vibroakustischen Verhaltens einer Geige mit Hilfe von Finite-Elemente- und Boundary-Elemente-Methoden [DAGA 2008 (Dresden)]
  K. Hoge, U. Feldmann, W.-C. von Karstedt and O. von Estorff
[A]

Der heutige Geigenbau gründet hauptsächlich auf Tradition und Handwerk, wobei die Meinungsbildung über die Güte eines Instruments vor allem auf subjektive Faktoren zurückzuführen ist. Mit der Entwicklung leistungsfähiger Rechenanlagen und -programme besteht seit einiger Zeit die Möglichkeit, auch numerische Berechnungsmethoden beim Instrumentenbau einzusetzen. Diese ermöglichen schon in einem sehr frühen Entwurfsstadium grundlegende Parameter zu bestimmen und physikalische Zusammenhänge gezielt zu erforschen. In dem gegenwärtigen Beitrag soll die Simulation der vibroakustischen Eigenschaften einer Mustergeige mittels gekoppelter Finite-Elemente- und Boundary-Elemente-Methoden vorgestellt werden. Dabei wird bewusst der Einfluss des Spielers vernachlässigt und an übliche Herangehensweisen der Geigenbauer angeknüpft. Eine gängige Untersuchungsmethode ist die Ermittlung von Übertragungsfunktionen. Als Eingang in das System dienen hier die auf den Steg wirkenden Kräfte (durch Impulshammeranregung des Stegs, sowie Zupf- und Streichanregung der Saiten) und als Ausgangssignal fungiert der Schalldruck an drei Positionen auf einer Kugeloberfläche (Radius 1 m) über dem Stegmittelpunkt. Diese Übertragungsfunktionen wurden sowohl berechnet als auch im Rahmen von Messungen am Institut für Musikinstrumentenbau Zwota, ermittelt. Ziel der Untersuchungen ist es, ein validiertes numerisches Modell zu erarbeiten, mit dem zukünftig die Einflüsse z.B. der verwendeten Materialien, der Vorspannungskräfte oder der Wanddicken effizient untersucht werden können.

Hohenberger, T.

• Methodenvergleich zur Ermittlung von Übertragungskoeffizienten: Linear/kraftbasiert und mittels Hauptkomponentenanalyse [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Lohrmann and T. Hohenberger
[A]

Im Rahmen von Transferpfadanalysen (TPA) spielt die korrekte Ermittlung von Übertragungskoeffizienten eine elementare Rolle. Verschiedene Methoden konnten sich hierzu etablieren, die auf der Annahme eines linearen Übertragungsverhaltens basieren. Im Fall einer Körperschall-TPA fungieren Kräfte als wesentliche Betrachtungsgröße. Typischerweise werden die Kräfte nicht direkt gemessen sondern indirekt aus Betriebs-Beschleunigungen und Impedanz-Messungen ermittelt. Aus diesen Kräften werden die endgültigen Pfadbeiträge bestimmt. Die Zusammenhänge zwischen simultan erfassten Messdaten lassen sich auch durch statistische Verfahren ermitteln. Somit stellt die Hauptkomponentenanalyse (engl. Principal Component Analysis, PCA) eine weitere Möglichkeit der Zerlegung in Beiträge von Einzelpfaden dar. Bei der Anwendung der Methode auf Betriebsmessungen ist auch die Lastabhängigkeit der Übertragungskoeffizienten berücksichtigt.

Hohenner, S.

• Experiments in Distant Talking Speech Recognition Using a Standard Database [DAGA 2005 (München)]
  G. Fink and S. Hohenner
[A]

Distant talking speech recognition is applied where the use of close-talking microphones is not feasible, e.g. when communicating with a mobile robot. The acoustic data that are captured with multiple microphones from some distance to the talker are corrupted by interfering sounds and echoes.

Therefore, a degradation in recognition quality compared to results obtained on 'clean' speech can be observed. Various methods (e.g. beam-forming, adaptation) have been proposed for improving recognition quality in such adverse environments. However, direct comparisons of results are usually not possible as speech databases recorded in both distant talking and clean-speech configurations are not available.

In order to clearly assess the performance of our approach for distant talking speech recognition developed for our mobile robot BIRON with respect to the ideal close-talking scenario, we decided to make a 'standard' speech database (namely the WSJ0 corpus) usable for a comparative study. We simulated a talker using a high-quality studio loudspeaker set up at an appropriate distance to our robot for re-playing the complete corpus. This data was then recorded via the stereo-microphones of the robot yielding a distant talking version of the original corpus.

In first recognition experiments we observed that the word error rate approx. triples when training on clean and testing (5k lexicon) on distant speech, a figure which could be reduced to some extent using filter-and-sum beam-forming. However, when training on the distant talking version of the corpus the word error rate only increased about 84% relative.

• SNR-based Evaluation of Speech Recognition Products in Real-Life Car Environments [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Hohenner and K. Lukas
[A]

The evaluation of speech recognition systems is an essential issue for the customer acceptance of a product. However, evaluation results of individual customer-specific tests are hardly comparable due to different test setups, while database tests often do not reflect the real-life environment for the final product.

Therefore, we will present a well-defined procedure for an independent evaluation of speech recognizer products in real-life car-environments, providing a comparable and comprehensive assessment of recognizer performances. The procedure has been exemplified and validated in comprehensive in-car tests by deploying the Siemens speech recognizer VSR Very Smart Recognizer. For our procedure, recordings are taken on a normalized roundtrip with typical traffic and road situations. For each utterance a specific signal-to-noise ratio is calculated to assign the utterance to an SNR-bin of the main car noise range. In a defined evaluation procedure, the SNR-bins are compiled into normalized SNR recognition curves. This SNR-based approach has the advantage of better comparability in opposition to conventional tests with fixed driving speed (e.g. 0/50/130 km/h), as environmental conditions like weather, tires or road type are implicitly considered. Furthermore an SNR-based approach takes the speaker loudness correctly into account.

Besides a detailed description of our procedure we will also recommend best practice procedures for a proper evaluation. As the proposed approach for an SNR-based evaluation of speech recognition products allows a comprehensive and objective assessment of the recognizer performance under real-life conditions, it may serve as a basis for future standardized evaluation procedures for automotive speech recognition products.

Hohmann, B.W.

• Von Soundscapes zu Annoyance [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  B. Schulte-Fortkamp and B.W. Hohmann
[A]

Schon in den 70er Jahren haben Murray Schafer und seine Kollegen in Burnaby, British Columbia, das ''World Soundscape Project'' durchgeführt. Die Interaktion von Menschen und Sound stand im Mittelpunkt des Interesses, die Art und Weise, in der Menschen ihre Umgebung bewusst wahrnehmen und die Chance der ''Orchestrisierung'' eines globalen Soundscapes war der Fokus des Projektes. ''Lautsphären'', Geräuschlandschaften sollten im Sinne von Anpassung an Lebenswelten verändert werden, Auseinandersetzung mit Schalleinwirkungen aktiv bewusst unter dem Aspekt der Gestaltung, der Passung von Akustik, Visuellem und Sozialem erfolgen. Die Annoyanceforschung hingegen fragt nach der Belästigung durch Schalleinwirkung, setzt also den Fokus auf die Wahrnehmung der Belastung, sucht nach deren Quellen und ihrer Bestimmung sowie nach Verfahren zur Messung von starken Belästigungen. In der Auseinandersetzung mit beiden Ansätzen soll die Verbindung gesucht werden unter dem Aspekt, inwieweit eine Geräuschlandschaft, ein Soundscape als Moderator für Annoyance wirken kann. Diese Explikation wird durch Soundscape-Demonstrationen unterstützt. Die weiteren Beiträge in dieser Strukturierten Sitzung werden einzelne, erste Facetten dieses Ansatzes vorstellen und diskutieren.

• Klangalltag - Alltagsklang [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Lorenz and B.W. Hohmann
[A]

Die akustische Umwelt hat sich im Zuge neuer technologischer Entwicklungen drastisch verändert. Industrialisierung und Urbanisierung haben zu einer Zunahme an Verkehrs- und Industrielärm geführt. Naturklänge gehören immer weniger zur unmittelbaren Erfahrungswelt der Menschen. Die Klangökologie hat zum Ziel, die Menschen zu bewusstem Hören zu bewegen, um so eine kultivierte und humane Lautsphäre wiederherzustellen. ''Klangalltag - Alltagsklang'' richtet seinen Fokus auf einen bisher vernachlässigten Aspekt unseres Alltags: Im Mittelpunkt stehen die Wahrnehmungen, Beurteilungen und Bedürfnisse der Schweizer Bevölkerung gegenüber der akustischen Umwelt. Das Projekt wählt dazu eine für die Klangforschung neue Erhebungsmethode: Es wurden 1003 Schweizerinnen und Schweizer telefonisch befragt. Die Stichprobe stellt ein bezüglich Alter, Geschlecht, Region und Ortsgrösse verkleinertes Bild der Schweizer Verhältnisse dar. Die Ergebnisse sind statistisch genügend abgesichert und wiedergeben eine repräsentative Momentaufnahme des Schweizer Klangalltags. Im Mittelpunkt des Referates stehen die allgemeinen Umweltgeräusche. Untersucht werden die Geräuschpräferenzen der Bevölkerung, die Klangqualitäten Schweizer Wohnquartiere, das Verständnis von Ruhe sowie die Einstellungen gegenüber der natürlichen Klangumwelt und der erwähnten Negativentwicklungen. Die hohe Zahl an Befragten erlaubte mittels einer Clusteranalyse die Erstellung einer Typologie bezüglich der Einstellungen zur natürlichen Klangumwelt. Die vier dabei gefundenen Typen ''Bewusste'', ''Romantiker'', ''Sehnsüchtige'' und ''Indifferente'' werden unter Berücksichtigung sozio-demographischer Merkmale herausgearbeitet.

• Gehörbelastung von Berufssängerinnen und -sängern [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Dupasquier, B.W. Hohmann and L. Joller
[A]

Nach dem Einbezug der Berufsmusiker in die Gehörschadenprophylaxe der Suva stellte sich die Frage nach der Gehörgefährdung von Berufssängerinnen und -sängern. In der Literatur fanden sich dazu keine Angaben. Um die Gehörbelastung durch die eigene Stimme zu erfassen, wurde die Tätigkeit der befragten Sängerinnen und Sänger in spezifische Phasen unterteilt. Für alle Phasen wurden die Mittelungspegel in Ohrnähe gemessen und die effektiven Expositionszeiten ermittelt. Daraus wurde für jede Person die gesamte langfristig repräsentative Gehörbelastung errechnet. Die durchschnittlichen Dauerschallpegel bezogen auf 40 Stunden pro Woche liegen für die einzelnen Stimmlagen zwischen rund 95 dB(A) (Bass, Bariton, Tenor) und bis zu 105 dB(A) (Alt/Mezzo), also eindeutig im gehörgefährdenden Bereich. Trotz dieser hohen Gehörbelastung gaben die befragten Sänger/-innen - mit einer Ausnahme - keine Gehörprobleme an. Auch bei den Schallbelästigungen wurden nur solche durch andere Sänger oder durch das Orchester erwähnt, nicht aber durch die eigene Stimme. Für diese Diskrepanz zwischen objektiver Belastung und subjektiver Wahrnehmung kommen verschiedene Gründe in Betracht: a) das Gehör ist gegen die eigene Stimme besser geschützt als gegen andere Schallquellen; b) nur Sänger/-innen ohne Gehörprobleme bleiben im Beruf (''healthy-worker effect''); c) allfällige Hörprobleme werden negiert oder verschwiegen (Selbstschutz, Konkurrenzdruck). Zur Beantwortung dieser Fragen wurden Gehörtests mit Sängerinnen und Sängern durchgeführt sowie Abklärungen zu den besonderen Verhältnissen zwischen Gehör und eigener Stimme vorgenommen.

• Wie laut soll Musik sein? [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  V. Mercier, I. Felchlin and B.W. Hohmann
[A]

Anlässlich einer Präventionsaktion zum Thema ''Hören'' der Gewerblichen Berufsschule Luzern konnten 700 Lehrlinge (24% Frauen) mit einem Durchschnittsalter von 17,3 Jahren eingehend befragt werden, u. a. zum eigenen Hörvermögen, zum Auftreten von Ohrgeräuschen, zur Häufigkeit und Dauer des Besuches von Musikveranstaltungen, zur Einschätzung der Lautstärke an solchen Veranstaltungen und zum individuellen Musikkonsum über Kopfhörer. Zudem wurde der bevorzugte Schallpegel bei der Musikwiedergabe im Kopfhörer bestimmt und ein Hörtest ab CD durchgeführt. Für jeden Lehrling wurde aufgrund der angegebenen Expositionszeiten und des individuellen Wiedergabepegels die gesamte Schallbelastung errechnet. Als Schallpegel für die öffentlichen Veranstaltungen wurden die Grenzwerte der Schall- und Laserverordnung eingesetzt. Bei der Auswertung zeigen sich wesentliche Unterschiede zwischen Männern und Frauen, sowohl beim individuell bevorzugten Wiedergabepegel [91 bzw. 81 dB(A)] wie auch bei der Beurteilung der Lautstärke von Musikveranstaltungen. Die Lautstärke in Diskotheken wird von 39% der Männer und von 51 % der Frauen als zu hoch beurteilt, die Lautstärke an Rock-/Pop-Konzerten von 31% der Männer und von 46% der Frauen, und die Lautstärke an Technoparties von 38% bzw. 40%. Betrachtet man nur jene Lehrlinge, die über eigene Erfahrungen mit den betreffenden Veranstaltungen verfügen, so beurteilt eine Mehrheit die Lautstärke als zu hoch. Es fragt sich also, ob die Veranstalter mit überhöhten Lautstärken nicht an den Wünschen der Besucher vorbeizielen oder gar einen Teil des Zielpublikums - vor allem Frauen - fernhalten. Die Berechnung der Schallbelastung durch Musik zeigt aber auch, dass der Dauerschallpegel LEQ bei 58% der jungen Männer und bei 41% der jungen Frauen 87 dB(A) überschreitet - dies trotz der in der Schweiz seit 1996 eingeführten Schallgrenzwerte für Musikveranstaltungen und ohne berufliche Lärmbelastung.

• Der Knall beim Unfall – Gehörbelastung durch Kollisionslärm und Airbags [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  B.W. Hohmann
[A]

An der DAGA 98 wurde gezeigt, dass der Knall von Fahrer- oder Beifahrer-Airbags die Grenzwerte deutlich überschreitet und zu bleibenden Hörstörungen führen kann. In der Folge waren weitere Fragen abzuklären: - Geht der Knall des Airbags im Kollisionslärm unter (wie ein süddeutscher Hersteller einem Kunden schrieb)? Dann wären alle Bemühungen um Lärmminderung bei Airbags nutzlos. - Welche Gehörbelastung stellen die immer häufiger in den Sitzlehnen eingebauten Seitenairbags dar? Bei der Messung des Kollisionslärms prallte ein VW Golf Typ 2 mit 50 km/h auf einen Citroën BX. Die Messung fand in der Kabine des Golf bei offenem Fahrerfenster statt. Hinter den Sitzlehnen waren ein Präzisionsschallpegelmesser Norsonic 116, ein DAT-Recorder Casio DA-2, ein integrierender Schallpegelmesser Larson-Davis LD 710M und ein Funksender befestigt. Sie überstanden den Aufprall ohne Ausfall. Der Lärm bei der Kollision liegt um mehr als 20 dB SEL unter dem Grenzwert. Eine Gehörgefährdung ist also auszuschliessen. Der Spitzenpegel liegt gar mehr als 35 dB unter demjenigen des Airbag-Knalls. Dieser bleibt also entscheidend für die Gehörgefährdung. Bei der Messung von Seitenairbags in einem neuen VW Golf war die Körperschallisolation der Mikrofone besonders wichtig. Die Resultate zeigen, dass am äusseren Ohr mit Spitzenpegeln von 155 bis 160 dB(C) und mit einem SEL um 125 dB(A) zu rechnen ist. Das entspricht gerade dem in der Schweiz gültigen Grenzwert für Einzelimpulse.

• Das Gehör in Gefahr - Stand und Aktuelle Probleme bei der Prävention Lärmbedingter Gehörschäden [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  B.W. Hohmann
[A]

Gehörschäden durch Lärm sind nichts Neues, gehören aber leider auch (noch) nicht der Vergangenheit an. Dieser Beitrag soll einen Überblick geben, - wo und wie stark das Gehör heute gefährdet ist (irreversible Gehörschäden im Innenohr) - welche Grenzwerte angewendet werden - welche Wissenslücken bestehen - welche aktuellen Fragen zu behandeln sind - wie der Stand der Prävention ist. Betrachtet werden die Bereiche Militär, Arbeit, Alltag und Freizeit, mit denen die Suva bei ihrer Präventionsarbeit direkt oder beratend konfrontiert ist.

• 'Surroundscapes' – Die akustische Umgebung authentisch einfangen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  B.W. Hohmann
[A]

Bisherige Schallmessungen der Suva wie auch Angaben aus der Literatur zeigen, dass die Schallbelastung von Berufsmusikern auf der Konzertbühne oder im Orchestergraben die an Arbeitsplätzen zulässigen Werte mehr oder weniger deutlich überschreitet. Zu typischen Langzeitbelastungen der Berufsmusiker/-innen über die gesamte Berufstätigkeit und über das Risiko einer irreversiblen Gehörschädigung (Berufskrankheit) liegen aber noch kaum Daten vor. Die Belastung scheint aufgrund der dichteren Dienstpläne und der von Dirigenten geforderten Lautstärken in den letzten Jahren noch zugenommen zu haben. Nach derselben Methode wie in der Studie zur Gehörbelastung von Berufssängern (DAGA 2000) wurden repräsentative Gehörbelastungen für die verschiedenen Gruppen von Musikern in mehreren Schweizer Berufsorchestern (Konzert- und Theaterformationen, darunter das Tonhalle-Orchester in Zürich) ermittelt: 1. Gliederung der gesamten Tätigkeit in einzelne Phasen (Üben, Proben, Aufführungen, Unterricht) 2. Messung der Gehörbelastung für die verschiedenen Phasen mit ohrnahen Mikrofonen (wo nötig mit anschliessender Freifeldkorrektur). Es wurde darauf geachtet, Werke mit unterschiedlich grosser Besetzung einzubeziehen, wobei Resultate früherer Messungen der Suva in Proben und bei Aufführungen mitverwendet werden konnten. 3. Befragung (Interviews) der Musiker zu typischen Expositionszeiten in den einzelnen Phasen, aber auch zu persönlichen Erfahrungen und zum Gebrauch von Gehörschutzmitteln 4. Errechnung des äquivalenten Dauerschallpegels für jeden der beteiligten Musiker 5. Errechnung durchschnittlicher Dauerschallpegel für verschiedene Gruppen von Musikern. Darüber hinaus wurden die Maximalpegel pro Sekunde, Minute oder Stunde in verschiedenen Situationen zusammengestellt, denn die subjektive Belastung der Musiker ergibt sich nicht so sehr aus dem langfristigen Dauerschallpegel als vielmehr aus den Maximalpegeln.

• Gehörbelastung von Orchestermusikern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  T. Billeter and B.W. Hohmann
[A]

Mit dem zunehmenden Einbezug von Soundscape-Ansätzen in der Lärmwirkungsforschung gewinnt die authentische Aufnahme, Weitergabe und Reproduktion von akustischen Situationen an Bedeutung. Andererseits steht in der Unterhaltungselektronik mit der Digital Versatile Disc (DVD) und den Datenreduktionsverfahren AC-3 und MPEG-2 die Möglichkeit zur hochwertigen Speicherung mehrkanaliger (Surround-)Tonaufnahmen bereit. Diese Verfahren sind in der Filmindustrie schon Standard und werden für Musikaufnahmen zunehmend angewendet. In diesem Beitrag sollen sie im Hinblick auf die möglichst authentische Dokumentation von akustischen Situationen im Freien diskutiert werden, in welche der Hörer bei der Wiedergabe überzeugend und unausweichlich versetzt wird. Dabei werden die Voraussetzungen, Möglichkeiten und Grenzen bei der Aufnahme, Speicherung und Wiedergabe aufgezeigt. Zuerst ist der Entscheid zwischen der Wiedergabe über Kopfhörer (welche eine Kunstkopfaufnahme in Stereo nahelegt) und der Wiedergabe über Lautsprecher zu treffen. Soll die standardisierte 5.1-Lautsprecheraufstellung oder eine 4x90-Aufstellung vorausgesetzt werden? Aufnahmeseitig stellt das IRT-Kreuz mit vier hochwertigen Nierenmikrofonen eine kompakte und preisgünstige Variante und eine logische Erweiterung von erfolgreich erprobten Anordnungen für Stereoaufnahmen (V. Maffiolo) dar. Während für die mehrkanalige Speicherung der aufgenommenen Signale im Netzbetrieb DTRS-Rekorder (8 Kanäle auf Hi8-Videokassetten) im Vordergrund stehen, sind professionelle Lösungen für mobile Einsätze kostspielig: dies gilt sowohl für PCM-Rekorder aus der Messtechnik wie für die vierkanaligen Geräte Stelladat oder Nagra D. Netzunabhängige Datenreduktionsgeräte, welche die Aufzeichnung von 4 Kanälen auf einem 2-Kanal-DAT-Rekorder mit Digitaleingang gestatten würden, fehlen noch. In Zukunft könnte die Dolby-E-Codierung diese Lücke schliessen. Weniger komfortabel, aber sehr kostengünstig ist die Verwendung zweier Stereo-DAT- oder MiniDisc-Geräte, deren Signale später auf dem PC synchronisiert werden.

• Wenn Soundscapes die Belästigung durch Schall beeinflussen [DAGA 2002 (Bochum)]
  B. Schulte-Fortkamp and B.W. Hohmann
[A]

In Untersuchungen über die Wirkung, Bewertung und Beurteilung von Umweltgeräuschen zeigt sich immer wieder, dass neben der Einzelgeräuschbeurteilung andere Bewertungsmuster eine Rolle spielen. Es ist weiterhin ungeklärt, welche Geräusche bei synergetischem Geräuschaufkommen vorrangig bewertet werden; auch bleiben die Kriterien, die für die Beurteilung entscheidend sind, weitgehend verdeckt. In narrativen Interviews werden z. B. häufig typische Geräuschgestalten genannt, die durch ihr Einwirken über eine bestimmte Zeit verbunden mit einer spezifischen akustischen Struktur unerwünschte Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Es erscheint sinnvoll sich auf drei unterschiedliche Ebenen zu beziehen: auf - die Realität der in den verschiedenen Wohnlagen lebenden Personen und ihrer subjektiven Lebenswelt - die extern sowie standardisiert erfassten Schallimmissionen sowie - die konstituierte Wirklichkeit der soziokulturellen Prozesse und Sinnzusammenhänge. Die Kombination sozio- und psychoakustischer Methoden kann direkte Zusammenhänge von subjektivem Sinnverstehen und subjektiver Wahrnehmung einerseits und von Beurteilungen und Charakterisierungen akustischer Ereignisse andererseits bis hin zur detaillierten Analyse psychoakustischer Parameter und Schallimmissionen aufklären. Analysen solcher Geräuschereignisse wie z.B. Straßenverkehrsgeräusche, Zugvorbeifahrten, und Überflüge erschließen ein Spektrum möglicher subjektiver Wahrnehmungen, Reaktionen und Beurteilungen im Kontext von Soundscapes. Die Diskussion um Soundscapes öffnet das Forum für neue transdisziplinäre Forschungsprozesse, die in ihren Fokus die Betroffenen mit einbeziehen als Informanten über die Bewertung von Lebensraum und Schallquellen, die sich wiederum im Wechselspiel von visuellem und akustischem Impakt definieren.

• Gehörbelastung der Besucher von Freiluft-Musikfestivals [DAGA 2002 (Bochum)]
  B.W. Hohmann, T. Billeter, D. Luy and V. Mercier
[A]

Seit 1996 begrenzt die Schall- und Laserverordnung in der Schweiz die Lautstärke von Musikveranstaltungen auf einen Mittelungspegel von 93 dB(A) ausserhalb der Tanzfläche. Die Behörden können einen Mittelungspegel von 100 dB(A) im ganzen Publikumsbereich bewilligen, doch muss der Veranstalter dann Gehörschutzmittel bereithalten und die Besucher über das Risiko informieren. Die Verordnung ist in Revision. Musikveranstalter drängen auf eine Erhöhung der Grenzwerte. Bisher fehlten Angaben zur typischen Gehörbelastung von Besuchern an einem Festival, das den höheren Grenzwert von 100 dB(A) bewilligt erhielt. Deshalb wurden am grossen 6tägigen Paléo-Festival in Nyon am Genfersee allabendlich 10 freiwillige Besucher mit Schalldosimetern Larson-Davis 705/805 (mit Speicherung des Mittelungs- und Maximalpegels pro Minute) ausgerüstet und führten ein Protokoll über die verschiedenen Situationen: Zeit, Ort (Bühne/Distanz), subjektive Beurteilung der Lautstärke und der Tonqualität, Verwendung von Gehörschutzmitteln. Jeder dieser Situationen konnte der entsprechende Schallpegel zugeordnet werden. Gleichzeitig nahm die zuständige Behörde Schallmessungen am stärkstexponierten Publikumsplatz und bei der Tonregie vor, und Beauftragte der Festivalorganisation überwachten die Schallpegel bei jeder Tonregie permanent. Für die Auswertung wurden folgende Schwerpunkte gesetzt: - Gesamtdosis der Besucher: Durchschnitt und Extremwerte - Anteil der Musikbelastung an der Gesamtdosis - Vergleich der Messwerte nach Schall- und Laserverordnung mit den Pegeln im Publikum - Anwendbarkeit einer Pegelkorrektur zwischen Publikumsbereich und Tonregie - Abhängigkeit des Lautstärkeurteils vom registrierten Schallpegel Die Ergebnisse sind eine wichtige Grundlage für die Festlegung von Schallgrenzwerten.

• Schallpegel an Musikveranstaltungen: zu hoch oder zu tief? [DAGA 2003 (Aachen)]
  B.W. Hohmann and V. Mercier
[A]

In der Schweiz ist seit 1996 die Schall- und Laserverordnung in Kraft, welche die Schallpegel an öffentlichen Veranstaltungen mit elektroakustisch verstärkter Musik auf einen Dauerschallpegel von 93 dB(A) oder für Einzelveranstaltungen und mit Bewilligung der zuständigen Behörde auf 100 dB(A) begrenzt. Musikhören ist eine der bevorzugten Freizeitaktivitäten der Jugendlichen. Im Mittel hören sie 1 Stunde pro Tag Musik mit Kopfhörern, und etwa ein Drittel besucht regelmässig Discotheken, Konzerte, Technoparties oder Festivals. Aus der Sicht des Gesundheitsschutzes ist es wichtig, die Schallgrenzwerte so festzulegen, dass die aus diesen Freizeitaktivitäten resultierende Schallbelastung in akzeptablen Grenzen bleibt und dadurch das Risiko einer Hörbeeinträchtigung nicht ansteigt. Veranstalter machen aber geltend, dass gewisse Musikarten nur mit hoher Lautstärke zur Geltung kommen und dass die Besucher solche Lautstärken auch wünschen. In unseren Studien haben wir deshalb versucht, folgende Fragen zu beantworten: - Wie gross ist die effektive Schallbelastung der Besucher an einem Konzert oder an einem mehrtägigen Festival? - Ist die Einhaltung der Schweizer Grenzwerte realistisch, ohne dass die Qualität der Musik abnimmt? - Wie beurteilen die Besucher die Lautstärke und die Tonqualität an solchen Veranstaltungen? Gibt es dabei Unterschiede zwischen Frauen und Männern?

• Soundscape – Ansatz zu einer Begriffsklärung [DAGA 2008 (Dresden)]
  B.W. Hohmann
[A]

Der Begriff ''Soundscape'' wird uneinheitlich verwendet. Einigkeit scheint darin zu bestehen, dass der Mensch Geräuschsituationen nicht in dB(A) wahrnimmt (und auch nicht in sone, acum oder asper), sondern Quellen zuordnet, wobei oft zwischen ''natürlich'' und ''technisch'' unterschieden wird. Darauf, auf dem notice-event-Modell, aber auch auf Ideen von Murray Schaffer basiert der folgende Ansatz:

Mit Soundscape bezeichnet man die akustische Umgebung, beschrieben im Hinblick auf die Wahrnehmung durch den Menschen. Soundscapes sind mehrschichtig: Über einem unspezifischen Grundgeräusch liegen Geräusche aus erkennbaren Quellen. Diese können ''historisch'' geordnet werden: von natürlich (älter als der Mensch) über vortechnisch ( 1000 Jahre, z.B. Handwerkzeuge) und technisch ( 100 Jahre; z.B. Maschinen und Motoren) bis neu ( 10 Jahre, d.h. jünger als das Individuum, z.B. Handy-Töne). In einer weiteren Schicht können akustische Signale auftreten, die unsere Aufmerksamkeit wecken sollen (z.B. Alarmsignale). Über allem kann dann die Sprache liegen, auf deren Empfang der Mensch konditioniert ist.

Soundscapes spielen sich in einem Raum ab, der Quellen und Zuhörer verbindet und das Schallsignal beeinflusst (Absorption, Reflexion). Der Raum prägt die Erwartungen an Soundscapes (was wäre ein Stadtpark ohne Vögel?). Aber für die Wertung durch den Zuhörer sind auch dessen eigene Situation und seine Bedürfnisse von Bedeutung.

Hohmann, V.

• Audiologische Messverfahren für die Hörgeräte-Industrie [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  B. Gabriel, S. Albani, V. Hohmann, B. Kollmeier and M. Meis
[A]

Vor vier Jahren wurde das Hörzentrum Oldenburg als Institut an der Universität Oldenburg und dem Evangelischen Krankenhaus in Oldenburg gegründet. Im Bereich Forschung und Entwicklung werden im Auftrag der (Hörgeräte-) Industrie u.a. umfassende Feldstudien neuer (digitaler) Hörgeräte, Hörgeräte-Prototypen und anderer Hörhilfen durchgeführt. Um hier eine adäquate Erfolgskontrolle der objektiven und subjektiven Leistungsfähigkeit der Geräte durchführen zu können, werden im Hörzentrum zum einen audiologische Meßmethoden in die Praxis umgesetzt, die in der Universität entwickelt worden sind. Zum anderen erarbeitet das Hörzentrum selbst Meßverfahren, die dem Bedarf und den Anforderungen der Industrie genügen. In diesem Beitrag sollen verschiedene moderne audiologische Meßverfahren vorgestellt werden, die in der audiologischen Diagnostik und in der Hörgeräte-Evaluation zum Einsatz kommen. Es werden moderne Sprachtestverfahren, die adaptive Hörflächenskalierung, eine Apparatur (''virtuelles Hörgerät'') zum Qualitätsvergleich verschiedener Hörgeräte-Signalverarbeitungsstrategien und Meßverfahren für die Höranstrengung beschrieben. Die Verfahren werden hinsichtlich ihrer Ziele sowie ihres jeweiligen Nutzens (exemplarische Ergebnisse aus der Arbeit des Hörzentrums) diskutiert und in den Zusammenhang eines zeitlichen, organisatorischen Evaluationsablaufs gestellt.

• Methodenvergleich zwischen Lautheitsskalierung und Lautheitsvergleichsmessung am Beispiel von Messungen der Lautheitssummation [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J.-E. Appell, G. Grimm, J.L. Verhey and V. Hohmann
[A]

Das Phänomen, daß bei gleichem physikalischen Pegel Schalle größerer Frequenzbandbreite von Menschen als lauter beurteilt werden als Schalle mit geringerer Bandbreite, wird als Lautheitssummation bezeichnet. Eine Quantifizierung der Lautheitssummation kann anhand des physikalischen Pegelunterschiedes zweier Signale, welche als gleich laut empfunden werden, vorgenommen werden. In dem Beitrag wird dargestellt, daß solche als Lautheitsvergleichsmessungen bezeichneten Untersuchungen stark von der Meßmethode beeinflußt werden und daß der Einfluß der Meßmethode individuell unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Die Ergebnisse werden in Beziehung zu Messungen mit der Methode der kategorialen Lautheitsskalierung gesetzt.

• Perzeptive Vorverarbeitung und automatische Selektion sekundärer Merkmale zur robusten Spracherkennung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Kleinschmidt and V. Hohmann
[A]

Für die automatische Spracherkennung ist die mangelnde Robustheit gegenüber additiven Störgeräuschen eines der ungelösten Probleme. In diesem Beitrag wird eine neuartige Kombination einer perzeptiven Vorverarbeitung mit einem speziellen neuronalen Netz vorgestellt und ihre Robustheit gegenüber Störschallen evaluiert. Das Perzeptionsmodell (PEMO) nach Dau et al. [1] ist ein effektives Modell der auditorischen Signalverarbeitung und wurde ursprünglich zur Simulation psychoakustischer Experimente konzipiert. Es konnte jedoch auch erfolgreich zur Vorverarbeitung bei der robusten Einzelworterkennung im Störgeräusch eingesetzt werden (siehe Kleinschmidt et al. DAGA '98 und '99). In diesem Beitrag wird die Kombination des PEMO mit dem sogenannten 'Feature Finding Neural Network' nach Gramß [2] evaluiert. Dabei werden aus den primären (PEMO) Merkmalen zunächst neue temporale und spektrale Merkmale extrahiert und diese anschließend mit Hilfe eines linearen neuronalen Netzes klassifiziert. Diese sekundären Merkmale werden während der Trainingsphase automatisch optimiert. Vorgestellt werden Ergebnisse zur sprecherunabhängigen Klassifikation isolierter deutscher Ziffern in unterschiedlichen Störschallsituationen. [1] Dau et al. 1996, JASA 99(6), pp. 3615-3622. [2] Gramß und Strube 1990, Speech Communication 9, pp.35-40.

• Robuste Lokalisation im Störgeräusch auf der Basis statistischer Referenzen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Nix and V. Hohmann
[A]

LOKALISATION IM ST''ORGER''AUSCH AUF DER BASIS DER STATISTIK BINAURALER SIGNALPARAMETER Johannes Nix, Volker Hohmann Universit''at Oldenburg AG Medizinische Physik D-26111 Oldenburg, Germany email: jnix@medi.physik.uni-oldenburg.de, vh@medi.physik.uni-oldenburg.de Phone: +49 (441) 798 5472 FAX: +49 (441) 798 3698 F''ur die St''orger''auschbefreiung in Sprachverarbeitungssystemen (z.B. digitale H''orger''ate und Spracherkenner) sind ''objektbildende'' Algorithmen interessant, welche Informationen ''uber die r''aumliche Position der Schallquellen ausnutzen. Zur Richtungssch''atzung werden oft binaurale Signalparameter (Pegel- und Phasendifferenzen) ausgewertet, da hierf''ur keine Sch''atzung des Spektrums der Quellen selbst notwendig ist. Die zur St''orger''auschunterdr''uckung w''unschenswerte Aufl''osung von Mehrdeutigkeiten in der Medianebene h''angt jedoch einerseits empfindlich von der Zahl der zugrundeliegenden Referenzmuster ab und wird andererseits durch die Einwirkung des St''orger''auschs beeintr''achtigt. Auch mit neuronalen Netzen l''ass{}t sich dieses Problem aufgrund seiner Komplexit''at und des ben''otigten Trainingsaufwands nur eingeschr''ankt l''osen. Deswegen wurde ein statistischer Ansatz zur Lokalisation im St''orger''ausch entwickelt und erprobt. Dazu werden die binauralen Signalparameter als Zufallsvariablen aufgefass{}t und ihre richtungsabh''angigen H''aufigkeitsverteilungen im St''orger''ausch empirisch ermittelt. Daraus kann die Wahrscheinlichkeit f''ur das Vorliegen einer bestimmten Richtung ''A Posteriori'' berechnet werden. Der vergleichsweise m''assige Rechenaufwand erlaubte eine effiziente Implementation in einem Echtzeit-Algorithmus. Die mit diesem Verfahren erzielte Leistung bei der Lokalisation von Sprechern wurde systematisch in verschiedenen nat''urlichen r''aumlichen St''orger''auschsituationen ausgewertet und soll mit psychoakustischen Daten verglichen werden.

• Lautheit zeitlich fluktuierender Geräusche [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Grimm, J.L. Verhey and V. Hohmann
[A]

Viele Geräusche in unserer Umwelt sind instationär und unterliegen zeitlichen Pegelschwankungen (Modulationen). In der Literatur finden sich widersprüchliche Daten zur Lautheit von instationären Geräuschen. Während ältere Literaturdaten auf eine gegenüber stationären Geräuschen erhöhten Lautheit von langsam schwankenden Signalen hindeuten fanden neuere Studien einen nur geringen Einfluss von Pegelschwankungen auf die Lautheit (z.B. Moore. B.C.J. et al., J. Acoust. Soc. Am. 105(5), May 1999). In diesem Beitrag werden neue Messdaten zur Lautheit modulierter Signale vorgestellt. Die Daten wurden mit Hilfe von Lautheitsvergleichsmessungen bei Normalhörenden erhoben. Es wurden sowohl periodische als auch statistische Modulatoren und Träger verschiedener Bandbreiten verwendet. Unabhängig von der Art der Modulation und der Bandbreite des Trägers zeigen die Messungen eine signifikante Abhängigkeit der Lautheit von der mittleren Modulationsfrequenz. Die Lautheit ist bei einer Modulationsfrequenz von 16 Hz maximal und nimmt zu höheren und niedrigeren Modulationsfrequenzen ab. Ein Lautheitsmodell, das eine zeitliche Integration und nachfolgende Perzentilbewertung beinhaltet, kann die Messergebnisse qualitativ beschreiben.

• Verallgemeinerbarkeit von statistischen Referenzen in einem Lokalisationsmodell und Auswirkungen auf Robustheit und Generalisierungsvermögen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Nix and V. Hohmann
[A]

In früheren Arbeiten wurde ein Algorithmus vorgestellt, der die empirisch bestimmte Statistik von binauralen Signalparametern verwendet, um in einer Bayes-Cluster Klassifikation die Richtung von Schallquellen im Störgeräusch zu bestimmen. Hierbei dienen die aus den Histogrammen der Parameter geschätzten Verteilungen als Referenzen, was der `Trainingsphase' bei neuronalen Netzwerken entspricht. Diese Verteilungen weisen eine starke Abhängigkeit vom SNR auf, sie sind bei hohen Signal-Rausch-Abständen nicht Gauß-förmig, wie die Analyse der höheren statistischen Momente zeigt. Bei niedrigen Signal-Rausch-Abständen nähern sich die Kurven jedoch der Normalverteilung. Die ermittelten Referenzen werden zur Reduktion des Rechenaufwands mittels einer hierarchischen Clusteranalyse kombiniert und in einer Bayes'schen Klassifikation verwendet, was in einem sehr effizientem Algorithmus resultiert. Es konnte gezeigt werden, daß das beschriebene Verfahren im Störgeräusch eine ähnliche Leistung wie Versuchspersonen aufweist. Wegen des geringen Rechenaufwands ist eine Anwendung des Verfahrens in Algorithmen zur Störgeräuschunterdrückung interessant. Genauso wie bei neuronalen Netzen ist hier allerdings die Frage der Robustheit und des Generalisierungsvermögens von entscheidender Bedeutung. In diesem Beitrag soll diskutiert werden, wie hoch das Generalisierungsvermögen dieses Bayes-Cluster-Algorithmus ist, wenn andere als trainierte Störgeräuschumgebungen auftreten. Weiterhin wird untersucht, inwieweit die Abweichungen von der Gaußform für die Lokalisation relevant sind.

• Binaurale Störgeräuschunterdrückung für digitale Hörgerätealgorithmen [DAGA 2002 (Bochum)]
  V. Hohmann and G. Grimm
[A]

In der Literatur wurde kürzlich das mathematische Konzept der 'Disjoint Orthogonality' vorgestellt und zur Trennung sich überlagernder Signale ausgenutzt (Jourjine, A., Rickard, S. Yilmaz, O. (2000). 'Blind separation of disjoint orthogonal signals: demixing n sources from 2 mixtures', ICASSP 2000, http://www.math.princeton.edu/ srickard/bss/DUET_ICASSP2000.pdf). Dieses Konzept wurde bisher im Mobilfunk-Bereich und auch für einfache akustische Signalmischungen angewandt. In diesem Beitrag wird nun empirisch untersucht, inwieweit akustische Signale aus komplexen Störschall- Nutzschall-Situationen in der Zeit-Frequenz-Darstellung in diesem Sinne orthogonal sind und sich somit dieses Konzept auch zur Störgeräuschunterdrückung in sprachverarbeitenden Systemen, etwa Hörgeräten, eignen würde. Dazu werden Histogramme des Energieverhältnisses zweier akustischer Signale für verschiedene komplexe Störschall-Nutzschall-Situationen und für verschiedene Zeit-Frequenz-Auflösungen berechnet, um die Orthogonalitätsbedingung empirisch zu prüfen. Aufbauend darauf wird ein Algorithmus zur Schätzung des Kurzzeit-SNR aus binauralen Signalen vorgestellt, der zur Steuerung einer Störgeräuschunterdrückung (Wiener-Filter o.ä.) dienen soll. Ergebnisse zur Güte der SNR-Schätzung im Vergleich zu anderen Kurzzeit-SNR-Schätzern werden vorgestellt.

• Vielkanaldynamikkompression auf der Basis einer auditorischen Filterbank [DAGA 2003 (Aachen)]
  T. Peters and V. Hohmann
[A]

Gegenstand dieser Studie ist eine mit kurzen Zeitkonstanten arbeitende Vielkanaldynamikkompression auf der Basis einer nichtlinearen auditorischen Filterbank. Diese Filterbank besteht aus einem linearen Analyse-Synthese-System mit einer kurzen Gesamtverzögerungszeit auf der Basis von Gammatonfiltern /1/ und einer damit verschalteten nichtlinearen, invertierbaren Kompensationsfilterbank /2/ die die pegelabhängige Verformung der auditorischen Filter nachbildet. In jedem Filterbankkanal wird eine instantane Einhüllendenkompression zur Kompensation des pathologischen Lautheitsanstiegs durchgeführt. Interaktion zwischen benachbarten Frequenzbändern ist lediglich durch den Überlapp zwischen benachbarten Filterbankkanälen gegeben. Das System wird anhand aktueller Lautheitsmodelle für Schwerhörende und durch informelle Hörtests (Qualitätsvergleiche) evaluiert. Zur Beurteilung des Einflusses der nichtlinearen Kompensationsfilter wird das System zusätzlich auch ohne diese Filter getestet. [gefördert vom BMBF (Kompetenzzentrum Hörtech)]. /1/ V. Hohmann (2002). Frequency analysis and synthesis using a Gammatone filterbank. ACUSTICA-acta acustica, vol. 88, pp. 433-442 /2/ M. Unoki, T. Irino, R. Patterson (2001), ''Improvement of an IIR asymmetric compensation gammachirp filter'', Acoust. Sci. &Tech., vol. 22, no. 6, pp. 426-430.

• Binaurale Störgeräuschreduktion für Hörgeräte [DAGA 2003 (Aachen)]
  V. Hohmann, J. Nix, G. Grimm, T. Wittkop and D. Siemer
[A]

Zur Störgeräuschreduktion in Hörgeräten wurden Algorithmen vorgeschlagen, die Aspekte des binauralen (zweiohrigen) Hörens beim Menschen nachahmen. Basierend auf einem zweikanaligen Eingang ist es theoretisch möglich, eine gerichtete Störquelle sowie diffuses Störgeräusch zu unterdrücken. In der Praxis jedoch wurde bisher in realistischen akustischen Umgebungen mit Nachall und diffusem Störgeräusch keine signifikante Erhöhung der Sprachverständlichkeit durch binaurale Algorithmen erzielt, wenn sie Hörgeräte-typische Adaptationszeiten im Bereich von maximal 50-100 ms aufweisen. Verbesserungen wurden bisher nur für Algorithmen mit deutlich höheren Adaptationszeiten erzielt. Die bisherigen Ergebnisse dazu werden zusammengefaßt und mögliche Gründe für die mangelnde Rauchunterdrückung diskutiert. Basierend darauf wird ein Lokalisationsmodell vorgestellt, was ein robuste Lokalisationsleistung im Störgeräusch basierend auf statistischen Signalmerkmalen erlaubt und Möglichkeiten zur Verbesserung binauraler Algorithmen eröffnet. Mögliche Algorithmen zur Störgeräuschunterdrückung basierend auf dem Modell werden diskutiert.

• Kombination einkanaliger und mehrkanaliger Algorithmen zur Störgeräuschreduktion [DAGA 2005 (München)]
  T. Rohdenburg and V. Hohmann
[A]

Zur Störgeräuschunterdrückung in Hörgeräten wurden bereits zahlreiche Algorithmen vorgeschlagen, die allgemein in mehrkanalige und einkanalige Ansätze eingeteilt werden können. Mehrkanalige Algorithmen werden häufig zur Unterdrückung von gerichteten Störgeräuschen verwendet. Prominentestes Beispiel hierfür ist die Klasse der so genannten Beamforming-Algorithmen. Einkanalige Algorithmen hingegen versuchen die Einhüllende des gewünschten Signals in Sub-Bändern zu rekonstruieren und müssen außerdem Annahmen über die unterschiedliche spektrale Zusammensetzung von Stör- und Nutzsignal machen. Als Standard für diese Klasse von Algorithmen hat sich die Kurzzeitspektraldämpfung (short term spectral attenuation, STSA) durchgesetzt. Hier wird, nach geeigneter Schätzung der Kurzzeit-Signalspektren bzw. des Kurzzeit SNRs (Signal-to-Noise-Ratio) und anschließender Filterung mittels spektraler Subtraktion oder (modifizierter) Wiener Optimalfilterung, eine Dämpfung des Störsignals erzielt. Vorwiegend wurden die unterschiedlichen Algorithmen-Klassen getrennt evaluiert und optimiert, obwohl es auch Vorschläge zur Kombination und gemeinsamen Optimierung von Beamformern und nachgeschalteten Filtern (Post-Filtern) gibt. Weiterhin zeigen bisherige Evaluationen, dass die Optimierung nach rein technisch basierten Maßen (wie dem SNR) im allgemeinen nicht mit den audiologisch relevanten Größen wie Sprachqualität und -verständlichkeit im Einklang stehen, so dass audiologische und psychoakustische Maße einbezogen werden sollten. Bisherige Algorithmen, die grundlegende Aspekte der akustischen Wahrnehmung berücksichtigen, erreichen jedoch meistens nur eine subjektive Verbesserung des Ausgangssignals. In dieser Studie sollen bekannte und neue Ansätze der Störgeräuschunterdrückung und deren Kombination unter dem Gesichtspunkt der Sprachverständlichkeit für Schwerhörende sowie für Normalhörende untersucht werden.

• Sequentielle Monte-Carlo-Verfahren zur Grundfrequenerkennung überlagerter realer und synthetischer Vokale [DAGA 2005 (München)]
  R. Meyer, J. Nix and V. Hohmann
[A]

Der Mensch kann Sprache auch in schwierigen akustischen Situationen sehr robust identifizieren und verstehen. Psychoakustische Messungen zeigen, dass Menschen dabei eine Vielzahl unterschiedlicher Signalmerkmale, wie z.B. Grundfrequenz und Schalleinfallsrichtung zur akustischen Szenenanalyse (Auditory Scene Analysis, ASA) nutzen. Computermodelle (Computational Auditory Scene Analysis, CASA) zur Nachbildung dieser Fähigkeit existieren bereits, nutzen aber meist nur einzelne Merkmale. Modelle, die verschiedene Merkmale kombinieren, sind bisher nur rudimentär entwickelt. Des Weiteren scheint das Gehör Modelle der Dynamik der Quellen zu nutzen. Verfahren, die dies berücksichtigen, fehlen bisher ebenfalls weitgehend. Eine Möglichkeit, sowohl die Kombination der verschiedenen Signalmerkmale, als auch den Einbezug der Quellendynamik zu realisieren, bieten die Sequentiellen-Monte-Carlo-Filter (SMC-Filter). Die dieser Arbeit zugrunde liegende Hypothese ist, dass das Gehör die Grundfrequenz als primären Parameter zur Verbindung spektraler Anteile nutzt. In diesem Beitrag wird ein Verfahren zu Grundfrequenzbestimmung und -verfolgung von zwei überlagerten Sprechern auf der Grundlage eines SMC-Filters vorgeschlagen. Es wird ein Verfahren zur Messung der zwei wahren Grundperioden beschrieben. Die für den SMC-Filter notwendige, empirisch bestimmte Quellendynamik wird gezeigt. Die Kombination der Messung mit der Quellendynamik übernimmt der SMC-Filter. Es werden Ergebnisse dieses Algorithmus für die Überlagerung realer und synthetischer Vokale gezeigt. Die Kombination weiterer Signalmerkmale in den bestehenden Algorithmus, insbesondere die Integration der Schalleinfallsrichtung, wird diskutiert.

• Instantanfrequenzgesteuerte Multikanal-Dynamikkompression [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Bisitz and V. Hohmann
[A]

Wir stellen ein vereinfachtes Cochlea-Signalverarbeitungsmodell vor, das einen pathologischen Lautheitsanstieg (Rekruitment) ausgleichen soll. In der gesunden menschlichen Cochlea bewirken aktive Prozesse eine Verstärkung der Schwingungsamplitude der Basilarmembran bei niedrigen Schallpegeln, die bei zunehmendem Pegel abnimmt. Dies wird als (nahezu) instantane Dynamikkompression verstanden und auf die Funktion der äußeren Haarzellen zurückgeführt. Durch deren Verlust kann der Mechanismus teilweise oder vollständig ausfallen.

Bei dem Modell wird die instantane Kompression bewirkt, indem am Ausgang einer Gammaton-Filterbank in jedem Kanal anhand der Instantanfrequenz entschieden wird, ob dieser Kanal aktiv verstärkt wird oder nicht. Die bei Basilarmembran-Messungen festgestellte Pegelabhängigkeit der Filter kann so nachgebildet werden. Bei bisherigen instantanen Verfahren auftauchende Artefakte unterbleiben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Dynamikkompressionsverfahren ist eine gehörgerechte Zeit- und Frequenzauflösung realisiert.

Das implementierte Signalverarbeitungsmodell kann direkt genutzt werden, um Messungen mit Schwerhörenden durchzuführen. Mit Anpassung an den individuellen Hörverlust wurden Messungen zur Sprachverständlichkeit (Bestimmung des SRT) sowohl im unmodulierten als auch modulierten Störgeräusch durchgeführt. Als Vergleich wurden eine lineare Verarbeitung mit half-gain-rule ('`halber Hörverlust'' als Verstärkung) und ein herkömmlicher Mehrkanal-Dynamikkompressor mit Zeitkonstanten herangezogen. Weiterhin wurden Paarvergleichsmessungen zur Beurteilung der Klanqualität und Höranstrengung durchgeführt. Die Ergebnisse der Messungen werden im Vortrag vorgestellt.

• Frequenzübergreifende und zeitliche Integration binauraler Parameter mit Sequentiellen Monte Carlo Verfahren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Nix and V. Hohmann
[A]

Binaurale Parameter, insbesondere interaurale Pegeldifferenzen und interaurale Zeitdifferenzen, tragen zur auditorischen Lokalisation von Schallquellen bei und sind daher sowohl für eine technische Anwendung als auch für die Modellierung auditorischer Leistungen interessant. Wie gezeigt werden konnte, kann bei Verwendung einer Bayes'schen Methode, die eine probabilistische Frequenzintegration vornimmt, und im Zusammenhang mit empirisch gemessenen a priori Daten selbst bei niedrigen Signal-Rausch-Abständen die Richtung einer oder mehrer Schallquellen robust verfolgt werden (Nix & Hohmann, Sound source localization in real sound fields based on the statistics of interaural Parameters, JASA, im Druck).

Ein Nachteil dieser Methode ist jedoch noch, daß der kontinierliche Bewegungsablauf natürlicher Schallquellen in der Schätzung nicht berücksichtigt wird. Deswegen kommt es zu sprunghaften Schwankungen der Richtungsschätzung von einigen Grad sowie zu gelegentlichen vorne-hinten Vertauschungen. Sequentielle Monte Carlo (SMC) Verfahren bieten die Möglichkeit einer statistischen Integration dieser Richtungsdynamik zusammen mit zeitlichen und spektrotemporalen Merkmalen, ähnlich wie sie das Gehör vornimmt. Prinzipiell können sie auch Merkmale wie die Grundfrequenz integrieren (Siehe Meyer, Nix & Hohmann, DAGA 2004). Als Nachteil haben sie jedoch bei simpler Umsetzung einen sehr hohen Rechenaufwand, was die Verwendung in auditorischen Modellen und technischen Anwendungen erschwert. Vorgestellt wird ein Konzept, das die jeweiligen Vorteile von SMC Methoden mit denen der ersten Methode (Richtungsschätzung nach Nix & Hohmann) kombiniert.

• Phase difference representation of interaural timing disparities [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Dietz, S. Ewert and V. Hohmann
[A]

Während das klassische Jeffress-Modell zur Repräsentation binauraler Zeit-Disparitäten durch Zeitverzögerungsketten und nachfolgende Koinzidenzdetektion bei Vögeln weitgehend bestätigt ist (z.B. für Schleiereulen), legen neuere physiologische Daten für einige Säugetiere eher eine Repräsentation mittels interauraler Phasendifferenzen nahe. Psychoakustische und elektrophysiologische Daten beim Menschen zeigen ein uneinheitliches Bild, so dass zur kohärenten Modellbildung weitere Grundlagenforschung notwendig erscheint. Dieser Beitrag untersucht dazu die Detektierbarkeit binauraler Differenzen bei Stimuli mit zeitlich fluktuierenden binauralen Zeit-Disparitäten (,double-delayed noise' und breitbandige ,binaural beat' Stimuli). Ein Signalverarbeitungsmodell zur gehörgerechten, frequenzgruppen basierten Extraktion interauraler Phasendifferenzen (IPD) aus dem binauralen Signal wird vorgestellt und anhand psychoakustischer Daten evaluiert. Das Modell liefert prinzipiell eine dreidimensionale Abbildung der IPD über Zeit und Mittenfrequenz der auditorischen Filter. Zur Auswertung dieses ''binaural displays'' kann die zeitliche Fluktuation der IPD in Frequenzbändern durch Histogramme erfasst und die Detektierbarkeit anhand von Veränderungen der Histogramme abgeschätzt werden. Alternativ lassen sich auch Histogramme ueber verschiedene Frequenzgruppen bilden. Durch Variation der interauralen Parameter (Zeit - oder Phasendifferenzen) und der Bandbreite der Signale soll untersucht werden welche Art der Auswertung die Daten realistisch beschreiben kann. Besonders interessant ist hier die Fragestellung ob IPDs oder daraus abgeleitete interaurale Zeitdifferenzen über Frequenzgruppen kombiniert werden. Eine Schwierigkeit besteht darin, dass die Auswertung der Histogramme aufgrund der Mehrgipfeligkeit der Verteilungen mit etablierten Methoden, z.B. der Signal-Entdeckungstheorie, nicht gelingt. Mögliche Lösungen werden vorgestellt und diskutiert.

• Robustness analysis für multi-channel hearing aid algorithms with binaural output by means of objective perceptual quality measures [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Rohdenburg, V. Hohmann and B. Kollmeier
[A]

Normalhörende können die räumliche Information über ein Signal, die in tiefen Frequenzen im wesentlichen in der interauralen Zeitdifferenz (ITD) kodiert ist, zur Unterdrückung von Störgeräuschen ausnutzen und damit eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit gegenüber monaural (bzw. diotisch) dargebotenen Signalen erreichen. Auch Hörgeschädigte können von der räumlichen Information profitieren; daher ist eine Erhaltung der ITD bei der Verarbeitung durch Hörgerätealgorithmen wünschenswert. Bei beidseitiger Hörgeräteversorgung existiert bei den heutigen Hörgerätealgorithmen (ohne Verbindung zwischen den Hörgeräten) das Problem, dass die ITD unter realen Bedingungen durch die unabhängige Verarbeitung im rechten und linken Hörgerät verzerrt wird und damit die räumliche Information verloren geht. Dies liegt daran, dass in der Praxis häufig die dem Algorithmendesign zugrunde liegenden Modellannahmen verletzt sind. Neuere mehrkanalige Störgeräuschreduktionsverfahren setzen eine Verbindung zwischen linkem und rechtem Hörgerät voraus und versuchen so die interaurale Phase in den relevanten Frequenzbereichen zu erhalten. Auch bei diesen Algorithmen ist die Leistungsfähigkeit und die Robustheit abhängig von den Abweichungen der Modellannahmen. In dieser Studie werden die betrachteten Algorithmen hinsichtlich der Abweichungen der angenommenen Mikrofonabstände des Mikrofonarrays, Pegelschwankungen der Mikrofonausgänge sowie einer fehlerhaften Ausrichtung auf das Nutzsignal analysiert. Weiterhin wird die Leistungsfähigkeit der betrachteten Algorithmen im Bezug auf verschiedene reale Störsignale und den Einfluß von Schallreflexionen und Nachhall untersucht. Zur Bewertung der Leistungsfähigkeit und Robustheit werden neben klassischen Bewertungsmaßen für Raum-Zeit-Filter auf psychoakustischen Modellen basierende Bewertungsmaße definiert und verwendet (siehe Beiträge IWAENC 2005, 2006). Die hier betrachteten Algorithmen sind nicht-adaptive und adaptive superdirektive Beamformer mit binauralem Postfilter sowie ein mehrkanaliges Wienerfilter mit binauralem Ausgang, die auf ein 6-kanaliges Mikrofonarray bestehend aus zwei gekoppelten dreikanaligen Hörgeräten angepasst werden.

• Hearing at Home [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J.-E. Appell, V. Hohmann, A. Schulz and A. Hein
[A]

The Hearing at Home (HaH) project focuses on the needs of the hearing impaired in home environments. Formerly separated devices like personal computer, hi-fi systems, TV, digital camera, telephone, fax, intercom and services like internet access, VoIP, Personal Information Management (PIM), pay TV and home automation grow together to be accessible via a TV set connected to a PC or set-top box that implements interfaces to network gateways as well as to home automation scenarios. Thereby, the TV becomes the central Home Information and Communication (HIC) platform of the household linking together most of the acoustic inputs listened to by the hearing impaired in his home environment. The HIC platform to be researched and developed in the HaH project will support the hearing impaired with easy to fit Supportive Audio Signal Processing (SASP) and visual support for lip reading on the TV screen. HaH is an IST FP6-STREP project executed under the strategic objective Ambient Assisted Living (AAL) for the Ageing Society. Members of the Consortium are OFFIS (coordinator, Germany), KTH (Sweden), HörTech (Germany), Viataal (Netherlands), Telefonica I+D (Spain) and ProSyst (Germany).

• Instantaneous compression – a model based hearing aid algorithm [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Bisitz and V. Hohmann
[A]

Instantaneous compression - a model based hearing aid algorithm

• Modelling lateralization of binaural stimuli with fine-structure and envelope-based temporal disparities
  S. Ewert, M. Dietz and V. Hohmann
[A]

Lateralization of binaural stimuli in headphone experiments is dependent on both interaural timing- and interaural level differences. In contrast to natural situations, both cues can be manipulated independently and each cue can be analyzed separately. While the influence of interaural level differences (ILD) on the intracranial image of a sound is well understood, the influence of interaural phase differences (IPD) or interaural time differences (ITD) appears more complicated, particularly when competing temporal disparities are present in the fine-structure and envelope of binaural stimuli. A ''classical'' neuronal model for processing interaural timing disparities is the so-called ''Jeffress-model'' which consists of a series of coincidence detectors receiving their input along two converse chains of delay elements. Since the model fails for some complex stimuli which carry information in both fine-structure and envelope, extensions like the position-variable model and the weighted-image model have been introduced. Here, an alternative modelling approach based on IPD extraction is suggested. Critical experiments where ILD and IPD cues were matched to evoke the same lateralization or where contradicting fine-structure and envelope IPD cues were traded to evoke a centred image are presented. In contrast to the ''classical'' models, the current model is shown to predict all data.

• Modellbasierte Signalverarbeitung in Hörgeräten [DAGA 2008 (Dresden)]
  V. Hohmann
[A]

Seit der Einführung des ersten kommerziellen volldigitalen Hörgeräts im Jahr 1996 konnte die für die Signalverarbeitung verfügbare Rechenleistung kontinuierlich gesteigert werden. Dies ermöglicht neue, interessante Perspektiven für die Rehabilitation von Schwerhörigkeit, jedoch werden bisher nur Teilaspekte der Möglichkeiten einer digitalen Signalverarbeitung tatsächlich ausgenutzt. Beispielsweise stellen viele der derzeit verwendeten Algorithmen nur etwas verallgemeinerte Kopien der bisher bekannten analogen Signalverarbeitung dar, und die Leistung aktueller Hörgeräte in Bezug auf die Rehabilitation von Kommunikationsstörungen in störgeräuschbehafteter Umgebung ist trotz umfangreicher Forschungs- und Entwicklungsarbeiten noch begrenzt. Weitere Grundlagenforschung zur Verbesserung von Algorithmen und der Methoden zu ihrer Anpassung an den individuellen Hörverlust erscheint daher notwendig. Ein möglicher grundlegender Ansatz dazu ist die Nutzung von Modellen des Hörsystems und weiterer Ergebnisse der psychoakustischen Forschung zur Entwicklung und Bewertung von komplexen Signalverarbeitungsstrategien. Dieser Beitrag stellt die Möglichkeiten und Grenzen dieses modellbasierten Ansatzes vor. Insbesondere wird auf die Nutzung von Modellen des peripheren Hörsystems für das Design von Algorithmen zur Dynamikkompression sowie von Modellen des binauralen Hörsystems und der auditorischen Szenenanalyse für das Design von Störgeräuschunterdrückungssystemen eingegangen.

• Objective quality assessment of multi-channel noise reduction algorithms for hearing aids by means of psychoacoustic measures [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Rohdenburg, V. Hohmann and B. Kollmeier
[A]

Moderne Hörgeräte nutzen Mikrofonarrays zur mehrkanaligen Störgeräuschreduktion. Eine häufig verwendete Methode ist das Beamforming, das die räumliche Verteilung natürlicher Schallquellen über deren Korrelationseigenschaften zwischen den Mikrofonsensoren ausnutzt und dafür Informationen über die Nutzsignalrichtung und die relativen Mikrofonpositionen benötigt. Gegenüber einkanaligen Einhüllendenfiltern führen Beamformer prinzipiell zu einer geringeren Nutzsignalverzerrung bei einer hohen Störgeräuschreduktion. Für am Kopf getragene Mikrofonarrays (in Hörgeräten oder anderen Kommunikationsgeräten) spielen zusätzlich Kopfabschattungs- und Beugungseffekte eine Rolle, die im Beamformer-Entwurf berücksichtigt werden müssen.

Das menschliche Gehör nutzt Unterschiede der Audiosignale zwischen linkem und rechtem Ohr zur Objekttrennung (Cocktailpartyeffekt), weshalb es wünschenswert ist, diese binaurale Information auch nach der Störgeräuschreduktion zu erhalten. Es existieren verschiedene Ansätze, die binauralen Signaleigenschaften zu erhalten bzw. zu rekonstruieren. In dieser Studie werden unterschiedliche Beamformertypen mit anderen mehrkanaligen Störgeräuschreduktionsverfahren verglichen sowie binaurale vs. bilaterale Verarbeitungen mit mit Hilfe von psychoakustischen Modellen bewertet.

Hoiting, G.

• Optimierung der Meßparameter für die funktionelle Magnetresonanztomographie des auditorischen Systems [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Uppenkamp, K. Batsalaruban, E. Bopda and G. Hoiting
[A]

Das Hauptproblem für die Untersuchung des auditorischen Systems mit der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) ist der Lärm, den der MR Tomograph bei der Datenaufnahme produziert. Je nach verwendeter Bildgebungssequenz können Schalldruckpegel am Kopf der Versuchsperson zwischen 90 und 110 dB SPL entstehen. Ein Versuchsparadigma, mit dem der negative Einfluß auf die gemessenen Aktivierungskarten weitgehend minimiert wird, ist das sogenannte ''sparse temporal sampling'' (Hall et al., Human Brain Mapping, vol. 7, pp. 213-223, 1999). Dieses Paradigma erhöht jedoch die erforderliche Meßzeit, so daß umfangreiche Experimente mit verschiedenen Stimulusbedingungen nur schwer realisierbar sind, da die Probanden in einem Durchgang nicht für mehr als eine Stunde untersucht werden können. In dieser Studie wurde der Einfluß der beiden MRT-Meßparamter TR (time of repeat = Datenrate, mit der eine Sequenz von Schichtbildern aufgenommen wird, 6-10 sec) und TE (time of echo, 39-77 ms) auf die gemessenen Aktivierungskarten im auditorischen System untersucht. Eine zu starke Verkürzung von TR verschlechtert das Verhältnis von Stimuluspräsentation zu Scannerlärm, so daß die gesuchte Aktivierung möglicherweise nicht mehr meßbar ist. Die Verkürzung von TE erlaubt zwar eine schnellere Datenaufnahme für jede einzelne Schichtaufnahme, hat jedoch einen großen Einfluß sowohl auf den Pegel des Störgeräusches als auch auf den Bildkontrast zwischen den unterschiedlich aktivierten Regionen des Gehirns.

Hojan, E.

• The Polish version of the APHAB Method for young people [DAGA 2002 (Bochum)]
  K. Sworek, A. Furmann, E. Hojan and D. Hojan-Jezierska
[A]

The Abbreviated Profile of Hearing Aid Benefit (APHAB) is a self-assessment scale which can be used for quantifying the disability associated with a hearing loss and the reduction of disability associated with a hearing aid. The original English of the APHAB was directly translated into Polish and administered to sixty-six native Polish speaking young adults. Significant differences were noted between the normative data for the English and Polish versions.

• Attributes of desirable acoustic environments [DAGA 2002 (Bochum)]
  B. Berglund, E. Hojan, A. Furmann and K. Sworek
[A]

The creation of desirable or supportive sound environments should include persons with hearing deficits who constitute a large part of the general population. A desirable acoustic quality indoors may be Characterised perceptually as dull (toneless), warm, mild, spatial, dim, pleasant, uniform, and clear (distinct). A large variation in perception exists for kind of rooms and less so for gender. If social activities of human beings are heard this will induce a positive mood whereas machine-made sounds in isolation make sound environments undesirable.

• Physik- und Akustik-Ausbildung in Polen am Beispiel der Adam Mickiewicz Universität in Poznań [DAGA 2003 (Aachen)]
  E. Hojan and D. Hojan-Jezierska
[A]

Total number of students in Poland the institutions of higher education at the university levels amounts to 630.000 which makes 15 students per 1000 citizens. Presently in Poland, there are 13 Universities, 18 Technical Universities and 12 Medical Academies in which physics is learned at selected branches of the studies. The subject of acoustics is learned at 15 schools. The Faculty of Physics University of Adam Mickiewicz in Poznan comprises now the Institute of Acoustics, the Institute of Physics and the Astronomical Observatory, The Faculty of Physics offers day and extramural courses. The five-year day courses are: Astronomy, Physics. Within the direction of Physics there are offer 11 specialisation's. The studies are realised in two stages - after 3 years students get a licentiate degree and after 2 more, having presented a Master's thesis, they get a professional title of Master of Science. The curricula for the specializations: Acoustics, Biophysics, Experimental Physics, Computer Physics, Theoretical Physics and Environment Protection differ only in the course and monographic lectures in the programme of the 4th and 5th years of study. In cooperation with the Medical Academy of Pozna? we lead three-year day courses for licentiate in Hearing Prosthetics. Graduates are entitled to fit hearing aid devices and run hearing-aids services. The Faculty of Physics offers four-year courses within the Doctoral Studies in the specialisation's of condensed state physics, optics and acoustics.

• Hörgeräte mit verschiedenen Regel-Zeiten bei Verständlichkeitsuntersuchungen [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Hojan, J. Molenda, H. Fastl and D. Hojan-Jezierska
[A]

Bemerkenswert ist, das die getragene Hörgeräte, bei Schwerhörigen noch vorhandene - normale Gehöreigenschaften, verschlechtern können; es ist zu vermuten das es sich hier von allen um Zeitauflösungsvermögen handelt. Es wird zu überprüfen sein, in wie weit diese Verschlechterung des Zeitauflösungsfaktors einhergeht und welche Sprachverständlichheit von Schwerhörigen Personen, insbesondere bei Verwendung von Hörgeräten mit einstellbaren Stell - und Regelschaltungen, erzielt werden kann.

Hojan-Jezierska, D.

• The Polish version of the APHAB Method for young people [DAGA 2002 (Bochum)]
  K. Sworek, A. Furmann, E. Hojan and D. Hojan-Jezierska
[A]

The Abbreviated Profile of Hearing Aid Benefit (APHAB) is a self-assessment scale which can be used for quantifying the disability associated with a hearing loss and the reduction of disability associated with a hearing aid. The original English of the APHAB was directly translated into Polish and administered to sixty-six native Polish speaking young adults. Significant differences were noted between the normative data for the English and Polish versions.

• Physik- und Akustik-Ausbildung in Polen am Beispiel der Adam Mickiewicz Universität in Poznań [DAGA 2003 (Aachen)]
  E. Hojan and D. Hojan-Jezierska
[A]

Total number of students in Poland the institutions of higher education at the university levels amounts to 630.000 which makes 15 students per 1000 citizens. Presently in Poland, there are 13 Universities, 18 Technical Universities and 12 Medical Academies in which physics is learned at selected branches of the studies. The subject of acoustics is learned at 15 schools. The Faculty of Physics University of Adam Mickiewicz in Poznan comprises now the Institute of Acoustics, the Institute of Physics and the Astronomical Observatory, The Faculty of Physics offers day and extramural courses. The five-year day courses are: Astronomy, Physics. Within the direction of Physics there are offer 11 specialisation's. The studies are realised in two stages - after 3 years students get a licentiate degree and after 2 more, having presented a Master's thesis, they get a professional title of Master of Science. The curricula for the specializations: Acoustics, Biophysics, Experimental Physics, Computer Physics, Theoretical Physics and Environment Protection differ only in the course and monographic lectures in the programme of the 4th and 5th years of study. In cooperation with the Medical Academy of Pozna? we lead three-year day courses for licentiate in Hearing Prosthetics. Graduates are entitled to fit hearing aid devices and run hearing-aids services. The Faculty of Physics offers four-year courses within the Doctoral Studies in the specialisation's of condensed state physics, optics and acoustics.

• Hörgeräte mit verschiedenen Regel-Zeiten bei Verständlichkeitsuntersuchungen [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Hojan, J. Molenda, H. Fastl and D. Hojan-Jezierska
[A]

Bemerkenswert ist, das die getragene Hörgeräte, bei Schwerhörigen noch vorhandene - normale Gehöreigenschaften, verschlechtern können; es ist zu vermuten das es sich hier von allen um Zeitauflösungsvermögen handelt. Es wird zu überprüfen sein, in wie weit diese Verschlechterung des Zeitauflösungsfaktors einhergeht und welche Sprachverständlichheit von Schwerhörigen Personen, insbesondere bei Verwendung von Hörgeräten mit einstellbaren Stell - und Regelschaltungen, erzielt werden kann.

Holewa, A.

• Modenanalyse breitbandiger Schallfelder in Strömungskanälen [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Holewa, L. Enghardt and U. Tapken
[A]

In dem von modernen und zukünftigen Flugtriebwerken abgestrahlten Lärmspektrum stellen die breitbandigen Schallfeldkomponenten einen zunehmend wichtigeren Bestandteil dar. Zur Bestimmung der von einer Triebwerkskomponente - wie etwa dem Fan im Triebwerkseinlauf - angeregten komplexen dominanten Schallfeldstrukturen und zur Quantifizierung der insgesamt abgestrahlten Schallleistung entwickelt das DLR derzeit ein neues Verfahren zur Analyse der Schallmoden in den angeschlossenen Strömungskanälen. In einer experimentellen Untersuchung konnte bereits gezeigt werden, dass die Beschreibung breitbandiger Schallfelder in Strömungskanälen als Überlagerung vieler modaler Freiheitsgrade möglich und sinnvoll ist. Für diesen Nachweis wurde ein Analyseverfahren entwickelt, welches auf der Verwendung sämtlicher Kreuzspektren eines feststehenden Mikrofonarrays beruht. In der praktischen Anwendung sind feststehende Mikrofonarrays aufgrund der großen Anzahl benötigter Mikrofone bei hohen charakteristischen Frequenzen jedoch ungeeignet. Deshalb wird der Versuch unternommen, das Schallfeld mit einer drehbaren Mikrofonsektion schrittweise zu erfassen und die Analysemethode entsprechend anzupassen. Es ergeben sich im Vergleich zur feststehenden Mikrofonanordnung mehrere Fragestellungen: Da nur diejenigen Kreuzspektren in die Analyse eingehen können, deren Zeitsignale synchron aufgezeichnet wurden, geht eine unvollständige Kreuzspektralmatrix in den Lösungsalgorithmus ein. Die Methode geht von einem statistisch konstanten Mittelwert des Schallfelds aus; die zeitliche Schwankung dieses Mittelwerts bestimmt die Fehleranfälligkeit des Verfahrens. Der Informationsgehalt der gewonnenen Messdaten hängt stark von den gewählten Traversierungsschritten ab.

Holmberg, M.

• An Auditory Model for Coding Speech into Nerve-Action Potentials [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Holmberg and W. Hemmert
[A]

Information coded within the spike-trains of auditory nerve fibres provides the basis for spectral, temporal, and spatial information processing at higher levels in the auditory pathway. Here we present an auditory model that codes audio signals into action potentials. A wave-digital filter models the inner ear and provides spectral decomposition. A phenomenological model of the active amplification of the outer hair cells compresses the dynamic range up to 80 dB, while matching the level-dependent shape of the active inner ear filters. Fluid forces, derived from basilar membrane displacement, deflect the inner hair cell (IHC) stereociliary bundle. The deflection opens ion channels and the resulting current triggers an IHC receptor potential, which in turn activates voltage-dependent calcium channels. The intracellular calcium concentration controls the fusion probability of vesicles close to the synapses. Fusing vesicles release neurotransmitter, which elicits action potentials in the auditory nerve fibre (ANF). Adaptation is caused by depletion of a pool of vesicles in the vicinity of the synapses (ready releasable pool) and ANF refractoriness. Tests with voiced speech show that formants, but not individual frequency components, are resolved in the ANF spike-trains. The representation conserves periodicity in the form of amplitude modulation with the fundamental frequency. Thus speech sounds are coded into a spatio-temporal pattern rather than a pure frequency-place code. The additional temporal information is thought to be important for speech intelligibility in noisy and reverberant environments.

• Auditory-based Automatic Speech Recognition [DAGA 2005 (München)]
  M. Holmberg, D. Gelbart and W. Hemmert
[A]

In this paper we evaluate a model of peripheral auditory processing on a standardized automatic speech recognition test. The setup allows us to assess how different steps in the transformation from sound signal to auditory nerve action potentials affect speech recognition in noise. The inner ear model features large dynamic compression (60 dB) and realistic, level-varying filter shapes. The sensory cell model has a limited dynamic range, which requires matching of compression and sensory cell. We also compare this complex model with a simplified, computationally more efficient model of auditory processing. Given the highly non-linear nature of our inner-ear model, speech recognition yields surprisingly high recognition scores, comparable to classical mel-frequency cepstral coefficients (MFCC). One of our conclusions is that adaptation can improve speech recognition, especially in noisy conditions. Adaptation is a basic principle of neuronal processing, which accentuates signal onsets. Applying our simplified adaptation model to a standard feature extraction scheme (MFCC) enhanced recognition accuracy in noise (AURORA task, complex backend, averaged recognition scores) from 56.40 75.6% (clean training condition). This corresponds to a relative improvement of the word error rate by 41%.0 Adaptation outperformed RASTA processing (relative improvement 31%), which is commonly used in handheld devices.

• How Onset Neurons Process Speech Sounds [DAGA 2005 (München)]
  W. Hemmert, M. Holmberg, C. Schmid and U. Ramacher
[A]

Fine-grained temporal information processing is a hallmark of the auditory system, which enables robust speech recognition even in noisy environments. Here we present an inner ear model which codes sound signals into trains of nerve-action potentials, and a model of so-called onset neurons, which extract temporal features of speech signals. Frequency analysis was achieved using a wave-digital filter model of the inner ear's hydrodynamics, which conserves the temporal structure of sound signals. The inputs of multiple nerve fibers covering broad frequency bands were fed to onset units. These neurons exhibit an extraordinarily fast membrane time constant, mainly due to a low-threshold, fast activating potassium channel. They are triggered by voiced speech signals where they code the pitch. For tonic stimuli the potassium channel shunts the input currents with the result that these neurons fire preferentially at signal onsets.

Holmerg, M.

• Coding of Auditory Information into Nerve-Action Potentials [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Hemmert, M. Holmerg and M. Gerber
[A]

Neuronal sound processing requires compression of the dynamic range of acoustical signals to the limited dynamic range which can be coded by neurons. Here I present a compressive inner ear model followed by a realistic inner hair cell model. Frequency analysis was achieved using a wave-digital filter model of cochlear hydrodynamics. Numerically stable dynamic compression was realized by adding second-order resonators at the cochlea's outputs and modulating their quality factors (Q) using a Boltzmann function. Cascading multiple (four) resonators and modulating their Q-values from 10 to 1 accomplished up to 80 dB compression together with reasonably broad response curves. Stereociliary bundles of the inner hair cells were stimulated by fluid forces derived from basilar-membrane displacement. Transduction currents caused an inner hair cell receptor potential, which in turn activated voltage dependent Ca-channels. Elevated Ca-levels caused fusion of synaptic vesicles and finally elicited nerve action potentials. The kinetics of vesicle fusion was modelled according to recent measurements. The model reveals that the dynamic range problem can not be solved by mechanical compression in the cochlea alone. In addition, neuronal feed-back mechanisms have to be introduced, which finely control BM-vibration by efferent feedback to cochlear mechanics and to the afferent synapses terminating of the inner hair cells. The spike trains transmitted by the auditory nerve fibres to the cochlear nuclei and further to the midbrain allow for both spectral and temporal information processing, which is required for robust speech recognition, especially in noisy environments.

Holschneider, M.

• Einschwinggeräusche von Labialpfeifen analysiert mit der Wavelet-Transformation [DAGA 2005 (München)]
  S. Zschernig, S. Bergweiler, R. Gerhard-Multhaupt and M. Holschneider
[A]

Wir haben Unterschiede im Klang von labialen Orgelpfeifen analysiert. Die Pfeifen unterscheiden sich in der Stärke der Resonatorwände. Wir untersuchten Pfeifen mit konischem (bei konstantem Innendurchmesser der Pfeife(!) vom Labium bis zum offenen Ende dünner werdend) und mit gleichmäßigem Wandungsprofil. Ansonsten ist die Form der Pfeifen identisch und sie wurden gleichartig intoniert. Untersucht wurden 16 Pfeifen - acht von jeder Sorte. Somit konnte eine sinnvolle statistische Auswertung erfolgen.

Während Steffen Bergweiler u.a. auf der DAGA 2003 Ergebnisse bezüglich der Spektren des eingeschwungenen Pfeifenklanges vortrug, wird nun über die Analyse der Einschwingvorgänge berichtet. Aufnahmen von Einschwingvorgängen, die sich bei gleichen Druckverläufen in den Pfeifenfüßen ergaben, wurden analysiert und verglichen. Dabei erwies sich die Wavelet-Transformation als praktisches Werkzeug für die Zeit-Frequenz-Analyse nichtstationärer Schwingungen.

Holstein, P.

• Dauerüberwachung von Umweltlärm – Erfahrungen aus dem praktischen Betrieb am Beispiel der Expo 2000 in Hannover [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  P. Holstein, R. Giese, M. Oehlerking and G. Müske
[A]

Umweltlärm stellt in zunehmendem Maße eine Minderung unserer Lebensqualität dar. Die Erfassung über längere Zeiträume war technisch bisher mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Dank eines modernen Messkonzepts, das auf einer Kombination aus Datenlogger und -server beruht, ist es praktikabel möglich, Messungen über Monate hinweg durchzuführen und detailliert auszuwerten. Am Beispiel der Dauergroßveranstaltung EXPO 2000 in Hannover soll die Technik und Problemstellung erläutert werden. Die Weltausstellung veranstaltete wesentliche Teile ihres Veranstaltungsprogramms im Freien. Um Lärmstörungen der nächstgelegenen Anwohner um das Gelände herum auf ein Minimum zu begrenzen, wurde ein gemeinsames Lärmminderungskonzept ausgearbeitet. Zur Erfassung und Überwachung waren deshalb auf der Expo 2000 in Hannover drei wetterfeste Schallmessstationen sowie eine Wetterstation im Dauereinsatz um Daten zur Lärmbelastung aufzuzeichnen. Im Vortrag werden die Auswahlkriterien für die Messpunkte und die Einsatzzielrichtung unter den Bedingungen der Fernbedienung und Fernwartung diskutiert. Die Stationen dienten der lückenlosen Erfassung von Mittelungs -und Maximalpegeln. Eine Aufgabe war dabei die Zuordnung von Messwerten zu Störgeräuschen an Hand automatischer Tonaufzeichnungen. Die Berechnung von statistischen Pegelgrößen erlaubt die Diskussion der Hintergrundgeräuschanteile in beliebigen Zeitabschnitten. Die Berechnung der Impulszuschläge sowie die Bestimmung der lautesten Nachtstunde (gemäß TA-Lärm) waren Bestandteil des Langzeiterfassungsprogramms. Neben der Erläuterung der technischen Möglichkeiten der Messstationen und der Benennung der Messgrößen werden der Einsatz von Triggerschwellen zur Audioaufzeichnung von ''lärmenden'' Ereignissen sowie die Trennung von Geräuschquellen mit Hilfe von aufgezeichneten Terzspektren diskutiert. Die Umsetzung der Problemstellungen für die EXPO 2000 wird an Beispielen für Messabläufe, Datenrecording im Komplex mit Tonaufzeichnungen sowie Datenaufzeichnung, automatisierte Auswertungen und Archivierung von großen Datenmengen demonstriert.

• Studie zur Korrelation von verkehrsbedingter Lärm- und Partikelemission [DAGA 2002 (Bochum)]
  P. Holstein and U. Franck
[A]

Die Ursachen von Lärm in städtischen Bereichen sind ebenso komplex wie dessen Bewertung. Voraussetzung für eine objektive Erfassung sind ein entsprechendes Netz von Messstellen und eine ausreichende Dauer der Messungen. Dies betrifft sowohl die Erfordernisse der zeitlichen als auch räumlichen Statistik. Verkehrslärm, der schätzungsweise für etwa 50% der gesamten Lärmbeeinflussung verantwortlich ist, hat sowohl langfristige Auswirkungen auf die Gesundheit - es sind z. B. Studien über die Korrelation mit Herz- und Kreislaufkrankheiten veröffentlicht worden - als auch auf die unmittelbare Lebensqualität. In Städten, die über einen großen Wohnungsüberschuss verfügen, sind extrem von Verkehrslärm und -abgasen betroffene Straßenzüge von einem auffälligem Leerstand gekennzeichnet. Interessant ist auch der Zusammenhang zwischen Lärmbelastung und anderen Belastungstypen. Da Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, vor allem unter dem Aspekt der Dauerbelastung, zu den Hauptverursachern von Verkehrslärm gehören, ist bei einem erhöhtem Lärmpegel auch mit einer steigenden Belastung durch Abgase und luftgetragene Partikel rechnen. Die Problematik wird im Artikel an einigen Beispielen verdeutlicht, die im Rahmen einer Studie zur Korrelation von Lärmdaten und von Partikel- und Abgasemission in einem extrem verkehrsbelasteten innerstädtischem Bereich gewonnen wurden.

• Die Rolle des klassischen Demonstrationsversuches im multimedialen Kontext [DAGA 2003 (Aachen)]
  P. Holstein, D. Mackenzie, J. Hübelt and P. Költzsch
[A]

Der multimediale Zugang kann in vielen Fällen Ausbildungsinhalte effektiv unterstützen oder erst möglich machen. Auf experminentelle Hardware im Sinne von speziellen Demonstrationsexperimenten kann dabei weitgehend verzichtet werden. Die Möglichkeiten, die moderne Softwarewerkzeuge bieten, verringern jedoch nicht die Bedeutung des klassischen (Vorlesungs-)Experiments in der Akustik. Von besonderer Bedeutung ist das Bedienkonzept für die Experimente. Der Vortragende wird vom eigentlichen Programmablauf, einschließlich des didaktischen Teils der unterstützenden Präsentationssoftware, entlastet und kann sich deshalb auf die Erklärung des eigentlichen Lehrinhalts aus akustischer oder physikalischer Sicht konzentrieren. Der Schwerpunkt des Lern- und Vertiefungseffekts wird infolgedessen auch weiterhin durch das reale Experiment bestimmt, das in der Regel nachhaltiger und überzeugender wirkt als reine computergestützte Demonstrationen. Die multimediale Präsentation kann aber auch bei Bedarf die Simulation des kompletten Versuchs umfassen. Der zusätzliche Aufwand an technischen Geräten kann innerhalb dieses Konzepts drastisch reduziert werden (z.B. keine zusätzlichen Generatoren oder Verstärker). Es sei darauf hingewiesen, dass die Module so konzipiert sind, dass sich inhaltliche Schwerpunkte verschieben lassen (z.B. Betonung von Signalverarbeitungsaspekten) oder die Ausbildungsinhalte modifiziert werden können. Beispielsweise sind mit den Modulen auch Versuchspraktika oder didaktisch orientierte Vorträge mit und ohne experimentellem Anteil zusammenstellbar. Die Module wurden unter MATLAB entwickelt. Neben dem Versuchsmodell ist ein kleineres akustisches Spektrometer für die Realisierung des Konzepts ausreichend. Der Vortrag beinhaltet eine experimentelle Demonstration des Konzepts an Versuchen zur Frequenzabhängigkeit verschiedener akustischer Effekte.

• Ein alternatives Konzept zur Realisierung eines wetterfesten digitalen Messmikrofons mit hoher Dynamik [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Müller, P. Holstein and G. Fischer
[A]

Hochwertige Messmikrofone basieren heute üblicherweise auf Kondensator-Mikrofonkapseln in der seit Jahrzehnten bewährten Niederfrequenzschaltung. Übliche Kapazitäten der Mikrofonkapseln in der Größenordnung von höchstens einigen zehn pF erfordern den Einsatz von Impedanzwandlern mit Eingangswiderständen im Gigaohm-Bereich, um eine genügend tiefe untere Grenzfrequenz zu erreichen und die elektrischen Verzerrungen zu minimieren. Bereits geringste Verschmutzungen und Feuchtigkeit können somit erhebliche Messfehler verursachen. Das hier vorgeschlagene Konzept verfolgt einen anderen Ansatz, der die Digitalisierung der Messwerte prinzipiell einschließt. Obwohl weiterhin konventionelle Mikrofonkapseln verwendet werden, treten keine hohen Impedanzen auf. Daraus folgt die verbesserte Resistenz gegenüber Umwelteinflüssen, die dadurch weit weniger in das Ergebnis eingehen. Es bietet sich besonders der Einsatz im Außenbereich an. Eine weitere Motivation besteht darin, dass die vorgeschlagene Lösung einen großen Dynamikbereich ermöglicht. Die Notwendigkeit einer Messbereichsumschaltung entfällt. Anhand von Simulationen werden die theoretisch erreichbaren Eigenschaften gezeigt und der Einfluss von Bauelementetoleranzen und Drift diskutiert. Erste Messergebnisse vervollständigen die Darstellung. Die praktische Ausführung nach AES42 ist unproblematisch.

• Sound- und Mustererkennung unter Nutzung von Spracherkennungs-Technologien [DAGA 2003 (Aachen)]
  D. Hirschfeld, R. Hoffmann, P. Holstein and M. Koch
[A]

Für vielfältige Klassifikations- und Diagnoseaufgaben (Qualitätskontrolle von Bremsbelägen, Überwachungsaufgaben z.B. Detektion von Störzuständen in Getrieben, Sound-Design technischer Geräte und Kfz, usw.) werden heutzutage akustische Signale eingesetzt. Die eigentliche Aufgabe der Klassifikation ist jedoch zumeist noch an menschliche Experten gebunden, die mit langjähriger Erfahrung die zu beobachtenden Signale auditiv bewerten und daraus auf den Systemzustand schließen können. Aus akustischer Sicht ist das menschliche Gehör jedoch keineswegs optimal an solche Aufgaben angepaßt, da es nur Signalkomponenten im Bereich des Hörschalles erfassen kann, und bezüglich der Frequenzauflösung und der zeitlichen Auflösung beschränkt ist. Technische Systeme sind für solche Klassifikationsaufgaben sehr gut geeignet, da sie hinsichtlich der Merkmalsdetektion beliebig genau an das Problem angepaßt werden können, reproduzierbare Ergebnisse liefern und keine Ermüdungserscheinungen aufweisen. Unter bestimmten Bedingungen ist eine objektivierte Klassifizierung und Erkennung auch unter akustisch rauhen Bedingungen von großer praktischer Relevanz. Die Sprach- und Mustererkennung stellt Standard-Algorithmen für die Objektbeschreibung und Klassifikation zeitlich veränderlicher akustischer und optischer Muster zur Verfügung, aus denen je nach Schwierigkeitsgrad der Klassifikationsaufgabe (Merkmalsgewinnung, Musterstruktur, geforderte Robustheit) die geeignetsten zusammengestellt werden können. Der Beitrag beschreibt anhand von Beispielen (Vogelstimmen-Erkennung, Klassifikation von Bremsgeräuschen) die erfolgreiche Anwendung von Spracherkennungsverfahren zur Klassifikation akustischer Signale.

• Concepts and Realization of Acoustical Tomography [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Holstein, A. Raabe, R. Müller, M. Barth, D. Mackenzie, E. Starke and M. Seliger
[A]

Tomographic techniques are powerful tools for obtaining insight into physical or chemical properties of areas and volumes. There is also a trend to develop these procedures for non-stationary conditions.

We present the realization of a prototype version of a tomographic system for industrial and scientific applications. It includes conceptual work on several levels. Firstly, the hardware of the system should consist, as far as possible, of an existing product - a multi-channel system with active output. The hardware solution can be applied under a variety of conditions (scalable areas/volumes, adaptive frequencies appropriate to the target and to the physical problem, resilience to background noise etc.). This will be discussed in the technical part of the talk. Secondly, a general software concept (including several layers of real-time and near-real-time algorithms, inversion techniques and the user interfaces) will be presented and applied to the tomographic system. MATLAB toolboxes for control, algorithms and presentation form the core of the numerical tomography concept. It will be demonstrated that the concept can be applied to tomographic problems of various sizes (scalability). Two examples are given which demonstrate the scalability of the concept. A small-scale model-size experiment (for educational purpose) of about 1 square meter and an example indoor climate investigation (for a sports hall) are presented. It is intended to use the tomographic system for educational purposes as well as for the training, preparation and realization phases of expensive measurement campaigns.

• Ein alternatives Konzept zur Realisierung eines digitalen Kondensatormikrofons mit hoher Dynamik [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Müller and P. Holstein
[A]

A concept has been recently presented for high-frequency condenser microphones (DAGA 2003. Especially, it is appropriate for high-quality microphones for measurement purposes. In this connection, the capacity of the microphone capsule dominates the frequency behaviour of a LC-generator. The non-linearity, which is a results of Thomson's relationship, can be compensated to a large extent. This results in large range of dynamics. In this contribution, an approach will be discussed for adequate demodulation and digitization. The proposed procedure are characterized by low noise and extremely small non-linear distortions, as well. Simulations and experimental results are compared.

• Extended Impedance Tube Measurements of Porous Absorbers [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Sarradj, J. Hübelt, E. Elsaghir and P. Holstein
[A]

Samples of porous absorbers are commonly characterised by their absorption coefficient and surface impedance. For measurements, standard Kundt's tube or impedance tube method is used. In the paper, the use of extended measurement techniques to get the characteristic impedance and the propagation constant is demonstrated. It is shown that to know these parameters is advantageous as they provide information about the material rather than the sample.

• Wavelet-Transformation und Verzahnungsgeräusche [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Bader, P. Holstein and H. Marx
[A]

The investigation of gear noise emitted by automotive tooth gears has gained increasingly in importance. The activities are focused on the reduction of acoustic emissions and the detection of gear failures. For these purposes, standard procedures of joint-time-frequency-analysis are applied, based on the short time fourier transformation. With this method important information resulting from non-stationary events are often detectable only with difficulty. Many problems also result from the large amount of data Produced by sampling in audio-quality when post-processing algorithms are applied for further data treatment.

In many cases, the amount of data prevents real-time analyses with conventional tools, which are therefore only of limited use for quality inspection.

For this reason, a wavelet analysis treatment for streaming data has been implemented on DSP boards in real time mode. The method is tested on several types of tooth failures and compared with wavelet analysis in post-processing mode and conventional joint time frequency analysis. The objects under investigation were spur gears of balancer systems. These units are responsible for compensation of second-order inertia forces and run at a speed of up to 12000 rpm.

It is demonstrated that non-stationary methods such as the proposed wavelet techniques are suited to recognize and in particular to classify tooth failures to a better extent than the conventional JTFA analysis techniques. The system is designed to use FFT- and wavelet-based DSP techniques in a complementary manner at the real-time level. The DSP modes are part of a general modular software system extending over several levels.

• An Educational Model for Acoustic Tomographic Imaging [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Barth, P. Holstein, A. Raabe and M. Seliger
[A]

A model apparatus is presented which has been especially designed for educational purposes and experimental testing of tomographic algorithms. The system is similar to an acoustic tomographic system which has been developed to observe local differences in the sound speed in order to recalculate images of physical parameters which influence the sound speed fields under natural conditions. This technique has been extended to a more general environment. The basis is an acoustic multi-channel spectrometer operating in the audio range. The model spectrometer completely controls the acoustical experiment (emission and reception). The modular approach is implemented over several levels including the real-time DSP-software, the driver for the acoustic spectrometer and the data-processing concept. The controlling software and the algorithmic part have been developed within the framework of a general toolbox concept for acoustic spectrometers. The extension of the transportable model enables frequency- and travel-time scaled experiments within the audio and near-ultrasonic range. Different tomographic algorithms can be experimentally verified and optimised due to the modular structure, which enables the easy replacement of code modules. Possible physical effects which can be investigated even under laboratory conditions include the reconstruction of temperature fields and flow fields.

• Messung akustischer Parameter für tomografische Verfahren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Domke, P. Holstein and A. Raabe
[A]

Der Einsatz des Verfahrens der akustischen Laufzeittomografie ist überall dort möglich und interessant, wo mechanische Wellen in fluiden Systemen auftreten, wobei deren Ausbreitungsgeschwindigkeiten durch die Eigenschaften des Mediums bestimmt sind. Durch die freie Skalierbarkeit des Verfahrens bieten sich Anwendungen für Flächen mit Kantenlängen von einem bis zu mehreren hundert Metern an. Es gab bereits erste Anwendungen im Bereich raumklimatischer Fragestellungen wie z.B. der Effizienz der Auslegung und Funktion von Klimaanlagen in Hallen und auch von Strömungen in Windkanälen und Konvektionskammern. Die Gewinnung der akustischen Parameter als Grundlage für die tomografische Rekonstruktion erfolgt mit MATLAB-Algorithmen über eine Vielkanal-Messhardware mit Schallsendern und Schallempfängern. Dabei beeinflussen besonders die Schallwandler die Messung in hohem Maße. Neben einer auf das Messproblem angepassten Auswahl bzw. Konstruktion der Schallwandler hat deshalb die Kompensation von deren Einfluss im Rahmen einer korrigierenden Signalverarbeitung eine große Bedeutung. Dies geschieht mittels Vor- und Nachkorrektur (Pre- und Postprocessing) in zwei Schritten, welche sich effizient in den Messalgorithmus einbetten lassen. Zur Vorkorrektur werden spezielle, an Schallwandler und Untersuchungsobjekt angepasste Anregungssignale verwendet. Die Nachkorrektur kompensiert insbesondere die Wandlerlaufzeit und richtungsabhängige Übertragungseigenschaften, die sich aus der Anordnung der Schallwandler um das Untersuchungsobjekt ergeben. Die Optimierung des Messablaufs und der Algorithmik sowie die einheitliche Programmierung der Datenaufzeichnungs- und -analysesoftware in MATLAB erlaubt inzwischen eine sofortige Erzeugung von Tomogrammen während der Messung.

• Durchführung und Auswertung akustischer Messungen mit MATLAB [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Domke, P. Holstein and A. Schreiber
[A]

MATLAB eignet sich mit seiner matrixorientierten Datenstruktur sehr gut als offenes System für die Auswertung von (mehrkanaligen) akustischen Signalen. Durch Nutzung seiner effizienten mathematischen Algorithmen kann ein Anwender schnell und effektiv ein Postprocessing zur Auswertung seiner Messdaten vornehmen. Zur Durchführung der Messung selbst muss eine geeignete Verbindung zwischen MATLAB und der Messhardware hergestellt werden. Professionelle Soundkarten erlauben mit Abtastraten von bis zu 192 kHz und Quantisierungen von bis zu 24 Bit die Durchführung akustischer Messungen mit einer Qualität, die für viele Anwendungen geeignet ist. Zur Durchführung von Messungen unter MATLAB wurden Funktionen in Form von DLL-Dateien erstellt, die eine Abfrage bzw. ein Einstellen der Parameter der Soundkarte sowie die Ausgabe von Anregungssignalen und das Aufnehmen von Messsignalen ermöglichen. Diese lassen sich wie gewöhnliche Funktionen im Command Window von MATLAB aufrufen. Der Zugriff auf die Soundkarte erfolgt über die vom Hersteller mitgelieferte ASIO API mit samplesynchroner Ein- und Ausgabe mehrerer Kanäle. Weitere einfache Funktionen für erste Auswertungsschritte und eine grafische intuitive Bedienoberfläche sind ebenfalls im erstellten Funktionspaket enthalten.

• Verzerrungsmessungen mit digitalen akustischen Sensoren [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Domke and P. Holstein
[A]

Bei Verzerrungsmessungen wird ein schallabstrahlendes Objekt (zum Beispiel ein Lautsprecher) mit einer Sinusschwingung angeregt und das abgestrahlte Schallsignal zur Analyse mit einem Messmikrofon aufgezeichnet. Das verwendete Messmikrofon muss dabei in Verbindung mit dem Messgerät sowohl den hohen Pegel der anregenden Sinusschwingung als auch den niedrigen Pegel der Verzerrungsprodukte übertragen können. Der Dynamikumfang von Messmikrofonen ist dazu im Allgemeinen ausreichend. Eine Verringerung der Messdynamik kann jedoch durch zwischen Messmikrofon und (digitalem) Messgerät befindliche analoge Signalverarbeitungsstufen (Vorverstärker, Filter, usw.) sowie durch die AD-Umsetzung im Messgerät erfolgen. Im Vortrag wird beschrieben, wie durch Verwendung eines Messmikrofons mit integriertem AD-Umsetzer der Dynamikbereich der Mikrofonkapsel für Verzerrungsmessungen vorteilhaft ausgenutzt werden kann. Weiterhin erfolgt ein Ausblick auf weitere Verbesserungen durch die Integration digitaler Signalverarbeitungsalgorithmen in akustische Sensoren.

Holsteyns, F.

• Untersuchungen zur Kavitation und Reinigung bei Megaschall [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Otto, T. Nowak, R. Mettin, F. Holsteyns and A. Lippert
[A]

While ultrasonic cleaning is well established as a major application of cavitation, the detailed mechanisms and the optimization of parameters are still under investigation. This is true in particular for the higher frequency range, where more gentle cleaning of surfaces can be achieved, and where the treatment of nanostructured material is within the scope. We report on experimental investigations of megasound cavitation characteristics and effects with respect to surface cleaning and erosion. The methods include visual bubble observations, luminescence measurements, and acoustic measurements.

• Frequenzskalierung von Doppelschicht-Kavitationsstrukturen [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Nowak, R. Mettin, W. Lauterborn and F. Holsteyns
[A]

Kavitationsstrukturen und -effekte werden bei verschiedenen Anregungsfrequenzen untersucht. Hierfür wurden z.T spezifische Wandler hergestellt, um die Schallfeldgeometrie mit der Wellenlänge zu skalieren und deren Einfluss jeweils möglichst ähnlich zu gestalten. Untersuchungsmethoden sind Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, Lumineszenz- und akustische Emissionsmessungen sowie Reinigungs- und Erosionstests. Erste Ergebnisse zeigen einen Bereich, in dem eine gewisse Skalierbarkeit mit der Wellenlänge gegeben ist. Damit könnte man eventuell zu sehr hohen Frequenzen, bei denen die aktiven Blasen nicht mehr beobachtbar sind, extrapolieren.

Holt, R.G.

• Akustische Stabilität einer sonolumineszierenden Blase [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Holzfuss, M. Rüggeberg and R.G. Holt
[A]

Eine einzelne Blase wird durch eine stehende Ultraschallwelle in Wasser levitiert. In bestimmten Regionen des Parameterraumes emittiert die Blase Lichtpulse (Einzelblasensonolumineszenz). Eine der faszinierenden Eigenschaften dieses Phänomens ist die enorme räumliche Stabilität, bei der die Blase wie angeheftet im Raum schwebt. Wir zeigen, daß diese Stabilität ihre Ursache in komplexen Wechselwirkungen mit dem Resonatorgefäß hat. Wir konnten zeigen, daß die Blase zusammen mit dem Lichtpuls eine Stoßwelle in die Flüssigkeit aussendet. Diese Stoßwelle ist verantwortlich für die beobachteten Effekte

Holters, M.

• Parametric Recursive Higher-Order Shelving Filters [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Holters and U. Zölzer
[A]

Recursive shelving and peak filters are commonly used in audio equalization. Their main characteristic is to amplify or attenuate a certain frequency band by a given gain, while leaving signal components outside the respective band unaltered. For parametric equalizers, it is desirable to have a filter structure that allows for easy and independent adjustment of the width and center frequency of the respective band, as well as of the gain in that band.

For a long time, such parametric structures where known only for first-order high and low shelving filters and second-order peak filters. Recently, Keiler proposed a structure that allowed independent control of gain for second-order high and low shelving and fourth-order peak filters.

In this paper, we present a filter design for arbitrary-order shelving filters, as well as a suitable parametric filter structure. The design is based on analog Butterworth low pass filters yielding low shelving filters, decomposed such that the gain can be easily adjusted. Transformation to the digital domain and denormalization of the cut-off frequency is performed, keeping gain and cut-off frequency independently controllable. Finally, from the resulting low shelving filter we obtain mid shelving (peak) filters and high shelving filters using a simple manipulation, providing the desired parametric filter structure.

Holtz, F.

• Schalldämmung von Holzdecken im Holzbau – Trittschall-Flankenübertragung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Hessinger, A. Rabold, H.P. Buschbacher and F. Holtz
[A]

Die Prognose der Trittschalldämmung von Holzdecken im Holzbau bereitete besondere Probleme da : 1. die Wechselwirkung zwischen schwimmendem Estrich und Rohdecke eine andere ist als im Massivbau, 2. die Größe der Flankenübertragung in Holzbauten z.T. unbekannt war und 3. viele neue Konstruktionen aus Holz auf den Markt gekommen sind, deren akustische Eigenschaften unbekannt waren. Daher wurde in den letzten Jahren, gefördert durch den Forstabsatzfond und die Deutsche Gesellschaft für Holzforschung, ein umfangreiches Forschungsvorhaben im Bereich der Trittschalldämmung von Holzdecken unternommen. Hauptforschungsschwerpunkt waren Messungen in ausgeführten Bauten, wobei ein besonderes Augenmerk auf die Untersuchung und Quantifizierung der Flankenübertragung gelegt wurde. In diesem Vortrag werden die Ergebnisse vorgestellt, bewertet und mit den derzeitigen Berechnungs- und Prognoseverfahren verglichen.

• Schall-Längsdämmung von Steildächern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Hessinger, A. Rabold and F. Holtz
[A]

Die Schalldämmung von Wohnungs- und Haustrennwänden in Dachgeschoßen wird maßgeblich durch die Schall-Längsleitung in der Dachfläche beeinflußt. Da in den Ausführungsbeispielen Bbl. 1 der DIN 4109 keine Beispiele für den sachgemäßen Anschluß der Trennwände an Steildächer gegeben werden kommt es in Dachgeschoßwohnungen und beim Dachgeschoßaufbau immer wieder zu Defiziten in der Schalldämmung und darüber zu Streitfällen. Um die Planungssicherheit in diesem Bereich zu erhöhen wurde, unter Förderung durch den Holzabsatzfond, in den letzten Jahren ein umfangreiches Forschungsvorhaben initiiert, dessen Schwerpunkte in den folgenden Bereichen lagen : 1. Bestimmung von Kennwerten (Schall-Längsdämm-Maß) für häufig vorkommende Anschlußsituation und Standard-Dachkonstruktionen durch Labormessung 2. Vergleich der Laborergebnisse mit Messungen auf der Baustelle 3. Untersuchung der Abhängigkeit der Schall-Längsdämmung von eingesetzten Dämmstoffen und Dämmstoffdicken 4. Optimierung der Schall-Längsdämmung im Hinblick auf die Mindest-anforderungen der DIN 4109 bzw. erhöhte Anforderungen, Überprüfung geeigneter Maßnahmen, Sanierung von Dächern mit Defiziten in der Schalldämmung 5. Charakterisierung der Stoßstelle ''Dach - Wand'' mit Hilfe der neuen europäischen Kenngröße Stoßstellendämm-Maß 6. Vergleich Schalldämmung - Schall-Längsdämmung von Dächern Erfahrungsgemäß treten die größten Probleme bei Steildächern mit Aufdachdämmung auf. In diesem Vortrag sollen daher für diesen Dachtyp die ersten Ergebnisse vorgestellt werden.

• Trittschalldämmung von Holzdecken bei niedrigen Frequenzen [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Hessinger, A. Rabold, F. Holtz and R. Schläpfer
[A]

Ein besonderer Forschungsschwerpunkt der Bauakustik im Holzbau ist die Trittschalldämmung von Holzdecken. Im Vergleich zu Massivdecken wird die Trittschalldämmung von Holzdecken sehr stark durch niederfrequente Schallübertragungen geprägt. Trittschallübertragungen unter 100 Hz tragen zwar zur Geräuschbelästigung bei, werden aber bei der Berechnung des bewerteten Norm-Trittschallpegel L'n,w nicht mitberücksichtigt. Aus diesen Gründen ergibt sich die Notwendigkeit die Trittschalldämmung von Holzdecken bei niederen Frequenzen zu optimieren. In Zusammenarbeit mit der Lignatur AG aus Waldstatt Schweiz wurde die Wirkungsweise von akustischen Tilgern in einer Hohlkastendecke untersucht. Hierzu wurden Vorversuche des Schwingungsverhaltens im Kleinversuch und Trittschallmessungen im Norm-Prüfstand nach DIN EN ISO 140-06 durchgeführt. Die Ergebnisse der Schwingungsmessungen im Kleinversuch, sowie der Vergleich mit den Trittschallmessungen an realistischen Deckenelementen wird hier vorgestellt.

• Schwingungsverhalten von Holzständerwänden [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Hessinger, H.P. Buschbacher, A. Rabold, M. Leitgeb, R. Ramsteiner and F. Holtz
[A]

Die Schalldämmung von einfachen Holzständerwänden mit den unterschiedlichsten Beplankungen und Dämmstoffen wurde in der Vergangenheit bereits sehr oft untersucht. Zu diesem Thema sollen in diesem Vortrag nun Teilergebnisse eines vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten AiF-Projekts vorgestellt werden. Um ein tieferes Verständnis für die besonderen Mechanismen der Schallübertragung bei Holzständerwänden zu erlangen, wurden die Körperschall-Schwingungsbilder einer Standard-Holzständerwand bei Luftschallanregung im Frequenzbereich zwischen ca. 20 Hz und 750 Hz aufgenommen. In den Meßergebnissen konnten die Eigenschwingungen der Wand sehr gut identifiziert werden : von der 1. Scheiben-Schwingung bei ca. 23 Hz bis zu den Gefach-Schwingungen oberhalb ca. 60 Hz. Die entsprechenden Oberschwingungen für diese Eigenmoden treten ebenfalls auf und sind deutlich sichtbar. Das Verhältnis der Frequenzen von Grund- und Oberschwingungen stimmen mit der Theorie überein. Ein Vergleich mit den Schalldämmkurven zeigt, dass die Einbrüche in der Kurve des Schalldämm-Maßes von der Frequenzlage mit den verschiedenen Körperschall-Schwingungsbildern koinzidieren. Die Schallübertragungen bei den Holzständerwänden können somit den verschiedenen Eigenschwingungen der Wand zugeordnet werden. Es zeigt sich dass die größten Einbrüche durch Gefach-Schwingungen verursacht werden. Durch dieses Verständnis für die Schallübertragungsmechanismen wird es in Zukunft möglich sein die Schalldämmung von Holzständerwänden besser zu prognostizieren. Es wird das Ziel sein über die Variation der Parameter der Beplankung (Material, Dicke, Plattengröße, Raster, ....) die Schalldämmung der Holzständerwände weiter zu optimieren.

• Sound Insulation of Solid Wood Constructions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Hessinger, H.P. Buschbacher, A. Rabold and F. Holtz
[A]

Solid wood constructions in form of laminated timber boards or case-type-building elements have become the basis of many different building elements, like timber floors, walls and roofs. Yet the knowledge on the sound insulation of these elements is rather small. For that reason a research project on the sound insulation of solid wood constructions was initiated by German society for wood research (Deutsche Gesellschaft für Holzforschung DGfH e.V.). Acoustic measurements were performed at the LSW - Labor für Schall- und Wärmemesstechnik GmbH and the results of a preliminary report will be discussed in this paper.

The airborne- and impact-sound insulation of walls and floors built of solid wood constructions has been measured in a test facility according to ISO 140. The test elements displayed the variety of solid wood constructions currently available from timber industry: laminated-timber-boards, case-type-building elements.

Although the airborne sound insulation of the different basic timber construction displayed a great scatter within the results. However as soon as a lining (floating screed, thermal insulation of the wall) is applied to the wall / floor the different elements behave very similar within the frequency dependent R and the Rw.

The different floor elements under investigation showed an impact sound insulation that behaved quite similar within the frequency dependent Ln and the Ln,w.

For practical reason it is therefore sufficient to classify the different construction types of solid wood constructions within one class of elements.

• Schalldämmung von Haustrennwänden in Holzbauweise [DAGA 2005 (München)]
  A. Rabold, J. Hessinger, F. Holtz and H.P. Buschbacher
[A]

Gebäudetrennwände in Holzbauweise werden in Deutschland üblicherweise als zweischalige Konstruktion aus einfachen Holzständerwänden aufgebaut. Diese Konstruktion ermöglicht sehr gute Schalldämmwerte bei mittleren bis hohen Frequenzen. Im niederfrequenten Bereich weisen diese Holzbaukonstruktionen jedoch nur eine geringe Schalldämmung auf. Die Bewohner von Doppel- und Reihenhäusern können diese Schallübertragung im niederfrequenten Bereich als Poltern oder Dröhnen warnehmen. Ziel eines vom Bundeswirtschaftsministeriums über die AiF geförderten Forschungsvorhabens war es diese niederfrequenten Schallübertragungen zu untersuchen und wenn möglich die Schalldämmung der Holzkonstruktionen in diesem Bereich zu verbessern. Diagnosemessungen hatten gezeigt, dass die niederfrequenten Schallübertragungen von Holzständerwänden sehr stark durch die Eigenschwingungen der Wandbeplankungen beeinflusst wird. Auf Grundlage dieser Diagnosemessungen sowie unter Berücksichtigung allgemeiner Grundlagen der Bauakustik wurde ein Maßnahmenpaket von Ansätzen zur schalltechnischen Verbesserungen der Gebäudetrennwände erarbeitet und hinsichtlich der schalltechnischen Wirksamkeit überprüft. Durch Kombination der verschiedenen Maßnahmen konnten zwei unterschiedliche Konstruktionsprinzipien von Gebäudetrennwänden erarbeitet werden, die hinsichtlich ihrer Schalldämmung (bewertetes Schalldämm-Maß Rw und niederfrequente Schalldämmung) den üblichen Standard einer Wand in Mauerwerk- oder Betonbauweise erreichen bzw. je nach Ausführung übertreffen. Eines der Konstruktionsprinzipien arbeitet mit einem Brandschutztextil anstelle der Beplankungen in der Haustrennfuge. Bei einem alternativen Aufbau wird die erforderliche niederfrequente Schalldämmung durch eine Erhöhung der Haustrennfugenbreite zusammen mit einer Verringerung des Ständerrasters erreicht.

• Akustische Wechselwirkung von Holzdecken und Deckenauflagen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Hessinger, A. Rabold and F. Holtz
[A]

Die Trittschalldämmung von Holzdecken ist schon seit längerer Zeit ein Feld intensiver Forschungstätigkeit. In den meisten Fällen wurde hier der bewertete Norm-Trittschallpegel der Deckenkonstruktion untersucht und analysiert. Für das subjektive Empfinden der Bewohner ist jedoch auch der Bereich niederfrequenter Schallübertragungen zu berücksichtigen. Um das Verständnis für die Schallübertragungsmechanismen bei Holzdecken im niederfrequenten Bereich zu erweitern und Hinweise für zukünftige Produktentwicklungen zu geben, wurde ein gemeinsames Forschungsprojekt des ibp Stuttgart, der TU München und des ift Schallschutzzentrums ins Leben gerufen, das sich dieser Fragestellung widmet. Ziel ist es mit messtechnischen und rechnerischen Methoden die Trittschalldämmung der Holzdecken zu untersuchen. Dabei sollen insbesondere die Wechselwirkungen zwischen den Rohdecken und Deckenauflagen analysiert werden. Ein Schwerpunkt liegt hierbei auch im niederfrequenten Bereich. In diesem Beitrag werden die ersten Arbeitsschritte vorgestellt, die im ift Schallschutzzentrum vorgenommen wurden, Auswertungen der vorhandenen Literatur und Datenbankanalysen. Die vorhandenen Daten wurden analysiert mit Hinblick auf die Wirksamkeit des schwimmenden Estrich (Steifigkeit der Trittschalldämmplatte), einer Entkopplung der Unterdecke, sowie von Beschwerungsmaßnahmen.

• Schalldämmung von Holzdecken in der Altbausanierung [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Hessinger, A. Rabold, S. Bacher and F. Holtz
[A]

Die Altbausanierung nimmt gegenüber dem Gesamtvolumen der Bautätigkeit eine immer bedeutendere Stellung ein. Für die richtige Planung einer Sanierung ist jedoch die Kenntnis und Berücksichtigung möglicher Schallschutzanforderungen erforderlich. Als Bauteil, das bei der Sanierung eine besonders sorgfältige Planung erfordert, ist die Trenndecke zu nennen, da sie in Altbauten häufig als Holzbalkendecke ohne ausreichende schalldämmende Maßnahmen ausgeführt wurde. Bezüglich der Einschätzung der Luft- und Trittschalldämmung der Altbaudecke bestehen mangels ausreichender Grundlagen große Unsicherheiten. Dies liegt einerseits an der großen Anzahl an Konstruktionsvarianten und dem Zustand der Altbaudecken. Zusätzlich sind die verbauten Materialien nicht einheitlich, sondern richteten sich nach den vorhandenen Möglichkeiten. Im Rahmen eines von der Deutschen Gesellschaft für Holzforschung e.V. initiierten und aus Mitteln des Holzabsatzfonds HAF und Industriemitteln geförderten Forschungsvorhabens wurden Sanierungsmaßnahmen an Holzdecken unter besonderer Berücksichtigung des Anforderungsprofils einer Altbausanierung untersucht. Hierzu wurden ''typische'' Holzdecken wie sie in Altbauten vorkommen im Labor nachgebaut und kommerzielle Sanierungsmaßnahmen auf diesen Decken erprobt. Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens sollen hier vorgestellt werden.

Holtzhausen, S.

• Optimierung des Schichtaufbaus von Verbundplatten zur Minimierung der Schallabstrahlung [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Hufenbach, O. Täger, M. Dannemann and S. Holtzhausen
[A]

Bei Hochtechnologieanwendungen wird für Leichtbaustrukturen im zunehmenden Maße neben einer hohen spezifischen Steifigkeit und Festigkeit auch ein optimiertes Schallabstrahlungs- und Schwingungsverhalten gefordert, da die Komfort- und Umweltanforderungen stetig steigen. Hier können abstrahlungsgerecht ausgelegte Faserverbundwerkstoffe einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von Leichtbauakustik-Konzepten leisten. Denn anisotrope Mehrschichtverbunde erlauben die gezielte Einstellung des Dämpfungs-, Frequenz- und Abstrahlungsverhaltens auf die dynamischen Belastungen. Die Ermittlung von Verbundvarianten mit minimierter Schallabstrahlung erfordert dabei aufgrund der großen Vielfalt faserverbundspezifischer Entwurfsvariablen wie etwa Faserorientierung und Lagenaufbau den Einsatz leistungsfähiger Optimierungsstrategien auf Basis effizienter Vibroakustik-Simulationsmodelle. Ausgangspunkt zur Entwicklung eines werkstoffgerechten Optimierungsmodells ist ein analytisch basiertes Berechnungsverfahren zur Bewertung der Schallabstrahlung ebener Mehrschichtverbund-Flächentragwerke. Mit diesem Optimierungsprogramm wurde exemplarisch der Einfluss von Lagerungsbedingungen und Schichtanzahl auf das erreichbare Schallleistungsminimum untersucht. Die Optimierungsergebnisse zeigen, dass sich eine feste Einspannung verbunden mit einer hohen Schichtanzahl günstig auf das erreichbare Minimum auswirkt. Es ist somit möglich durch Anpassung vibroakustisch relevanter Entwurfsvariablen und insbesondere durch Auswahl geeigneter Faserwinkelorientierungen die abgestrahlte Schallleistung von Mehrschichtverbunden zu minimieren und so die konstruktive Vielfältigkeit dieses Leichtbauwerkstoffes gezielt für eine funktionsintegrative und ganzheitliche Leichtbaulösung zu nutzen. Dies erlaubt dem Ingenieur die volle Ausschöpfung des Leichtbauakustik-Potentials von anisotropen Mehrschicht- und Hybridverbunden.

Holub, J.

• Objective and Subjective Degradations of Transcoded Voice - Heterogeneous Radio Networks Interoperability [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Holub and O. Tomíska
[A]

The paper describes a speech transcoding experiment, equivalent to heterogenous radio network voice interoperability for the following scenarios: ACELP-MELPe, ACELP-G.722, ACELP-G.729 (always both directions). Such coder tandemings correspond to important practical cases frequently occuring in public safety and other special areas. Three major issues are addressed:

-Subjective speech transmission quality degradation, based on ITU-T P.800 tests: Risks for use of those tandems are discussed from end-user perspective.

-Objective speech transmission quality degradations, based on ITU-T P.862.1 (PESQ-LQ) and ITU-T P.563 (3SQM) algorithms: Possibility of quality on-line monitoring is disscussed from network operator point of view.

-Differences between subjective and objective quality estimates are analyzed, showing these are significantly higher than in single-coder environments, with only limited possibility to decrease these differences by means of additional regression. Thus, a risk arises from replacing the subjective testing by means of automatic quality monitoring.

Finally, recommendations on reducing or complete removing the risks identified above are given.

Holube, I.

• Hörgerätetechnologien [DAGA 2002 (Bochum)]
  I. Holube
[A]

Until the end of the 1980's, only analog hearing instruments were utilized which were adjusted to the individual hearing loss with screw-driver controlled potentiometer trimmers. The development of the integrated circuit chip technology allowed the development of analog hearing instruments that could be programmed digitally with dedicated programming devices or with personal computers. In 1996, hearing instruments were introduced which were digitally programmable and, in addition, offered digital signal processing. It is this third category of hearing aids, which will be the focus of this presentation. Digital signal processing allows for analyzing the input signals and reducing background noise as well as feedback. Also compression algorithms are more advanced than in former hearing instrument technologies. In addition, state of the art hearing instruments usually offer the combination of several microphones for directional filtering. Hearing aid technology has not only progressed in its signal processing capabilities but also in respect to its mechanical and electro acoustical design. Transducers have to meet requirements in size, sensitivity and output power and housings have to fit to the individual ear. Last but not least, hearing instruments have to be fitted to the individual's hearing loss and requirements in every day life situations. For this purpose, fitting software is installed on personal computers in the audiologist's office. This fitting software calculates the hearing aid parameter's settings based on the individual audiogram or loudness scaling data. In addition, fine tuning by including individual preferences and simulations of sound environments is available.

• Messung der Modulationstransferfunktion (MTF) von nichtlinearen Hörgeräten [DAGA 2005 (München)]
  R. Schultz-Amling, S. Fredelake, I. Holube, M. Hansen and R. Blum
[A]

Es wird eine neue Methode zur Messung der elektro-akustischen Eigenschaften moderner nichtlinearer Hörgeräte vorgestellt. Elektro-akustische Eigenschaften von Hörgeräten werden zur Zeit nach Normvorschriften wie z.B. IEC 118 bestimmt. Diese dort vorgeschlagenen Messmethoden beruhen im wesentlichen auf den Erfahrungen mit linearen Hörgeräten und einfachen Kompressionsschaltungen. Die Leistungsfähigkeit moderner Hörgeräte, die meist über eine mehrkanalige, nichtlineare und adaptive Signalverarbeitung verfügen, wird also nicht mit berücksichtigt.

In diesem Beitrag werden Messungen der phase-locked modulation transfer function, MTF-PL (Drullman et al., JASA, 1994) für lang andauernde Sprachsignale in Ruhe und mit Störgeräusch (SNR= +?, +10, +4 dB) vorgestellt. Diese Signale wurden als Eingangssignal für verschiedene moderne nichtlineare Hörgeräte verwendet, die über eine adaptive Signalverarbeitung verfügen, wie z.B. Dynamikkompression und Geräuschreduktion. Die Ausgangssignale jedes Hörgerätes wurden mit einem IEC-711 Kuppler aufgenommen. Aus dem Vergleich von Ein- und Ausgangssignal wurde die frequenz- und modulationsfrequenzabhängige MTF-PL berechnet.

Aus der komplexwertigen MTF-PL wurden folgende Parameter extrahiert, die zur Beschreibung und Unterscheidung verschiedener Hörgeräte nützlich sind: a) die Gesamtzeitverzögerung; b) eine frequenzabhängige Modulationsübertragungsgröße (durch gewichtete Mittelung der MTF-PL), die in engem Zusammenhang mit dem effektiven Kompressionsverhältnis steht; c) die Kohärenz zwischen Ein- und Ausgangssignal. Diese Parameter weisen deutliche Unterschiede zwischen den einzelnen Hörgeräten auf.

Ein wichtiger Vorteil gegenüber herkömmlichen Messmethoden ist die Tatsache, dass realistische Signale verwendet wurden, und keine statischen Sinus- oder Rauschsignale. Außerdem garantiert die Wahl von langen Eingangssignalen, dass sich das Hörgerät angemessen einstellt. Somit ist eine Beschreibung der Leistungsfähigkeit des Hörgerätes in der alltäglichen Situation des Benutzers möglich.

• Erstellung eines Testsignals mit Sprachcharakteristik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  I. Holube, S. Fredelake, J. Bitzer and M. Vlaming
[A]

Zur Analyse und Charakterisierung der Übertragung von Sprache durch ein System (z.B. ein Hörgerät oder ein Telekommunikationsgerät) wird ein Testsignal benötigt, das möglichst alle Eigenschaften von Sprache aufweist. Zu diesen Eigenschaften zählen neben dem Spektrum u. a. auch das Modulationsspektrum und der Grundfrequenzverlauf sowie dessen Harmonische. Künstlich erzeugte Signale erfüllen diese Anforderungen nur unzureichend. Aufnahmen mit realen Sprechern repräsentieren dagegen nur eine Sprache und sind deshalb u. U. nicht international einsetzbar. Deshalb wurde in Zusammenarbeit mit der European Hearing Instrument Manufacturing Association (EHIMA) ein Testsignal erstellt, das auf natürlicher Sprache beruht, aber trotzdem im Wesentlichen unverständlich ist. Das Testsignal wurde aus Aufnahmen von sechs verschiedenen Sprecherinnen mit unterschiedlicher Muttersprache (Englisch, Arabisch, Chinesisch, Deutsch, Französisch, Spanisch) gewonnen. Alle Sprecherinnen wiesen eine ähnliche Grundfrequenz auf und lasen die Geschichte ''Nordwind und Sonne'' in ihrer Muttersprache vor. Die Aufnahmen wurden auf das gleiche Langzeit-Sprachspektrum angepasst, in kurze Abschnitte zwischen 100 und 600 ms zerlegt und in zufälliger Reihenfolge wieder aneinander gehängt. Dadurch blieben alle relevanten Eigenschaften von Sprache erhalten. Eine mögliche Anwendung des neuen Testsignals ist die Bestimmung der Verstärkung von Sprache in Hörgeräten. Viele weitere Anwendungen, bei denen Sprache übertragen, verarbeitet oder als Störer verwendet wird, sind denkbar. [Gefördert durch EHIMA]

• Anwendung eines internationalen Sprach-Testsignals zur Charakterisierung von Hörgeräten [DAGA 2008 (Dresden)]
  I. Holube, M. Hansen, S. Fredelake and M. Kappelmann
[A]

Die Hörgerätesignalverarbeitung hat sich in den letzten 10 Jahren maßgeblich weiter entwickelt. Ein wichtiger Aspekt dabei ist die signalabhängige Veränderung der frequenz- und pegelabhängigen Verstärkung, so dass in der Hörgerätemesstechnik bei Verwendung von standardisierten Messsignalen wie Sinustönen und Rauschsignalen nicht auf die Signalverarbeitung von Hörgeräten bei Sprache geschlossen werden kann. Aus diesem Grund müssen in der Messtechnik Sprache oder sprachähnliche Signale eingesetzt werden. Während der DAGA 2007 wurde ein internationales Sprach-Testsignal (ISTS) basierend auf sechs weiblichen Sprecherinnen vorgestellt. Das ISTS wurde inzwischen in der Hörgerätemesstechnik zur Charakterisierung von simulierten Hörgerätealgorithmen und von kommerziellen Hörgeräten eingesetzt. Mit dem ISTS wurde die Gesamtverstärkung von Hörgeräten bei verschiedenen Eingangspegeln ermittelt. Außerdem wurde mit einer Perzentilpegelanalyse die Verstärkung für leise und für laute Sprachanteile beim gleichen Gesamtsprachpegel berechnet. Die Perzentilpegelanalyse ermöglicht des Weiteren die Charakterisierung der frequenzabhängigen und pegelabhängigen Kompression der Hörgeräte-Signalverarbeitung. Dabei ergeben sich große Unterschiede zum mit Sinustönen bestimmten statischen Kompressionsverhältnis nach DIN ISO 60118. Im Rahmen dieses Beitrags werden sowohl die Perzentilpegelanalyse als auch weitere Messgrößen zur Charakterisierung von Hörgeräten vorgestellt und miteinander verglichen.

Holzer, A.

• Schallemissionen an Schienenbahnen [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Holzer
[A]

''Schallemissionen an Schienenbahnen Umfangreiche Messungen der Vorbeifahrtgeräusche von Zügen auf Nah- und Fernverkehrsstrecken im Raum München und Augsburg sowie an einer Steigungsstrecke (20 â) werden vorgestellt. Diese Messwerte sind gemäß ''Schall 03'' auf Stunden-Mittelungspegel normiert, nach VDI 3723 für die einzelnen Zugtypen energetisch gemittelt und dem ''Grundwert'' 51 dB(A) gegenüber gestellt. Die Ergebnisse lassen auch Rückschlüsse auf den örtlichen Schienenzustand zu.

Holzfuss, J.

• Akustische Stabilität einer sonolumineszierenden Blase [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Holzfuss, M. Rüggeberg and R.G. Holt
[A]

Eine einzelne Blase wird durch eine stehende Ultraschallwelle in Wasser levitiert. In bestimmten Regionen des Parameterraumes emittiert die Blase Lichtpulse (Einzelblasensonolumineszenz). Eine der faszinierenden Eigenschaften dieses Phänomens ist die enorme räumliche Stabilität, bei der die Blase wie angeheftet im Raum schwebt. Wir zeigen, daß diese Stabilität ihre Ursache in komplexen Wechselwirkungen mit dem Resonatorgefäß hat. Wir konnten zeigen, daß die Blase zusammen mit dem Lichtpuls eine Stoßwelle in die Flüssigkeit aussendet. Diese Stoßwelle ist verantwortlich für die beobachteten Effekte

• Sonolumineszenz: Instabile Diffusion und chemische Reaktionskinetik [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Holzfuss and M. Rüggeberg
[A]

Sonolumineszenz einer mit Ultraschall angeregten Gasblase in Wasser ist im allgemeinen gekennzeichnet durch Langzeitstabilität bezüglich der radialen Schwingungsform. In einem großen Parameterbereich kann jedoch beobachtet werden, dass Diffusion durch die Blasenwand und im Inneren ablaufende chemische Prozesse instabil werden. Durch numerische Simulation ist es möglich, die im Experiment beobachteten, nichtlinearen dynamischen Effekte zu deuten und die chemischen Bestandteile innerhalb der Blase zu bestimmen.

Homberg, J.

• Geräuschentstehung und Lärmminderung an Klimaleuchten [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  U. Ackermann, J. Homberg, M. Ringe, H. Fechner and A. Proswitz
[A]

Klimaleuchten dienen zur gleichzeitigen Beleuchtung und Belüftung von Räumen. Bei der Durchströmung der Leuchten entsteht Lärm, der die in den Räumen arbeitenden oder wohnenden Personen belästigt. Der A-bewertete Summenpegel LWA der Schalleistung des Geräuschs von Klimaleuchten ergibt sich aus der Beziehung: LWA = 70logQ - X dB(A), wie umfangreiche Untersuchungen zeigen. Q ist der Volumenstrom in m/h. Die Konstante X ist von der Gehäusegeometrie abhängig und wird im Klimaleuchtenprüfstand des LfL für jede Leuchte mit dem Vergleichsschallquellenverfahren bestimmt. Erste Ansätze zur Lärmminderung ergeben sich, wenn man die Strömung im Gehäuse und die Ausströmung der Luft in den Raum vergleichmäßigt. Da eine optimale Strömungsführung gleichzeitig den Druckverlust erniedrigt, ergibt sich zusätzlich zur Geräuschminderung eine Energieeinsparung. Wird außerdem die Anregung des Lampengehäuses durch Turbulenz verringert, läßt sich auch ohne Schallabsorber eine Lärmminderung von über 10dB(A) erreichen.

Homm, A.

• Schallabstrahlung getauchter Strukturen: Numerische Simulation und Freifeld-Experiment [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Homm and H. Peine
[A]

Die Körperschall-Anregung und die Schallabstrahlung eines vereinfachten getauchten Druckkörpermodells wurden im Frequenzbereich zwischen 50 und 500 Hz gemessen und numerisch berechnet. Die Anregung der Struktur erfolgte punktförmig durch einen eingebauten elektromechanischen Shaker. In dem untersuchten Frequenzbereich sind wenige, jedoch stark angeregte Moden festzustellen, die mit ausgeprägter Richtwirkung abstrahlen. Um Oberflächen und Bodenreflexionen auszublenden, wurden die Freifeldmessungen mit vertikal hängender Linearantenne durchgeführt. Mit Hilfe experimentell ermittelter Dämpfungswerte wird versucht, sowohl das dynamische Verhalten unter Wasser, als auch die Schallabstrahlung mit gekoppelten Finite-Elemente- / Boundary-Elemente-Verfahren zu simulieren. Messungen und Prognosen werden anhand einiger Beispiele verglichen und bewertet.

• Anwendungen der FEM/BEM in der Hydroakustik [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  A. Homm
[A]

Bei der Forschungsanstalt der Bundeswehr für Wasserschall und Geophysik werden u.a. numerische Verfahren, insbesondere Finite Elemente und Boundary Elemente Methoden für Fragestellungen zur Hydroakustik eingesetzt. Sie werden zur Berechnung der dynamischen Eigenschaften fluidbelasteter Strukturen (Modalanalyse), deren Schallabstrahlung ins Wasser oder zur Berechnung der Schallstreuung an Unterwasserstrukturen verwendet. Man hat es also in der Regel mit dem unendlich ausgedehnten Medium Wasser zu tun. Wegen der beschränkten Zeit wird hier nur auf die Berechnungsmöglichkeiten zur Modalanalyse und zur Schallabstrahlung eingegangen. Bei diesen Berechnungen ist immer die Fluid-Strukturwechselwirkung zu berücksichtigen. Dadurch werden die Bedingungen für numerische Simulationen erheblich erschwert. In dem Vortrag wird zunächst kurz auf die Besonderheiten der Berechnung von Unterwasserstrukturen eingegangen. Anhand der Gegenüberstellung konkreter Berechnungsbeispiele mit experimentellen Daten, sollen dann die Grenzen der derzeitigen Möglichkeiten aufgezeigt werden.

• Ein iteratives GMRES-Verfahren zur Berechnung der Schallstreuung an zylinderähnlichen Strukturen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Ochmann and A. Homm
[A]

Die Boundary-Elemente-Methode (BEM) ist ein sehr gut geeignetes Werkzeug zur Berechnung der Schallstreuung an komplexen Strukturen. Da das Oberflächenelemente-modell von realen Streukörpern im hochfrequenten Bereich mehrere zehntausend Elemente enthalten kann, müssen jedoch entsprechend große komplexe und unsymmetrische Gleichungssysteme gelöst werden, die auf der Kirchhoffschen Integralgleichung beruhen. Hierfür bieten sich iterative Lösungsverfahren an. Nach Durchführung einer geeigneten Präkonditonierung wird das Verfahren der verallgemeinerten minimierten Residuen zur Lösung des Gleichungssystems angewandt (Generalized Minimal Residual Method = GMRES). Als Startiteration wird die Plane-Wave-Approximation gewählt, die gerade für konvexe Streukörper im hochfrequenten Bereich gute Näherungen liefert. Die iterative Methode wird getestet, indem die hochfrequente Streuung einer ebenen Schallwelle an einer zylinderförmigen schallharten Struktur berechnet wird. Die Struktur besteht im wesentlichen aus zwei aneinandergefügten Zylindern mit halbkugelförmigen Endkappen. Die zugehörigen Oberflächenmodelle sind aus bis zu ca. 48000 finiten Elementen zusammengesetzt, um einen Frequenzbereich bis zu 20 kHz (in Wasser) abdecken zu können. Eine Rechnung bei 20 kHz dauert etwa 18 Stunden auf einem Standard Pentium PIII PC. Es werden bistatische und monostatische Richtcharakteristiken bei 15 kHz sowie Frequenzkurven von 15 bis 20 kHz gerechnet. Der relative Fehler der Plane-Wave-Approximation liegt bei ca. 20%. Im Verlauf weniger Iterationen wird dann in allen betrachteten Fällen ein relativer Fehler von ca. 1% erreicht, der kleiner als der Diskretisierungsfehler ist. Das iterative GMRES-Verfahren eignet sich somit gut zur Berechnung der hochfrequenten Schallstreuung an komplexen Strukturen.

• BEM-Berechnung der Schallstreuung an Testobjekten in Wasser und im Sediment [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Homm, D. Brecht and H. Peine
[A]

Zur Zeit befinden sich SONAR Verfahren in der Entwicklung, deren Zielsetzung das Auffinden von versandeten Körpern ist. Dies erfordert die Kenntnis der akustischen Rückstreueigenschaften der Objekte, je nach dem ob sie sich frei in der Wassersäule befinden oder im Sediment eingesunken sind. Von der FWG wurden Kugeln und zylindrische Strukturen mit Hilfe eines experimentellen Sedimentsonars (EXSESO) auf dem Wehrforschungsschiff PLANET in der Ostsee untersucht. Mit einem iterativen BEM-Verfahren, FIELD, das im Auftrag der FWG für diese Art Anwendungen weiterentwickelt und angepasst worden ist, wurden entsprechende Berechnungen durchgeführt. Die akustischen Reflexionseigenschaften der Objekte in Wasser bzw. im Sediment wurden in Form von relativen Eingangsimpedanzen berücksichtigt. Der Frequenzbereich erstreckte sich von 15 bis 25 kHz, was Helmholtzzahlen von ca. 30 bis 60 entspricht. Dabei handelt es sich um erste numerische Abschätzungen, da bei diesem Verfahren weder die Frequenzbandbreite der verwendeten Signale, noch die Materialeigenschaften der Strukturen direkt berücksichtigt werden können. Den numerischen Berechnungen werden erste experimentelle Befunde gegenübergestellt.

• Einfluss der Propellereigenschaften auf die Wasserschallabstrahlung eines Schiffes am Beispiel des Forschungsschiffes Planet [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Homm
[A]

Das Forschungsschiff Planet der Wehrtechnischen Dienststelle für Schiffe und Marinewaffen - WTD 71, Eckernförde und der Forschungsanstalt der Bundeswehr für Wasserschall und Geophysik - FWG, Kiel, wurde speziell für akustische Messungen entwickelt und soll daher hohen Anforderungen an die Wasserschallabstrahlung genügen. Die Planet wurde mehrfach dynamischen Vermessungen bei der hydroakustischen Messstelle der WTD 71 in Aschau unterzogen. Dabei wurden jeweils Überläufe mit verschiedenen, durch die Prüfspezifikation vorgegebenen Fahrtzuständen gemessen. Da die geforderten Schallpegel nicht eingehalten wurden, kam es zu diversen Modifikationen an den Propellern, überwiegend an der Austrittskante (Antisingkanten) bis zu einem kompletten Neuentwurf mit hochdämpfendem Werkstoff. Die Auswirkungen der Modifikationen auf die Wasserschallabstrahlung des Schiffes werden anhand einiger ausgewählter Beispiele präsentiert.

Honda, K.

• Physiological investigations of fundamental frequency control in German
  P. Hoole, S. Fuchs, D. Pape, K. Honda and E. Murano
[A]

Many investigations have established the importance of the cricothyroid muscle in the control of F0 in speech. However, the physiological foundations of some segmental perturbations of F0 are still not well understood. Here, we consider two specific areas. (1) F0 is generally higher following voiceless than voiced consonants. However, it is still not clear whether this is simply a side-effect of using the cricothyroid to stretch the vocal folds as a mechanism to inhibit voicing, whether speakers actually plan to raise F0 to enhance the voicing distinction, or whether aerodynamic effects are also involved. Results for (to date) three speakers showed consistently higher cricothyroid activity for voiceless consonants. However, its timing suggested that it might not be just to suppress voicing, but could also actively enhance F0 differences on adjacent vowels. (2) Vowel intrinsic pitch. One quite consistent but puzzling finding is that German lax vowels have a higher intrinsic pitch than biomechanical explanations for intrinsic pitch would predict (tongue fronting/raising acts via the hyoid bone to alter the tension of the vocal folds). Front lax vowels have much lower and less fronted tongue position but not consistently lower F0 than their tense counterparts. This suggests that F0 may be actively raised by cricothryroid activity for the lax vowels. Some evidence for this was found. The results of both areas will be discussed with respect to their implications for German word prosody.

Hoole, P.

• Ein System zur Bildanalyse des menschlichen Vokaltraktes [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Behrends, A. Wismüller and P. Hoole
[A]

Die Magnetresonanztomographie (MRT) als modernes Schnittbildverfahren in der medizinischen Diagnostik ermöglicht die in vivo Analyse der dreidimensionalen Struktur des menschlichen Vokaltraktes. Innovative Methoden zur computerunterstützten Bildanalyse und automatischen Mustererkennung ermöglichen hieraus die Gewinnung akustisch-artikulatorischer Modelle als einen wesentlichen Beitrag zur Grundlagenforschung in der Phonetik und zur Konstruktion technischer Systeme für die Sprachsynthese. Hierzu werden MRT-Untersuchungen während des Phonationsaktes in unterschiedlicher Schnittführung durchgeführt. Die anatomisch korrekte Registrierung dieser Daten durch ''Automated Image Registration'' (AIR, Woods 1998) ermöglicht die hochpräzise 3D-Rekonstruktion des VoDie Magnetresonanztomographie (MRT) als modernes Schnittbildverfahren in der medizinischen Diagnostik ermöglicht die in vivo Analyse der dreidimensionalen Struktur des menschlichen Vokaltraktes. Innovative Methoden zur computerunterstützten Bildanalyse und automatischen Mustererkennung ermöglichen hieraus die Gewinnung akustisch-artikulatorischer Modelle als einen wesentlichen Beitrag zur Grundlagenforschung in der Phonetik und zur Konstruktion technischer Systeme für die Sprachsynthese. Hierzu werden MRT-Untersuchungen während des Phonationsaktes in unterschiedlicher Schnittführung durchgeführt. Die anatomisch korrekte Registrierung dieser Daten durch ''Automated Image Registration'' (AIR, Woods 1998) ermöglicht die hochpräzise 3D-Rekonstruktion des Vokaltrakts in isotroper Auflösung. Nach halbautomatischer Segmentierung zur Extraktion des Ansatzrohres mittels 3D Region Growing nach Einsetzen computertomographischer Datensätze von Gebissabdrücken wird durch eine selbstorganisierende 1D-Merkmalskarte (Kohonen 1988, Der 1998) eine gekrümmte Mittellinie errechnet, wodurch der Vokaltrakt durch eine Kaskade von Zylindern charakteristischer Querschnittsflächen als Areafunktion approximiert werden kann. Dadurch ist ein dreidimensionaler Verlauf der Mittellinie gewährleistet, der Asymmetrien des Vokaltraktes besser Rechnung tragen kann als herkömmliche Verfahren auf Basis mittsagittaler MRT-Schnitte. Die in vivo MRT-Analyse des menschlichen Phonationsaktes liefert somit wertvolle Erkenntnisse an der Nahtstelle zwischen akustischer Phonetik, medizinischer Diagnostik und digitaler Bildverarbeitung. kaltrakts in isotroper Auflösung. Nach halbautomatischer Segmentierung zur Extraktion des Ansatzrohres mittels 3D Region Growing nach Einsetzen computertomographischer Datensätze von Gebissabdrücken wird durch eine selbstorganisierende 1D-Merkmalskarte (Kohonen 1988, Der 1998) eine gekrümmte Mittellinie errechnet, wodurch der Vokaltrakt durch eine Kaskade von Zylindern charakteristischer Querschnittsflächen als Areafunktion approximiert werden kann. Dadurch ist ein dreidimensionaler Verlauf der Mittellinie gewährleistet, der Asymmetrien des Vokaltraktes besser Rechnung tragen kann als herkömmliche Verfahren auf Basis mittsagittaler MRT-Schnitte. Die in vivo MRT-Analyse des menschlichen Phonationsaktes liefert somit wertvolle Erkenntnisse an der Nahtstelle zwischen akustischer Phonetik, medizinischer Diagnostik und digitaler Bildverarbeitung.

• Physiological investigations of fundamental frequency control in German
  P. Hoole, S. Fuchs, D. Pape, K. Honda and E. Murano
[A]

Many investigations have established the importance of the cricothyroid muscle in the control of F0 in speech. However, the physiological foundations of some segmental perturbations of F0 are still not well understood. Here, we consider two specific areas. (1) F0 is generally higher following voiceless than voiced consonants. However, it is still not clear whether this is simply a side-effect of using the cricothyroid to stretch the vocal folds as a mechanism to inhibit voicing, whether speakers actually plan to raise F0 to enhance the voicing distinction, or whether aerodynamic effects are also involved. Results for (to date) three speakers showed consistently higher cricothyroid activity for voiceless consonants. However, its timing suggested that it might not be just to suppress voicing, but could also actively enhance F0 differences on adjacent vowels. (2) Vowel intrinsic pitch. One quite consistent but puzzling finding is that German lax vowels have a higher intrinsic pitch than biomechanical explanations for intrinsic pitch would predict (tongue fronting/raising acts via the hyoid bone to alter the tension of the vocal folds). Front lax vowels have much lower and less fronted tongue position but not consistently lower F0 than their tense counterparts. This suggests that F0 may be actively raised by cricothryroid activity for the lax vowels. Some evidence for this was found. The results of both areas will be discussed with respect to their implications for German word prosody.

• Glottal opening in voiceless consonant production: A comparison between whispered and normal speech
  S. Fuchs, P. Hoole and K. Dahlmeier
[A]

Whispering can generally be characterised by an absence of voicing and a reduced intelligibility in comparison to normal speech. So far it has been of particular methodological interest for the perception of vowels, since it allows to study spectral energy independent of fundamental frequency. Only a few studies considered consonant production. Slis and Cohen (1969) suggested for consonant production that whispering would be essentially the same as normal speech, but without voicing. More recent work from Higashikawa et al. (2003) provides evidence for different motor control strategies regarding bilabial closure production in whispered and normal speech. The aim of this study was to test the two hypothesis with respect to glottal opening in voiceless consonant and consonant cluster production. By means of simultaneous transillumination, fiberoptic film and acoustic recordings we analysed glottal adjustment in whispered and normal (conversational) speech for three German speaking subjects. Preliminary results for two subjects provide evidence that glottal opening is produced for the voiceless consonants, but its overall duration is significantly longer compared to normal. Although the duration of glottal opening is longer, its amplitude is considerably reduced. Results will be discussed with respect to motor control strategies and possible perceptual and aerodynamic explanations.

Hoppe, G.

• Anpassen der Meßumgebung für Geräuschmessungen an Maschinen entsprechend Normanforderungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  G. Hoppe and G. Sehrndt
[A]

Geräuschmessungen an Maschinen mit angestrebten Genauigkeiten entsprechend den Normen DIN EN ISO 3744 und 3746 für den Schalleistungspegel und DIN EN ISO 11202 und 11204 für den Emissionsschalldruckpegel erfordern eine Meßumgebung, die sich dem freien Schallfeld annähert. Zur Ermittlung des Schalleistungspegels gemäß DIN EN ISO 3747 wird andererseits eine gewisse Halligkeit der Meßumgebung vorausgesetzt. An einer Modellmaschine mit veränderlicher Richtwirkung, d.h. an einem Kraftfahrzeug mit einer im Innern aufgestellten Schallquelle und verschieden eingestellten Fenstern, wurde in einigen Räumen u.a. untersucht, wie mit einfachen Mitteln die Wandreflexionen so beeinflußt werden können, daß die entsprechenden Anforderungen der genannten Normen erfüllt werden. Nach Vergleich mit Ergebnissen anderer Untersuchungen werden Hinweise zur praktischen Anwendung gegeben.

Hoppe, N.

• Acoustic impedance sensor for liquids – Potential and limits for industrial applications [DAGA 2002 (Bochum)]
  N. Hoppe, G. Schönfelder and P. Hauptmann
[A]

Acoustic impedance measurement offers new possibilities to get more information about liquid mixtures in chemical, pharmaceutical and food industry applications. In contrast to speed of sound measurement the investigated media have not to be ultrasonically permeable. This strongly increases the number of materials which can be examined successfully. The principle of the acoustic impedance determination is based on the impedance mismatch at an interface between two media. The amplitudes of the reflected sound signals at the interface are measured. In combination with a speed of sound sensor the impedance sensor also can be used for density measurement. For industrial applications the acoustic impedance has to be determined with an relative error smaller than 10-3. This requires special electronics and sensor configuration. Both aspects are presented in detail. Problems such as 1. chemical stability of different sensor materials, 2. long term stability of the sensor signal in a temperature range from 0 C to 100 C, 3. temperature behaviour of the sensor for the static and dynamic case and 4. influence of error sources like thin deposits on the sensor surface and gas bubbles in the medium to be investigated, are discussed.

Hoppe, U.

• Auditorische Hinrindenpotentiale auf einsilbige Sprachreize [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  U. Hoppe and F. Digeser
[A]

Auditorische Hirnrindenpotentiale spiegeln die elektrische Hirnaktivität mit einer sehr hohen zeitlichen Auflösung wider. In früheren Studien wurde untersucht, inwieweit sich sprachspezifische Verarbeitungen mit auditorischen Hirnrindenpotentialen abbilden lassen. In der Regel werden hierzu aufwändige Paradigmen mit abwechselnder Präsentation unterschiedlicher Stimuli eingesetzt. Nachteil dieser Art ist, dass sehr lange Untersuchungszeiten in Kauf genommen werden müssen. Gegenstand der aktuellen Studie war, inwieweit der phonetische Unterschied zwischen den Einsilbern /da/ und /ta/ sich allein durch die wiederholte Präsentation der Einzelwörter nachweisen lassen. Hierzu wurden an zehn normalhörigen jungen Erwachsenen auditorische Hirnrindenpotentiale mit 2 Elektroden über einen Zeitraum vom 800 ms abgeleitet. Die Sprachsignale wurden 200 mal je Reizart präsentiert. Es wurden die gemittelten Antworten ausgewertet. Es zeigt sich bei allen Subjekten deutliche Latenzverlängerungen bei dem Stimulus /da/, der sich durch die Einhüllende des Sprachsignals erklären lässt.

Hopt, A.

• Akustikoptimierungen an Hochleistungsdiesel-Bahnantrieben durch Sekundärmaßnahmen [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Hopt, J. Salm and M. Brandes
[A]

• Aktive Lagerung eines Schiff-Dieselmotors [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Hopt and J. Salm
[A]

Um den steigenden Kundenanforderungen an Komfort und zur Erfüllung akustischer Grenzkurven für exclusive Yacht- und Marineanwendungen gerecht zu werden, sind bei der Entwicklung von Motor- und Antriebssystemen intensive Untersuchungen zur Reduktion der Luft- und Körperschallemissionen notwendig. Bei den Anforderungen an Körperschalleinleitung von Antriebsanlagen treten die heute üblichen passiven Systeme - unter Berücksichtigung der Aspekte Bauraum, Fundamentimpedanz, Gewicht - an die Grenze des Erreichbaren. Deshalb wurden neue hybride aktive Lagerelemente - bestehend aus einer passiven Elastomer- und einer leistungsfähigen aktiven Komponente - gemeinsam mit unserem Partner StopChoc für einen Dieselmotor entwickelt und im Versuch bei MTU verifiziert. In diesem Beitrag sollen die Erprobungsergebnisse in der Anwendung der aktiven elastischen Motorlagerung eines Hochleistungsdiesel-Schiffmotors vorgestellt und die Leistungsfähigkeit demonstriert werden. Das Körperschallspektrum eines Verbrennungsmotors wird im wesentlichen durch die Pegelspitzen der Motorordnungen geprägt. Zur Reduktion dieser Körperschallanteile wird die neu entwickelte aktive Lagerungseinheit vorgestellt, die es erlaubt, verbleibende dominante einzelne Pegelspitzen um mehr als 30 dB zu reduzieren. Das aktive Lagerungssystem wurde auf einem MTU-Prüfstand unter realen Bedingungen untersucht und erprobt. Die Dämmung sehr guter konventioneller Gummielemente wurde dabei übertroffen. Die entwickelte Regelung ermöglicht die gezielte Abstimmung des Lagerungssystems auf die dominierenden Motorordnungen auch vor Ort und die individuelle Anpassung an die vorhandene Einbausituation.

Horst, H.-G.

• Räumliche dynamische Simulation von Leitungssystemen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Maess, L. Gaul, M. Fischer and H.-G. Horst
[A]

Durch gestiegene Anforderungen an das akustische Verhalten von Fahrzeugen rücken auch verstärkt Einzelkomponenten in das Blickfeld der dynamischen Untersuchungen. Leitungen von hydraulischen Systemen im Fahrzeug stellen hierbei mögliche Übertragungspfade dar. Durch Ventilbetätigung oder Pumpenbetrieb breiten sich stark gekoppelte Wellen im Fluid und in der Leitungsstruktur aus, die auch angrenzende Strukturkomponenten zu unerwünschten Schwingungen anregen können. Bei der Berechnung der Leitungsdynamik werden prinzipiell zwei Anforderungen an eine Simulationsmethode gestellt: Zum einen sollen transiente Analysen ermöglicht werden. Außerdem sollen räumliche Berechnungen bei möglichst hohen Frequenzen erfolgen, was die üblichen Probleme eines Diskretisierungsverfahrens in 3D nach sich zieht. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird eine Substrukturtechnik vorgeschlagen, bei der typische fluidbefüllte Leitungskomponenten als reduzierte dynamische Modelle im Zeitbereich aus vollen 3D-FE-Modellen erstellt werden. Diese Vorgehensweise gestattet es, neben den Leitungskomponenten auch geometrisch komplexere Komponenten wie Lager und angrenzende Strukturkomponenten in die Leitungsmodelle einheitlich zu integrieren. Außerdem können mehrfach existierende Substrukturen wiederholt eingebaut werden. Diese neue Simulationsmethode wird zur Zeit zur dynamischen Analyse von Benchmarks verwendet. In Zukunft soll das Tool insbesondere gezielte Transferpfadanalysen an fluidbefüllten Leitungen unterstützen. Darüber hinaus sollen effizientere Variantenrechnungen und Optimierungsstrategien vor dem Hintergrund der passiven Schallminderung ermöglicht werden.

• Experimentelle Untersuchung der Hydroakustik in Kfz-Leitungssystemen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Herrmann, T. Haag, L. Gaul, K. Bendel and H.-G. Horst
[A]

In fluidbefüllten Leitungen im Fahrzeugbau wird aufgrund von Pumpenförderung und Ventilbetätigungen Hydroschall erzeugt, der wiederum die Leitungsstruktur sowie angekoppelte Strukturelemente zu Schwingungen anregt. Um unerwünschte Schallemissionen zu minimieren, wird zunächst ein genaues Verständnis über das Systemverhalten und mögliche Übertragungspfade im fluidmechanischen System angestrebt. Dazu wird ein Kfz-Leitungsprüfstand mit einer innovativen Pulsationsquelle vorgestellt und auf das akustische Übertragungsverhalten eines Leitungssystems eingegangen. Die experimentellen Ergebnisse werden mit Simulationen verglichen, die die Fluid-Struktur-Kopplung mit einbeziehen. Dabei kommen Techniken zur Modellreduktion und Substrukturkopplung zum Einsatz, um dreidimensionale Leitungsbewegungen mit Hilfe der Finiten Elemente Methode effizient zu beschreiben. Von besonderem Interesse ist die Auswirkung von Druckpulsationen auf die Leitungsstruktur und Anbauteile. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen auf die Verbesserung der Leitungsanordnung und Aufhängung in der Praxis im Hinblick auf Schwingungs- und Geräuschreduktion angewendet werden.

Hotz, E.

• Improving the acoustics of laminate floor coverings by means of damping materials [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Patsouras, K. Pfaffelhuber, D. Patsouras and E. Hotz
[A]

According to a preliminary norm of the Association of European Producers of Laminate Flooring (EPLF Norm 021029-1) the loudness should be used to evaluate the quality of a laminate floor by walking across it. Corresponding to this norm, the laminate floor has to be excited by a tapping machine and the caused loudness in the same room has to be calculated according to Zwicker (DIN 45631). In the following the results of a laminate floor without any damping material will be compared to those of the same floor covered on the bottom side with a damping material frequently used in the automotive industry.

Houben, D.

• Vergleich des Stimmumfangs gesangstrainierter und untrainierter Kinder mit Hilfe eines Stimmfeldmessprogramms [DAGA 2005 (München)]
  D. Houben, P. Heck, M. Kob, C. Neuschaefer-Rube and B.J. Kröger
[A]

Quantitative Aussagen über die trainierte Kinderstimme zu treffen ist ohne weiteres nicht möglich, da bisher keine Normdaten vorliegen. Die stimmliche Entwicklung im Verlauf des Kindes- und Jugendalters zeigt verschiedene Fluktuationsphasen auf. Aus stimmprophylaktischer Sicht sind jedoch genau diese quantitativen Informationen wichtig, um eine Unter- bzw. Überforderung der Kinder und damit eventuelle Stimmstörungen zu vermeiden. Die so genannte ''Stimmfeldmessung'' ist eine geeignete Methode, um Stimmumfänge von Kindern zu messen und zu analysieren. Bei einer Stimmfeldmessung werden die Intensitäts- und Frequenzdaten eines Probanden aufgenommen, wodurch eine Messkurve in Form einer Fläche entsteht, die man ''Stimmfeld'' nennt. Aus den Daten des Stimmfelds kann der erfahrene Logopäde oder Phoniater für verschiedene Sachverhalte wichtige Daten interpretieren. Ein Stimmfeld wird aufgenommen, um Aufschluss über die stimmlichen Möglichkeiten oder über eventuell bestehende Pathologien zu erhalten, aber auch um Therapie zu evaluieren oder allgemein, um vokale Veränderungen aufzuzeigen. Das am Lehr- und Forschungsgebiet für Phoniatrie und Pädaudiologie der RWTH Aachen entwickelte Computerprogramm, das zur Datensammlung dieser Studie benutzt wurde, wurde gemäß der von der Union of European Phoniatrics (UEP) empfohlenen Standards konzipiert. Auf Basis der gemessenen Frequenz- und Intensitätswerte wurden verschiedene statistische Analyseverfahren zur Interpretation der Daten angewandt. Hierbei wurden Leistungsmerkmale der Kinderstimme, wie der physiologische Stimmumfang untersucht. Es wurden die Ergebnisse gesangstrainierte Kinder (n=22) mit denen nicht trainierter Kindern (n=22) verglichen. Es wurde versucht die Hypothese zu belegen, dass gesangstrainierte Kinder einen größeren Stimmumfang haben als die untrainierte Vergleichsgruppe, wobei die stets umstrittenen geschlechtlichen Unterschiede zwischen den einzelnen Subgruppen herausgearbeitet wurden.

Huber, A.

• FEM-Simulation des gesunden und rekontruierten Mittelohrs [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Ferrazzini, A. Huber and N. Dillier
[A]

Die chirurgische Behandlung einer Schallleitungsschwerhörigkeit umfasst oft den Ersatz von Gehörknochelchen durch eine Prothese. Häufig verbleibt nach der Operation ein Schallleitungshörverlust (Air/Bone-Gap) von 20-30 dB. Verschiedene Faktoren können die Schalleitung bei rekonstruiertem Mittelohr beeinflussen können: Biokompatibilität der Prothese, postoperative Vernarbung, Verschiebung der Prothese und mechanisch-akustische Eigenschaften der Prothese selbst. Durch Vergleich von mathematischen Modellen des physiologisch gesunden Mittelohrs und des rekonstruierten Mittelohrs werden die wichtigsten Parameter der Schalleitung hergeleitet, um existierende Prothesen anhand dieser Parameter vergleichen und analysieren zu können. Für die mathematische Modellierung wurde die Methode der Finiten Elemente (FEM) gewählt, da damit dreidimensionale Bewegungen und Spannungen berechnet werden können. Die Validierung der Modelle erfolgt durch Vergleich von Messwerten. Durch Laser Doppler Vibrometrie (LDV) werden die Schwingungen am Eingang des Mittelohrs (Trommelfell) und am Ausgang (Steigbügelfussplatte) gemessen. Das FEM-Modell wird anhand von hochauflösenden Computertomographie-Aufnahmen (Micro-CT) konstruiert, sodass die geometrischen Verhältnisse korrekt modelliert werden. Das mit dem Micro-CT erstellte Volumen wird dann durch Umwandlung der Bildervoxel in Rechenelemente vernetzt. Im Poster werden die ersten Resultate von LDV-Messungen und entsprechenden Geometriedaten aus Micro-CT Aufnahme dargestellt.

Huber, B.

• Automatisiertes Verfahren zur Ermittlung und flächenbezogenen Darstellung der Lärmbelastung [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Probst and B. Huber
[A]

Es wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem aus den Dateien von Schallimmissionsplänen unter Einbeziehung der von Lärm betroffenen Einwohner Karten der Betroffenheit erzeugt werden können. Nach einer Anregung von R. Hillen, LUA-NRW wird es im Rahmen eines vom MUNLV geförderten Modellprojekts zum Schallimmissionsplan der Stadt Mühlheim angewendet. Mit dieser Technik wird die Lärmbelastung mit der hausscharf definierten Einwohnerdichte in einem definierbaren Quadrat räumlich gemittelt und dem Mittelpunkt dieses Quadrats zugewiesen. Durch Verschiebung in Rasterschritten ergibt sich so eine Belastungskarte, deren ''Auflösung'' über die Quadratgröße gesteuert werden kann. Das Verfahren ist generell zur räumlichen Mittelung und Darstellung beliebiger Kenngrößen geeignet.

• Computerunterstützte Schallflussmodellierung für Anlagen [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Probst and B. Huber
[A]

Es wird ein neues Softwarekonzept vorgestellt, mit dem technische Schallquellen für die Zwecke der Schallimmissionsprognose unter Einbeziehung der inneren Quellen und Schallflüsse modelliert werden können. Das System besteht aus fertigen Bausteinen für Motore, Getriebe, Pumpen, Lüfter, Luftkühler, Kühltürme und andere Komponenten, die zu gesamten Anlagen kombiniert werden können. Wenn in einer verketteten Anlage wie einem Lüfterstrang in der Raumlufttechnik der Schallfluss durch einen Schalldämpfer gemindert wird, so reduzieren sich automatisch die Emissionen aller nachgeschalteten Komponenten in korrekter Weise. Nach dem Input in ein beliebiges, z. B. im Rahmen eines Schallimmissionsplanes erarbeitetes Szenario können die für die Schallentstehung wichtigen Parameter geändert und so Lärmminderungskonzepte in ihrer Auswirkung auf die Umwelt untersucht werden.

• Uncertainties and Errors caused by the Use of Noise Prediction Software [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  W. Probst and B. Huber
[A]

Noise levels in the vicinity of planned sound radiating facilities are generally calculated with software programs. With such a program it is possible to evaluate the uncertainty of the resulting sound pressure level caused by uncertainties of the assumed emission levels of sources. This method has been presented at DAGA 2002 and is in the meantime widely used by consultants and environmental agencies. It supports the GUM-approach in standardization and helps to receive results with a given confidence interval. Uncertainties caused by the use of algorithms deviating from standardized procedures can be minimized by using quality ensured software. With the new draft of DIN 45687 test problems and self declaration of software producers help the potential user to evaluate the correctness of software programs and to rank them with respect to his requirements. But there are also errors that may be caused because the software architecture and philosophy is not completely understood. Methods are presented allowing to detect and to avoid these errors.

• Experience with large Scale and City Noise Mapping [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  W. Probst and B. Huber
[A]

Many problems arise when noise maps for large areas or for cities with 100 000s of buildings shall be calculated. A tremendous amount of time and money can be wasted if the description depth of the model is not aligned between different parts of the model or between noise types. Data acquisition should always take into account the intended use of the model and the sensitivity of the result in relation to this description depth. But even in the case of noise mapping according to the requirements stated in the EU-directive it is worth to think about the usability of the digital model of a city for other tasks. The value of a city model depends on the manual work necessary to keep it up to date and to adapt it to changed environmental conditions. If the time schedule for trains changes each year, it is extremely time saving when these schedules can be used as spread sheets and be linked to the whole railway system with all track sections automatically. With roads the time variation of parameters is not so critical. But even there it might be advantageous to store traffic and road data outside in databases. Interactive Noise Maps that are presented via Internet are an invaluable information tool. Experience with such presentations (e.g. http://www.accon.de) show that many earlier objections of city administrations about making people too worried about noise problems have no realistic background if some precautions are taken. Some of these requirements, precautions and general conditions for the success of a noise mapping project are presented.

Huber, C.

• Erfassung von ansatzrelevanten Parametern bei Trompetern [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Huber
[A]

Ausdauer, Tonumfang und Treffsicherheit charakterisieren wichtige Leistungsmerkmale von Trompetern. Üblicherweise werden diese Eigenschaften unter dem vagen Sammelbegriff ''Ansatz'' subsumiert. Wichtige Ansatzfaktoren sind die Atmung sowie das schwingende System der Lippen mit deren umgebenden Muskelpartien. Ziel dieser Arbeit ist ein besseres Verständnis der physikalischen Grundlagen dessen, was Blechbläser als Ansatz bezeichnen.

Signifikante individuelle Unterschiede in Kenngrößen wie z.B. Ausdauer, Tonumfang, aber auch Klangqualität, werden meist auf den Ansatz zurückgeführt. Beim Studium von Blechblasinstrumenten wird der Vermittlung eines guten Ansatzes daher große Bedeutung beigemessen. Wichtige Faktoren in diesem Zusammenhang scheinen weniger eine besonders ausgeprägte Muskelkraft oder außergewöhnliches Talent, als viel mehr bestimmte erlernbare Atemtechniken sowie gute Kontrolle von Mundstellung, Lippenmuskulatur und Körperhaltung zu sein.

Spitzenmusiker zeichnen sich durch - wie sie es selbst oft bezeichnen - höhere ''Effizienz'' aus, das heißt, sie können eine vorgegebene Tonhöhe und Dynamikstufe mit geringerer körperlicher Anstrengung erreichen als weniger geübte. Um diese Unterschiede quantifizieren und damit objektivieren zu können, werden Ansatzparameter wie z.B. Lungendruck, Luftdurchsatz usw. den erzeugten Schallpegeln, Tonhöhen und Klangmerkmalen gegenübergestellt. Messungen an Trompetern verschiedener Leistungsstufen scheinen zu belegen, dass geübte Musiker unter sonst gleichen Voraussetzungen mit weniger Lungendruck auskommen, bzw. mit demselben Druck weit höher und/oder lauter spielen können, als weniger geübte.

Huber, M.

• Verkehrslärm bedingte Belästigung und Erkrankungsrisiko - Ergebnisse des Paneuropäischen LARES-Survey [DAGA 2005 (München)]
  C. Maschke, H. Niemann, K. Hecht and M. Huber
[A]

Die LARES-Studie wurde 2002 - 2003 auf Vorschlag der European Housing and Health task force der WHO in acht europäischen Städten an über 8000 Personen durchgeführt, unter anderem um die Kenntnis über offensichtliche oder unbekannte Auswirkungen von Wohn- und Wohnumfeldbedingungen (housing conditions) auf die Gesundheit zu verbessern. Als Wohnumfeldbedingung wurde auch die Lärmbelastung berücksichtigt. In einer Befragung nach ICBEN Standard wurde eine Aufschlüsselung der individuellen Belästigung durch verschiedene Geräuschquellen vorgenommen. Als dominante Quelle der Lärmbelästigung in der Wohnumgebung ist für Europa der Verkehrslärm zu nennen, in der Abfolge: Straßenverkehrslärm ca. 39 %, Lärm durch parkende Autos ca. 21 %, Fluglärm ca. 13 %, Schienenlärm ca. 6,8 %. Die gesundheitlichen Auswirkungen von chronischer Verkehrslärmbelästigung wurden anhand der Periodenprävalenz (ärztliche Behandlung in den letzten 12 Monaten) ausgewertet und ließ z.B. für Bluthochdruck signifikant erhöhte Risiken im Sinne einer Dosis-Wirkungs-Beziehung erkennen.

• Nachbarschaftslärm bedingte Belästigung und Erkrankungsrisiko - Ergebnisse des Paneuropäischen LARES-Survey [DAGA 2005 (München)]
  H. Niemann, C. Maschke, K. Hecht and M. Huber
[A]

Die LARES-Studie wurde 2002 - 2003 auf Vorschlag der European Housing and Health task force der WHO in acht europäischen Städten an über 8000 Personen durchgeführt, unter anderem um die Kenntnis über offensichtliche oder unbekannte Auswirkungen von Wohn- und Wohnumfeldbedingungen (housing conditions) auf die Gesundheit zu verbessern. Als Wohnumfeldbedingung wurde auch die Lärmbelastung berücksichtigt. In einer Befragung nach ICBEN Standard wurde eine Aufschlüsselung der individuellen Belästigung durch verschiedene Geräuschquellen vorgenommen. Als dominante Quelle der Lärmbelästigung in der Wohnumgebung ist der Verkehrslärm zu nennen. Bereits an zweiter Stelle wurde der Nachbarschaftslärm benannt. Es handelt sich hierbei zumeist um Geräusche mit einem hohen Informationsgehalt, wie Sprache, Trittgeräusche oder auch Musik. Das Belästigungspotential ist daher auch bei niedrigen Schallpegeln relativ hoch und führt über einen längeren Zeitraum zu gesundheitlichen Auswirkungen. Die Ergebnisse zeigen altersspezifische Risiken (Herz-Kreislauf System, Depressionen bei Erwachsenen; Atemapparat bei Kindern/Jugendlichen; Bewegungsapparat bei ältere Menschen).

• Tieffrequente Schallbelastung und Schlaf – aktueller Kenntnisstand [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Maschke, H. Niemann, K. Hecht and M. Huber
[A]

Geräusche mit einem dominanten Anteil von Frequenzen im Bereich von 20 bis 200 Hz (tieffrequente Geräusche) werden von einer Vielzahl von Fahrzeugen wie Lastern, Bussen, Zügen, Flugzeugen und Hubschraubern emittiert. Tieffrequente Geräusche werden aber auch von stationären Quellen emittiert, die häufig mit Erhitzung, Kühlung oder Belüftung von Gebäuden verbunden sind. Der tieffrequente Schall kann sich über sehr lange Entfernungen mit nur geringer Abschwächung fortpflanzen und passiert mit geringer Abschwächung Wände und Fenster. Anwohner können sich deshalb nur schwer gegen tieffrequente Immissionen schützen. Im Zusammenhang mit tieffrequenten Geräuschbelastungen wird von den Betroffenen häufig über Schlafstörungen geklagt. Die schlafstörende Wirkung von nächtlichem Lärm ist wissenschaftlich anerkannt. Für Verkehrsgeräusche gibt es eine große Anzahl von Studien, in denen die Wirkung auf den Schlaf und das Wohlbefinden untersucht wurde. Über den tieffrequenten Energieanteil in den untersuchten Verkehrsgeräuschen ist jedoch meist wenig bekannt. So ist in vielen Publikationen lediglich der A-bewertete Schalldruckpegel angegeben. Die Anzahl von Schlafstudien die hinsichtlich der Wirkung von tieffrequenten Verkehrsgeräuschen ausgewertet werden können ist daher klein. Der aktuelle Kenntnisstand wird vorgestellt und diskutiert.

Huber, P.E.

• Tumortherapie mit hochintensivem Ultraschall [DAGA 2003 (Aachen)]
  J.W. Jenne, R. Rastert, G. Divkovic, P.E. Huber and J. Debus
[A]

Die Wirkung hochenergetischen Ultraschalls auf biologisches Gewebe wird in thermische und nicht thermische, bzw. mechanische Effekte aufgeteilt, wobei die nicht thermischen Effekte hauptsächlich von der Kavitation hervorgerufen werden. Diese beiden grundlegend verschiedenen Wirkungsweisen des Ultraschalls können in der lokalen Tumortherapie angewandt werden. Als besonders erfolgversprechend gilt die Therapie mit hochenergetischem fokussiertem continuous wave Ultraschall (HIFU, engl. High Intensity Focused Ultrasound). Aufgrund der exzellenten Fokussierbarkeit von Ultraschallwellen im Bereich von 1-10 MHz ist es hiermit möglich Gewebe vollkommen nicht invasiv, zielgenau im Körperinnern thermisch (55-90C) zu zerstören. Die Präzision ist hierbei so hoch, dass die Grenzschicht zwischen induzierter Koagulationsnekrose und nicht behandeltem Gewebe nur einige Zellschichten beträgt. Dieses Verfahren wird daher auch als Ultraschall Chirurgie (FUS, engl. Focused Ultrasound Surgery) bezeichnet. Für eine solche Therapie kommen grundsätzlich alle leicht durch Ultraschall zugänglichen Organe in Frage. Eine notwendige Voraussetzung einer erfolgreichen Therapie mit FUS ist ein effektives Therapiemonitoring, welches sowohl die Zielvolumendefinition, als auch die Beurteilung des Therapiefortschrittes und des Behandlungsergebnisses erlaubt. Zur Zeit erfolgt diese Überwachung mittels diagnostischen Ultraschalls und der Magnet Resonanz Tomographie (MRT). Seit einigen Jahren wird die Therapie mit hochenergetischem fokussiertem Ultraschall in mehreren klinischen Studien untersucht; hauptsächlich an benignen und malignen Prozessen der Prostata und Tumoren der Brust, aber auch an der Leber, der Blase und am Auge. Hierbei gibt es einige vielversprechende Ergebnisse, in denen diese Methode ihr klinisches Potential zeigen konnte.

• Die Rolle von Kontrastmitteln in der Therapie mit Ultraschall [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J.W. Jenne, G. Wilzbach-Divkovic and P.E. Huber
[A]

Der diagnostische Ultraschall ist in der Medizin weit verbreitet und gehört zu einem der wichtigsten bildgebenden Verfahren. Bei der therapeutischen Anwendung von Ultraschallwellen hat sich insbesondere die extrakorporale Stoßwellenlithotripsie, also die Zerstörung von Nieren- oder Gallensteinen etabliert. In den letzten Jahren ist zu beobachten, dass die Möglichkeit des Einsatzes von Ultraschall zur Therapie von Tumoren und anderer Erkrankungen zunehmend erforscht und in klinischen Studien getestet wird. So ist es möglich durch hochenergetischen fokussierten Ultraschall (HIFU) Gewebe nicht-invasiv hoch präzise thermisch zu abladieren. Klinisch eingesetzt wird dieses Verfahren zur Behandlung des Prostatakarzinoms aber auch bei Tumoren des Uterus, der Brust, der Leber und der Niere. Während hier die thermische Wirkungen des Ultraschalls ausgenutzt wird, können auch die mechanischen Eigenschaften der Schallwelle und die Erzeugung von Kavitationsblasen ihre Anwendung finden. So zum Beispiel bei der gezielten Transfektion von genetischem Material oder dem lokalen Transport von Wirkstoffen durch die Membran von Zellen. Eine weitere zukunftsträchtige Anwendung könnte die Auflösung von Thromben z.B. beim Schlaganfall und beim Herzinfarkt sein. Wird für bestimmte Fragestellungen zur Verbesserung der Ultraschall-Bildgebung spezielles Ultraschall-Kontrastmittel (stabilisierte Gasblasen) eingesetzt, so könnte durch diese Art von Kontrastmitteln auch die therapeutische Wirkung des Ultraschalls verbessert werden. US-Kontrastmittel können sowohl die mechanischen-, die kavitationsbedingten- als auch die thermischen Effekte von Ultraschallwellen verstärken. Im Beitrag wird die mögliche Anwendung von US-Kontrastmitteln im Zusammenhang mit den oben erläuterten Therapieformen ausgehend von den grundlegenden Wirkungsweisen erläutert und diskutiert.

Huber, R.

• Vorhersage von Audioqualität mit einem psychoakustischen Modell [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  R. Huber and B. Kollmeier
[A]

Die Beurteilung der Übertragungsqualität von Kodierung-Dekodierungsverfahren (Codecs), die zur Kompression von Audiodaten verwendet werden (z.B. ''mp3'') erfolgt bisher durch Hörtests, die mit hohem zeitlichen, personellen und finanziellen Aufwand verbunden sind und darüber hinaus nur bedingt miteinander vergleichbar sind. Es besteht daher Bedarf an instrumentellen Bewertungsverfahren. In diesem Beitrag wird ein solches Verfahren vorgestellt, das mit Hilfe eines Modells der auditorischen Signalverarbeitung (''Perzeptionsmodell'' nach Dau et al. [1]) die perzeptive Ähnlichkeit zweier Signale quantitativ abschätzt. Mit diesem Ansatz konnten bereits Hansen und Kollmeier die Qualität von Sprachübertragungssystemen erfolgreich vorhersagen [2]. Die Anwendung auf beliebige Audiosignale mit z.T. nur sehr geringen Qualitätsunterschieden erforderte eine Weiterentwicklung ihres Verfahrens. Insbesondere mußten über die Modellierung der peripheren auditorischen Signalverarbeitung hinaus auch kognitive Effekte berücksichtigt werden. Diese werden im vorgestellten Verfahren durch Verwendung eines neuronalen Netzes modelliert. Subjektive Qualitätsbeurteilungen aus umfangreichen Hörtests der International Telecomunication Union (ITU) und der Moving Pictures Experts Group (MPEG) werden mit den Vorhersagen des Verfahrens verglichen. [1] Dau, T., Püschel, D., Kohlrausch, A. (1996): ''A quantitative model of the 'effective' signal processing in the auditory system. I. Model structure'', JASA 99(6), 3615-3622 [2] Hansen, M. und Kollmeier, B. (1997): ''Using a quantitative Psychoacoustical Signal Representation for Objective Speech Quality Measurement''; Proc. ICASSP '97, Munich, p.1387-1390

• Vorhersage und Messung von Detektionsschwellen für Audio-Codec- Verzerrungen [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Huber
[A]

''Perzeptive'' Codierung-Decodierungsverfahren (Codecs) zur Kompression von Audiodaten, wie z.B. MPEG-1 Layer 3 (''mp3''), erreichen niedrige Bitraten, indem sie ein erhöhtes Quantisierungsrauschen zulassen, dieses jedoch zeitlich und spektral so formen, dass es idealerweise vom Signal verdeckt und somit unhörbar wird. In diesem Beitrag werden psychoakustische Messungen vorgestellt, in denen Schwellen für die Detektion von Codec-bedingten Verzerrungen für verschiedene Audio-Codecs und -Signale ermittelt wurden. Die Detektionsschwellen können als Maß für die Beurteilung der Übertragungsqualität von Audio-Codecs herangezogen werden. Weiterhin wurden die psychoakustischen Messungen unter Verwendung der identischen Signale mit dem ''Perzeptionsmodell'' nach Dau et al. [1] simuliert und die Ergebnisse und mit den gemessenen Schwellen verglichen. [1] Dau, T., Püschel, D., Kohlrausch, A. (1996): ''A quantitative model of the 'effective' signal processing in the auditory system. I. Model structure'', JASA 99(6), 3615-3622

• Temporal Aspects in the Prediction of Perceived Audio Quality Differences [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Huber and B. Kollmeier
[A]

This talk presents a new computational method for the prediction of perceived overall audio quality differences using an auditory processing model. The method represents an expansion of the speech quality measure qc of Hansen and Kollmeier (2000). It employs a quantitative model of the ''effective'' signal processing in the auditory system by Dau et al. (1997). This model particularly accounts for the processing of non-stationary sounds and was validated by a number of psychoacoustical masking experiments. In the framework of the quality assessment method, it is employed to provide internal representations of a given pair of reference and test signal whose quality difference is to be assessed. The cross correlation between these internal representations serves as a measure for the perceptual similarity and therefore for the quality of the test signal relative to the reference signal. In order to become capable of predicting perceived quality differences for any kind of audio signals and distortions, the relationship between the time varying instantaneous and the overall audio quality had to be modeled as well. The optimum estimate of the perceived overall audio quality difference was found to be the 5%-quantile of the ''loudness''-weighted sequence of short-time (10 ms) cross correlation coefficients. The method was tested using a large database of subjectively rated audio signals. This talk will focus on the influence of model parameters concerning temporal aspects of the quality assessment on the prediction performance.

• Vorhersage der empfundenen Klangqualität von Mehrkanal-Störgeräuschreduktionsverfahren in Personenkraftwagen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Huber
[A]

Die formale Beurteilung der Qualität von Störgeräuschreduktionsverfahren erfolgt zumeist durch eher einfache, technische Parameter wie z.B. die Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses. Formelle Hörtests werden auf Grund des hohen Aufwands nur selten durchgeführt. Gerade bei artefaktbehafteten Verfahren zur Störgeräuschreduktion offenbaren Hörtests jedoch oftmals eine unbefriedigende Korrelation zwischen subjektiv beurteilter Gesamtqualität und technischen Qualitätsmaßen. Stärker psychoakustisch motivierte objektive Qualitätsmaße stellen hier eine erfolgversprechendere Alternative dar. In diesem Beitrag wird gezeigt, dass selbst bei relativ artefaktarmen Verfahren wie Beamformern perzeptuelle Qualitätsmaße eine deutlich höhere Vorhersagegüte besitzen können als konventionelle Methoden. Es wurden eine Reihe modellbasierter Sprach- und Audioqualitätsschätzverfahren wie PEAQ, PESQ, PEMO-Q, Log-Area-Ratio u.a. auf Literaturdaten von Tontch (2002) angewandt. Tontch untersuchte die Klangqualität verschiedener Mehrkanal-Störgeräuschreduktionsverfahren in Personenkraftwagen, u.a. durch formelle Hörtests. Es wird gezeigt, dass einige der perzeptuellen Maße eine sehr gute, deutlich bessere Vorhersagegüte für die subjektiven Qualitätsbewertungen aufweisen als die berechneten SNR-Verbesserungen. Die beste Übereinstimmung mit den subjektiven Daten erreicht ein PEMO-Q - Qualitätsmaß.

• Wie beurteilen Hörgeschädigte die Übertragungsqualität von Telefonsprache? [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Krebber, R. Drullman, K. Eneman, R. Huber, U. Jekosch, H. Luts and R. Martin
[A]

Moderne Telekommunikationssysteme sind nahezu ausnahmslos auf normal hörende Benutzer ausgerichtet. Bekanntermaßen haben aber hörgeschädigte Personen sehr häufig Probleme, über Telekommunikationssysteme übertragene Sprache zu verstehen und kommunikativ zu reagieren. Folglich vermindern solche Verstehbarkeits- und Kommunikationseinbußen die Nutzbarkeit von Telekommunikationssystemen für die Gruppe von hörgeschädigten Kunden in erheblicher Weise. Ein wesentlicher Grund für dieses Manko ist nicht etwa eine unzulängliche technische Optimierungsmöglichkeit von Sprachübertragungssystemen für Hörgeschädigte, sondern eher die Tatsache, dass es an einer verlässlichen Datengrundlage dazu fehlt. Es gilt zu ermitteln, wie sich die wahrgenommene Sprachübertragungsqualität verschiedener Telekommunikationssysteme und -netze in Anhängigkeit von unterschiedlichen hörgeschädigten Benutzergruppen ändert. Dazu werden umfangreiche Untersuchungen mit hörgeschädigten Versuchspersonen durchgeführt, wobei das zu übertragende Sprechmaterial mittels eines Sprachübertragungssimulators generiert wird. Die beschriebenen Untersuchungen sind Teil des EU-Projekts HEARCOM, dessen erste Ergebnisse vorgestellt werden.

Huber, T.

• Optimierung des Schallfeldes in einem sonochemischen Laborreaktor durch numerische Simulation [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Huber, S. Langer, G. Brenner and U.A. Peuker
[A]

Aufgrund der zunehmenden Bedeutung von Nanopartikeln für technische Anwendungen ist es notwendig, diese in deutlich größeren Mengen als bisher herstellen zu können. In diesem Zusammenhang könnte der Verwendung von Ultraschall in Fällungsreaktoren eine große Bedeutung zukommen, da diese eine gezielte Prozessführung bei hohen Produktionsraten von Nanopartikeln ermöglichen. Ziel ist es, das Strömungs- und Schallfeld im Reaktor mit numerischen Verfahren zu optimieren, damit die verschiedenen Stoffströme der Edukte im richtigen Verhältnis im Bereich hoher Ultraschallleistung vermischt werden, um die gewünschten Umsatzraten zu erzielen. Die Modellierung von sonochemischen Reaktoren erfordert insbesondere die Modellierung der Kavitation durch akustische Felder. Die Formulierung eines umfassenden Modells, bei dem beispielsweise der Umsatz eines Reaktors bei gegebenen Reaktionen zuverlässig vorhergesagt wird, ist derzeit allerdings noch nicht möglich. Gründe hierfür sind z.B. die Nichtlinearität der Kavitation und offene Fragen bei der Modellierung des Einflusses der Strömung auf den Transport von Kavitationsblasen. Zunächst wurde daher eine Studie durchgeführt, bei denen das Schallfeld im Inneren eines Reaktors näherungsweise durch Lösung der linearen Wellengleichung im Frequenzbereich mittels der Finiten-Elemente Methode numerisch simuliert wird. Durch die in diesem Verfahren notwendige Gebietsdiskretisierung lässt sich problemlos die Inhomogenität der Flüssigkeit modellieren, die Berücksichtigung von Dämpfungseffektiven aufgrund der Kavitation ist durch die Implementierung einer komplexen Wellenzahl möglich. Ziel ist es, ein Schallfeld mit einer lokal begrenzten Zone sehr hoher Schalldrücke zu erzeugen, die sich im Inneren des Reaktors in einer gewissen Entfernung von der Berandung und von Einbauten befindet, um dem Verschleiß von Reaktor und Sonotrode vorzubeugen.

Hudde, H.

• Schwingungsformen der menschlichen Ossikelkette bei Luftschallanregung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  C. Weistenhöfer and H. Hudde
[A]

Es besteht weitgehend Einigkeit darüber, daß bei niedrigen Frequenzen Malleus und Incus als Einheit um eine Achse schwingen, die durch das vordere Hammerband und das hintere Incusband bestimmt werden. Neuere Messungen haben ergeben, daß bei höheren Frequenzen die Schwingungsformen komplizierter sind, also keine feste Drehachse mehr angegeben werden kann. Ein tieferes physikalisches Verständnis der Schwingungsformen kann aber nicht nur durch die meßtechnische Untersuchung des ''Normalfalls'' erlangt werden. Es müssen Fragen nach dem Motto ''Was wäre, wenn...'' beantwortet werden. Dies setzt die Möglichkeit voraus, gezielt am Meßobjekt Veränderungen vorzunehmen, was aber am Felsenbeinpräparat nur sehr schwer zu realisieren ist. In theoretischen Modellen ist die Möglichkeit gegeben, Modellparameter gezielt zu verändern und die Wirkungen auf das Übertragungsverhalten zu untersuchen. Zu diesem Zweck entwickelten wir ein dreidimensionales Netzwerkmodell, das auf die Bewegungen der Ossikelkette zielt. Die Modellparameter wurden durch den Vergleich von Messergebnissen am Felsenbein mit Modellvorhersagen bestimmt. Mit Hilfe von Modellen können Fragestellungen untersucht werden u.a. wie z.B.: Wie beeinflussen die Formgebung der Ossikel und die Lage der Bänder die Schwingungsform ? Sind Durchbiegungen der Ossikel und Wirkungen des incudomallearen Gelenkes generell von Nachteil für die Schallübertragung? Wie wirkt sich z.B. eine Schenkelchenfraktur des Stapes hierauf aus? Im Vortrag wird die Grundstruktur des 3D-Netzwerkmodelles gezeigt und Modellvorhersagen werden Meßergebnissen an Felsenbeinpräparaten gegenübergestellt. Die Schwingungsformen der Ossikelkette werden für den ''Normalfall'' und für unter verschiedenen Randbedingungen veränderte Mittelohren mit Hilfe von Animationen diskutiert.

• Knochenschall – Ein Modell des menschlichen Schädels zur Bestimmung von Schädelschwingungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Taschke, K. Baierl and H. Hudde
[A]

Die Knochenschalleitung ist im allgemeinen bei gesundem Gehör gegenüber der Luftschalleitung nur von sehr geringer Bedeutung. Es gibt allerdings eine Reihe praktisch relevanter Situationen, in denen die Knochenschalleitung nicht mehr zu vernachlässigen oder gar dominant ist, wie beispielsweise beim Tragen von Gehörschützern, beim Hören über Kopfhörer, Hörgeräte oder Knochenleitungshörgeräte sowie bei der Audiometrie mittels Knochenleitungshörern. Die genauen Mechanismen der Knochenschalleitung sind noch weitgehend unbekannt. Bisher existiert kein Modell des Knochenschalls, das auf gesicherten physikalischen Erkenntnissen der Schwingungmoden der beteiligten Strukturen beruht. Grundlegend für ein solches Modell ist die Kenntnis darüber, wie das das Hörorgan umgebende Gewebe, das Felsenbein, unter verschiedenen, anwendungsabhängigen Randbedingung schwingt. Das im Vortrag vorgestellte Finite Elemente-Modell dient dazu, die Schwingungsmuster des gesamten Schädels bei unterschiedlichen akustischen und mechanischen Anregungsformen vorherzusagen. Mit seiner Hilfe können die für die Einleitung des Knochenschalls in das Gehör maßgeblichen Schwingungsformen des Felsenbeins bestimmt werden. Für die Güte der Modellvorhersagen ist entscheidend, daß die Geometrie und die mechanischen Eigenschaften des Schädels mit hinreichender Genauigkeit modelliert werden. Limitiert wird dies in erster Linie durch die Genauigkeit der zugrundeliegenden Daten. Insbesondere die Beschaffung genauer Werte für mechanische Parameter erweist sich als schwierig. Bei der Verwendung der geometrischen Daten ist neben deren Auflösung auch die maximal zur Verfügung stehende Rechnerkapazität ein limitierender Faktor. Im Vortrag werden daher die Gewinnung und die Verarbeitung der geometrischen und mechanischen Daten für das Schädelmodell dargestellt. Vom Modell berechnete Schwingungsformen des Schädels werden vorgestellt.

• Mittel- und Außenohrkomponenten des Knochenschalls [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Hudde, C. Weistenhöfer and H. Taschke
[A]

Trotz jahrzehntelanger Forschung sind die wesentlichen Mechanismen der Knochenschall-leitung, die auf der Schwingungsfähigkeit der Schädelknochen beruht, immer noch weitgehend unerforscht. Einigkeit besteht lediglich darüber, dass verschiedene Komponenten zur Knochenschallleitung beitragen. Die drei Hauptkomponenten (Außen-, Mittel- und Innenohrkomponente) lassen sich weiter in verschiedene Unterkomponenten unterteilen. Allerdings existieren nur wenig gesicherte Fakten über die Größe und die relative Bedeutung der Einzelkomponenten. Die Außen- und Mittelohrkomponenten des Knochenschalls werden hervorgerufen durch Wandschwingungen des Gehörgangs und der Mittelohrhöhlen. Unsere Modellrechnungen basieren auf zwei am Institut entwickelten Modellen: das eindimensionale (1D) Modell dient zur Erfassung der wichtigsten Übertragungseigenschaften des Mittelohres, während das dreidimensionale (3D) Modell) auch die Berechnung räumlicher Bewegungen des Schallleitungsapparats ermöglicht. Die im Gehörgang und in den Mittelohrhöhlen auftretenden Wandschwingungen produzieren zum einen zusätzliche Schalldrücke, deren Wirkung näherungsweise mit einer Erweiterung des 1D-Modells berechnet werden kann. Zum anderen werden die Gehörknöchelchen aufgrund ihrer Trägheit bewegt, angeregt über die elastische Lagerung durch das Trommelfell, die Bänder und Muskeln. Die Berechnung derartiger Vorgänge kann nur mit dem dreidimensionalen Modell vorgenommen werden, das in der Lage ist, räumlich einwirkende Kräfte und die räumliche Struktur und Aufhängung der Ossikel zu berücksichtigen. Im Vortrag werden berechnete und an Felsenbeinpräparaten gemessene Frequenzgänge sowie Video-Animationen der auftretenden Ossikelbewegungen vorgestellt und diskutiert. Dabei werden die Ergebnisse insbesondere im Hinblick auf die bei Otosklerose auftretende Carhart-Senke hin untersucht.

• Funktionale Analyse des menschlichen Mittelohres [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  C. Weistenhöfer and H. Hudde
[A]

Im Verhältnis zum Innenohr ist das Mittelohr in seiner mechanischen Struktur relativ einfach. Das Mittelohr ist aber wesentlich komplizierter aufgebaut, als es zur Realisierung der akustischen Grundfunktion nötig wäre. Es gibt Realisierungen in der Tierwelt (Columella bei Vögeln) oder auch beim Menschen (Prothesen), bei denen eine einfache Stabverbindung hinreichend ist. Dies wirft eine ganze Reihe von Fragen auf, die über die Betrachtung der akustischen Grundfunktion hinausgehen. Es ist zweckmäßig, diese Fragen mit Hilfe eines mathematischen Modells zu beantworten, da hier Modellparameter gezielt und ohne unerwünschte Nebeneffekte verändert werden können. Soll die Wirkung von Modellparameteränderungen untersucht werden, so ist die Rechenzeit eines Finite-Elemente-Modells des kompletten Mittelohres zu lang. Deshalb entwickelten wir ein dreidimensionales Netzwerkmodell der Ossikelkette, das mit einem FE-Modell des Trommelfells gekoppelt wurde. Die Modellparameter wurden durch den Vergleich von Messergebnissen an Felsenbeinpräparaten bestimmt. Im Vortrag wird das komplette Netzwerkmodell der Ossikelkette und die Integration des FE-Trommelfellmodells in das Netzwerkmodell vorgestellt. Modellvorhersagen werden mit Messergebnissen an Felsenbeinpräparaten verglichen. Schließlich wird anhand von Modellrechnungen versucht, ''Konstruktionsprinzipien'' des menschlichen Mittelohres zu erkennen.

• Verallgemeinerte Netzwerke: Erweiterung der elektromechanischen Analogie zur Behandlung dreidimensionaler Schwingungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H. Hudde
[A]

Die elektromechanische Analogie liefert die Möglichkeit, einfache schwingungsfähige Systeme, die nur konzentrierte Elemente enthalten, mit Netzwerken zu beschreiben, die dieselbe Struktur wie elektrische Netzwerke haben. Damit wird insbesondere elektrotechnisch vorgebildeten Anwendern ein Hilfsmittel an die Hand gegeben, das Berechnungen mit gut systema-tisierten Methoden ermöglicht. Die Analogie unterliegt jedoch einer wesentlichen Einschränkung: An jedem im Netzwerk durch ein Tor beschriebenen Punkt des mechanischen Systems hat die Schwingung nur einen einzigen Freiheitsgrad. Sie ist also entweder rein translatorisch oder rein rotatorisch. Es können zwar translatorische und rotatorische Schwingungen in einem einzigen Netzwerk gemeinsam auftreten (mit geeigneten Übergangselementen), an jedem einzelnen Punkt muss die Bewegung aber ''rein'' sein. In den verallgemeinerten Netzwerken wird diese Einschränkung überwunden. An jedem Tor tritt nun eine verallgemeinerte Kraft und Schnelle auf. Die verallgemeinerte Kraft ist ein Vektor, der die drei Komponenten der Kraft und die drei Komponenten des Moments enthält. Die verallgemeinerte Schnelle setzt sich zusammen aus den jeweils drei Komponenten der translatorischen und rotatorischen Schnelle. Statt der drei skalaren Elemente Nachgiebigkeit, Masse und Verlustwiderstand treten in verallgemeinerten Netzwerken 6x6-Matrizen auf, auch für Impedanzen. Die bei elektrischen Netzwerken verwendeten Kettenmatrizen lassen sich in 12x12-Transfer-Matrizen überführen, die sich aus vier 6x6-Untermatrizen zusammen setzen. Für reziproke Systeme sind die Untermatrizen in mehrfacher Weise unter einander verkoppelt.

• Das menschliche Hörorgan aus funktionaler Sicht [DAGA 2002 (Bochum)]
  H. Hudde
[A]

Technical applications in communication acoustics must be based on our knowledge about the human ear. Such a knowlegde is often established in models. With respect to hearing, the applications include such different items as, for instance, recording techniques using dummy heads, coding principles of audio and speech signals, the design of ear phones, hearing aids and hearing protectors, the binaural reproduction of audio signals, or - more generally - the generation of auditory virtual environments. The kind of models needed is widely determined by the application. In many cases the hearing organ is considered as a system designed for complex signal processing. Of course, such models should not comprise irrelevant details about the physical realization. On the other hand, the physical details are widely unknown, particularly when the central hearing organ is to be modeled. Therefore models aiming at a reproduction of the performance of the central hearing organ are always based on psychoacoustically measured data. In this talk, however, the focus will be set on physical modeling. This means that the peripheral ear will be considered most extensively. Nevertheless an outline of the complete hearing organ will be given, starting at the interface between the peripheral and central part. It is tried to give some insight into the functioning of the different parts. Although a view on animals reveals that also other principles than found in the human ear exist, it is tried to find out possible reasons why our hearing organ is designed as it is.

• Finite-Elemente-Studie der Basilarmembran [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Taschke, H. Hudde and Y. Curdes
[A]

Für die Entwicklung eines FE-Modells der Cochlea ist es notwendig, neben der Geometrie auch die mechanischen Parameter genügend genau nachzubilden. Mit Ausnahme der Basilarmembran und des Cortiorgans ist hierüber aus der Literatur nur wenig bekannt. Insbesondere fehlen genauere Angaben zu den Formen und Eigenschaften des basalen und apicalen Abschlusses der Cochlea, z.B. bzgl. des Verlaufes des Ligamentum spirale an diesen Stellen. Da somit keine Daten für einen Abgleich der Modellparameter vorhanden sind, muss zunächst untersucht werden, ob und inwieweit Änderungen der Abschlüsse überhaupt Einfluss auf die Schwingungen der cochleären Trennwand haben. Das verwendete Cochleamodell ist linear und passiv. Die Basilar- und die Reissnermembran werden durch einfache Schalenelemente repräsentiert. Das Cortiorgan wird nicht berücksichtigt. Die Basilarmembran ist nach der Ort-Frequenz-Zugehörigkeit der natürlichen Cochlea abgestimmt, so dass das Modell die Ausbreitung einer Wanderwelle beschreibt, die in erster Näherung der natürlichen Schwingung für hohe Pegel entspricht. Um zu untersuchen, inwiefern Änderungen der Eigenschaften und Formen der Abschlüsse Einfluss auf die Druckverteilung in den Skalen oder die Basilarmembranschwingungen haben, wurden an Basis und Apex die Materialparameter der dortigen Elemente (Nachgiebigkeiten / Dämpfung) variiert. Es wurden sowohl Luft- als auch Knochenschallanregungen simuliert. Der passive Einfluss des Mittel- und Außenohres auf die Schwingungsformen bei Knochenschallanregung wird mit Hilfe einer dreidimensionalen mechanischen Abschlussimpedanz am ovalen Fenster berücksichtigt. Aufgrund der gewählten Modellierungstiefe gelten die Ergebnisse zunächst nur für das betrachtete Modell.

• Finite Difference Time Domain Simulation of the Outer Ear [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Schmidt and H. Hudde
[A]

The examination of sound field problems by using finite or boundary element calculations is well established. Usually a harmonic analysis is performed; for each frequency of interest a complete solution of the equation system is done.

If systems having short acoustic impulse responses are to be investigated, time-domain calculations can be expected to be more efficient because complete frequency responses are obtained from a single impulse response calculation by taking the inverse Fourier Transform.

In this project a finite difference time domain (FDTD) approach with centered grids is applied to wave propagation problems concerning the outer ear. This general class of FDTD formulations leads to fast algorithms. The model yields time functions of acoustic variables by straightforward discretisation of the wave equation. For each time step the evolution of the values is calculated at every node in the centered grids. In further processing stages transfer functions, radiation impedances, or chain matrix parameters are derived from the calculated results.

The fundamental formulation of the model is based on orthogonal grids. It turned out that the accuracy can be impaired when irregular boundaries occur or if boundaries are inclined referred to the grid. To improve the accuracy voronoi cells are used near the boundaries. This technique avoids the wave retardation observed for staircase boundaries.

The current set of geometrical models includes various ear canals and natural and artificial (dummy head) pinnae. Results of ear canal calculations are shown, and the accurateness of the results is examined for different grid configurations.

• Bone Conduction effecting the Peripheral Hearing Organ [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Taschke and H. Hudde
[A]

In order to analyse the components of bone conduction a finite element model of the human head was developed. The model presented here is a revised version of a previous model (Taschke, Daga '02) whereby it now confirms to in vivo measurements of real heads. Furthermore the model has been extended by a model of the whole peripheral hearing organ. Due to the large number of degrees of freedom, the model had to be sub-divided into three parts: the head, the temporal bone, and a cuboid section including the inner ear and its bony shell. The calculations of the three parts had to be made in succession for each different type of excitation. In this dividing process, care was taken so as to maintain the correct pattern of vibration at the interface areas.

The model allows us to investigate the mechanisms of bone conduction with regard to their characteristic patterns of vibration: Firstly, the vibrations of the tissue enclosing the hearing organ were examined in order to assess whether the tissue is being deformed or driven as a whole. Secondly, the changes in air pressure within the outer and the middle ear, the inertial movement of the ossicular chain, and the vibrations of the basilar membrane in response to the excitation of the surrounding tissue were studied. The significant findings with regard to the assessed components and their underlying mechanisms will be presented.

• Modelling the Dynamic Behaviour of the Human Middle Ear Using the Finite Element Method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  Y. Curdes, H. Hudde and H. Taschke
[A]

In the talk a finite-element model of the human middle ear will be presented. This model is based on the results and properties of a three-dimensional circuit-model of the middle ear from Weistenhöfer which is a further development of the one-dimensional model from Hudde and Engel. In contrast to such mathematical methods, the application of the finite-element method enables the representation of the anatomy of the middle ear. Furthermore it offers a wider field of application like, e.g. static analyses. A geometric model of the middle ear was constructed in a computer-aided design environment, using tomograms of temporal bones and silhouettes from ossicles. The model is embedded in an existing model of the outer and inner ear developed by Taschke. It consists of the tympanic membrane, the ossicular chain including joints, ligaments (anterior malleal ligament, posterior incudal ligament, and annular ligament), tendons (tensor tympani tendon and stapedial tendon), and the tympanic cavity. The unknown mechanical parameters of the components of the middle ear were mainly determined from the geometry dependant properties of the three-dimensional circuit model. For this purpose special, self-programmable elements were used for the joints and the anterior malleal and posterior incudal ligament. To confirm the validity of the model, the motion of the ossicles obtained with this model was compared and adjusted to the results of the circuit models and measurement data. The development of the model and the simulation results of the dynamic behaviour of the middle ear will be presented and discussed.

• Einfluss der Gehörgangsform auf die Transformationseigenschaften des Gehörgangs [DAGA 2005 (München)]
  H. Hudde and M. Müller
[A]

Den Anlass zu dieser Untersuchung lieferte das häufige Versagen einer früher publizierten Methode, den Schalldruck am Trommelfell aus Schalldruckmessungen am Eingang des Gehörgangs bestimmen zu können. Die Bestimmung bzw. die gezielte Einstellung des Schalldrucks am Trommelfell ('trommelfellbezogene Audiometrie') ist ein lang gehegter Wunsch zur Verbesserung der Audiometrie und der Aussagekraft psychoakustischer Messungen. Kern der Methode ist die Bestimmung der Querschnittsfunktion des Gehörgangs entlang seiner Mittelachse. Aus der Verschiebung der Null- und Polstellen der Eingangsimpedanz des Gehörgangs gegenüber dem Fall eines Rohres mit konstantem Querschnitt lässt sich der Querschnittsverlauf des individuellen Gehörgangs schätzen. Während die Methode an Messingröhrchen unterschiedlichen Querschnittsverlaufs gute Ergebnisse zeigt, versagt sie häufig bei realen Gehörgängen. Die Bestimmung der Querschnittsfunktion beruht letztlich auf der Auswertung von Reflexionen, die durch den variierenden Querschnitt hervorgerufen werden. Es kam der Verdacht auf, dass zusätzliche Reflexionen durch Formänderungen entstehen, insbesondere durch die erheblichen Biegungen des Gehörgangs. Von der Websterschen Differenzialgleichung für die Schallausbreitung in inhomogenen Rohren wird nämlich nur die Größe des veränderlichen Querschnitts, nicht aber seine Form berücksichtigt. Im Vortrag wird anhand numerischer Simulationen mit finiten Elementen gezeigt, dass sich der genannte Verdacht erhärtet hat. Die Konsequenzen aus diesem Ergebnis werden diskutiert.

• Systematische Fehler bei akustischen Gehörgangsmessungen [DAGA 2005 (München)]
  S. Schmidt and H. Hudde
[A]

Die Messung von akustischen Größen wie der Eingangsimpedanz des menschlichen Gehörgangs ist ein wesentliches Werkzeug bei audiologischen Untersuchungen. Die Definition dieser Größen im Eingangsbereich des Gehörgangs ist jedoch problematisch. Es stellt sich die Frage, inwieweit der Begriff einer regelrechten Wellenimpedanz Z=p/v beim Einfall von Schall in die Ohrmuschel gerechtfertigt werden kann. Einerseits müsste für alle Frequenzen eine Fläche existieren, auf der in der Ebene nur kleine Druckänderungen auftreten, andererseits soll in dieser Fläche die Teilchenschnelle gleichfalls nach Betrag und Richtung nahezu konstant sein. Dieses eindimensionale Modell einer Eingangsimpedanz kann die durch die kompliziert geformte Pinna bewirkte Einkopplung einer Schallwelle in den Gehörgang jedoch nicht nachbilden. Eventuell ausbreitungsfähige höhere Moden werden ebenfalls nicht berücksichtigt. Zudem wird in einer akustischen Untersuchung des Gehörgangs ein Meßgerät verwendet, das an den Gehörgang angekoppelt werden muß. Die so gegebene akustische Situation unterscheidet sich wesentlich vom Fall einer freien Pinna. In der vorliegenden Untersuchung wurde die dem BOHEAR-Modell eigene Pinna in einer Finite-Elemente-Analyse genutzt, um das eindimensionale akustische Modell des Außenohrs auf Realitätstreue zu prüfen. Die Ohrmuschel wurde dabei als schallhart angenommen, um lediglich Effekte der Schallfeldgeometrie zu simulieren. Die Analyse der Ergebnisse zeigt die Probleme bei Verwendung der eindimensionalen Modellvorstellung am Außenohr auf und vergleicht die akustischen Eigenschaften des mit einem Meßgerät versehenen Gehörgangs mit denen des freien Außenohrs.

• Aspekte der Knochenschallleitung [DAGA 2005 (München)]
  H. Taschke and H. Hudde
[A]

Gibt es jenseits der klassischen Vorstellungen alternative Wege, auf denen Knochenschall übertragen werden kann? Wie groß ist die Differenz der Hörschwellen von Luft- und Knochenschallleitung tatsächlich? Wie kommt es zum negativen Verschlusseffekt? Existiert die Carhart-Senke? Diese Fragestellungen zum Thema Knochenschall wurden mit dem Bochum Head and Ear Model (BOHEAR) bearbeitet, einem Finite-Elemente-Modell des Kopfes und des peripheren Gehörs. Das Modell erlaubt es, die Knochenschallkomponenten von Außen-, Mittel- und Innenohr unter realistischen Randbedingungen separat zu berechnen und detailliert zu analysieren. Insbesondere in neuerer Zeit taucht die Frage auf, ob Knochenschall auch über das sog. dritte Fenster, d.h. die perineuralen und -vasculären Verbindungen zwischen Innenohr und Gehirnraum, übertragen werden kann. Durch die Abbildung des Ductus und des Saccus endolymphaticus in BOHEAR konnte gezeigt werden, dass dies durchaus möglich ist. Bei den in der Literatur bekannten Messungen der Luft-Knochenleitungsdifferenz wurde stets die Außenohrkomponente verändert oder gar unterdrückt, um keinen Luftschall ins Ohr dringen zu lassen. Modellrechnungen zeigen die Auswirkungen der getroffenen Maßnahmen und machen Voraussagen dazu wie die Schwellendifferenz wahrscheinlich wirklich aussieht. In diesem Zusammenhang wird auch der (negative) Verschlusseffekt beschrieben, der durch Berechnungen mit verschiedenen Einstecktiefen von schallharten Verschlüssen in den Gehörgang untersucht wurde. Die Existenz der Carhart-Senke ist bis heute strittig. Anhand der Nachbildung von otosklerotischem ovalen und runden Fenster wurde versucht zu diesem Punkt eine Antwort zu finden.

• Schwingungsformen der menschlichen Ossikelkette bei Knochenschallanregung [DAGA 2005 (München)]
  Y. Curdes, H. Taschke and H. Hudde
[A]

Mit dem Bochumer Finite-Elemente-Modell BOHEAR (BOchum Head and EAR), das einen menschlichen Kopf inklusive des peripheren Hörorgans nachbildet, können verschiedene Fragestellungen zu den Mechanismen der Luft- und Knochenschallleitung bearbeitet werden. Bei den Untersuchungen zur Knochenschallleitung werden die Außen-, Mittel- und Innenohrkomponente separat betrachtet und berechnet. So ist es möglich, den Einfluss der einzelnen Komponenten auf das Schwingungsverhalten der Ossikelkette getrennt zu untersuchen. Im Gegensatz zu vielen in der Literatur dargestellten Messungen und Modellrechnungen werden die Betrachtungen unter realistischen Randbedingungen, d.h. mit Cochlea, (verformbarer) Paukenhöhle und Außenohr, durchgeführt. Die Anregung erfolgt über einen Druck auf der gesamten Schädeloberfläche bzw. durch punktuelle Kraftanregungen an Stirn und Schläfenbein (contra- und ipsilateral). Die sich daraus ergebenden Bewegungsformen der Mittelohrknöchelchen werden im Vortrag dargestellt, und ihr Einfluss auf die Gesamtknochenschallleitung für die einzelnen Anregungsfälle wird diskutiert. Dabei wird zwischen der Absolutbewegung und der Relativbewegung in Bezug auf das umliegende Gewebe unterschieden, da für die Wahrnehmung des Knochenschalls lediglich die Relativbewegung entscheidend ist. Im Vortrag werden beide Bewegungsformen für verschiedene Frequenzen anhand von Animationen miteinander verglichen und die Abhängigkeit der relativen Bewegung von der absoluten Bewegung diskutiert. Zusätzlich werden die an den Randpunkten des Trommelfells und der Stapesfußplatte sowie den Ansatzpunkten der Bänder und Muskeln an der Paukenhöhle auftretenden Bewegungen für die einzelnen Fälle vorgestellt.

• Messtechnische Konsequenzen der dreidimensionalen Schalleinkopplung in den Gehörgang [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Schmidt and H. Hudde
[A]

Untersuchungen am BOHEAR-Außenohrmodell (Schmidt/Hudde, DAGA'05) haben gezeigt, dass das Schallfeld im Gehörgang eine sehr komplexe und von der Quelle abhängige Struktur aufweist. Vor allem an dessen gut zugänglichem Eingang liegt ein ausgesprochen inhomogenes Feld vor. Diese Situation hat Konsequenzen für Impedanz- und Schalldruckmessungen am Gehörgangseingang. Die akustische Eingangsimpedanz (Z=p/q) setzt die Definition einer vom Schallfluss q durchtretenen Fläche mit konstantem Schalldruck p voraus. Messtechnisch wird diese Ebene durch die vom akustischen Messgerät eingeprägte Grenzfläche zum Gehörgang festgelegt. Mit dem Außenohrmodell wurden Messungen bei unterschiedlichen Konfigurationen von Messgerät und Gehörgang simuliert, um zu untersuchen, ob diese recht willkürliche Wahl der Definitionsebene zu Widersprüchen führt. Es zeigte sich, dass die ermittelten Impedanzen wesentlich von der Art und vom Ansatz des Messgeräts abhängen. Eine andere Situation ergibt sich jedoch, wenn Punktübertragungsfunktionen im Gehörgang bestimmt werden sollen. Diese sind z.B. nützlich, um den Trommelfellschalldruck aus dem Schalldruck am Eingang berechnen zu können. Zur Messung setzt man Sondenmikrofone ein, um den Schalldruck an verschiedenen Positionen im Gehörgang zu bestimmen. Der wesentliche Unterschied zur Impedanzdefinition ist hierbei der Bezug auf Punkte anstatt auf Flächen. Mit Hilfe des Außenohrmodells konnte gezeigt werden, dass sich Punktübertragungsfunktionen unabhängig von der äußeren Quelle gut messen und reproduzieren lassen.

• Über vier Funktionsprinzipien des menschlichen Mittelohrs [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Hudde
[A]

Das menschliche Mittelohr besitzt wie alle Säuger-Mittelohren eine aus drei Knöchelchen bestehende Ossikelkette. Eine solche Anordnung ist deutlich komplizierter als etwa eine Columella, wie sie bei Vögeln und Reptilien zu finden ist. Es ist bekannt, dass beide Mittelohrtypen niederfrequent den Schall etwa gleich gut weiterleiten können. Bei höheren Frequenzen ist jedoch die Ossikelkette überlegen. Im Vortrag werden vier Funktionsprinzipien des menschlichen Mittelohrs erläutert, die die Übertragungseigenschaften wesentlich bestimmen und die Überlegenheit der Ossikelkette erklären. Es zeigt sich, dass die Ossikelkette nicht nur Vorteile hinsichtlich der Schallübertragung besitzt, sondern auch eine bessere Isolation gegenüber Knochenschall bzw. äußeren Krafteinwirkungen bewirkt. Die zugrunde liegenden Untersuchungen wurden mit einem 'verallgemeinerten Netzwerkmodell' des Mittelohrs durchgeführt, das die Bestimmung dreidimensionaler Schwingungsformen ermöglicht. Die Schwingungen wurden sowohl für akustische Anregung durch einen Schalldruck vor dem Trommelfell als auch für mechanische Schüttelanregung des gesamten Felsenbeins berechnet. Um zu den oben erläuterten Aussagen zu gelangen, wurden neben normalen Mittelohren auch Mittelohren mit ungünstigeren Positionen der Ossikel und teilweise versteiften elastischen Elementen untersucht. Die sich ergebenden Schwingungsformen werden im Vortrag anhand von Animationen gezeigt.

• Reicht eine einzelne Mikrofonsonde für die trommelfellbezogene Audiometrie aus? [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Schmidt and H. Hudde
[A]

Um audiometrische Messungen auf den Trommelfellschalldruck beziehen zu können, muss dieser möglichst präzise bestimmt werden. Dazu ist es notwendig, eine Mikrofonsonde hinreichend nah an das Trommelfell heran zu führen (vgl. Schmidt, Hudde, DAGA 2006). Eine direkte Messung am Trommelfell ist aus praktischen Gründen nicht möglich. Da jedoch ein im Abstand gemessenes Signal erheblich von der gesuchten Größe abweichen kann, ist es erforderlich, die Übertragungsfunktion des Schalldrucks vom Messpunkt zum Trommelfell zu schätzen und einzurechnen. Es zeigt sich, dass die Anpassung eines sehr einfachen akustischen Modells des Restgehörgangs an die Messdaten bereits zu guten Ergebnissen führt, solange die durch die Sonde selbst verursachten Störungen, die besonders stark in den Schalldruckminima auftreten, vernachlässigt werden. Um die Minima darüber hinaus hinreichend sicher identifizieren zu können, muss die Übertragungsfunktion zwischen Schallquelle und Mikrofonsonde möglichst glatt sein. Dies kann durch Verwendung eines Kopfhörers erreicht werden. Die durch die genannten Ursachen auftretenden Probleme konnten mit dem BOHEAR-Außenohrmodell durch Finite-Elemente-Berechnungen analysiert werden. Im Beitrag werden Modellergebnisse mit Einzelsonden präsentiert. Während die akustische Beschaffenheit des Restgehörgangs die Transformationsgenauigkeit erstaunlich wenig beeinflusst, verursacht die Anwesenheit der Einzelsonde charakteristische Fehler, die die Genauigkeit der Schätzung senken. Abschließend wird die Möglichkeit diskutiert, die Genauigkeit des Verfahrens durch die Nutzung einer zweiten Sonde zu steigern.

• Die Sinus-Impuls-Analogie der Basilarmembran als Ursprung der Frequenzgruppen [DAGA 2008 (Dresden)]
  H. Hudde
[A]

Als Frequenzgruppen (critical bands) werden Frequenzbereiche bezeichnet, innerhalb derer das Gehör die Lautheitsbildung von Schallsignalen in bestimmter Weise spektral zusammenfasst. Die Lautheit wird wesentlich dadurch bestimmt, ob das Signal spektral nur in eine Frequenzgruppe fällt oder darüber hinausgeht. Es ist kaum zu bezweifeln, dass der Ursprung der Frequenzgruppen in der Cochlea zu finden ist, da die Ohrsignale hier spektral zerlegt werden. Trotzdem erscheint eine ins Detail gehende Erklärung für das Zustandekommen von Frequenzgruppen schwierig, weil bei der Lautheitsbildung vielfältige nichtlineare Mechanismen innerhalb der Cochlea und auf neuraler Ebene eine Rolle spielen.

In diesem Beitrag wird hingegen gezeigt, dass der Ursprung der Frequenzgruppen bereits mit einem einfachen linearen Modell der Basilarmembran (BM) erklärt werden kann. Es handelt sich dabei nicht etwa um die ''Entdeckung'' eines neuen Mechanismus, sondern um eine Interpretation der Effekte, die sich bei der bekannten Wanderwellenausbreitung ergeben. Bei richtiger Abstimmung der Basilarmembran ergeben sich die Frequenzgruppen unabhängig von den Details des Modells. Insbesondere werden keine nichtlinearen Mechanismen zur Erklärung der Frequenzgruppen benötigt.

• Ein eindimensionales Hörgerätemodell zur Evaluation akustischer Zusatzelemente in der Otoplastik [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Schmidt and H. Hudde
[A]

Die Schallübertragung von einem Hörgerätehörer zum Trommelfell des Patienten ist, da der Gehörgang durch die Otoplastik oder das IC-Gerät selbst abgeschlossen wird, von zahlreichen Resonanzüberhöhungen geprägt. Zudem bewirkt die Otoplastik einen Verschlusseffekt, der sich durch eine wesentliche Erhöhung des Körperschallanteils im Restgehörgang bemerkbar macht. Bei geringeren Hörschäden kann man diesem Nachteil durch eine Ventbohrung oder ggf. eine offene Versorgung, bei der sich nur das Ende des Schallschlauches im Gehörgang befindet, begegnen. Diese Maßnahme steigert jedoch andererseits die Rückkopplungsneigung des Systems, da auch mehr Nutzschall zurück zum Mikrofon gelangen kann. Mit den Mitteln der Digitalen Signalverarbeitung kann in vielen Fällen sowohl der Frequenzgang des Hörgeräts als auch seine Rückkopplungsneigung so beeinflusst werden, dass die genannten Nachteile nicht störend in Erscheinung treten. Um die Verstärker- und Hörerleistung gerade bei schweren Hörschäden zu optimieren, ist es jedoch angebracht, zu untersuchen, inwieweit einfache akustische Elemente, die am Gehörgang wirksam werden (z.B. durch Einbau in die Otoplastik) zur Unterstützung der Hörgeräteelektronik beitragen können. Zur Beurteilung des Systems wurde ein Hörgerätemodell entworfen, das die Mikrofon- und Hörereigenschaften, die akustischen Übertragungswege (Schlauch, Gehörgang, Vent) samt Rückkopplungspfad sowie die neuen Elemente selbst enthält. Im Beitrag wird das Modell mit einigen Verifikationsergebnissen und Beispielen für vorteilhafte akustische Zusatzelemente vorgestellt.

• Messung von Isophonen mit Bezug auf den Schalldruck am Trommelfell [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Schmidt and H. Hudde
[A]

Der menschliche Gehörgang kann als einseitig schallhart abgeschlossene akustische Leitung angenähert werden. Schalldrucksignale in seinem Innern und an der Pinna sind durch Resonanzspitzen und -täler geprägt. Als Bezugsgröße für audiologische und psychoakustische Messungen bietet sich der Schalldruck am Trommelfell an, der einerseits einen bestmöglich glatten Frequenzgang aufweist und andererseits gut lokalisiert werden kann, was bei Sondenmessungen im Gehörgang nicht immer der Fall ist. Um audiometrische Messungen auf den Trommelfellschalldruck beziehen zu können, muss dieser möglichst präzise geschätzt werden, denn eine direkte Messung ist nicht praktikabel. Dazu ist es notwendig, eine Mikrofonsonde hinreichend nah an das Trommelfell heran zu führen, da ein im Abstand gemessenes Signal erheblich von der gesuchten Größe abweichen kann (vgl. Schmidt, Hudde, DAGA 2006). Wie gezeigt wurde, enthält das Gehörgangssignal jedoch bereits ausreichende Informationen über die Sondenposition, die darüber hinaus während des Einschiebens sehr einfach zu ermitteln ist (vgl. Schmidt, Hudde, DAGA 2007). In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer messtechnischen Anwendung des Verfahrens dokumentiert. Neben Simulationen und Experimenten zur Verifikation des Transformationsverfahrens werden Isphonenmessungen mit Bezug auf den Schalldruck am Trommelfell vorgestellt.

Hübelt, J.

• Schallabstrahlung eindimensionaler Punktstrahler-Arrays bei der kleinen Helmholtz-Zahlen (He << 1) [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Hübelt
[A]

Die Möglichkeiten zur Beeinflussung der Schallabstrahlung einer Lautsprecherzeile sind hinreichend bekannt. So kann insbesondere die Richtcharakteristik dieser Strahleranordnung durch gezielte Steuerung der Phasen-beziehungen zwischen den Einzelstrahlern variiert werden. Im Bereich tiefer Frequenzen läßt sich das akustische Verhalten dieses Strahler-Arrays sehr einfach beschreiben. Der Modellvorstellung liegt die Auffassung jedes Einzelstrahlers als Punktstrahler zugrunde. Das resultierende Schallfeld ist somit durch die phasenrichtige Überlagerung der Schallfelder jedes Punktstrahlers abbildbar. Kennzeichnend für die Richtcharakteristik dieses Arrays ist das ausgeprägte Hauptmaximum. Der Winkel dieser Hauptkeule zur Strahlerachse läßt sich durch die Einführung einer linearen Phasenverzögerung der Einzelstrahler einstellen. Wählt man jedoch Abstände zwischen den Einzelstrahlern, die im Verhältnis zur Wellenlänge sehr klein sind (sehr kleine Helmholtz-Zahlen), wird in Abhängigkeit vom gewählten Phasenverzögerungsfaktor für bestimmte Frequenzen die abgestrahlte Schalleistung stark vermindert. Das Hauptmaximum in der Richtcharakteristik verschwindet. Es soll gezeigt werden, von welchen Parametern die von einem Punktstrahlerarray bei sehr kleinen Helmholtz-Zahlen abgestrahlte Schalleistung abhängig ist. Dabei wird insbesondere auf den einer ''Kamm-Funktion'' ähnelnden Verlauf des Schalleistungs-Frequenz-Spektrums eingegangen. Die geschilderten Überlegungen konnten zur Lärmminderung bei einem technischen Problem herangezogen werden.

• In-situ-Meßverfahren zur Bestimmung der Absorptionseigenschaften einer Probe unter Anwendung der AKF [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Hübelt
[A]

In vielen Situationen ist es notwendig, die Absorptionseigenschaften eine Probe vor Ort zu bestimmen. In den vergangenen Jahren wurden dazu verschiedene Methoden vorgestellt. Eines der häufig diskutierten Meßverfahren ist dabei die Impuls-Echo-Methode. Bei Gebrauch dieser Methode wird in vielen Fällen die Subtraktionstechnik zur Signalanalyse angewandt. Alternativ dazu ist zur signalanalytischen Auswertung auch der Einsatz der Autokorrelationsfunktion denkbar. Vor- und Nachteile dieser Methode der Signalanalyse werden anhand der Gegenüberstellung zur ''Subtraktionstechnik'' diskutiert. Abschließend sollen Meßergebnisse, gewonnen an offenporigen Asphalten, vorgestellt werden.

• Tortuositätsmessungen an offenporigen Asphalten [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  T. Lerch, E. Sarradj and J. Hübelt
[A]

In einer Anzahl von Theorien zur Bestimmung der akustischen Kennwerte poröser Absorber, u.a. von BIOT, spielt der Parameter hydraulische Tortuosität eine wichtige Rolle. Die hydraulische Tortuosität kennzeichnet die mittlere Weglänge von Teilchen in einer Strömung durch eine Schicht porösen Materials im Verhältnis zur Schichtdicke. Da sich die hydraulische Tortuosität einer direkten Messung entzieht, muß sie durch Messung der elektrischen Tortuosität ermittelt werden. Im Vortrag werden der dazu aufgebaute Meßplatz sowie erste Ergebnisse von Messungen an Proben offenporigen Asphalts vorgestellt.

• Zur Schallausbreitung über porösen Straßenoberflächen [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Hübelt, T. Lerch, E. Sarradj and A. Zeibig
[A]

Ziel eines an der TU-Dresden laufenden Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer akustischen Modellbeschreibung zur Optimierung poröser Straßenbeläge hinsichtlich ihrer lärmmindernden Wirkung. Dazu war zunächst die Auswahl und Validation eines geeigneten Modells zur Beschreibung des als homogener Absorber aufgefassten Straßenbelages notwendig. Bei der Aufstellung des Absorbermodells konnte auf einen umfangreichen Pool von ''Marshall''-Probekörpern zurückgegriffen werden. Die Modellvorhersagen (Wandimpedanz, Absorptionsgrad) wurden in einem ersten Schritt mit Messergebnissen, bestimmt im Kundtschen Rohr, verglichen. In einem weiteren Schritt sind ''in-situ'' Messungen an eigens hergestellten Asphaltplatten und an realen Straßenoberflächen durchgeführt worden. Zunächst wurden dabei die bei senkrechter Beschallung der Proben gewonnenen Ergebnisse mit den Resultaten von Messungen an Bohrkernen im ''Kundtsches Rohr'' verglichen. Um Aussagen über die Wirkung der Aspahlte bei streifender Beschallung zu gewinnen, erfolgte im Anschluß die Modellierung der Schallausbreitung über einer homogenen Absorberfläche nach der in der Literatur oft als ''WEYL-VAN DER POL''-Theorie bezeichneten Methode. Im Vortrag werden die Ergebnisse der eingangs erwähnten Berechnungen und Messungen kritisch diskutiert. Es wird ein Vorschlag für ein Kriterium zur Bewertung der schallabsorbierenden Wirkung von porösen Strassenbelägen vorgestellt.

• Die Rolle des klassischen Demonstrationsversuches im multimedialen Kontext [DAGA 2003 (Aachen)]
  P. Holstein, D. Mackenzie, J. Hübelt and P. Költzsch
[A]

Der multimediale Zugang kann in vielen Fällen Ausbildungsinhalte effektiv unterstützen oder erst möglich machen. Auf experminentelle Hardware im Sinne von speziellen Demonstrationsexperimenten kann dabei weitgehend verzichtet werden. Die Möglichkeiten, die moderne Softwarewerkzeuge bieten, verringern jedoch nicht die Bedeutung des klassischen (Vorlesungs-)Experiments in der Akustik. Von besonderer Bedeutung ist das Bedienkonzept für die Experimente. Der Vortragende wird vom eigentlichen Programmablauf, einschließlich des didaktischen Teils der unterstützenden Präsentationssoftware, entlastet und kann sich deshalb auf die Erklärung des eigentlichen Lehrinhalts aus akustischer oder physikalischer Sicht konzentrieren. Der Schwerpunkt des Lern- und Vertiefungseffekts wird infolgedessen auch weiterhin durch das reale Experiment bestimmt, das in der Regel nachhaltiger und überzeugender wirkt als reine computergestützte Demonstrationen. Die multimediale Präsentation kann aber auch bei Bedarf die Simulation des kompletten Versuchs umfassen. Der zusätzliche Aufwand an technischen Geräten kann innerhalb dieses Konzepts drastisch reduziert werden (z.B. keine zusätzlichen Generatoren oder Verstärker). Es sei darauf hingewiesen, dass die Module so konzipiert sind, dass sich inhaltliche Schwerpunkte verschieben lassen (z.B. Betonung von Signalverarbeitungsaspekten) oder die Ausbildungsinhalte modifiziert werden können. Beispielsweise sind mit den Modulen auch Versuchspraktika oder didaktisch orientierte Vorträge mit und ohne experimentellem Anteil zusammenstellbar. Die Module wurden unter MATLAB entwickelt. Neben dem Versuchsmodell ist ein kleineres akustisches Spektrometer für die Realisierung des Konzepts ausreichend. Der Vortrag beinhaltet eine experimentelle Demonstration des Konzepts an Versuchen zur Frequenzabhängigkeit verschiedener akustischer Effekte.

• Extended Impedance Tube Measurements of Porous Absorbers [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Sarradj, J. Hübelt, E. Elsaghir and P. Holstein
[A]

Samples of porous absorbers are commonly characterised by their absorption coefficient and surface impedance. For measurements, standard Kundt's tube or impedance tube method is used. In the paper, the use of extended measurement techniques to get the characteristic impedance and the propagation constant is demonstrated. It is shown that to know these parameters is advantageous as they provide information about the material rather than the sample.

• Microphone array measurements for aeroacoustic investigations using a frequency band averaging method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Zeibig, C. Schulze and J. Hübelt
[A]

Within the scope of the research project SWING+ (Simulation of WingFlow Noise Generation) it is necessary to develop a microphone array to localize sound sources on a generic wing profile. As a first approach a line array was constructed. Using this line array a lot of basic investigations with various array geometries and signal processing methods were carried out. As a result of these basic investigations the optimal configuration for a line array was found consisting of eight equal spaced microphones. This geometry can be used over a broad frequency range, if a spectral band filtering technique is applied. This way a narrow main lobe as well as a reasonable side lobe suppression can be reached. Reference measurements were carried out to prove the feasibility of this method. During the reference measurements acoustic model sources like monopole and dipole were localized and separated. Afterwards the use of this microphone array for the localization and separation of aeroacoustic sound sources on a generic wing profile and a cylinder in an air flow will be described. From these measurements useful experiences and knowledge for the design of a two-dimensional microphone array could be obtained.

• Schätzung der Absorberparameter poröser Medien anhand von Absorbermodellen und Messung des Absorberkennwertpaars [DAGA 2005 (München)]
  J. Hübelt, M. Böhm and R. Hoffmann
[A]

Dem Einsatz herkömmlicher poröser Absorber, wie z.B. Glaswolle, sind Grenzen gesetzt, da sie eine begrenzte Temperaturfestigkeit und Haltbarkeit gegenüber Überströmung aufweisen. Aus diesem Grund wurde in den letzten Jahren vom Fraunhofer IFAM eine Methode zur Sinterung von zellularen metallischen Werkstoffen weiter entwickelt, welche die Herstellung von Schallabsorbern auf der Basis von metallischen Hohlkugelstrukturen erlaubt.

Zur Vorhersage der akustischen Eigenschaften der Strukturen ist ein neuartiges Messverfahren weiterentwickelt worden [1]. Dieses Verfahren ist generell für poröse Absorber einsetzbar und beruht auf der Bestimmung der akustischen Übertragungsfunktion über einer zu untersuchenden Probe. Der Probekörper wird dabei in einem Rohr angeordnet. Die Bestimmung der Übertragungsfunktion erfolgt anhand von 4-Mikrofonen, zwei vor der Probe und zwei hinter der Probe. Auf der Grundlage dieses Verfahrens lassen sich die komplexen Größen Wellenzahl und charakteristische Impedanz bestimmen. Mit Hilfe der auf diese Weise gemessenen Absorberkennwerte ist das Schallfeld über der Absorberprobe eindeutig beschreibbar. Im Vortrag werden daher die Ergebnisse einer Messung des diffusen Schallabsorptionsgrades im Hallraum den Vorhersagen auf der Basis der Absorberkennwerte gegenübergestellt. Die Kenntnis über die Absorberkennwerte der Proben bietet einen weiteren Vorteil: Unter Verwendung eines den Werkstoff beschreibenden Absorbermodells lassen sich auf der Grundlage einer Parameteridentifikation Absorberparameter, wie Porosität, Strömungsresistanz und Tortuosiät oder Strukturfaktor, berechen. Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden im Vortrag ebenfalls den Resultaten direkter Messungen der Größen gegenübergestellt.

[1] Song, B. and Bolton, J. S.: A Transfer-matrix approach for estimating the characteristic impedance and wave numbers of limp and rigid porous materials. JASA, 107(3), 1131-1152, 2000.

• Über die Korrelation von Fahrzeuggeräuschpegeln mit in situ gewonnenen Messergebnissen zum Strömungswiderstand, zur Wasserdurchlässigkeit und zum Absorptionsgrad von offenporigen Asphalten [DAGA 2005 (München)]
  J. Hübelt, H. Schmid, W. Bartolomaeus and F. Wellner
[A]

Unter den heutzutage eingesetzten Fahrbahnbelägen weisen offenporige Beläge, insbesondere offenporige Asphalte, die besten lärmmindernden Eigenschaften auf. Bei ordnungsgemäßer Ausführung lässt sich ein gegenüber nicht offenporigem Asphalt um bis zu 6 dB verminderter Lärmpegel beobachten. Zwei verschiedene physikalische Mechanismen können dafür verantwortlich gemacht werden: - Die vom rollenden Reifen verdrängte Luft kann in der Aufstandsfläche teilweise in das offene Porenvolumen entweichen. Dadurch verlaufen die Vorgänge bei der Kompression und Dekompression der Luft unter dem Reifen weniger heftig und es entsteht weniger Schall. - Die offenporige Deckschicht wirkt als poröser Schallabsorber. Sowohl in unmittelbarer Nähe der Schallquelle (Reifen-Fahrbahn-Kontakt) als auch bei der Ausbreitung des Schalls über dieser Schicht erfolgt daher eine teilweise Aufnahme der Schallenergie und damit eine Pegelminderung.

Um herauszufinden welcher Grad der Lärmminderung von einem bestimmten evtl. verschmutzten Belag erwartet werden kann, wurden in den vergangenen Jahren unterschiedliche Methoden angewandt. Neben direkten Methoden, wie z.B. die Messungen des ''statistischen Vorbeifahrtpegels'' sind darunter auch indirekte, in situ durchführbare Methoden eingesetzt worden.

Ziel der im Vortrag vorgestellten Arbeiten war die Entwicklung eines in situ Verfahrens zur Charakterisierung der akustischen Eigenschaften offenporiger Straßenbeläge. Dieses Verfahren sollte dabei auf indirektem Wege quantitative Aussagen über den zu erwartenden ''Vorbeifahrtpegel'' nach der Methode der '' Statistischen Vorbeifahrt' liefern. Dazu sind an mehreren Messorten Werte zur Wasserdurchlässigkeit, zum effektiven spezifischen Strömungswiderstand und zum Schallabsorptionsgrad aufgenommen worden. Die auf diese Weise gewonnenen Messwerte wurden anschließend den jeweiligen Ergebnissen für den ''statistischen Vorbeifahrtpegel'' gegenübergestellt.

• Zur Vorhersage der akustischen Eigenschaften offenporiger Asphalte [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E. Sarradj and J. Hübelt
[A]

Im Vorfeld des Einsatzes offenporiger Asphalte als lärmmindernde Straßenoberflächen ist die Vorhersage der akustischen Eigenschaften solcher Asphalte erforderlich. Anhand der Parameter Porosität, Strömungswiderstand und Tortuosität lässt sich offenporiger Asphalt als poröses Material (poröser akustischer Absorber) charakterisieren.

Der Beitrag geht darauf ein, wie diese Parameter aus den technologischen Parametern bei der Herstellung des Asphalts (Korngrößenverteilung, Kornform sowie weitere Mischguteigenschaften) vorhergesagt werden können. Auf der Grundlage einer systematischen Untersuchung von mehr als 200 Asphaltproben wurden Modelle entwickelt, die eine Vorhersage der für akustischen Eigenschaften relevanten Parameter aus der Mischgutzusammensetzung ermöglichen.

• Messung der Kanaldämpfung von Schalldämpfern in einem erweiterten Kundt'schen Rohr mit Hilfe des Übertragungsmatrixverfahrens [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Geyer, J. Hübelt and E. Kühnicke
[A]

Das im Vortrag vorgestellte Messverfahren in einem erweiterten Kundt'schen Rohr basiert auf der Bestimmung der komplexen Wellenzahl in axialer Richtung des zu prüfenden Schalldämpfers. Dazu werden vier Mikrofone verwendet, je zwei Mikrofone befinden sich vor dem Messgegenstand und zwei dahinter. Damit ist die in den Schalldämpfer eintretende sowie die austretende bzw. transmittierte Schallleistung messbar. Aus der auf diese Art gemessenen komplexen Größe kann die Kanaldämpfung des untersuchten Schalldämpfers bestimmt werden. Dieses Verfahren ermöglicht die Messung von Absorptionsschalldämpfern aller gebräuchlichen Geometrien, wie den Schlitzkanal, den Rechteckkanal oder den Kreiskanal, aber auch von Reflexionsschalldämpfern. Die Ergebnisse dieser Messungen werden verglichen mit herkömmlichen Verfahren zur Messung des Einfügungsdämpfungsmaßes sowie des Durchgangsdämpfungsmaßes in einem Messkanal mit reflexionsarmem Abschluss entsprechend DIN EN ISO 7235.

• Über die Vorhersage der Kanaldämpfung von Absorptionsschalldämpfern beliebiger Kanalquerschnittsform anhand von im Impedanzrohr gemessenen Absorberkennwerten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Hübelt, T. Geyer and E. Sarradj
[A]

Offenporige Strukturen werden sehr vielseitig zur Absorption von Luftschall, z.B. in Schalldämpfern, eingesetzt. Zur Vorhersage der akustischen Eigenschaften dieser Strukturen existiert eine Vielzahl von Absorbermodellen. Diese Modelle benötigen als Eingabewerte Parameter, wie z.B. die Porosität oder den Strömungswiderstand und erlauben die Berechnung von Absorberkennwertpaaren, wie z.B. die komplexwertigen Größen, charakteristische Impedanz und Wellenzahl. Mit Hilfe des Übertragungsmatrixverfahrens ist es möglich, dieses Kennwertpaar messtechnisch zu bestimmen. Dazu wird ein offenporiger Probekörper in einem Rohr angeordnet. Die Messung des frequenzabhängigen Kennwertpaares erfolgt dann mit Hilfe von vier Mikrofonen, zwei vor und zwei hinter der Probe. Im Vortrag wird anhand der ermittelten Absorberkennwerte die Kanaldämpfung eines mit dem untersuchten offenporigen Werkstoff ausgekleideten Absorptionsschalldämpfers vorhergesagt. Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden anschließend Messergebnissen zur Kanaldämpfung des betrachteten Schalldämpfers gegenübergestellt.

• Bestimmung der Einfügungsdämpfung an verkürzten Lärmschutzwänden [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Schulze, J. Hübelt, M. Auerbach and W. Bartolomaeus
[A]

Die In-situ-Bestimmung der Einfügungsdämpfung von Prototypen neuartiger Lärmschutzwände (Lsw) und deren Varianten im Originalmaßstab erfolgt bisher durch Messung mit einem Einzelmikrofon. Diese Methode erfordert den Aufbau der zu prüfenden Wand am Einsatzort über eine Länge von typischerweise 200 m. Damit sind erhebliche Kosten sowie gegebenenfalls Beeinträchtigungen des laufenden Verkehrs verbunden. Ziel der vorliegenden Untersuchungen ist die Entwicklung und Erprobung eines neuartigen kostengünstigen Messverfahrens zur In-situ-Bestimmung der spektralen Einfügungsdämpfung einer Lsw. Dabei soll die Einfügungsdämpfung der Lsw mit einer Länge von 200 m durch Messung mit einem Mikrofonarray-Messsystem an einer stark verkürzten Wand von ca. 20 m Länge bestimmt werden. Bei erfolgreichem Einsatz des Verfahrens kann der beschriebene Aufwand auf etwa 10 % reduziert werden. Es wurden Messungen zur Bestimmung der spektralen winkelabhängigen Einfügungsdämpfung einer Referenz-Lärmschutzwand im Raum Sachsen durchgeführt. Dabei wurden zeitgleich das Einzelmikrofon- und das neuartige Mikrofonarray-Verfahren mit optimiertem Linienarray angewendet. Messtechnische Untersuchungen erfolgten zum einen mit Hilfe einer stationären Punktschallquelle, zum anderen bei kontrollierter Vorbeifahrt eines PKWs mit konstanter Geschwindigkeit. Die Ergebnisse der Messverfahren wurden gegenübergestellt und die Unterschiede beider Verfahren in Abhängigkeit von der Frequenz und dem Schalleinfallswinkel analysiert.

Hübner, G.

• Zur Bestimmung der Schallleistung quer angeströmter Kreiszylinder [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  V. Wittstock and G. Hübner
[A]

Die Abhängigkeit aerodynamisch erzeugter Schallleistungen von makroskopischen Strömungs-parametern wird in einem speziellen Messraum experimentell untersucht. Dieser Raum ist ein kleiner Hallraum, in dem der statische Druck zwischen 1 und 100 kPa variiert werden kann. Als Schallquellen dienen Kreiszylinder verschiedener Längen und Durchmesser, die sich auf einer Kreisbahn durch die Luft bewegen. Die untersuchten Machzahlen überdecken dabei eine Spanne von 0,05 bis 0,3 und die Reynoldszahlen liegen zwischen 50 und 310^ 5. Die Anströmgeschwindigkeit der Zylinder und der Turbulenzgrad der Anströmung wurde mit Splitfilmsonden ermittelt. Die nach dem Hallraumverfahren bestimmten Terzschallleistungen werden in eine spektrale Leistungsdichte als Funktion der Strouhalzahl überführt. Durch eine Normierung des Einflusses der Machzahl, der Zylindergeometrie und der Gasdichte ließ sich ein universelles Schallleistungsdichtespektrum ermitteln, das auch bei dem hohen Turbulenzgrad der Anströmung von ca. 5 % ein deutliches Maximum bei einer Strouhalzahl von 0,2 besitzt.

• Untersuchungen zum Emissionsschalldruckpegel, bestimmt durch eine Dreikomponentenintensitätsmessung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Gerlach and G. Hübner
[A]

Die von Schallquellen emittierte Luftschallleistung hängt von den meteorologischen Umgebungsbedingungen, dem statischen Druck, der Temperatur und der relativen Luftfeuchte, ab. Für akustische Planungen und insbesondere für den Vergleich von unter verschiedenen Umgebungsbedingungen gemessenen Schallleistungen ist es deshalb zweckmäßig, die Schallleistung auf genormte Bedingungen zu beziehen. Dem wird in den neuerdings überarbeiteten ISO-Messverfahren mit den Messgrößen Schalldruck oder Schallintensität (ISO 3741, 3745, 9614) Rechnung getragen. Diese Korrektur ist physikalisch für aerodynamische Schallquellen und für Körperschallquellen unterschiedlich. Im letzteren Fall können theoretische Überlegungen herangezogen werden, im ersteren basiert die Umrechnung auf experimentellen Untersuchungen. Schließlich werden die Unterschiede der Schallleistungskorrektur für die zwei verschiedenen Schallquellentypen im Vergleich zu den bei ISO verwendeten Mittelwerten diskutiert.

• Untersuchungen zum Einfluss meteorologischer Bedingungen auf die Schallleistung technischer Schallquellen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  G. Hübner
[A]

Außer durch den Schallleistungspegel kann die Geräuschemission einer Maschine auch durch den so genannten Emissionsschalldruckpegel beschrieben werden, der unter Freifeld-bedingungen definiert und an einer oder mehreren bestimmten Positionen in der Nähe der Maschine zu messen ist. Für Messungen am Maschinenaufstellungsort bedingt diese Definition im allgemeinen eine Korrektur des gemessenen Schalldruckpegels, die den Umgebungseinfluss erfasst. Entsprechende Verfahren sind in den Normen ISO 11200 bis 11204 beschrieben. Unter praktischen Umgebungsbedingungen erfordert diese Korrektur einen hohen Messaufwand, wobei die erzielte Genauigkeit meist auch nicht zufriedenstellt. Mit einer neuen Methode kann der Emissionsschalldruckpegel bestimmt werden, indem eine Dreikomponentenintensitätsmessung durchgeführt wird. Dadurch werden die bekannten Schwierigkeiten bei der Ermittlung der Umgebungskorrektur vermieden und der Messaufwand wesentlich gesenkt. Vorgestellt werden experimentelle Untersuchungen zur Genauigkeit dieses Messverfahrens. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Anforderungen an die Sondendynamik und auf die Messung von Schallquellen mit gerichteter Schallabstrahlung gelegt.

• Einheitliche Beschreibung der Körperschallleistung in Balken verschiedener Gestalt [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Hübner and P. Kurtz
[A]

Bei Anwendung der Wellentheorie (WT) zur Beschreibung des Körperschalls in Balken und Platten unterschiedlicher Gestalt wird der Vektor der Verschiebungen einheitlich bestimmt durch Differentialgleichungen der 2. Ordnung sowohl bezüglich der Zeit als auch des Ortes. Die Beschreibung erfordert die Berücksichtigung aller sogenannter ''Nebeneinflüsse'', verursacht durch Rotationsträgheiten, axiale Dehnbarkeit und spezielle Einflüsse der Schubkräfte, womit zudem der Anwendungsbereich der Theorie zu höheren Frequenzen hin erweitert wird. Der auf dieser Grundlage abgeleitete Energieerhaltungssatz beinhaltet explizit den WT-Term der Körperschallleistung P. Bemerkenswert ist dabei, dass diese Größe P für alle Arten von Balkenformen nur durch den Verschiebungsvektor und seine 1. Ortsableitung ausgedrückt wird. Dies ist ein großer Vorteil im Vergleich zu den entsprechenden bekannten ''klassischen'' Beschreibungen der Körperschalleistung. Die klassische von Noiseux, Pavic und Verheij benutzte Schallleistungsbeschreibung weist bereits für den sehr einfachen Fall von Biegewellen in geraden Balken Ableitungen von 3. Ordnung als auch gemischte Zeit/Orts- Ableitungen auf. Der Vortrag diskutiert Details der WT-Körperschallleistung und stellt einige praktische Beispiele vor.

• DFEM-Schallleistungsbestimmung an frei schwingenden Streifenstrahlern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Hübner, B. Kienzle, V. Wittstock and A. Gerlach
[A]

Die Direkte Finite Elemente Methode (DFEM) ist ein Verfahren zur Bestimmung der Schallleistung direkt aus den Quellgrößen und aus der Geometrie der Anordnung. Bislang wurden bei eingebettet schwingenden Streifen- und Plattenstrahlern sowie bei dreidimensional ausgedehnten Quellen mit geschlossenen Oberflächen die abstrahlenden Elemente durch ein Netz von Monopolen ersetzt. Am Beispiel des frei schwingenden Streifenstrahlers, auch höherer Schwingungsordnung, wurde nun eine Dipolanordnung zur Modellierung verwendet. Die erforderliche Diskretisierung der schwingenden Oberfläche wurde in Abhängigkeit von Frequenz und Körperschallwellenzahl ermittelt. Erste experimentelle Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen Schallleistungen, die zum Einen mit dem Intensitätshüllflächenverfahren und zum Anderen mit dem DFEM-Dipolalgorithmus ermittelt wurden.

• Schallleistung von in Luft rotierenden radial angeordneten Zylindern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Hübner, N. Phanender Naidu and V. Wittstock
[A]

Am ITSM werden experimentelle Untersuchungen über die Abhängigkeit aerodynamisch erzeugter Schallleistungen von makroskopischen Strömungsparametern durchgeführt. Eine spezielle Versuchs-anlage ermöglicht dabei eine Variation des statischen Druckes zwischen 1 und 100 kPa und der Drehzahl zwischen 1000 und 7000/min, was Versuche in einem weiten Bereich beschreibender Ähnlichkeitskennzahlen (Matip=0,09...0,55, Retip=100..600000) ermöglicht. Nachdem bislang quer angeströmte Kreiszylinder in einer Rundlaufanordnung untersucht wurden, werden nun Kreiszylinder axial angeordnet, vergleichbar einem Axiallüfter mit Kreiszylindern an Stelle von Schaufeln. Die Schallleistungsspektren dieser Anordnung werden nach dem Hallraumverfahren ermittelt und in Bezug zu den verursachenden Strömungsgrößen gesetzt. Der Einfluss von Luftdichte- und Machzahlvariationen auf die Schallleistung und ihre spektrale Form wird so ermittelt.

• Der Nahfeldfehler ebener Platten unterhalb der Koinzidenzfrequenz [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Hübner and D. Kandelaki
[A]

Der Nahfeldfehler, verstanden als Abweichung der nach dem Schalldruckhüllflächen- Verfahren ermittelten Schallleistung einer Schallquelle gegenüber der betreffenden ''wahre'' Schallleistung, wie diese durch Schallintensitätsmessungen bestimmt werden kann, wird für schwingende, ebene Metallplatten untersucht . Die Oberfläche von Maschinen und Geräten besteht vielfach abschnittsweise aus derartigen Platten, so das die durchgeführten Unter- suchungen als ein erster Untersuchungs-Schritt für die tatsächlich räumlich geschlossenen , schwingenden Maschinen/Geräte Oberflächen verstanden werden kann. Da nach den international mit GUM (=Guide to the Expression of Uncertainty in Measure- ments) vorgegebenen Regeln eine nach verschiedenen Verfahren gemessene physikalische Größe nicht zu systematisch verschiedenen Resultaten führen darf, besteht danach auch die Aufgabe, den Nahfeldfehler einer Schalldruck-bestimmten Maschinen-Schallleistung als Korrektur für diese Verfahren einzuführen und für praktisch Gegebenheiten nach Möglichkeit zu quantifizieren. Ein wesentlicher Parameter für die Schallabstrahlung ebener Platten ist bekanntlich deren Biegewellen-Grenzfrequenz fg . Für homogene Stahlplatten liegt fg bei Plattendicken von 0,5 bis 5,0 mm zwischen 24 kHz und 2,4 kHz , so das für die meisten Blechverkleidung die Relation Biegewellenlänge lB Luftschallwellenlänge lL durchgängig besteht. Dem für die Geräuschemission solcher Platten interessierenden Frequenzbereich ist somit auch, wie in dieser Untersuchung, lB /lL 1 vorauszusetzen. Während bekanntlich die unendlich grosse Biegeschwingungen aus führende Platte keine Schallleistung abstrahlt und die Amplitude des vorgelagerten Schalldruckfeldes mit der Entfernung relativ schnell exponentiell abnimmt und die halbunendliche, einseitig einge- bettet schwingende Platte in wesentlich Schalldruck und Leistung nur von ihrer einen ein- seitigen Begrenzung und dies auch stark abhängig von den Einspannbedingungen generiert , interessiert für praktische Gegebenheiten die vierseitig eingespannte, endlichgrosse recht- eckige Platte, die hier theoretisch und experimentell untersucht wird und für die es erst sinn- voll ist, einen Nahfeldfehler zu diskutieren.

• Beschreibung der aktiven Lärmminderung mit Hilfe der Direkten Finiten Elemente Methode (DFEM) [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Hübner and M. Kraus
[A]

As known, the DFEM is a very appropriate method to describe the sound power radiated by technical sound sources. The main advantage of this method is the short, direct way for calculating the main sound emission quantity (the sound power), by using the source outer surface quantities (normal vibration components, its phase relationship and the belonging to geometrical quantities) directly without calculating airborne sound field quantities (sound pressure, sound velocity, sound intensity) ''in between''. The method determines the totally radiated sound power by a sum of partial sound powers individually generated by all single monopoles replacing the machine's outer surface radiation and additionally by the sum of all interaction sound powers generated by the combination of all monopole pairs. Especially the effect of the monopole pairing gives the important contribution to the final sound radiation behaviour of the different types of sources, including the increasing and decreasing of the radiated sound power. In so far the monopole pair may be regarded as the ''elementary stone'' for any active noise control description, too. The paper deals with the sound power effects of several combinations of monopole systems different in amplitude and phase relationships and discusses the conditions for noise reduction in general and especially regards questions of active noise control. This issue is a first step of an investigation to describe general principles of active noise control by using the DFEM.

• Untersuchungen zur Korrelation von Schalldrücken und Schallintensitäten verschiedener Positionen auf einer Hüllfläche im Feld von Schallquellen [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Hübner and D. Kandelaki
[A]

The sound power of technical sound sources such as machines or equipment can be determined by measurements of the time averaged sound pressure squared or respectively by the sound intensity both taken over a surface enveloping the source usually taken at N discrete measurement positions. From these data the spatial mean values pressure squared respectively the spatial mean intensity are to be calculated where the ''quality'' of this mean value and simultaneously that of the yielded sound power depends from the number N of these positions for a given sound field situation. Describing this ''quality'' by a certain span of its uncertainty the question arise how many positions N are necessary to fulfill a certain given accuracy requirement. A relevant rule for this determination issued by relevant ISO-Standards is based on statistical rules assuming non-correlated signals of the measured quantities. The paper presents results both of experimental and theoretical correlation investigations, where the objects for the sound pressure measurements are sources radiating structure borne and airborne noise. The theoretical investigations are focused as well as on sound pressure squared and intensity sound fields generated by baffled plates in ''usual'' measurement distances. This investigation is a first step for establishing a rule for the determination of number of measurement positions N guaranteeing a sound power value within a certain limit of uncertainty for practical situations.

• Zur Messung der Schallleistung in einem Hallraum unterhalb der unteren Grenzfrequenz [DAGA 2005 (München)]
  G. Hübner and J. Hupfeld
[A]

Im Rahmen einer in unserem Institut durchgeführten und 2002 abgeschlossenen Dissertation von V. Wittstock wurden die Gesetzmäßigkeiten der Schallleistungsentstehung von in Luft bewegten Kreiszylindern in Abhängigkeit zahlreicher Parameter eingehend untersucht, die nun nach Austausch des Schallträgermediums Luft durch Helium fortgeführt werden. Durch diesen Gas-Austausch ändert sich unter anderen die Schallgeschwindigkeit und damit die einer Frequenz zugeordneten Wellenlänge auf das Dreifache, so dass neben den geänderten Strömungsverhältnissen insbesondere das neue Verhältnis von Objekt-Abmessungen zu Wellenlänge ein deutlich unterschiedliches Abstrahlverhalten bei gleicher Frequenz erwarten lässt.

Zur Messung der Schallleistung einer solchen aerodynamischen Quelle bietet sich das auch von uns bisher benutzte Hallraummessverfahren an, für das ein kleiner Hallraum mit einer unteren Grenzfrequenz in Luft von ca. 400 Hz zur Verfügung steht. Durch das Trägermedium Helium verschiebt sich nun aber diese Grenzfrequenz ebenfalls um den Faktor 3 auf 1200 Hz, wodurch die Wellenlängen in Helium wiederum genau auf den gleichen Frequenzbereich wie bei der Luftfüllung limitiert werden, sich also nicht wie gewünscht demgegenüber vergrößern lassen.

Um auch im Bereich f 1200 Hz und damit auch für die größeren -Werte in Helium Aussagen über Schallleistungsgesetzmäßigkeiten der bewegten Kreiszylinder angeben zu können, wurde der vorliegende 'Hallraum' im Übergang zu einer Druckkammer kalibriert. Verwendet wurde dazu eine metallische Kolbenmembran, deren Schallleistung einerseits unter Freifeldbedingungen wie auch andererseits, angrenzend oberhalb 400 Hz in Luft, sowie oberhalb 1200 Hz in Helium nach dem Hallfeldverfahren bestimmt wurde. Die Messergebnisse werden der theoretischen Beschreibung der Hallfeld- und Druckkammergesetzmäßigkeiten gegenüber gestellt.

• Ein Beitrag zur Bestimmung der zur Einhaltung bestimmten Messunsicherheiten erforderlichen Anzahl von Messpunkten bei der Bestimmung der Schallleistung nach einem Hüllflächenverfahren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Hübner and D. Kandelaki
[A]

ISO 3744/45/46 und auch ISO 9614 geben Beziehungen für die Bestimmung der Messpunktzahl N als Funktion von der auf der Messfläche angetroffenen Schallfelldungleichförmigkeit K und einer vorgegebenen oberen Messunsicherheits-grenze DL der zu messenden Schallleistungen an. Diese Beziehungen, wie auch die Definition der zugehörigen Ungleichförmigkeits-Indikatoren K sind in den vorgenannten beiden Normenpakete grundlegend verschieden, was aber nicht dem Messgrössenunterschied: SchalldruckquadratSchallintensität In zugeordnet werden kann. Beiden N-Beziehungen ist allerdings gemeinsam, dass nichtkorrelierte Messdaten vorausgesetzt sind und dass diese Beziehungen als nicht überprüft betrachtet werden müssen. Die Korrelationsfrage wurde bereits anhand einige Schallfelder untersucht und anlässlich von DAGA 04, Strassburg, dazu berichtet, dass Zweifel an der Annahme nichtkorrelierten Messdaten anzumelden sind. Die vorliegende Arbeit befasst sich nur mit der direkten Überprüfung des (DL, K, N)- Zusammenhanges für die Luftschallfelder einer ebenen eingebettet harmonisch schwingenden Platte in einem weiten Bereich relevanter Parameter. Dabei zeigt sich, dass zumindest für diese Schallfelder die ISO Anforderungen an die Messpunktzahl deutlich zu hoch gestellt sind. Erste entsprechende experimentelle Untersuchungen an praxisnahen Schallquellen, die Gegenstand weiterer Untersuchungen sind, tendieren in die gleiche Richtung.

• Ein Beitrag zur Bestimmung der Luftschallleistung schwingender Maschinenoberflächen basierend auf dem DFEM-Algorithmus – ein Rechen- und Messverfahren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Hübner and M. Kraus
[A]

Wie am Beispiel der Luftschallleistung einer eingebettet schwingenden ebenen Platte gezeigt werden kann, führt das bekannte Messverfahren DIN 45635, Teil 8 bzw. ISO/TR 7849 im praktisch interessierenden Frequenzbereich zu Abweichungen vom wahren Wert von bis zu 15 dB. Diesen Verfahren liegen alleinige Messungen der Amplituden der flächennormalen Schnelle nicht aber deren Phasenverteilung zugrunde. Das Plattenproblem lässt sich dagegen mit Hilfe der DFEM (Direkte Finite Elemente Methode) durch die Einbeziehung der Phaseninformationen rechnerisch sehr praktikabel und exakt und damit als Messverfahren auch nur mit den üblichen Messunsicherheiten genau darstellen. In der vorgelegten Arbeit wird über die Weiterentwicklung der DFEM für dreidimensional gestaltete Schallquellen berichtet und am Beispiel von Kugelstrahlern beliebiger Schwingungsverteilungen eine ''Treffsicherheit'' der Rechnungen des DFEM-Algorithmus für den praktisch interessierenden Luftschallwellenlängen/Abmessungen-Bereich von weniger als 0.5 dB aufgezeigt. Die dabei insbesondere für Maschinen häufig erforderliche größere Zahl von Stützpunkten lässt eine Abtastung für eine Messung des Körperschallfeldes der Schallquellenoberfläche durch eine robotergesteuerte, berührungslose Lasermessung wünschenswert erscheinen, zu der zusammen mit den Abweichungen des DFEM-Algorithmus eine Messfehlerbetrachtung angeschlossen wird.

• Maschinenakustik – gestern, heute und Aufgaben der Zukunft [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Hübner
[A]

Das weltweit wohl erste Kompendium, in dem maschinenakustische Fragen explizit angesprochen wurden, erschien bereits 1940, herausgegeben von E. Lübcke unter Beteiligung von Erwin Meyer und Lothar Cremer, den späteren Lehrstuhlinhabern des 3. Physikalischen Instituts der Universität Göttingen und der TU Berlin. Seitdem ist Forschung und Lehre dieser Thematik zugunsten anderer Zweige der Technischen Akustik in Hintergrund getreten, insbesondere gegenüber der Bau- und Raumakustik. Erst durch Aktivitäten einzelner Firmen, insbesondere der Siemens AG, und ab 1980 in der Universität Stuttgart rückte die Maschinenakustik durch Einzelveröffentlichungen und Vorlesungen wieder stärker ins Blickfeld. Anlass dazu war, dass der von Maschinen und Fahrzeugen erzeugte Lärm Berufskrankheiten mit dem höchsten Stellenwert in der Bundesrepublik verursacht, Wertminderungen von Grundstücken und Wohngebäuden sowie Verringerungen der Arbeitsproduktivität zur Folge haben. Dem treten bereits seit längerem auch Verordnungen der Bundesrepublik sowie der EU, wie die 'Physikalische-Agenzien-Richtlinie-Lärm', 2003/10/EG und die Maschinenrichtlinie in ihrer früheren und neusten Fassung 2006/42/EG entgegen, ohne dass allerdings hierdurch bisher eine grundlegende Tendenzwende erreicht werden konnte. Anderseits gibt diese Situation aber auch der Industrie die Chance, leise Produkte zu entwickeln, für die besonders dann ein großer Markt existiert, falls die bessere Qualität mit keinen oder nur mit sehr geringen Mehrpreisen angeboten werden kann. Hilfreich für Akquisitionen ist dabei aber auch der inzwischen erreichte hohe Stand der Geräuschemisions-Messtechnik, durch den der Maschinenlärm unter fast allen Umgebungsbedingungen mit wohl definierten Unsicherheiten gemessen und so auch eindeutig nachprüfbar geworden ist. Für die Entwicklung leiserer Maschinen und Fahrzeuge unter Kostengesichtspunkten besteht das Ziel, bereits aus der Konstruktionszeichnung die Geräuschemission bestimmen zu können. Grundlage dieser Aufgabe ist zusammen mit der Maschinengeräusch-Messtechnik die Maschinenakustik.

• Darstellung und Berechnung von Körperschall in Maschinenbauelementen mit Hilfe der Wellentheorie [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Hübner and P. Kurtz
[A]

Maschinenbauelemente zeichnen sich durch eine große geometrische Vielfalt aus, gekennzeichnet durch unterschiedlich gekrümmte und gewundene 'Stäbe' variablen Querschnitts sowie 'Schalen' verschiedener, selten ebener Gestalt. Für eine weiterführende Bestimmung des vom Körperschall dieser Elemente abgestrahlten Luftschalls interessiert ferner ein erweiterter Frequenzbereich bis mindest ca. 6 kHz. Die 'klassische Körperschallbeschreibung' verwendet zur Lösung derartiger Körperschallaufgaben partielle Differentialgleichungen, die je nach Bauteilgestalt durch partielle Differentialgleichungen unterschiedlichster Ordnungen beschrieben werden, wie z.B. von 4. Ordnung für die Biegewelle im geraden Stab, von 6. Ordnung für den konstant gekrümmten Kreisbogen und von 12. Ordnung für die Spirale. Als abhängige Variablen gehen in diesen Gleichungen im übrigen nur bestimmte Einzelkomponenten der Gesamtverschiebung ein und durch Vernachlässigung der sogenannten 'Nebeneinflüsse' ist der frequenzmäßige Anwendungsbereich nach oben hin sehr beschnitten. Die klassische Beschreibung von Körperschall in 'Platten' und 'Schalen' zeichnet sich durch die gleichen zuvor beschriebenen Probleme aus. Die für eine ingenieurmäßige Lösung von Körperschallaufgaben des Maschinen- und Fahrzeugbaus entwickelte 'Wellentheorie' fasst dagegen übergreifend die hierfür bisher klassisch behandelten Körperschallvorgänge zusammen, erweitert dieses Feld auf praktisch alle im Maschinenbau vorkommenden Stabgeometrien und beschreibt insbesondere diese gesamte Aufgabenstellung einheitlich durch eine einzige Differentialgleichung mit im übrigen nur 2. Ordnung von Ort und Zeit. Ferner ist der Anwendungsbereich dieser Wellentheoretischen Beschreibung zu höheren Frequenzen hin erweitert durch Berücksichtigung sämtlicher 'Nebeneinflüsse'. Die Verschiedenheit der Stabgeometrien und Werkstoffeigenschaften drückt sich dabei lediglich durch unterschiedliche Koeffizienten-Matrizen der Differentialgleichung aus. Schließlich werden dabei die Verschiebung und Beanspruchung den Bewegungsfreiheitsgraden zugeordnet durch 6-komponentige Vektoren beschrieben, in denen die klassisch verwendeten Komponenten gleichberechtigt zusammengefasst sind. Analoge einheitliche Beschreibungen werden auch für 'Schalen' verschiedener Gestalt vorgestellt.

• Ernst Lübcke – ein Wegbereiter der Maschinenakustik und Geräuschnormung [DAGA 2008 (Dresden)]
  G. Hübner
[A]

Ernst Lübcke, 1890 in Wolfenbüttel geboren, an der Universität Göttingen studiert und dort zum Dr.-phil. in Physik promoviert, hat sich als ein vielseitiger, wissenschaftlicher Industrie-Akustiker ausgezeichnet. Hauptamtlich arbeitete er mit nur wenigen Unterbrechungen bei der Siemens AG in Berlin, zuerst während der 20er Jahre im betreffenden Forschungslaboratorium gleichzeitig mit Erwin Meyer und danach im Siemens-Dynamowerk. Die Firma gestattete ihm dabei nicht nur zahlreiche externe Tätigkeiten sondern förderte diese auch nachhaltig. Tätig war Lübcke so als Hochschullehrer in den dreißiger Jahren an der Carolo-Wilhelmina in Braunschweig und nach dem zweiten Weltkrieg kurze Zeit an der Universität Rostock und schließlich als Honorarprofessor ab 1953 am Akustik-Institut von Lothar Cremer der Technischen Universität Berlin. In dieser Zeit veröffentlichte er zahlreiche Arbeiten. Einer der ersten zugänglichen Veröffentlichungen des Jahres 1921 folgten Publikationen zur Psychologie des Hörens, die ''Lübcke-Bewertungskurven'', ferner Beiträge zum ersten ''Lautstärkemesser'' und zur Geräuschminderung insbesondere zur primären Minderung von Maschinengeräuschen, wobei das gemeinsam mit E. Meyer und L. Cremer 1940 verfasste Buch ''Schallabwehr im Bau- und Maschinenwesen'' als Geburtsstunde der Maschinenakustik zu werten ist. Im Beitrag werden Einzelheiten seiner Veröffentlichungen, seine zahlreich organisierten VDI-Fortbildungsveranstaltungen und seine weit reichende Pioniertätigkeiten auf dem Normungsgebiet näher ausgeführt sowie mehrere ihm zu Teil gewordene Ehrungen mitgeteilt.

Hülskemper, M.

• Knochenschall - Finite-Elemente-Berechnungen zur Innenohrkomponente [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H. Taschke and M. Hülskemper
[A]

Als Knochenschallleitung wird die Übertragung von Schwingungen der Bestandteile des Kopfes in das Gehör bezeichnet. Über die Art und Weise, wie die Schwingungen auf das Innenohr übertragen werden, herrscht noch weitgehend Unklarheit. Um die Mechanismen der Knochenleitung eingehender untersuchen zu können, wird an unserem Institut ein Modell des menschlichen Kopfes entwickelt. Es handelt sich hierbei um ein Hybridmodell, das Finite-Elemente und Netzwerkmodellkomponenten miteinander verbindet. Das Ziel der Entwicklung soll sein, mit Hilfe des Modells die beim Hören wirksamen Knochenschallanteile in praktisch relevanten Situationen berechnen zu können. Die Aufteilung der Mechanismen der Knochenleitung erfolgt im allgemeinen nach dem Ort der Einleitung in Aussen-, Mittel- und Innenohranteil. Da alle Anteile eng miteinander verknüpft sind, ist es notwendig, sinnvoll zu definieren, welche der möglichen Effekte unter welchen Randbedingungen ein bestimmter Anteil umfassen soll. Hierauf wird im Vortrag kurz eingegangen. Das Modell umfaßt zur Zeit den knöchernen Schädel sowie das Mittel- und Innenohr. Natürlich haben auch die nichtknöchernen Bestandteile des Kopfes einen erheblichen Einfluß auf die Schwingungen des Schädels in vivo. Das Auftreten einiger grundlegender Effekte kann aber bereits am bisher vorhandenen Modell gezeigt werden. Im Vortrag werden Berechnungen der Schwingungsformen des knöchernen Schädels sowie zu deren Übertragung auf das Innenohr vorgestellt.

Hüppe, A.

• Mixed Spectral Finite Elements for Computational Acoustics [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Kaltenbacher, A. Hüppe and R. Lerch
[A]

Applying the standard Finite Element (FE) method to the acoustic wave equation results in a non-diagonal mass. Therefore, different types of mass lumping is mostly applied, so that the whole formulations fits to an explicit schemes in time generally used for hyperbolic equations. However, the mass lumping introduces an error and in order to keep it small, the time step size has to be reduced. To overcome this problem, we use Gauss-Lobatto quadrature rules which lead to an exact diagonal mass matrix. In addition, we introduce a mixed formulation of this method, which increased the gain in storage and computational time for higher-order approximations. The so obtained method is called mixed spectral finite elements as first introduced in [1]. We will compare this method to standard pFEM (higher order finite elements) as well as h-FEM (mesh refinement). We will also demonstrate the robustness of this formulation towards strongly deformed elements.

[1] G. Cohen, Higher-Order Numerical Methods for Transient Wave Equations, Springer 2002

Hüttenmoser, C.

• Stadtgeräusche – Probleme des Freizeitlärms. Eine Anwendung des WHO ’Community Noise Management’ Konzeptes [DAGA 2002 (Bochum)]
  C. Hüttenmoser
[A]

Ziel ist es, Ergebnisse aus der Schallbelastungsforschung im Problembereich des Freizeitlärms (Konzerte) einer Schweizerischen Stadt der Diskussion zu unterbreiten. Die Herangehensweise der Erforschung der sozio-kulturellen Wirklichkeit erlaubt es, die empirische Gültigkeit und Zuverlässigkeit mit den Mitteln praktischer Sozialforschung - hier der systematischen Befragung in den Jahren 1995 und 1999 - mit Aussagen zu Nutzungskonflikten in städtischen Aktionsräumen zu bestätigen, intersubjektiv zu überprüfen und somit der Kritik öffnen. Die soziale Differenzierung führt zu einer räumlichen Differenzierung, die aufgrund ihrer sozialen Bewertung die soziale Ungleichheit zu einer räumlichen Ungleichheit werden lässt. Diese Aussage der sozialökologischen Forschungstradition erlaubt es, den Nutzungskonflikt - Konzerte in dicht besiedelten Gebieten - als gesellschaftliches Phänomen zu reflektieren. Nutzungskonflikte oder konfligierende Ziele der sozialen und räumlichen Organisation richten sich an übergeordneten Zielen aus, damit die behördlichen Entscheidungskompetenzen der entsprechenden Verfahren der Planung der sozialen Kontrolle unterworfen werden. Die räumliche Konzentration von Aktivitäten mit der nachfolgenden Ausdifferenzierung einer neuen Machtkonzentration weisen auf einen Strukturwandel im gesellschaftlichen System - hier im städtischen Wohnquartier - hin. Die Struktur des städtischen Wohnquartiers ist gekennzeichnet durch soziale Beziehungen, zeitliche und regelmässige Aktivitäten und eine regelhafte Verteilung von Nutzungen und Gelegenheiten über Räume oder Flächen. Die Ausdifferenzierung der institutionellen Ordnung erreicht die Ziel- und Zweckgerichtetheit. Verändern sich Aktivitätenmuster und Normen in städtischen Wohnquartieren und wird dabei eine neue Nutzung des akustischen Raumes erfasst, dann kann eine lokale Überschichtung durch neue Geräuschformen beobachtet werden. Jedoch kann eine neue Geräuschstruktur nur durch Überschichtung der alten Geräuschstruktur entstehen: Es wird eine Asymmetrie der Determinierung des Verhaltens postuliert.

• Neue Belastung durch Fluglärm in Wohnvierteln - Schweizerische Fluglärmstudie 2000 [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Hüttenmoser
[A]

Der Vortrag befasst sich mit der Frage, wie sich lokale Soundscapes verändern, wenn Luftverkehr als neue Schallbelastung in einem Wohnviertel hinzukommt. Lokale Soundscapes sind Geräuschquellen, die Gegenstände und Vorgänge repräsentieren und auf einer direkten Assoziation mit den entsprechenden Geräuschsignalen beruhen. Es soll eine Antwort gegeben werden, ob die neue und zusätzliche Schallbelastung durch den Luftverkehr in die bereits existierenden, lokalen Soundscapes inkorporiert, oder zu einem zusätzlichen Beurteilungskriterium für die Wohngegend wird. Die Evaluation und die Bestimmung von Kontrasten verschiedener Soundscapes werden unterbreitet. Weiter werden die Soundscapes nicht nur mit der Neubelastung durch den Luftverkehr mittels des akustischen Masses LAeq kontrolliert (energieäquivalenter Dauerschallpegel 06-22 Uhr), sondern auf der Wirkungsseite wird die wahrgenommene Störung gecheckt (Schweizer Fluglärmstudie 2000). Die Ergebnisse werden vorgestellt und unter anderem in Hinblick auf die Frage nach dem Verhältnis der Beurteilung der gesamten wahrgenommenen Störung und der wahrgenommenen Störung durch den Luftverkehr diskutiert.

Hufenbach, W.

• Lightweight Acoustic Potential of helicopter main gearbox components made of composite materials [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Hufenbach, O. Täger, M. Dannemann, S. Friebe, T. Auspitzer and B. Iffland
[A]

The increased use of helicopters for public transport has led to a demand for reduced noise levels inside helicopter cabins. Therefore, a major research interest is to reach noise levels comparable to the one of turboprop airplanes by reducing the sound emission from the major noise sources. The helicopters gearbox is commonly known to be the dominant contributor to the cabin noise. . Here, composite materials have multifunctional properties allowing the realization of light and acoustically improved components. The material characteristics can be adjusted to meet not only the dynamic but also the acoustic requirements. In the presented work the related vibro-acoustic properties of selected composites were characterized and then compared to commonly used materials (e.g. steel, aluminium). One of the covers of a main gearbox housing was chosen as technology demonstrator, which shows a reduced sound emission by having full functionalities at the same time. The design process included several structural-dynamic and acoustic analyses. Different composite prototypes were manufactured and tested on a vibro-acoustic test bench especially designed and manufactured for these purposes. The results of the measurements proofed the high lightweight acoustic potential of sandwich composites for future ''quieter'' helicopter components.

• Optimierung des Schichtaufbaus von Verbundplatten zur Minimierung der Schallabstrahlung [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Hufenbach, O. Täger, M. Dannemann and S. Holtzhausen
[A]

Bei Hochtechnologieanwendungen wird für Leichtbaustrukturen im zunehmenden Maße neben einer hohen spezifischen Steifigkeit und Festigkeit auch ein optimiertes Schallabstrahlungs- und Schwingungsverhalten gefordert, da die Komfort- und Umweltanforderungen stetig steigen. Hier können abstrahlungsgerecht ausgelegte Faserverbundwerkstoffe einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung von Leichtbauakustik-Konzepten leisten. Denn anisotrope Mehrschichtverbunde erlauben die gezielte Einstellung des Dämpfungs-, Frequenz- und Abstrahlungsverhaltens auf die dynamischen Belastungen. Die Ermittlung von Verbundvarianten mit minimierter Schallabstrahlung erfordert dabei aufgrund der großen Vielfalt faserverbundspezifischer Entwurfsvariablen wie etwa Faserorientierung und Lagenaufbau den Einsatz leistungsfähiger Optimierungsstrategien auf Basis effizienter Vibroakustik-Simulationsmodelle. Ausgangspunkt zur Entwicklung eines werkstoffgerechten Optimierungsmodells ist ein analytisch basiertes Berechnungsverfahren zur Bewertung der Schallabstrahlung ebener Mehrschichtverbund-Flächentragwerke. Mit diesem Optimierungsprogramm wurde exemplarisch der Einfluss von Lagerungsbedingungen und Schichtanzahl auf das erreichbare Schallleistungsminimum untersucht. Die Optimierungsergebnisse zeigen, dass sich eine feste Einspannung verbunden mit einer hohen Schichtanzahl günstig auf das erreichbare Minimum auswirkt. Es ist somit möglich durch Anpassung vibroakustisch relevanter Entwurfsvariablen und insbesondere durch Auswahl geeigneter Faserwinkelorientierungen die abgestrahlte Schallleistung von Mehrschichtverbunden zu minimieren und so die konstruktive Vielfältigkeit dieses Leichtbauwerkstoffes gezielt für eine funktionsintegrative und ganzheitliche Leichtbaulösung zu nutzen. Dies erlaubt dem Ingenieur die volle Ausschöpfung des Leichtbauakustik-Potentials von anisotropen Mehrschicht- und Hybridverbunden.

• Untersuchungen zur Vibroakustik und Lärmreduzierung von Flugzeugabwassersystemen [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Hufenbach, O. Täger, M. Dannemann, F. Kolbe, J. Pfennig and R. Klug
[A]

An Bord von Flugzeugen stellen die Abwassersysteme eine sensible Schnittstelle zwischen Passagier und Flugzeug dar. Zuverlässig arbeitende Toiletten sind für das Wohlbefinden der Passagiere und der Besatzung unerlässlich. Darüber hinaus sind insbesondere auf Langstreckenflügen die Anforderungen an den Geräuschkomfort in der Kabine deutlich gestiegen. Die bisher durchgeführten Maßnahmen zur Lärmreduzierung wie etwa Verbesserungen an den Triebwerken haben den Geräuschpegel im Flugzeuginnenraum erheblich gesenkt. Infolge dessen treten u.a. die Geräusche der Flugzeugabwassersysteme störend in den Vordergrund. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurde daher ein Flugzeugabwassersystem mit vakuumunterstützter Spülung in Serienausführung hinsichtlich des vibroakustischen Verhaltens analysiert. Auf Basis der Intensitätsmethode wurde eine Schallkartierung des Systems durchgeführt. Dazu ist ein spezieller Prüfstand konzipiert und technisch umgesetzt worden, der die Geräuschentstehung durch die Vakuumspülung praxisgerecht abbildet. Die Messungen haben gezeigt, dass der Schall maßgeblich durch das Ventil beeinflusst und durch die Toilettenschüssel nach oben abgestrahlt wird. Da jedoch das Ventil den Abwassertransport sicherstellen muss, wurden Maßnahmen zur Anpassung des Systemunterdrucks entwickelt und erfolgreich getestet. Darüber hinaus ist als weitere Maßnahmen zur Geräuschreduzierung eine automatisch schließende Toilettenabdeckung konzipiert und deren Auswirkung auf die Schallabstrahlung untersucht worden.

Humer, C.

• Schallschutzgerechtes Konstruieren in Holzleichtbauweise unter Berücksichtigung des Frequenzbereichs unter 100 Hz [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Humer and H. Müllner
[A]

Da Wohnbauten in Holzleicht- und Holzmassivbauweise in den letzten Jahren immer öfter realisiert werden, müssen sich diese dem Vergleich mit den traditionellen Massivbauten, vor allem im Bereich der Bauphysik, stellen. Das steigende Bedürfnis nach Komfort und die speziellen Anforderungen des Holzleichtbaus zeigen im Zusammenhang mit den Ansprüchen an den Schallschutz speziell im Frequenzbereich unter 100 Hz Optimierungsbedarf auf. Die derzeitigen Anforderungsregelwerke der meisten europäischen Länder berücksichtigen diesen inzwischen als komfortrelevant nachgewiesenen Frequenzbereich nicht. Mit den über den klassischen Frequenzbereich ermittelten Einzahlangaben werden die Bauteile im tiefen Frequenzbereich nur unzureichend charakterisiert. Zudem führen vermeintliche Verbesserungsmaßnahmen zwar zu Erhöhungen des Schallschutzes im Frequenzbereich zwischen 100 Hz und 5000 Hz und somit auch der klassischen Einzahlangaben, für den Frequenzbereich unter 100 Hz wirken sich diese jedoch sehr oft kontraproduktiv aus, wie durch Messungen an zahlreichen gängigen Bauteilen der Holzrahmen- bzw. Holzmassivbauweise nachgewiesen werden kann. Derzeit wird versucht, einige Konstruktionsweisen auf praxistaugliches Niveau hin zu entwickeln. Versuche im Labor zeigen vielversprechende Ergebnisse. Es soll erläutert werden, wie die für den tiefen Frequenzbereich optimierten Elemente im fertigen Bauwerk ihr Potential zur Geltung bringen können.

Hummel, C.

• Ein Vergleich akustischer Messketten für technische Geräusche [DAGA 2005 (München)]
  C. Hummel, D. Reinartz and F. Kameier
[A]

Zur mobilen Erfassung technischer Geräusche ist ein MiniDisc Recorder in Verbindung mit Elektret-Kondensatormikrofonen aus dem Audiobereich eingesetzt worden. Zur Auswertung der Messdaten ohne spezielle Hardware wurden ein handelsüblicher PC und ein Notebook verwendet. Die Eignung sowohl des Recorders als auch der Computer wurde hinsichtlich der Datenkomprimierung mittels ATRAC3 - CODEC und der Analogübertragung vom Recorder auf den Rechner über die Soundkarte untersucht.

Experimente zu möglichen Verfälschungen der ursprünglichen Signale durch die Datenkomprimierung wurden ebenso durchgeführt wie Messungen zum Übertragungsverhalten der Soundkarte des verwendeten Notebooks. Im einzelnen wurde der Übertragungsbereich der Frequenzen im Hörbereich auf Amplitude, Phase und Dynamik untersucht. Zum Einsatz kamen die an der FH Düsseldorf verwendeten Softwarepakete MATLAB und DASYLab. Als Hardware für Referenzmessungen wurden ein Echtzeitsignalanalysator HP35665A und Messmikrofone der Firma Brüel&Kjær benutzt.

Sowohl der MiniDisc Recorder und insbesondere PC oder Notebook mit den eingesetzten Elektret-Kondensatormikrofonen eignen sich für die Aufzeichnung und Messung technischer Geräusche. Hinsichtlich der Datenauswertung mit MATLAB oder DASYLab ist allerdings ein hohes Maß an Theorieverständnis bezüglich der computerunterstützten Messdatenverarbeitung erforderlich, um gleichwertige Auswertungen wie mit Hardware-Messgeräten zu erzielen. DASYLab oder MATLAB sind erheblich flexibler als fest verdrahtete Messgeräte, insbesondere MATLAB bietet eine Vielfalt grafischer Darstellungen an.

Hundeck, C.

• Aussagekräftige Interpretation von Schallfeldkartierungen mittels SONAH und Conformal Mapping [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Hundeck
[A]

Es wird eine Methode vorgestellt, die eine eindeutige Lokalisation von Schallquellen auf Strukturen ermöglicht. Dies erleichtert die Interpretation auf für 'akustische Laien'. Die klassische Nahfeldholografie (NAH) wurde in den 80er Jahren eingeführt und findet heute noch in vielen Bereichen ihre Anwendung. Die Methode der NAH wurde durch gewachsene Anforderungen in den letzten Jahren durch einige speziell erweitertere Algorithmen (SONAH) deutlich verbessert und ermöglicht hierdurch ganz neue Anwendungsgebiete. Hierzu werden die Einschränkungen der klassischen Methode und die Vorteile der erweiterten Methode in bezug auf Frequenzbereich, Auflösung, Messausrüstung und -aufwand erläutert. In Kombination mit einer komfortablen Strukturerfassung, Positionserfassung des verwendeten Arrays und der Zuordnung der einzelnen Holografien auf die erfasste Struktur, ergibt sich das sogenannte Conformal Mapping. Die auf die Struktur berechnete Schallfeldkartierung von Schallintensität, -druck oder Partikelschnelle ergibt ein optimales Werkzeug zur Fehlersuche und für Produktoptimierungen.

• Effiziente KFZ-Innenraum-Schallfeldkartierung mittels Spherical Beamforming und Conformal Mapping [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Hundeck
[A]

Effiziente KFZ-Innenraum-Schallfeldkartierung mittels der Kombination von Spherical Beamforming und Conformal Mapping

Es wird die Kombination zweier Methoden zur Schallfeldkartierung in Innenräumen mit problematischem Schallfeld vorgestellt. Mittels Spherical Beamforming kann der gesamte Fahrzeuginnenraum innerhalb kürzester Zeit erfasst werden und lokale Problemstellen lokalisiert werden. Eine detaillierte Untersuchung der einzelnen Schallquellen erfolgt anschließend mit einem handgehaltenen Single- oder Double Layer Array und der Anwendung der SONAH Holografie. Der Vortrag gibt einen Überblick über die unterschiedlichen Methoden und beschreibt die Ergebnisse einer Fallstudie.

Huo, L.

• Messtechnische Erfassung der Qualitätsdimension 'Direktheit/Frequenz-gehalt' zur instrumentellen Analyse und Beurteilung von Sprachqualität [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K. Scholz, M. Wältermann, L. Huo, A. Raake, S. Möller and U. Heute
[A]

Moderne Telekommunikationsnetze verursachen bei der Übertragung von Sprachsignalen vielfältige Störungen und Verformungen dieser Signale. Diese Beeinflussungen können die vom Nutzer wahrgenommene Qualität eines Systems beeinträchtigen. Zur Beschreibung der Gesamt-Sprachqualität eines Systems dient der Mean-Opinion-Score (MOS). Zur Analyse von Sprachqualität sind MOS-Werte jedoch nicht ausreichend; hierzu sind differenziertere Qualitätsurteile notwendig.

Ziel unserer Arbeit ist es, ein instrumentelles diagnostisches Verfahren zur Analyse und Beurteilung von Sprachqualität zu entwickeln. Unser Ansatz basiert auf der Beurteilung von drei Qualitätsdimensionen, die jeweils einzelne qualitätsrelevante Eigenschaften eines Sprachsignals erfassen: 'Direktheit/Frequenzgehalt', 'Kontinuität' und 'Rauschhaftigkeit'. Eine Schätzung der Gesamtqualität soll durch geeignete Verknüpfung der Einzel-Dimensionen erreicht werden. Von diesem auf orthogonalen perzeptiven Dimensionen basierenden Ansatz erwarten wir, dass er die heutzutage in realen Netzen auftretenden Störungen weitestgehend berücksichtigt. Idealerweise decken die gefundenen Dimensionen auch Störungen ab, wie sie in zukünftigen Systemen auftreten werden. Wird die Qualität eines neuen Systems von zusätzlichen perzeptiven Attributen bestimmt, erwarten wir, dass das instrumentelle Verfahren relativ einfach um die Erfassung dieser neuen Dimension erweitert werden kann.

Hier stellen wir einen Ansatz zur instrumentellen Erfassung des Attributs 'Direktheit/Frequenzgehalt' vor. Diese Dimension beschreibt den qualitätsrelevanten Einfluss, den der Frequenzgang eines Systems auf ein vom System verarbeitetes Sprachsignal hat. Ausgehend von den Frequenzgang-Parametern Bandbreite und Mittenfrequenz haben wir einen instrumentellen Schätzer für diese Dimension entwickelt. Die mit diesem Attribut-Schätzer erzielten Resultate werden vorgestellt. Außerdem wird ein Modell der untersuchten Qualitätsdimension vorgestellt, das u.a. zur Bestimmung weiterer dimensions-relevanter Parameter genutzt werden kann.

Hupfeld, J.

• Zur Messung der Schallleistung in einem Hallraum unterhalb der unteren Grenzfrequenz [DAGA 2005 (München)]
  G. Hübner and J. Hupfeld
[A]

Im Rahmen einer in unserem Institut durchgeführten und 2002 abgeschlossenen Dissertation von V. Wittstock wurden die Gesetzmäßigkeiten der Schallleistungsentstehung von in Luft bewegten Kreiszylindern in Abhängigkeit zahlreicher Parameter eingehend untersucht, die nun nach Austausch des Schallträgermediums Luft durch Helium fortgeführt werden. Durch diesen Gas-Austausch ändert sich unter anderen die Schallgeschwindigkeit und damit die einer Frequenz zugeordneten Wellenlänge auf das Dreifache, so dass neben den geänderten Strömungsverhältnissen insbesondere das neue Verhältnis von Objekt-Abmessungen zu Wellenlänge ein deutlich unterschiedliches Abstrahlverhalten bei gleicher Frequenz erwarten lässt.

Zur Messung der Schallleistung einer solchen aerodynamischen Quelle bietet sich das auch von uns bisher benutzte Hallraummessverfahren an, für das ein kleiner Hallraum mit einer unteren Grenzfrequenz in Luft von ca. 400 Hz zur Verfügung steht. Durch das Trägermedium Helium verschiebt sich nun aber diese Grenzfrequenz ebenfalls um den Faktor 3 auf 1200 Hz, wodurch die Wellenlängen in Helium wiederum genau auf den gleichen Frequenzbereich wie bei der Luftfüllung limitiert werden, sich also nicht wie gewünscht demgegenüber vergrößern lassen.

Um auch im Bereich f 1200 Hz und damit auch für die größeren -Werte in Helium Aussagen über Schallleistungsgesetzmäßigkeiten der bewegten Kreiszylinder angeben zu können, wurde der vorliegende 'Hallraum' im Übergang zu einer Druckkammer kalibriert. Verwendet wurde dazu eine metallische Kolbenmembran, deren Schallleistung einerseits unter Freifeldbedingungen wie auch andererseits, angrenzend oberhalb 400 Hz in Luft, sowie oberhalb 1200 Hz in Helium nach dem Hallfeldverfahren bestimmt wurde. Die Messergebnisse werden der theoretischen Beschreibung der Hallfeld- und Druckkammergesetzmäßigkeiten gegenüber gestellt.

• Experimentelle Untersuchungen zum Einfluss der Gaseigenschaften auf aerodynamisch erzeugte Schallleistungen von umlaufenden Kreiszylindern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Hupfeld
[A]

Die vorgelegte Arbeit ist ein Beitrag zum Einfluss des Strömungsmediums auf die aeroakustische Schallgenerierung von quer angeströmten Kreiszylindern als Beispiel eines typischen Maschinenbauelements. Diese experimentellen Untersuchungen schließen sich an frühere Untersuchungen an, die von Wittstock für Luft nun aber in Helium bei verschiedenen Konzentrationen durchgeführt wurden. Bei Verwendung von Helium ändert sich unter anderen die Schallgeschwindigkeit und damit die einer Frequenz zugeordneten Wellenlänge auf das Dreifache, so dass neben den geänderten Strömungsverhältnissen insbesondere das neue Verhältnis von Objekt-Abmessungen zu Wellenlänge ein deutlich unterschiedliches Abstrahlverhalten bei gleicher Frequenz erwarten lässt. Ferner erweitert sich durch das geänderte Gas auch der früher untersuchte Wertebereich der maßgebenden Ähnlichkeitskennziffern (Helmholtz-, Reynolds-, Strouhalzahl). Darüber hinaus stellt sich durch die Eigenschaften des Heliums auch eine neue messtechnische Aufgabe. Der für die Schallleistungsbestimmung zur Verfügung stehende, in eine Druckkapsel eingebaute, kleine Hallraum hat ein Volumen von 3,3 m und besitzt damit eine untere Grenzfrequenz von ca. 400 Hz für Luft, die sich durch das Trägermedium Helium um den Faktor 3 auf 1200 Hz verschiebt. Um die Schallleistung auch bei tieferen Frequenzen messen zu können, wurde deshalb der Hallraum für die Schallleistungsbestimmung im Übergang bis zur Druckkammer, bis zu einem Verhältnis der mittleren Kantenlänge Lm des Hallraums zur Wellenlänge l von Lm/l 0,1 kalibriert. Auf Basis spektral ermittelter Schallleistungspegel der rotierenden Kreiszylinder im Minihallraum und den mittels Hitzdrahttechnik erfassten Strömungswerten konnten durch Parametervariationen (Rotationsgeschwindigkeit, Zylinderzahl, Zylinderlänge, Zylinderdurchmesser, Helium-Luft-Mischungsverhältnis) die Einflüsse der Anströmgeschwindigkeit, der Zylinderzahl, der Zylinderlänge, dem Zylinderdurchmesser und der Schallgeschwindigkeit auf die emittierte Schallleistung separiert betrachtet und diese durch eine umfassende Gleichung dargestellt werden.

Hussein, H.

• Auswertung von Korotkoff-Geräuschsignalen mit Verfahren der Mustererkennung für die Blutdruckmessung am aktiven Menschen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  U. Kordon, M. Wolff and H. Hussein
[A]

Ein besonderes Problem bei der Auswertung von Messsignalen für die Blutdruckmessung stellen Signale dar, die am aktiven Menschen gemessen wurden und durch die Bewegung gestört sein können. Diese Anwendung gewinnt aber vor allem im nicht-therapeutischen Bereich (z. B. privater Fitnessbereich, Sport usw.) zunehmend an Bedeutung. Die hier eingesetzten Messgeräte arbeiten dabei hauptsächlich nach dem ''oszillometrischen Verfahren'', was aber für verlässliche Messungen einen Probanden in Ruhe voraussetzt. Als alternatives Messverfahren wird die akustische Auswertung der sogenannten Korotkoff-Geräusche verwendet, worauf üblicherweise die ''klassische'' Blutdruckmessung in der Alltagsmedizin beruht. Durch eine geeignete Messanordnung und nachfolgende Signalverarbeitung bzw. -auswertung soll dieses Verfahren auch für die Blutdruckmessung am aktiven Menschen eingesetzt werden.

Auf Grund des Charakters der Störkomponenten ist der Einsatz einfacher Detektionsalgorithmen für die relevanten Messzeitpunkte Anfang und Ende des Korotkoff-Geräuschs im Messsignal wenig aussichtsreich. Aus diesem Grund wird dazu ein Mustererkennungsansatz vorgeschlagen, wie er z. B. im Bereich der automatischen Spracherkennung für die Detektion von bestimmten Schlüsselwörtern in Wortketten verwendet wird.

Das gesamte Messsignal wird zunächst in einem Analysator in eine zeitliche Folge von Kurzzeit-Merkmalen transformiert. Im Referenzmusterspeicher des Systems ist eine individuelle Vergleichsfolge eines typischen Korotkoff-Geräuschs gespeichert. In der Vergleichsstufe wird nun der Bereich im Messsignal bestimmt, der dem Referenz-Korotkoff-Geräusch ''am besten'' (minimaler Abstand) entspricht.

Die damit erreichbare Detektionssicherheit der Messzeitpunkte im gestörten Messsignal für die Blutdruckmessung beträgt ca. 65 % bei einem Fehler des entsprechenden systolischen bzw. diastolischen Druckwertes von ca. + 10 mm/Hg.

Husung, S.

• Holographische Modalanalyse mit skalierbarem Kugelarray [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Schlesinger, G. Del Galdo, B. Albrecht, S. Husung, J. Lotze, H.-P. Schade and M. Haardt
[A]

Das Problem der Modalanalyse in der raumakustischen Praxis ist der geringe Informationsgehalt aus punktuell vorgenommenen Messungen der Raumimpulsantwort. Grund dafür ist die orts- und quellenabhängig hohe Varianz der zu erfassenden Schallfeldgrößen. Die richtungsbezogene raumakustische Untersuchung wird möglich durch ein skalierbares Ein-Mikrophon-Array. Dieses tastet durch Mehrfachmessung eine Kugeloberfläche ab und bildet so ein ''virtuelles'' Kugelarray. Dieses Analyseverfahren bietet Vorteile gegenüber den heute verbreiteten und standardisierten Messmethoden, welche den Raum nur an einzelnen Positionen aufmessen und nach Mittelung der Messergebnisse oftmals nur allgemeine Beurteilung der Raumakustik ermöglichen. Mit Hilfe von Oberflächen-Arrays kann das Eigentonnetz im modalen Frequenzbereich sichtbar gemacht und quantifiziert werden. Bestimmt durch die obere Grenzfrequenz des modal charakterisierten Schallfeldes, allgemein als Schröderfrequenz bekannt, werden die Messpositionen skaliert und eine Kugeloberfläche räumlich abgetastet. Die Extrapolation des Schallfeldes im Gültigkeitsbereich der Array-Anordnung wird durch Reihenzerlegung des Schallfeldes in Sphärische Harmonische und Multiplikation mit Sphärischen Besselfunktionen im zugehörigen Fourierraum erreicht. Auf Grundlage des extrapolierten Schalldrucks wird eine holographische Bildgebung des Schallfeldes vorgenommen. Die akustische Planung und Analyse kritischer Räume, vor allem im tieffrequenten Bereich, ist mit dem vorgestellten Ansatz über ein Raumvolumen exakt quantifizierbar. Erste Simulationen und experimentelle Messungen haben die theoretischen Annahmen und die praktische Anwendbarkeit des vorgestellten Messverfahrens nachweisen können.

Hutschenreuther, T.

• Vergleich und Optimierung von akustischen Merkmalsystemen für die automatische Erkennung von Umgebungssituationen [DAGA 2008 (Dresden)]
  U. Kordon and T. Hutschenreuther
[A]

Verfahren zur akustischen Context-Erkennung haben in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen. Das wissenschaftliche Interesse war dabei bisher vor allem auf die Auswahl und Optimierung geeigneter Klassifikationsansätze gerichtet. Für die dabei benötigten Objektbeschreibungen wird größtenteils auf Merkmalsysteme zurückgegriffen, die sich in ähnlichen Erkennungsaufgaben zwar als ausreichend tragfähig erwiesen haben, wobei aber eine Einschätzung der Leistungsfähigkeit alternativer Verfahren unter vergleichbaren Bedingungen auf Grund der unterschiedlichen Randbedingungen kaum möglich ist. Der Beitrag befasst sich deshalb mit einem Vergleich verschiedener akustischer Merkmalsysteme und der Optimierung der entsprechenden Analysebedingungen unter ansonsten äquivalenten Bedingungen.