Autorenverzeichnis

N'Guyen, K.-V.

• Objective and subjective comparison of electrodynamic and MAP loudspeakers for Wave Field Synthesis [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E. Corteel, K.-V. N'Guyen, O. Warusfel, T. Caulkins and R. Pellegrini
[A]

Wave Field Synthesis (WFS) is a multichannel sound rendering technique that allows for the synthesis of physical properties of sound fields within an extended listening area. It relies on a large number of closely spaced loudspeakers forming one or several linear arrays. Practical implementation of WFS requires simplifications to the underlying physical principles (Kirchhoff- Helmholtz and Rayleigh integrals). Real loudspeakers radiation characteristics may also contribute to alter the synthesized sound field compared to the target one. The perceptual impact of these inaccuracies relates to the more general problem of transparency of the sound rendering medium.

Two types of loudspeakers are nowadays used for WFS: array-mounted electrodynamic loudspeakers, and Multi-Actuator Panels (MAP).

The goal of this paper is to compare, at an objective and a subjective level, the transparency of Wave Field Synthesis rendering using electrodynamic or MAP loudspeakers. In a first section, the radiation properties (directivity, spatial coherence) of both electrodynamic and MAP loudspeakers are shown. Since MAP loudspeakers rely on Distributed Mode Loudspeaker (DML) technology, they exhibit a ''diffuse'' behavior (reduced spatial coherence), especially at high frequency. In a second section, diffuse filtering for WFS is introduced. It is meant as a way to replicate the diffuse properties of MAP on electrodynamic loudspeakers so as to validate their potential benefit on transparency. In a third section, objective criteria are proposed. This objective analysis is finally completed with two subjective listening experiments.

Nakamura, S.

• Door sound and image of cars [DAGA 2003 (Aachen)]
  T. Filippou, H. Fastl, S. Kuwano, S. Namba, S. Nakamura and H. Uchida
[A]

Door sound and image of cars Thomas G. Filippou, Hugo Fastl AG Technische Akustik, MMK, TU München Sonoko Kuwano Osaka University Seiichiro Namba Takarazuka University of Art and Design Seishi Nakamura Hiroshi Uchida Mazda Motor Co. Ltd. In a study of applied psychoacoustics, the sound quality of sounds produced by slaming doors of cars has been rated (Kuwano et al. SQS 2002). The subjects were asked to assign the door sounds to one of the following five categories: luxury sedan, expensive sporty car, economic sedan, pick up truck, others. In addition, the subjects should guess the brand name of the car. In the contribution, histograms are presented, which show the relations between categories and brand names. The ranking of brand names is compared to ratings of car manufacturers by the German Automobile Association (ADAC).

Nakladal, C.

• Berliner Fall-Kontroll-Studie Lärm und Herzinfarkt: Zusammenhänge zwischen Schalldruckpegel, Lautheitsurteil, Lärmempfindlichkeit, Hörfähigkeit und Lärmbelästigung – erste Ergebnisse [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Schust, C. Nakladal and J. Löbert
[A]

Im Rahmen einer Fall-Kontroll-Studie soll unter anderem die Stellung des Arbeitslärms im Bedingungsgefüge der Risikofaktoren für die Entstehung eines Herzinfarktes ermittelt werden. Die hier zunächst vorgestellten methodischen Untersuchungen beruhen auf den im Interview erfaßten Daten von 664 Arbeitsplätzen. Aus den Angaben zur Tätigkeit, zu verwendeten Maschinen, zum Auftreten von Impulsschall, zum Stimmaufwand bei der Kommunikation und zur Dauer der Arbeitsschicht wurden die jeweiligen äquivalenten Dauerschallpegel und Beurteilungspegel nach zwei verschiedenen Methoden bestimmt, und zwar aus dem Stimmaufwand nach ISO 9921/1 (LeqTsubj bzw. Lrdsubj) und aus den Tätigkeits- und Maschinenangaben nach Katalogwerten (LeqTobj bzw. Lrdobj). Außerdem wurden die Lautheit, die Lärmbelästigung und die Lärmempfindlichkeit erfragt und das Hörvermögen überprüft. Die durchgeführten Korrelationsanalysen weisen auf folgende Zusammenhänge hin: Die Lautheitsurteile lassen nur in einem Pegelbereich von Lrdobj oberhalb 55 dB und unterhalb 85 dB eine Assoziation mit den aus Katalogwerten bestimmten Schalldruckpegeln erkennen. In den Beurteilungspegelbereichen bis 55 dB und ab 85 dB wird das Lautheitsurteil vermutlich stärker von anderen Komponenten, wie z.B. die Störung der Tätigkeit, mit beeinflußt. Der aus dem Stimmaufwand bestimmte Pegel hängt in erster Linie vom Lautheitsurteil ab. Eine Assoziation zwischen der Belästigung durch Geräusche von außen und LeqTsubj / Lrdsubj bzw. dem Lautheitsurteil besteht erwartungsgemäß nur für den Beurteilungspegelbereich bis einschließlich 55 dB. Hier wirken auch die nicht selbst verursachten Arbeitsgeräusche am stärksten belästigend. In höheren Pegelbereichen spielen die Außengeräusche keine Rolle mehr, die selbst verursachten Geräusche treten mit steigendem Pegel als belästigende Komponente in den Vordergrund. Es werden weitere Zusammenhänge zwischen der Lärmempfindlichkeit, dem Hörvermögen, dem Lautheitsurteil und der Lärmbelästigung diskutiert.

• Lärm am Arbeitsplatz und das Risiko eines Herzinfarktes – erste Ergebnisse der NaRoMI-Studie [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Schust, M. Stallmann, T. Keil, H. Stark, E. Dietz, J. Löbert, C. Nakladal, K. Wegscheider, W. Babisch and S. Willich
[A]

Im Rahmen der Fall-Kontroll-Studie ''Noise and Risk of Myocardial Infarction - NaRoMI'' wird u.a. der Zusammenhang zwischen der Schallexposition am Arbeitsplatz und dem Risiko für die Entstehung eines Herzinfarktes untersucht. In den Jahren 1998-2001 rekrutierte man an 32 Berliner Krankenhäusern 4115 Patienten (1061 Frauen, MW 57,7 Jahre, SD 8,7 Jahre und 3054 Männer, MW 56,1 Jahre SD 8,5 Jahre), wobei die Fälle (akuter Myokardinfarkt) und die Kontrollen (Unfall/Operation) nach Alter, Geschlecht und Krankenhaus gematcht wurden (Männer 1:1, Frauen 1:2). Die Schalldruckpegel am Arbeitsplatz wurden retrospektiv für 10 Jahre nach zwei Methoden bestimmt - anhand von Interview-Angaben zur Tätigkeit aus Katalogwerten und nach ISO 9921/1 aus dem erfragten Stimmaufwand bei der Kommunikation. Aus den Beurteilungspegeln berechnete man die 10-Jahres-Mittelungs- und -Summenpegel. Bekannte Risikofaktoren für Herzinfarkt und sozio-demographische Größen wurden ebenfalls per Interview erfasst. Die Odds Ratios und 95% Konfidenz-Intervalle wurden mittels multipler logistischer Regressionsmodelle berechnet und nach möglichen Konfoundern adjustiert. 75,9% der Frauen und 90,9% der Männer waren innerhalb der letzten 10 Jahre die gesamte Zeit oder für kürzere Perioden beschäftigt. Für diese Personen lagen die 10-Jahres-Pegel vor. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die aus dem Stimmaufwand nach ISO 9921/1 berechneten 10-Jahres-Mittelungs- und -Summenpegel für Männer mit einem erhöhten Herzinfarktrisiko verbunden sind (Odds Ratios 1,48 und 1,47, p-Werte 0,013 und 0,017 bei Erhöhung der Pegel von = 55 dB auf 70-85 dB, adjustiert nach Herzinfarkt bei Eltern/Geschwistern, Diabetes, Hypertonie und Rauchen). Weitere Analysen unter Einbeziehung der erhobenen Daten zur Belästigung durch Lärm am Arbeitsplatz und in der Wohnung werden noch durchgeführt und könnten zur Aufklärung der zugrundeliegenden Mechanismen beitragen.

Nam, J.-W.

• The Numerical Simulation of an ElectroPneumatic Transducer
  J.-W. Nam and A.P. Manners
[A]

The paper presents numerical simulations of the flow and acoustic fields of an ElectroPneumatic Transducer (EPT) and is a continuation of work reported last year in paper [A. Jakob & A.P. Manners, On the Simulation of ElectroPneumatic Transducers, DAGA 2007, Stuttgart, Germany]. The EPT generates an acoustic field by passing air through a set of holes in a pair of plates with one plate oscillating relative to the other in order to change the effective flow area. The ultimate objective of the work is to provide an acoustic model simple enough to serve as part of an active control model.

The earlier work reported poor results using an acoustic analogy based on the assumption of quasi-steady, incompressible flow because of the presence of an acoustic resonance. The current work considers simulations using an unsteady, two-dimensional, moving grid, compressible flow model as the basis for deriving improved models for use in the control scheme.

Namba, S.

• Psychological evaluation of temporary varying sounds with L_Aeq and noise criteria in Japan [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Kuwano and S. Namba
[A]

Steady state sounds of short duration were mainly used in the study of auditory perception until 1970's. However, it is important to investigate the perception of non-steady state sounds since our hearing system is not linear and most of the sounds in our environment are varying with time. The authors started the study of the perception of temporary varying sounds in 1960's. At that time, there was no equipment which could control various parameters of the sounds and the first step of our research was to develop the equipment in order to generate temporary varying sounds.

• Loudness, noisiness, and annoyance of printer sounds [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H. Fastl, C. Patsouras, S. Kuwano and S. Namba
[A]

The sounds of seven different printers were assessed by 15 Japanese subjects with the method of Semantic Differential. The loudness of the same printer sounds was rated by eight German subjects by the method of Magnitude Estimation. For the data from the Semantic Differential, a high correlation to the physically measured loudness according to DIN 45 631 shows up for the adjectives ''noisy'' and ''annoying''. Also the data obtained by Magnitude Estimates for the adjective ''loud'' are in perfect agreement with physical measurements of loudness. However, data obtained from the Semantic Differential for the adjective ''loud'' show lower correlation to physically measured loudness values. These differences may be traced back to at least two causes: first, differences in the methods of Semantic Differential versus Magnitude Estimation. Second, differences in the meaning of the adjective ''loud'' for Japanese versus German subjects. The latter interpretation seems to be supported by our former studies, where German subjects tend to name sounds as ''loud'', which are labeled by Japanese subjects as ''noisy''. We plan to check the first hypothesis by experiments with the Semantic Differential with German subjects, and experiments with Magnitude Estimates by Japanese subjects.

• Door sound and image of cars [DAGA 2003 (Aachen)]
  T. Filippou, H. Fastl, S. Kuwano, S. Namba, S. Nakamura and H. Uchida
[A]

Door sound and image of cars Thomas G. Filippou, Hugo Fastl AG Technische Akustik, MMK, TU München Sonoko Kuwano Osaka University Seiichiro Namba Takarazuka University of Art and Design Seishi Nakamura Hiroshi Uchida Mazda Motor Co. Ltd. In a study of applied psychoacoustics, the sound quality of sounds produced by slaming doors of cars has been rated (Kuwano et al. SQS 2002). The subjects were asked to assign the door sounds to one of the following five categories: luxury sedan, expensive sporty car, economic sedan, pick up truck, others. In addition, the subjects should guess the brand name of the car. In the contribution, histograms are presented, which show the relations between categories and brand names. The ranking of brand names is compared to ratings of car manufacturers by the German Automobile Association (ADAC).

• 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.

• Overall Loudness versus Average of Instantaneous Loudness for Excerpts of Music: Effects of Musical Style [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Laumann, H. Fastl, S. Kuwano and S. Namba
[A]

When subjects track the instantaneous loudness of noise immissions of e.g. 5 minutes duration and are asked at the end of the experiment to rate the overall loudness of the preceeding 5 minutes, the following result is obtained: The value of overall loudness is usually higher than the average of the instantaneus loudness ratings. Obviously loud events significantly influence overall loudness rating. Given this result, experiments with excerpts of music of 2 minutes duration were performed. A hypothesis was put forward as follows: If the subject dislikes the style of the music, i.e. interprets the presentation as 'noise', a large difference between overall loudness rating and the average of instantaneous loudness rating should show up. On the contrary, for music excerpts of preferred musical style, the difference between overall loudness rating and the average of instantaneous loudness rating should be small. Results of corresponding experiments performed with Japanese subjects are presented in the poster. In addition, the experiment can be performed by interested parties themselves, using a laptop and headphones available in front of the poster.

• Crosscultural comparison of colour evaluation using semantic differential [DAGA 2008 (Dresden)]
  H. Fastl, T. Rader, G. van den Boogaart, S. Kuwano and S. Namba
[A]

At same SPL, red trains can be perceived as louder than trains in light green colour (e.g. Fastl, ICA 2004). Since these effects are of importance for sound quality engineering, in a global market it is of vital interest, whether there exist crosscultural differences. Therefore, a basic study was performed both in Germany and Japan, using the method of semantic differential. Two sets of experiments were performed: In one experiment, the subjects got a questionnaire with adjective pairs like beautiful/ugly, dark/bright, pleasant/unpleasant etc, and the name of a colour, e.g. ''red'', was written on top of the questionnaire. Thus, the subjects had to answer the semantic differential from their memory of the colour ''red''. In a second experiment, the subjects were shown colour cards of different colour, and had to perform the semantic differential with the questionnaire again. The results of both experiments were analyzed using factor analysis and cluster analysis, and are discussed in view of two main aspects: 1) Differences between ratings for words of colours versus colour cards, i.e. imaginated colours versus real colours. 2) Differences in the rating of German versus Japanese subjects .

Narayanan, S.

• Speaker and Listener Variations in Emotion Assessment [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Grimm, K. Kroschel and S. Narayanan
[A]

In this paper, we discuss both the speaker dependent and the listener dependent aspects in the assessment of emotions in speech. These dependencies form a basis to improve current emotion recognition systems as they can be applied in man-machine interaction, for instance.

For this task, an emotional speech database of the four emotion categories angry, happy, neutral, and sad, spoken by one professional and two non-professional speakers of American English was evaluated by several human listeners. For each of the 680 sentences, the evaluators were asked to rate the values of three emotion primitives valence, activation, and dominance, on a 5-point scale each.

The assessment results were used to calculate the distributions (centroids, covariances) of the emotion classes in the emotion space spanned by the three primitives. The individual classes formed separable clusters in the emotion space.

Based on these results, we analyzed the variations of the emotion clusters as a function of speaker and listener. For the different speakers we found that the main difference was the position of the neutral cluster, being closer to happy for one speaker, and closer to sad for others. For the different listeners we found that their assessments varied most with respect to the scaling of the emotions. While some evaluators perceived extreme emotion intensities, others gave only moderate ratings.

These findings can be used to calculate a baseline for emotion trackers, and to normalize emotion assessments adequately.

Nascimento, V.

• Tansducer Placement Strategy for Active Noise Control of Power Transformers [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Masiero, F. Ribeiro and V. Nascimento
[A]

Active Noise Control is a noise reduction technique with an ever increasing range of applications. The use of Active Noise Control systems for reducing sound levels in enclosed spaces or for on-ear devices has already shown good results; but the use of Active Noise Control on open field situations presents several difficulties, the main one being how to optimally place the electro-acoustic transducers necessary for the control system. Genetic algorithms were used for the optimization of the transducers' position. Using a simplified model the importance of the genetic algorithms' cost function in its performance was made evident. It was also verified that a joint optimization for transducers' position provides the same result, and in shorter time, as the independent optimization of control source and error sensor positions.

Nassar, G.

• Design of Low Frequency Ultrasonic Sensors for Cheese Draining Investigation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M.N. Sabra, G. Nassar, B. Nongaillard and Y. Noël
[A]

The quality evaluation of food products is of great interest to the food industry for two main reasons. Firstly production should be fairly repeatable in order to gain trust in the market. Secondly food processing should be up to the hygienic norms to preserve consumer health. To reach these goals, we propose a new ultrasonic system working by through-transmission in the frequency range of 100-200 KHz. The system is made of ultrasonic point sources and is used in order to follow the mechanical properties of cheese during the early phases of the process. We will present the specialized sensor system designed for this purpose as well as a comparison between the system's model and experimental results and its application to the evolution of the medium while draining. Results show a good prediction via ultrasonic velocity measurement of the mechanical properties throughout the change of the physical state of the medium. This method will be later used to study the effect of parameters interfering in the consolidation of cheese grains during draining on the final quality of cheese.

Naßhan, K.

• Bauakustische Auralisation in Echtzeit [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  K. Naßhan
[A]

Auralisation stellt in zunehmenden Maße ein wichtiges Werkzeug zur Vermittlung komplexer akustischer Sachverhalte dar. Ein PC-basiertes System zur Auralisation der Luftschalldämmung von Fenstern kam bereits während der Messe ''Fensterbau '99'' zur Vorführung. Dieses System benutzt Hardwarefunktionen einer handelsüblichen Soundkarte, um verschiedene Situationen bei unterschiedlichen Anregegeräuschen (Straßen- und Luftverkehr) in Echtzeit darzubieten. Die Systemreaktionszeit liegt dabei deutlich unter 35 ms. Die wesentlichen Schritte zur Realisierung werden vorgestellt, Möglichkeiten und Grenzen diskutiert. Der Vortrag wird durch Hörproben ergänzt.

• Effiziente Lokalisierung von Schallbrücken mittels Körperschallintensitätsmessung [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Naßhan and W. Maysenhölder
[A]

Nach wie vor führt eine mangelhafte Bauausführung häufig zu Schallbrücken. Voraussetzung für eine kostengünstige Reparatur ist deren effiziente Lokalisierung. Wir stellen ein Verfahren vor, welches durch Messung der Körperschallintensität an verschiedenen Punkten eines Bauteils die Lage der Schallbrücken bestimmt. Schallbrücken sind Quellen oder Senken der Körperschallenergie. Mit einem eigens dafür entwickelten, PC-gestützten Meß- und Auswerteprogramm wird das Feld vermessen und aus den Intensitätsvektoren die Positionen von Quellen und Senken ermittelt. Erste Modellexperimente und Messungen an Estrichen demonstrieren die Tauglichkeit des Meßverfahrens für den praktischen Einsatz.

• Towards an Optimal Sound Insulation by Auralisation and Computational Prediction Methods [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Naßhan
[A]

The audible difference of the sound transmission of different building parts under a certain excitation noise, e. g. road traffic, does not necessarily correlate to the weighted sound reduction index. But how can the decision making be supported during the developing process of building parts? Auralisation is the tool of choice for giving an impression of both the state and the aim of the development. Several software products, which run real-time, allow presentations of arbitrary length and instantaneous switching to another building element or to another sound source. As a second tool for optimisation of the sound insulation of building elements computer programmes for the prediction of the frequency dependent sound insulation are available, in particular the programme LAYERS written for layered structures. The unsatisfactory trial-and-error procedure, which is still used in the development of building elements, can be avoided by these prediction and auralisation capabilities. Some audible examples of sound transmission and walking noise will be presented.

• Auralisation mit Tabellenkalkulationsprogrammen [DAGA 2005 (München)]
  K. Naßhan
[A]

Im Rahmen der neuen Vorlesung ''Virtuelle Bauphysik'' an der Universität Stuttgart sollen Studenten raum- und bauakustische Problemstellungen untersuchen und auralisieren, d.h. einen Höreindruck von unterschiedlichen akustischen Effekten, Situationen und Konstellationen gewinnen. Auf der Grundlagen langjähriger Entwicklungserfahrungen zur Auralisation wurde ein Programm entwickelt, mit welchem Berechnungsergebnisse von Tabellenkalkulationsprogrammen über eine offene Datenschnittstelle hörbar gemacht werden können. So besteht z.B. die Möglichkeit, für einen 2-dimensionalen Rechteckraum die hörbare Wirkung verschiedener Raumgrößen und unterschiedlicher Absorberbelegungen zu vergleichen. Weitere Lehrinhalte betreffen die Schalldämmung ein- und doppelschaliger Wänden. Über die Erfahrungen bei der Entstehung und beim Umgang mit diesem neuen Lehrprogramm wird berichtet, einschließlich der Reaktionen und Lösungen der Studenten.

• Regengeräusche bei Membrandächern – Berechnung und Messung
  K. Naßhan and J. Seidel
[A]

Eine der akustischen Herausforderungen, die sich mit Membrandächern verbinden, sind die bei Regen entstehenden Geräusche. Deren Behandlung bedarf sowohl der theoretischen Modellierung als auch der experimentellen Untersuchung. Ein einfaches Berechnungsmodell auf der Grundlage eines Vorschlags von Jagenas und Peterson [1] beruht darauf, dass ein Wassertropfen beim Aufprall auf eine Platte mit konstanter Geschwindigkeit spontan zerfließt. Unter diesen Bedingungen ist die zeitliche Änderung der Kraft proportional zur Volumenänderung. Ist dabei die Geschwindigkeits- und Größenverteilung der Regentropfen bekannt, kann die in die Platte eingeleitete Energie und schließlich die abgestrahlte Schallleistung berechnet werden. Dieses Modell wird auf verschiedene natürliche Regen, auf künstlich erzeugten Regen im Labor und idealtypischen Regen nach ISO140-18 [2] angewandt. Die Form der Regentropfen ist dabei ein Variationsparameter. Unterschiedliche Regenarten führen zu deutlichen Unterschieden in der abgestrahlten Schallleistung. Der Einfluss der Bauteileigenschaften auf die Regengeräusche wird diskutiert. Im Regengeräuschprüfstand des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik können Prüfobjekte und Regenparameter wie z.B. Fallhöhe oder Niederschlagsmenge variiert werden. Zur Illustration dienen Vergleichsmessungen in verschiedenen Konfigurationen. Abschließend werden experimentelle und rechnerische Ergebnisse im Kontext dargestellt und bewertet.

[1] A. Jagenas und B.A.T. Peterson: The Water Drop as a Structural Acoustic Source. Proc. Internoise 1986, S. 349-352 [2] Schluss-Entwurf prEN ISO 140-18 Akustik - Messung der Schalldämmung in Gebäuden und von Bauteilen - Teil 18: Messung des durch Regenfall auf Bauteile verursachten Schalls im Prüfstand (ISO/FDIS 140-18:2006)

• Akustische Unterschiede zwischen natürlichem Regen und Regenanregung im Labor
  K. Naßhan
[A]

Mit der DIN EN CEN 140-18 [1] zur Messung des Regengeräusches im Prüfstand werden verschiedene Arten von Regen festgelegt. Dass der natürliche Regen normgerecht fällt, ist zu bezweifeln. Somit stellt sich die Frage, wie sich die verschiedenen Regenarten unterscheiden. Auf Grundlage des von Jagenas und Peterson [2] vorgestellten Modells werden die durch verschiedene natürliche und Norm-Regen hervorgerufenen Geräusche spektral ermittelt und verglichen. Die Vermutung, dass maßgeblich die ''großen'' Tropfen das Regengeräusch bestimmen, wird überprüft. Schließlich geht es um die Aufgabe, Regengeräusche im Labor auf reale Situationen umzurechnen. Dazu werden erste Hinweise gegeben.

Literatur: [1] DIN EN ISO 140-18 Akustik - Messung der Schalldämmung in Gebäuden und von Bauteilen - Teil 18 Messung der durch Regenfall auf Beiteilen verursachten Schalls im Prüfstand (ISO/DIS 140-18:2005); Deutsche Fassung prEN ISO 140-18:2005, Beuth Verlag 2005 [2] A. Jagenas und B.A.T. Peterson, The Water Drop as a Structural Acoustic Source, Internoise 1986, Seiten 349-352

Naumann, A.

• Kognitive Grundlagen der multimodalen Mensch-Maschine Interaktion [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Naumann, I. Wechsung and R. Schleicher
[A]

Bezüglich multimodaler Mensch-Maschine Interaktion sind mittlerweile widersprüchliche Ergebnisse in der Literatur dokumentiert (Oviatt et al., 1999). Einerseits kann das Nutzen mehrerer Wahrnehmungskanäle, z.B. durch redundante Informationsdarstellung, zur Fehlervermeidung beitragen (Sarter, 1999; Sturm, 2005). Andererseits kann man annehmen, dass dem Benutzer zusätzliche kognitive Ressourcen, z. B. bei der Entscheidung für eine der angebotenen Modalitäten, abverlangt werden, was zur Überforderung des Nutzers führen kann (Schomaker et al., 1995; Wickens, 2002). Angesichts immer neuer Möglichkeiten hinsichtlich der Integration neuer Modalitäten in interaktive Systeme stellt sich die Frage, wann der Einsatz multimodaler Benutzerschnittstellen tatsächlich mit positiven Effekten verbunden ist. Antworten liefert die psychologische Forschung, deren gegenwärtiger Stand Erklärungsansätze für diese uneindeutige Befundlage bietet. Das Arbeitsgedächtnismodell von Baddeley (Baddeley, 2000) und die Theorie der multiplen Ressourcen von Wickens (2002) gehen davon aus, dass bei der Nutzung unterschiedlicher Modalitäten zum Teil auf unterschiedliche Ressourcen zurückgegriffen wird und Multimodalität in diesem Fall die Interaktion unterstützen kann. Als weiterer Einflussfaktor zeigte sich in empirischen Studien neben der Allokation der Ressourcen die Kohärenz der Präsentation: Zeitlich und räumlich inkohärente Darbietung multimodaler Signale kann sich im schlechtesten Fall negativ auf die Interaktion auswirken (McGurk & MacDonald, 1976; Schomaker et al., 1995).

Naumann, K.

• Auswirkung der Austrocknung von 2-schaligen Massivwänden aus Porenbeton auf das Schalldämm-Maß [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K. Naumann
[A]

Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil zur Herstellung von Porenbeton. Allerdings wird nicht der gesamte Wasseranteil chemisch gebunden. Ein Teil ist nach der Produktion als freies Wasser im Baustoff vorhanden. Durch Austrocknung entweicht dieses chemisch nichtgebundene Wasser stetig aus dem Baustoff. Dieser Prozeß ist abgeschlossen, wenn die sogenannte Ausgleichsfeuchte erreicht ist. Steine aus Porenbeton werden somit meist in einem feuchteren Zustand in ein Gebäude eingebaut. Die Schalldämmung massiver Wände ist in erster Linie von der flächenbezogenen Masse der Konstruktion abhängig. Im Schallprüfstand der Xella Technologie- und Forschungsgesellschaft mbH wurde im Frühjahr 2004 eine zweischalige Wand aus Porenbeton aufgebaut. In regelmäßigen Abständen wurde das Schalldämm-Maß geprüft sowie weitere akustische Messungen durchgeführt. Des weiteren wurden jeweils der Feuchtegehalt der Wandschalen ermittelt. Es wurde untersucht, wie sich die Schalldämmung mit der Zeit und der zunehmenden Austrocknung verändert.

• Auswirkung der Mineraldämmplatte Multipor als Wärmedämmung-Verbundsystem auf Massivbauteilen aus Porenbeton und Kalksandstein [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Naumann
[A]

Wohn- und Gewerbebauten im Massivbau erhalten aus Gründen des Wärmeschutzes häufig ein Wärmedämm-Verbundsystem (WDVS) an der Außenseite des Gebäudes. Herkömmliche WDVS aus Polystyrol oder mineralischem Faserdämmstoff können sich ungünstig auf das Schalldämm-Maß der massiven Außenwandkonstruktion auswirken. Neben diesen klassischen Baustoffen gibt es seit einigen Jahren auch die massive Mineraldämmplatte ''Multipor''. Diese erreicht einen Bemessungswert der Wärmeleitfähigkeit von =0,045W/(m K) und kann auch als Dämmschicht in einem WDVS eingesetzt werden. Schalltechnische Untersuchungen an Konstruktionen mit der Mineraldämmplatte ''Multipor'' haben ergeben, dass sich die Schalldämmung durch das besondere Resonanzverhalten nicht verschlechtert. Darüber hinaus zeigen sich im tieffrequenten Bereich zum Teil bessere Schalldämm-Maße, als bei anderen WDVS aus Polystyrol oder Faserdämmstoffen. Dies wirkt sich beispielsweise beim Schallschutz z. B. gegen tieffrequenten Verkehrslärm positiv aus. In diesem Vortrag werden die Auswirkungen der Mineraldämm-Platte ''Mutipor'' auf das Schalldämm-Maß von Massivwänden vorgestellt. Untersucht wurden neben der Schalldämmung auch die Auswirkungen auf die Schall-Längsdämmung eines flankierenden Außenbauteils mit einer Innendämmung aus Multipor.

Naumann, L.

• Optimierung der Tieftonwiedergabe in Tonstudios und Abhörräumen [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Goertz, M. Wolff and L. Naumann
[A]

Kleine und mittlere Hörräume in Tonstudios haben häufig eklatante Mängel bei der Wiedergabe tiefer Frequenzen aufzuweisen. Raumakustische Maßnahmen in diesem Frequenzbereich können mit Hilfe spezieller Resonanzabsorber getroffen werden, die jedoch meist sehr aufwendig, teuer und voluminös sind. Bei sorgfältiger Berechnung und Ausführung solcher Absorber lassen sich die Eigenfrequenzen des Raumes teilweise bedämpfen und das unschöne Dröhnen des Raumes entsprechend reduzieren. Zur weiteren Optimierung der Wiedergabe von Signalen mit tieffrequenten Anteilen kann zusätzlich eine spezielle Lautsprecher- bzw. Subwoofer Anordnung eingesetzt werden, die über einen Controller angesteuert den Einfluss der Eigenfrequenzen des Raumes drastisch zu reduzieren vermag. Das Verfahren wurde zur Tonmeistertagung 2002 in Hannover erstmals vorgestellt. Im Rahmen dieses Vortrages sollen nun erste praktische Erfahrungen und weitere Methode zur Optimierung der Bassarrays präsentiert werden.

Naz, P.

• 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.

• 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.

• Sonic boom: ISL studies from the 60's to the 70's [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Dancer and P. Naz
[A]

Some of the ISL studies made in the past years on sonic boom are presented here. These studies have been initiated during the development of the supersonic civil aircrafts (in the 60's) to answer the questions: is there a risk for structures or for human beings when exposed to sonic boom overpressure? The propagation of the sonic boom as a function of the meteorological conditions was studied and different simulators for physical experiments and physiological observations were built at ISL. No physical harm was observed on human beings. However, depending on the parameters (peak pressure, rise time, duration...) of the sonic boom, startle reaction may induce psycho-acoustical annoyance.

• Acoustic simulation in realistic 3D virtual scenes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Cathala, P. Naz and P. Gozard
[A]

The simulation workshop CHORALE is used by government services and industrial companies for multisensor simulations in realistic 3D virtual scenes (in the visible, infrared and EM spectrum and now acoustic signal too). For acoustic simulations, the need is, for example, the detection of moving vehicles in 3D scenes. This article describes the acoustic model in CHORALE. The 3D scene is described by a set of polygons. Each polygon is characterized by its acoustic resistivity or its complex impedance. Sound sources are associated with moving vehicles and are characterized by their spectra and directivities. A microphone sensor is defined by its position, its frequency band and its sensitivity. The purpose of the acoustic simulation is to calculate the incoming acoustic pressure on microphone sensors. CHORALE is based on a generic kernel consisting of functionalities. This kernel possesses original capabilities: computation time is nearly independent on the scene complexity especially the number of polygons, databases are enhanced by precise physical data, special mechanisms of antialiasing have been developed that enable to consider very accurate details. The ray tracer takes into account the wave geometrical divergence, the atmospherical absorption, the attenuation of sound due to trees and forests, the wind and Doppler effects, the sound diffraction by edges (hill, wall, ...) and the sound wave refraction due to air temperature gradients. Finally, the article describes a validation test based on the results of international acoustic detection experiment TG25.

• 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.

• Seismo-acoustic detection of land mines [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Naz and T. Broglin
[A]

The detection of shallow-buried land mines can be performed by measuring the vibrations of the soil. At ISL, we have used an airborne acoustical signal of high level to produce soil vibrations. These vibrations have been measured with the help of a laser vibrometer. Because the mine container presents mechanical characteristics which differ from those of the surrounding soil, it modifies locally the vibration pattern of the soil surface. The first results indicate that shallow-buried land mines can be detected by this non-invasive method.

Nazarov, V.

• Luxemburg-Gorky Effect in a Granular Medium: Probing Perturbations of the Material State via Cross-Modulation of Elastic Waves [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Zaitsev, V. Nazarov, V. Tournat, V. Gusev and B. Castagnède
[A]

The nonlinear effect of amplitude modulation of a weaker sinusoidal seismo-acoustic wave under the action of another stronger step-wise modulated wave was reported in [1] for a sandy soil. Recently a related effect of transfer of the modulation spectrum from an intensive elastic wave to a probe one with different carrier frequency was observed in resonant-type experiments in solid samples containing cracks [2]. This nonlinear effect is a close elastic-wave analog of the similar phenomenon known as the Luxemburg-Gorky effect for cross-modulation of radio-waves in ionosphere. We report here observations of acoustic effects (self-action and cross-modulation) in a granular medium, which demonstrates the universality of the phenomena. Amplitude dependencies for the fundumental and induced modulation sidelobes of the probe wave have been studied. Furthermore, we observed complementary variability of the sidelobes and the probe wave amplitude at the fundamental frequency under the action on the medium of short ''seismic events'' produced by an additional shaker. The resultant transient variations in the amplitude of the modulation sidelobes exceeded normally by an order of magnitude the complementary variations in the signal amplitude at the fundamental frequency (the latter variations being often hardly noticeable). The revealed high sensitivity of the cross-modulation sidelobes to slight variations in the stress state of the material opens possibilities for efficient diagnostic applications of the effect in laboratory and in field conditions. 1. A.L. Bagmet, V.E. Nazarov, et al., Doklady Earth Sciences, 346 (1996) 135. 2. V. Zaitsev, V. Gusev, B.Castagnede, Phys. Rev. Lett., 89 (2002), 105502.

Nebel, W.

• Integrated Circuits for Auditory Speech Processing [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Nebel, M. Brucke and M. Cakir
[A]

Die technische Umsetzung von Algorithmen der gehörgerechten Sprachverarbeitung in integrierte HW/SW-Systeme erfodert zahlreiche Entwurfsentscheidungen. Es sind hierzu Kosten/Nutzenanalysen erforderlich, die insbesondere die prognostizierten Entwurfs- und Herstellungskosten in Relation zur erwarteten Systemqualität stellen. Im Vortrag werden anhand von Beispielen Optimierungsmöglichkeiten der Hardware-Realisierung unter Berücksichtigung von Qualitätsparametern der Sprachverarbeitung vorgestellt.

Neben, N.

• 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.

Necati, G.

• Prospects of Improving Vehicle Sound Quality by Means of ANC [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Necati
[A]

Beyond the global target of reducing the sound pressure level in a vehicle interior, it may be desirable to affect the interior sound quality and to grant the vehicle a strived interior sound character, i.e. ''pleasant'', ''sporty'', ''powerful'', etc. In most cases, achievement of such targets by means of usual hardware modifications is difficult, time consuming, costly, often not feasible and, least of all, sometimes not possible. Conversely, application of the active noise control (ANC) techniques has the potential to skip these disadvantages and may help to achieve the anticipated sound quality. The new developed flat loudspeakers, suitable to be used as actuators for ANC purposes, have the capability to diminish the two main obstacles, which have been the major handicaps for the introduction of ANC in the passenger cars: (i) the space needed to package the actuators and (ii) the high cost level. The flat actuators capable to be integrated in headliner, trim or headrests resolves the packaging problem and also enables an increased number of actuators being implemented - which concurrently enables the frequency range of ANC application being increased. The low cost level of this new material as well as the drastically falling price of powerful electronic hardware for ANC controller improve the prospects of introducing the ANC technology into the passenger cars. Finally, to achieve a desired sound quality, a respective balancing of the engine full and half orders - i.e. toning down or raising the engine orders / half orders accordingly - may be taken as a criterion to develop the corresponding control strategy.

Nechad, N.

• 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.

Nehl, J.

• Gezielte Abstimmung niederfrequenter Fahrzeug-Innengeräusche durch analytische Auslegung der dynamischen Steifigkeit des Kurbeltrieb-Systems [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Schneider, J. Nehl and H.-P. Lahey
[A]

Der Vortrag erläutert zunächst die experimentelle Erfassung traditioneller Schwachpunkte vorliegender Konstruktionen an Motor und Fahrzeug sowie deren innengeräuschrelevante Bewertung. Ausgehend von detaillierten FEM- und MKS-Analysen der Strukturdynamik des Anregungspfades vom Motor-Kolben bis zur Abstrahlung des Aggregats werden Alternativkonstruktionen rechnerisch bewertet und auf praktische Relevanz (Package und Fertigung/Kosten) geprüft. Machbare Lösungen werden umgesetzt und experimentell am Motor- sowie am Fahrzeug-Rollenprüfstand verifiziert. Der Schwerpunkt des Vortrags erläutert die Anwendung der CAE-Techniken virtueller Motormechanik zur Voraussage akustisch-dynamischer Effekte der ruhenden sowie der bewegten Motormechanik. Die Arbeitsschritte und Ergebnisse werden anhand konkreter Projekte veranschaulicht.

• 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.

Neidhardt, A.

• Gestaltung der räumlichen Eigenschaften von Schallfeldern – Fokussierung von Schallereignissen [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Strauß and A. Neidhardt
[A]

Zur Erzeugung virtueller akustischer Realitäten sind verschiedenste Wiedergabetechniken in Gebrauch. Eine erste grundsätzliche Unterscheidung kann durch die Art der verwendeten Schallwandler, Lautsprecher oder Kopfhörer, getroffen werden. Als weitere Merkmale können z.B. die Größe des angestrebten Reproduktionsgebietes, oder die Fähigkeit zur Erzeugung eines holophonen Schallfeldes genannt werden. Jedes Verfahren bedingt eine bestimmte Anordnung und Ansteuerung der Schallwandler. Beispielsweise lassen sich durch Zusammenfassen von Lautsprechern zu einem Gruppenstrahler (Array) und entsprechender Wahl der Ansteuerung eines Arrays spezifische Abstrahlcharakteristika erzeugen. Neben der Beeinflussung von wahrnehmungsbasierten Attributen einer virtuellen akustischen Umgebung bieten verschiedene Verfahren dadurch auch Möglichkeiten zur physikalisch-akustischen Gestaltung des Schallfeldes. In diesem Vortrag werden Methoden zur Erzeugung fokussierter Schallereignisse beschrieben und diskutiert. Zum Vergleich sollen die Wellenfeldsynthese (''wfs''), das Zeitumkehrprinzip (''time reversal mirror''), und numerische Berechnungsansätze (''numerical control'') näher betrachtet werden. Über die Darstellung der theoretischen Grundlagen werden die generellen Unterschiede der Verfahren herausgearbeitet. Dabei wird auch Wert auf die Ermittlung von Parametern für die Beurteilung dieser speziellen Problemstellung gelegt, welche als objektive und auch subjektive Kriterien zur Bewertung der Qualität der Fokussierung herangezogen werden können. Beispiele aus der Praxis werden die theoretischen Betrachtungen abrunden.

Neidhart, B.

• Kaltgasfallen in stehenden Ultraschallfeldern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  R. Tuckermann, S. Bauerecker, E.G. Lierke and B. Neidhart
[A]

Kaltgasfallen in stehenden Ultraschallfeldern R. Tuckermann1, S. Bauerecker1, E. G. Lierke2 und B. Neidhart1 1GKSS-Forschungszentrum Geesthacht GmbH, Institut für Physikalische und Chemische Analytik, Max-Planck-Str., D-21502 Geesthacht, e-mail: rudolf.tuckermann@gkss.de 2Battelle Ingenieurstechnik GmbH, Düsseldorfer Str. 9, D-65760 Eschborn In stehenden Ultraschallfeldern (SUSFern) können kalte Gase und Aerosole in rotationsellipsoidförmigen Bereichen eingefangen werden [1, 2]. Diese Bereiche bilden sich zentrisch um die Druckknoten des SUSFs und können aufgrund ihrer scharfen Temperaturabgrenzung zur Umgebung als Kaltgasfallen bezeichnet werden. In neuen Experimenten wurden die Konditionen für den Einfang von kalten Gasen hinsichtlich der Frequenz-, Leistungs- und Resonanzbedingungen im SUSF eingehend untersucht. Hierzu wurden insbesondere das Temperaturfeld innerhalb der sich bildenden Kaltgasfallen vermessen. Es konnte experimentell gezeigt werden, daß das beobachtete Phänomen auf einem Dichteeffekt beruht. Die in den Experimenten verwendeten Ultraschallfrequenzen betrugen 20 bzw. 58 kHz bei Schalldruckpegeln im Bereich von 150 - 170 dB [3]. Eine theoretische Beschreibung der Kaltgasfallen gelang mit Hilfe eines Modells der akustischen Levitation von flüssigen und festen Proben [4]. Für Gase höherer spezifischer Dichte als das umgebende Gas existieren innerhalb eines stehenden Ultraschallfeldes an den Druckknoten Potentialtöpfe, in denen sich das schwerere Gas sammelt. Ferner ist unter Resonanzbedingungen des SUSFs in den Kaltgasfallen Tropfen- und Eispartikelbildung aus eingefangenem Aerosol möglich. Die sich aus kaltem Eisaerosol bildenden Eiskeime können zu vielfältigen Eis- und Schneepartikeln mit Durchmessern von einigen Millimetern heranwachsen. Die Eispartikelbildung beruht auf den Effekten der akustischen Agglomeration [5] und Positionierung sowie quasiflüssige Schichten [6] auf den Oberflächen der primären Eisaerosole. [1] S. Bauerecker, B. Neidhart, J. Chem. Phys. 109 (1998), 3709 [2] S. Bauerecker, B. Neidhart, Science 282 (1998), 2211 [3] E. G. Lierke, Acoustica 82 (1996), 220 [4] M. Barmatz and P. Collas, J. Acoust. Soc. Am. 77 (1985), 926 [5] T. Hoffmann, Ultrasonics 38 (2000), 353 [6] C. L. Hosler, D. C. Jensen and L. Goldshlak, J. Meteorology 14 (1957), 415

Neise, W.

• Beseitigung eines Störgeräusches an einem Windkanalgebläse [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. von Heesen, N. Lindener and W. Neise
[A]

Am Windkanal der BMW Technik GmbH in München wurde ein Störgeräusch beobachtet, das sich in der Meßhalle als amplitudenmoduliertes hochfrequentes Zischen bemerkbar machte. Es wird über umfangreiche akustische Messungen berichtet, die schrittweise zur Identifikation und zur Beseitigung des Geräuscherzeugungsmechanismus führten.

• Simulation eines neuen Verfahrens zur aktiven Unterdrückung höherer Schallmoden in Strömungskanälen von Turbomaschinen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  U. Tapken, L. Enghardt, Y. Zhang and W. Neise
[A]

Die passive Dämpfung tonaler Schallanteile in den Strömungskanälen von Turbomaschinen, wie Ventilatoren und Flugzeugtriebwerken, ist auf dem begrenzten, zur Verfügung stehenden Raum mittels akustischer Auskleidungen meist nicht ausreichend möglich. Aus diesem Grund werden zur Zeit verschiedene zusätzliche aktive Geräuschminderungsverfahren untersucht. Bei Verwendung großer adaptiver Systeme wächst mit zunehmender Komplexität des modalen Schallfelds der numerische Aufwand schnell, und es können numerische Instabilitäten auftreten. Es bietet sich daher ein eher physikalisch orientierter Ansatz an, bei dem lediglich die dominanten Moden bekämpft werden. Auf dem Forum Acusticum 1999 ist dazu von Zhang das Konzept der indirekten Radialmodenunterdrückung vorgestellt worden: Die gleichzeitige Reduktion der Amplitude einer Umfangsmode an mehreren Axialpositionen führt implizit zur Verminderung ihrer radialen Komponenten, ohne daß deren Amplituden experimentell bestimmt werden müssen. Die Anwendbarkeit des Verfahrens wird durch Simulationsrechnungen demonstriert. Dazu wurde für eine einzelne Umfangsmode ein mehrkanaliger adaptiver Algorithmus im Frequenzbereich implementiert, bei dem jede zu vermindernde Radialkomponente einen Regelkanal darstellt. Als Alternative zu einer experimentellen Bestimmung der Übertragungsfunktionen zwischen den Lautsprecher- und Fehlermikrofonorten ist dabei ein analytischer Ansatz verfolgt worden. Die Simulationsergebnisse führen zu Erkenntnissen bezüglich der Anforderungen bei der praktischen Umsetzung des Konzepts, wie z.B. an die optimale Positionierung der Fehlermikrofone.

• Entwicklung einer Software zur Kurzzeit-Azimutalmodenanalyse [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  P. Böhning, L. Enghardt, W. Neise and P. Költzsch
[A]

Der Schall, z.B. erzeugt durch eine Turbomaschine, breitet sich in zylindrischen Kanälen über einen weiten Frequenzbereich in Form von höheren akustischen Moden aus. Die Überlagerung verschiedener ausbreitungsfähiger Moden ergibt das Gesamtschallfeld im Kanal. Eine Mode in einem Rohrkanal besitzt eine azimutale und eine radiale Struktur. Bezieht man sich auf die azimutale Struktur, spricht man auch von Azimutalmoden. Mittels der Analyse von Schallfelder hinsichtlich dieser azimutalen Struktur lassen sich oftmals Schlüsse auf die dominanten schallerzeugenden Mechanismen ziehen und z.B. Maßnahmen zur Reduzierung der Schallabstrahlung einer Turbomaschine ableiten. Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde eine Software zur Kurzzeit-Azimutalmodenanalyse entwickelt. Diese Software ermöglicht eine schnelle Aussage über Veränderungen in der azimutalen Struktur des Schallfeldes in einem Rohrkanal. So können z.B. die Auswirkungen von Modifizierungen am Design einer Turbomaschine oder die Effizienz eines Systems zur aktiven Lärminderung in situ bestimmt werden. Im Vortrag wird das der Software zugrundeliegende Analyseverfahren vorgestellt. Zur Demonstration der Anwendungsmöglichkeiten der Software soll beispielhaft auf ein Experiment eingegangen werden. Zur Verifizierung eines theoretischen Modells, das zur Bestimmung der bei der Rotor/Stator-Interaktion entstehenden Azimutalmoden dient, wurde das Schallfeld eines Axialventilators im angeschlossenen Rohrkanal vermessen. Die mittels der Software gewonnenen Ergebnisse werden präsentiert und mit den Aussagen des Modells verglichen.

• Aktive Beeinflussung des Drehklangs axialer Turbomaschinen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Schulz, W. Neise and M. Möser
[A]

In dem Beitrag wird über ein Forschungsvorhaben zur aktiven Lärmminderung an Axialventilatoren berichtet. Hierbei steht die Reduzierung des Drehklangpegels im Vordergrund. Hauptursache der tonalen Schallabstrahlung axialer Strömungsmaschinen sind die instationären, periodischen Kräfte, die von der Strömung auf die Laufradschaufeln, den Leitapparat und das Gehäuse ausgeübt werden, z. B. als Folge der Wechselwirkungen Zuströmung/Laufrad oder Laufrad/Leitrad. Im Gegensatz zu anderen Experimenten zur aktiven Lärmminderung werden hier keine Lautsprecher als sekundäre Schallquellen verwendet. Vielmehr werden gezielt instationäre aerodynamische Kräfte durch gepulstes Einblasen von Luft im Bereich des Kopfspaltes angeregt. Die Folge davon sind effektive aeroakustische Gegenschallquellen. Die Phasenlage der sekundären Schall-quellen kann gezielt so gesteuert werden, dass die davon abgestrahlten Schallwellen phasen-versetzt zu den primären sind. Hierdurch ergibt sich eine Minderung des primären tonalen Ventilatorgeräusches. Es wurden Fälle mit rotorsychronem gepulsten Einblasen sowohl vor als auch in der Laufradebene und auch im Bereich der Schaufelhinterkanten untersucht. Darüber hinaus erfolgte eine Variation der Einblaswinkel. Es wurden Anregungsarten gefunden, bei denen der Blattfolgefrequenzpegel sowohl auf der Saug- als auch auf der Druckseite gesenkt wurde, aber auch solche, bei denen Pegelreduzierungen auf nur einer Seite festzustellen waren, also auf der Saug- oder der Druckseite. Es gelang in einigen Versuchen, den Blattfolgefrequenzpegel um bis zu 20 dB zu reduzieren. Neben der Lärmminderung wurde in den meisten Fällen ebenfalls eine Verbesserung des Betriebsverhaltens erreicht.

• Aktive Beeinflussung des Blattspitzenwirbellärms axialer Turbomaschinen [DAGA 2002 (Bochum)]
  L. Neuhaus and W. Neise
[A]

Bei ummantelten axialen Strömungsmaschinen befindet sich ein radialer Spalt zwischen den rotierenden Schaufelspitzen und dem feststehenden Gehäuse. Die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite der Laufradschaufeln verursacht eine Überströmung der Schaufelspitzen, die sich negativ auf das aerodynamische und akustische Verhalten der Maschine auswirkt: Druckerhöhung und Wirkungsgrad sinken, die Geräuschemission steigt und der nutzbare Bereich der aerodynamischen Kennlinie wird verkleinert, weil die bei zunehmender Drosselung auftretenden Strömungsablösungen im rotierenden Schaufelgitter früher einsetzen. Bei großen Kopfspaltweiten tritt eine breitbandige Geräuschkomponente in der Nähe der halben Blattpassierfrequenz in den in den Wandruckschwankungen der Rotorblättern auf. Die Quelle, rotierende Instabilität genannt, strahlt ins Fernfeld als Blattspitzenwirbellärm ab. In früheren Arbeiten ist es gelungen, durch das Einbringen eines Turbulenzerzeugers in den Kopfspalt, den Blattspitzenwirbellärm zu unterdrücken und das Kennfeld des Ventilators zu erweitern. Der mit dem Turbulenzerzeuger erzielte Effekt wird hier aktiv und ohne Einbauten im Kopfspalt erzeugt, um wechselnden Betriebsbedingungen (Änderungen der Spalt-weite als Folge von Schaufelverstellung, thermischen oder Fliehkraftbeanspruchun-gen, u.s.w.) gerecht zu werden. Als Beeinflussungsmethode wird hier das stationäre und gepulste Einblasen von Druckluft in den Kopfspalt des Ventilators gewählt. Die Druckluft wird unmittelbar stromauf des Laufrades über Schlitzdüsen eingeblasen. Dadurch ist es gelungen, den Blattspitzenwirbellärm vollständig zu unterdrücken und gleichzeitig die aerodynamischen Eigenschaften zu verbessern. Druckerhöhung und Wirkungsgrad können für niedrige Lieferzahlen erhöht werden. Der nutzbare Bereich der Kennlinie kann durch das Verschieben des Abrisspunktes der Strömung zu kleineren Lieferzahlen erweitert werden.

• Aktive Beeinflussung des Drehklangs axialer Turbomaschinen [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Schulz, W. Neise and M. Möser
[A]

Das vorliegende Projekt zielt auf die Reduzierung des Drehklangs axialer Strömungsmaschinen mit Hilfe aktiver Maßnahmen. Im Unterschied zu den üblichen Verfahren der aktiven Geräuschminderung werden hier jedoch keine Lautsprecher als sekundäre Schallquellen verwendet, sondern aeroakustische Quellen direkt im Rotor, die durch gezielte Beeinflussung der Strömung im Bereich der Schaufelspitzen erzeugt werden. Dies geschieht beispielsweise durch zeitlich konstantes oder dynamisches Einblasen von Luft sowie durch in die Gehäusewand integrierte Piezo-Elemente im Bereich des Kopfspaltes. Die Phasenlage der Antischallquellen kann so eingestellt werden, dass die davon abgestrahlten sekundären Schallwellen phasenversetzt zu den primären sind und sich in der Summe eine Minderung des Drehklangpegels ergibt. Bei der DAGA 2001 wurden Grundlagenuntersuchungen für die Beeinflussung mittels Einblasen vorgestellt. Bei dem Versuchsaufbau erfolgt die Schallausbreitung im Kanal überwiegend in Form ebener Wellen. Für diesen Fall wurden in weiterführenden Experimenten Piezo-Elemente als Aktuatoren verwendet, die entweder wandbündig oder radial aus der Wand hervorstehend vor dem Laufrad eingebaut waren. Es wurde die Umfangsposition und auch die axiale Lage der Aktuatoren variiert. In ersten Versuchen mit rotorsynchroner Ansteuerung der Aktuatoren konnte der Blattfolgefrequenzpegel um bis zu 5 dB verringert werden. Weiterhin wird über Experimente mit statischem Einblasen von Luft in die Umströmung der Laufradspitzen bei hohen Drehzahlen berichtet. Der Versuchsaufbau wurde modifiziert und im Unterschied zu den früheren Experimenten liegt hierbei das Hauptaugenmerk auf der Beeinflussung von Kanalmoden höherer Umfangsordnung. In den Versuchen gelang eine Reduzierung des Blattfolgefrequenzpegels um bis zu 12 dB. Das Projekt wird im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereiches 557 ''Beeinflussung komplexer turbulenter Scherströmungen'' gefördert.

• Experimental Investigation of Active Control of the Tonal Noise Components of Axial Turbomachinery with Flow Control [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Schulz, W. Neise and M. Möser
[A]

The aim of the project is to reduce the tonal noise components of axial turbomachines using active noise control. While conventional methods use loudspeakers, the secondary sound field is generated by flow control in this study. The flow conditions near the blade tips are disturbed by blowing air into the blade tip region through nozzles (vortex generator jets), which are installed in the fan casing wall. Piezo elements are used as alternative actuators to disturb the flow. In this way, additional periodic forces are set up which result in aeroacoustic secondary sources. They can be controlled such that a noise reduction of the tonal components is achieved. Furthermore the influence of the flow control on the aerodynamic behaviour of the test object is observed.

Results using steady blowing will be presented. The physical background of the generation and superposition of the secondary sound field as well as the influence of different parameters will be discussed. The results will be interpreted with regard to the reduction of the blade passage frequency level, dominant azimuthal mode and overall noise level. In the experiments the blade passage frequency level was reduced up to 20dB, where the overall noise level dropped by 12dB. In certain cases it was possible to reduce the dominant azimuthal mode of the order m=2 by 40dB. Intermediate results of the continuative experiments with unsteady blowing, synchronised with the impeller at blade passage frequency, will also be presented.

This study was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Science Foundation).

• Adaptive and Robust Control for the Reduction of Tonal Noise Components of Axial Turbomachinery with Flow Control [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Garwon, J. Schulz, B. Satriadarma, R. King, M. Möser and W. Neise
[A]

This paper presents results of a research project using robust and adaptive feedback control algorithms for the reduction of tonal noise components of an axial fan by flow control. The active noise control is achieved by specific distortions of the flow conditions near the impeller blade tips which results in an aeroacoustic secondary field. This can be realised by blowing air into the blade tip region through nozzles in the casing wall. An extremum-seeking controller is used to find the optimal mass flux, which determines the amplitude of the secondary sources. The phase was controlled by geometrical parameters.

The experimental investigations demonstrate the performance of the proposed controller for higher order mode sound fields. To investigate the robustness of the closed-loop disturbances such as changing operating points, non-uniform inflow conditions and a 33% deviation of the revolution of the fan were simulated. In all cases the controller reacted on the changed operating conditions and determined the optimal mass flux, achieving a blade passage frequency level reduction of 15dB for the tested configuration.

The radiated sound of the tonal noise components in the far field is mainly determined by the dominant azimuthal duct modes generated by the rotor-stator interaction. Therefore a robust H-controller based on black-box modelling of the non-linear process dynamics was synthesised additionally, to suppress the dominant mode. Further experiments will focus on a controller including the adaptation of both, amplitude and phase of the aeroacoustic secondary field.

This study was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Science Foundation).

• Active Control of the Tip Clearance Noise and Aerodynamic Performance of Axial Turbomachines [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Neuhaus and W. Neise
[A]

Axial turbomachines have a radial gap between the casing and the rotor blades. The pressure difference between the suction and the pressure side of the impeller blades drives a secondary flow over the tip of the rotor blades. This tip clearance flow is detrimental to the aerodynamic and acoustic performances of the machine, i.e., pressure rise and efficiency drop, the radiated noise increases, and the usable range of the performance characteristic is diminished.
Previous work on the axial fan test bench at DLR-Berlin, investigating the noise and performance effects of varying tip clearances showed the existence of a broad-band noise source for large tip-casing clearances.
To control the flow conditions, air is injected into the gap through slit nozzles mounted flush with the inner casing wall and distributed uniformly over the casing circumference. As a result, the aerodynamic performance is improved and the tip clearance noise is reduced. To optimize this effect, the axial location of the injected air flow relative to the impeller position and its direction relative to the main flow are varied.

• Aktive Minderung des Drehklangs axialer Strömungsmaschinen durch Strömungsbeeinflussung [DAGA 2005 (München)]
  O. Lemke, J. Schulz, W. Neise and M. Möser
[A]

Im Rahmen eines DFG geförderten Forschungsvorhabens werden Möglichkeiten zur aktiven Minderung des Drehklangs eines Axialventilators untersucht. Abweichend von konventionellen Verfahren wird auf den Einsatz von Lautsprechern zur Erzeugung des sekundären Schallfeldes verzichtet. Durch Beeinflussung der Strömung im Bereich der Blattspitzen ist es möglich, dort aeroakustische Schallquellen zu erzeugen. Diese haben ihre Ursache in zusätzlichen periodischen Kräften, welche aus der Wechselwirkung der Strömungsstrukturen von Laufrad und der Beeinflussung resultieren. Bei geeigneter Wahl der Parameter der Beeinflussung kann das so generierte sekundäre Schallfeld in seiner Amplitude und Phasenlage derart eingestellt werden, dass es zu einer destruktiven Überlagerung mit dem primären Schallfeld kommt.

Die vorangegangen Untersuchungen in diesem Forschungsvorhaben zeigten, dass das Einblasen von Druckluft durch wandbündig am Umfang verteilte zylindrische Düsen die effektivste Beeinflussungsmethode mit dem größten Geräuschminderungspotential darstellt. Die Amplitude sowie die Phasenlage des sekundären Schallfeldes werden durch den Einblasmassestrom sowie die Umfangsposition bezüglich des Stators und der Einblasrichtung der Düsen bestimmt.

Analog zu den konventionellen Verfahren mit Lautsprechern soll das sekundäre Schallfeld in einem geschlossenen Regelkreis kontrolliert werden. Dies ermöglicht eine Anpassung der Beeinflussungsparameter auch bei veränderten Betriebsbedingungen, um eine optimale Geräuschminderung zu erreichen. Dazu wurde in Voruntersuchungen ein Extremwertregler ausgelegt und erfolgreich getestet. Mit diesem Regler konnte der Schalldruckpegel in Abhängigkeit vom Einblasmassenstrom minimiert werden. Mit einem modifizierten Versuchsaufbau wird nun mit Hilfe einer Mehrgrößenreglung neben der Amplitude auch die Phasenlage des sekundären Schallfeldes angepasst.

• Beeinflussung von rotierender Instabilität und Blattspitzenwirbellärm von axialen Turbomaschinen durch Einblasen von Druckluft aus den Schaufelspitzen [DAGA 2005 (München)]
  L. Neuhaus and W. Neise
[A]

Ummantelte axiale Strömungsmaschinen haben einen radialen Spalt zwischen den rotierenden Schaufelspitzen und dem feststehenden Gehäuse. Die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite der Laufradschaufeln verursacht eine Überströmung der Schaufelspitzen, die sich negativ auf das aerodynamische und akustische Verhalten der Maschine auswirkt: Druckerhöhung und Wirkungsgrad sinken, die Geräuschemission steigt und der nutzbare Bereich der aerodynamischen Kennlinie wird verkleinert, weil die bei zunehmender Drosselung auftretenden Strömungsablösungen im rotierenden Schaufelgitter früher einsetzen. Bei großen Kopfspaltweiten tritt im abgestrahlten Schalldruckspektrum eine breitbandige Geräuschkomponente in der Nähe der halben Blattpassierfrequenz, der Blattspitzenwirbellärm, auf, dessen Quelle die rotierende Instabilität ist. Durch aktive Beeinflussung der Strömung im Kopfspalt können die negativen Einflüsse der Sekundärströmung verringert werden. Blattspitzenwirbellärm und rotierende Instabilität werden unterdrückt. Dazu wird Luft aus den rotierenden Schaufelspitzen in den Kopfspalt eingeblasen. Die Beeinflussung der rotierenden Instabilität wird mittels einer Azimutalmodenanalyse im Bereich des Laufrades untersucht.

• Aktive Minderung höherer Harmonischer des Drehklangs axialer Turbomaschinen durch Strömungsbeeinflussung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  O. Lemke, W. Neise and M. Möser
[A]

Im Rahmen eines DFG geförderten Forschungsvorhabens werden Möglichkeiten zur aktiven Minderung des Drehklangs eines Axialventilators untersucht. Abweichend von konventionellen Verfahren wird auf den Einsatz von Lautsprechern zur Erzeugung des gegenphasigen Schallfeldes verzichtet. Stattdessen werden Strömungs- erregte Gegenschallquellen verwendet, die aus einer Beeinflussung der Strömung im Blattspitzenbereich des Rotors resultieren. Hierbei wird die Kenntnis über den Entstehungsmechanismus der tonalen Geräuschanteile in axialen Turbomaschinen ausgenutzt. Diese haben ihre Ursache in periodischen Kräften, welche aus der Rotor-Stator-Interaktion entstehen. In Analogie dazu wird durch gezielte Strömungsbeeinflussung eine zusätz- liche Wechselwirkung, die Rotor-Störung-Interaktion, erzeugt. Bei geeigneter Wahl der Parameter der Beeinflussung kann das auf aeroakustischem Weg erzeugte sekundäre Schallfeld in seiner Amplitude und Phasenlage derart eingestellt werden, dass es zu einer destruktiven Überlagerung mit dem primären Schallfeld kommt.

Die vorangegangen Untersuchungen in diesem Forschungsvorhaben zeigten, dass das Einblasen von Druckluft durch wandbündig am Umfang verteilte zylindrische Düsen die effektivste Beeinflussungsmethode mit dem größten Geräuschminderungspotential darstellt. Es konnten Pegelminderungen bis zu 20dB in der Blattfolgefrequenz bei gleichzeitiger Minderung der dominanten azimutalen Mode um bis zu 30dB nachgewiesen werden.

Das Verfahren ist auch für die Beeinflussung höherer harmonischer der Blattfolgefrequenz einsetzbar. Dabei kann die gleiche Anzahl von Aktuatoren benutzt werden, da in Analogie zum Entstehungsmechanismus des primären Schallfelds auch durch die Rotor-Störung-Interaktion Sekundärschallfelder bei höheren harmonischen Frequenzen entstehen. Diese Sekundärschallfelder können durch geeignete Wahl der Beeinflussungsparameter in ihrer Amplitude und Phasenlage ebenfalls für eine destruktive Überlagerung mit dem Primärschallfeld angepasst werden.

• Phasenbeziehung für die aktive Minderung des Drehklangs axialer Turbomaschinen bei Verwendung aeroakustischer Gegenschallquellen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  O. Lemke, L. Enghardt, W. Neise and M. Möser
[A]

Im Rahmen eines DFG geförderten Forschungsvorhabens werden aeroakustische Gegenschallquellen zur aktiven Minderung des Drehklangs eines Axialventilators verwendet, die durch das Einblasen von Druckluft über zylindrische Düse zwischen Rotor und Stator angeregt, zur Ausbildung eines Sekundärschallfeldes führen. Damit unterscheidet sich der Ansatz wesentlich von konventionellen Verfahren, in denen das gegenphasige Schallfeld mit Lautsprechern erzeugt wird.

Ursache der tonalen Geräuschentstehung in axialen Turbomaschinen sind instationäre periodische Kräfte, welche als Folge der Rotor-Stator-Interaktion entstehen, wobei die modale Zusammensetzung des Schallfeldes in Umfangsrichtung durch die Anzahl von Rotor- und Statorschaufeln festgelegt ist. Durch die Verwendung der gleichen Anzahl von Einblasdüsen wie Statorschaufeln zur gezielten Strömungsstörung ist in jedem Fall sichergestellt, dass als Folge der Rotor-Störung-Interaktion das Sekundärschallfeld hinsichtlich seiner modalen Struktur dem Primärschallfeld entspricht. Die Anpassung von Amplitude und Phasenlage erfolgt durch den Einblasmassenstrom und die Umfangsposition der Düsen bezüglich des Stators.

In Hinblick auf die Entwicklung geeigneter Regelstrategien wurde in den vorangegangen Untersuchungen ein Extremwertregler zur Kontrolle von Amplitude und Phasenlage entwickelt. Diese Art der Reglung kommt ohne Systemkenntnis aus, verhält sich sehr robust gegenüber Störeinflüssen, ist jedoch sehr langsam. Zum Aufbau einer schnellen Regelung ist eine verbesserte Systemkenntnis von entscheidender Bedeutung. Durch eine erweiterte Datenanalyse konnte in aktuellen Untersuchungen die Phase des Sekundärschallfeldes bestimmt werden. Dabei stellte sich heraus, dass der Phasenverlauf in Abhängigkeit von der Düsenumfangsposition für die dominanten Umfangsmoden bei der Blattpassierfrequenz sowie deren Harmonischer linear ist. Diese neue Erkenntnis soll in Folgeuntersuchung zur Entwicklung von schnellen Regelalgorithmen zur Geräuschminderung durch aeroakustische Gegenschallquellen bei axialen Turbomaschinen Anwendung finden.

• Gleichzeitige Kontrolle zweier Drehklangkomponenten in einer axialen Turbomaschine bei Verwendung aeroakustischer Gegenschallquellen [DAGA 2008 (Dresden)]
  O. Lemke, W. Neise, L. Enghardt and M. Möser
[A]

Die Hauptursache der tonalen Geräuschentstehung in axialen Turbomaschinen sind instationäre periodische Kräfte als Folge der Rotor-Stator Interaktion, die zu einer Abstrahlung kompliziert strukturierter Schallfelder in das Fernfeld führen. Konventionelle Methoden verwenden Lautsprecher zur Generierung eines geeigneten Sekundärschallfeldes mit dem Ziel, die Struktur des Primärschallfeldes gegenphasig nachzubilden und somit destruktiv zu überlagern. Diese Methode ist auf Grund des hohen Platzbedarfs und Gewichts der Lautsprecher nicht allgemein einsetzbar.

In einem DFG-geförderten Forschungsvorhaben werden Möglichkeiten untersucht, das Sekundärschallfeld auf aeroakustischem Wege zu erzeugen. Durch stationäre Drucklufteinblasung über kleine zylindrische Düsen am Gehäuseumfang zwischen Rotor und Stator eines Axialventilators werden zusätzliche instationäre Kräfte auf den Schaufeloberflächen angeregt, die zur Ausbildung eines Sekundärschallfeldes führen. Die Nachbildung des Primärschallfeldes hinsichtlich der azimutalen Struktur ist gegeben, wenn die Zahl der Einblasdüsen gleich der Zahl der Statorschaufeln ist. Die Anpassung von Amplitude und Phasenlage erfolgt durch den Einblasmassenstrom und die Umfangsposition der Düsen bezüglich des Stators.

Mit der bisherigen Düsenanordnung war es möglich, einen Freiheitsgrad des Sekundärschallfeldes in Amplitude und Phase zu kontrollieren, d.h. entweder den Pegel der Blattpassierfrequenz oder einer ihrer Harmonischen zu mindern. In aktuellen Untersuchungen werden zwei axial gestaffelte Düsenringe zur Kontrolle von zwei Freiheitsgraden verwendet, um gleichzeitig zwei tonale Komponenten zu beeinflussen.

Nejedl, V.

• Freefield Measurements of Radiated and Structure Borne Sound of a Ship [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Nejedl, J. Ehrlich and C. Kubaczyk
[A]

The radiated underwater sound of technical structures into the far field is of widespread interest, especially for naval ships. A part of the radiated field is caused by structure borne sound excited by the ship's vibrational sources (engines, pumps etc). Actually, there is no reliable physical model that describes the relation between source properties inside the ship and the radiated sound into the far field. Therefore a concept for the identification and quantification of the essential effects is needed.

The paper describes the investigation concept and the experimental configuration for the simultaneous measurement of both, the structure borne sound and the radiated sound of a ship. The trials were carried out with the research vessel 'PLANET' in the Celtic Sea. The structure borne sound was measured using up to 18 accelerometers placed on several aggregates and frames along the ship. For the measurement of the radiated sound field an autonomous, buoyant vertical line array was used. In addition to the ships sound sources, defined signals were generated by two self mounted shakers. The evaluation of the experimental data focusses on the identification of the dominating sound sources and their relations to the radiated field. Selected results as well as essential problems will be discussed.

• Tieffrequente Anregung von Schiffsstrukturen mit Luftschall [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E. Schmidtke, J. Abshagen and V. Nejedl
[A]

Die Schiffsakustik spielt im Marineschiffbau eine herausragende Rolle, das Verständnis der wesentlichen Einflussfaktoren auf den abgestrahlten Wasserschall wird dabei immer wichtiger, zunehmend auch bei tiefen Frequenzen. Im Rahmen von Seeversuchen wurde gezeigt, dass tieffrequenter Luftschall großflächige Bereiche der Schiffsstruktur gut anzuregen vermag. Bei diesen Versuchen wurden in den unter der Wasserlinie liegenden Sektionen einer Barkasse (ca. 45 t, konventioneller Rumpf) und des neuen Forschungsschiffes FS PLANET (ca. 3500 t, SWATH-Bauweise) gezielt schmal- und breitbandige Luftschallsignale erzeugt und außenbords der abgestrahlte Wasserschall gemessen und ausgewertet. Parallel dazu wurde in beiden Fahrzeugen in der Nähe der jeweiligen Luftschallquelle der Körperschall an der Schiffsaußenhaut aufgezeichnet, auf der Barkasse mit üblichen Körperschallaufnehmern und auf FS PLANET mit einer neuen fest eingebauten Körperschallüberwachungsanlage (131 Kanäle). Die an beiden Schiffen gewonnenen Ergebnisse werden einander gegenübergestellt und verglichen.

Nentwich, F.

• Transferpfadanalyse von Motorgeräuschen im Zeitbereich [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  F. Nentwich, H. Spannheimer, R. Freymann and H. Fastl
[A]

Der Charakter des Fahrgeräusches muß mit dem Gesamteindruck eines Fahrzeuges eine harmonische Einheit bilden. Um das Fahrzeuginnengeräusch gezielt zu gestalten, muß die psychoakustische Wirkung von konstruktiven Maßnahmen möglichst genau vorhergesagt werden. Das Gesamtgeräusch eines Fahrzeuges setzt sich im Wesentlichen aus Motorgeräusch, Rollgeräusch und Windgeräusch zusammen. In dieser Arbeit wird das Motorgeräusch untersucht. Seine Körperschallanteile gelangen über verschiedene Pfade zum Fahrerohr. Man erhält sie aus einer Faltung von Kraft-zeitsignalen mit mechanisch-akustischen Impulsantworten. Übersteigt die Anzahl der Übertragungspfade die Anzahl der gleichzeitig verfügbaren Meßkanäle, ist es zweckmäßig, die Anregungs-zeitsignale in mehrere Meßreihen aufzuspalten. Auch bei guter Reproduzierbarkeit der Meßzyklen zeigen sich jedoch minimale Unterschiede in den Drehzahl-zeitverläufen. Diese führen bei der Addition von Anteilen aus unterschiedlichen Meßreihen zu Schwebungen zwischen den Motorordnungen, was den Höreindruck erheblich verfälscht. Es wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem sich Messungen derart sychronisieren lassen, daß die ganzen und halben Motorordnungen exakt übereinstimmen. Es basiert darauf, daß die Signale als Funktion des Nockenwellenwinkels anstatt der Zeit betrachtet werden. Die Meßreihen werden so neu abgetastet, daß ihre Nockenwellenwinkel übereinstimmen. Da die Zeitstruktur dabei erhalten bleibt, klingen die synchronisierten Anteile ihren Orginalen gleich. Somit lassen sich die Anteile aus unterschiedlichen Messungen mit Hilfe des Synchronisationsverfahrens zu einem gesamten Motorgeräusch zusammenfügen. Sowohl die einzelnen Anteile, als auch das Gesamtgeräusch können auralisiert werden. Es empfiehlt sich, die dominanten Anteile zu identifizieren, da nur hier der effektive Einsatz konstruktiver Maßnahmen möglich ist. Deren Auswirkung auf den Klangeindruck kann simuliert und per Kopfhörer subjektiv beurteilt werden.

• Darstellung und Beurteilung von Rollgeräusch- Anteilen [DAGA 2002 (Bochum)]
  F. Nentwich, H. Finsterhölzl and H. Fastl
[A]

Das Fahrgeräusch trägt neben Schwingungskomfort und Fahrdynamik wesentlich zur Entstehung des subjektiven Fahrgefühls bei. Um das Fahrzeug-Innengeräusch zu gestalten, können eine Vielzahl konstruktiver Maßnahmen ergriffen werden. Um die meistversprechenste auszuwählen, muß ihre Wirkung auf Qualität und Effektivität hin abgeschätzt werden. Dazu empfiehlt es sich, das Innengeräusch im Zeitbereich nach seinen Quellen und Transferpfaden zu differenzieren. Die einzelnen Anteile können dann getrennt auralisiert werden und ermöglichen dadurch eine Untersuchung ihrer psychoakustischen Relevanz und Akzeptanz In dieser Arbeit werden Rollgeräusch-Anteile synthetisiert. Diese besitzen ausgeprägte Radordnungen, welche sich durch Frequenz, Amplitude und Phasenlage beschreiben lassen. Es wurden zwei Verfahren entwickelt, die ein Geräusch gleichen Leistungsspektrums erzeugen. Beide arbeiten mit einer Ersatzanregung und einem zeitvarianten Filter. Diese Filter werden aus den Spektren der Innengeräusch-Anteile abgeleitet. Die Filterkoeffizienten werden in Abhänigkeit vom Geschwindigkeits-Zeitverlauf ausgewechselt. Das erste Verfahren arbeitet mit weißem Rauschen. Sowohl die Frequenz- als auch die Amplitudeninformation ist im Filter enthalten. Im zweiten Verfahren beinhaltet das Filter die Amplitudeninformation, während die genaue Frequenzinformation in der Ersatzanregung enthalten ist. Dazu dient ein komplexer harmonischer Ton mit Zufallsphase. Zur Validierung wurden die Synthesen einer Messsung gegenübergestellt und exemplarisch nach objektiven und subjektiven Kriterien verglichen.

• Prognose des Antriebsgeräusches zufolge modifizierter Motorlager [DAGA 2005 (München)]
  F. Nentwich
[A]

Der Charakter des Fahrgeräusches läßt den Kunden das Fahrzeug mit einer hohen oder einer geringen Qualität assoziieren. Zur effektiven Gestaltung des Fahrgeräusches muß die Wirkung von konstruktiven Maßnahmen bestimmt werden. Die Motorlager stellen einen der dominanten Transferpfade des Antriebsgeräusches dar. Deshalb soll untersucht werden, welchen Einfluß die Steifigkeit der Motorlager auf das Antriebsgeräusch hat. Alternativ zu den serienmäßigen Motorlagern werden ein Paar harte und ein Paar weiche Motorlager angefertigt. Ihr Transferverhalten wird am Komponentenprüfstand gemessen. In einem Rechenmodell werden die einzelnen Geräuschanteile durch Faltung im Zeitbereich dargestellt und zum synthetischen Antriebsgeräusch, das per Kopfhörer dargeboten wird, zusammengefügt. Auf diese Weise wird das Antriebsgeräusch bei alternativen Motorlagern vorhergesagt. Zur Validierung werden die harten bzw. weichen Motorlager in das Fahrzeug eingebaut. Das resultierende Antriebsgeräusch wird aufgezeichnet. Im Rechenmodell wird für den Einbau der harten Motorlagern eine Lautheitszunahme von 55% vorhergesagt; Gemessen wird eine Zunahme von 30%. Bei den weichen Motorlagern hingegen prognostiziert das Modell, daß die Lautheit kaum verändert wird, da die Abschwächung des Motorlagergeräusches durch andere dominante Geräuschanteile abgefangen wird. Dies wird eindrucksvoll durch die Validierungsmessung bestätigt.

• Vorhersage des Windgeräusches bei Reduktion der Fensterscheibendicke [DAGA 2005 (München)]
  F. Nentwich
[A]

Das Fahrgeräusch eines PKWs nimmt bei der subjektiven Beurteilung durch Fahrer und Fahrgäste einen hohen Stellenwert ein. Jede Konstruktionsänderung ist deshalb bezüglich ihrer akustischen Auswirkung zu kontrollieren. Durch dünnere Fensterscheiben sollen 4kg an Gewicht eingespart werden. Anhand eines Modells soll vorhergesagt werden, wie die Modifikation sich auf das Windgeräusch auswirkt. Das Windgeräusch wird bei originalen Scheiben im Fahrzeug gemessen. Das Modell einer gedämpften dünnen Wand liefert eine Abschätzung, wie die Reduktion der Scheibendicke den Schalldurchgang verändert. Damit kann das Windgeräuschspektrum bei modifizierten Fensterscheiben prognostiziert werden. Anhand psychoakustischer Modelle wird eine Zunahme von Lautheit und Schärfe vorhergesagt. Zur Validierung wird das Windgeräusch bei modifizierten Scheiben gemessen und physikalisch sowie psychoakustisch dem Windgeräusch bei originalen Scheiben gegenübergestellt. Die erwartete Lautheitszunahme wird durch den Hörversuch bestätigt. Weiters vermag das Modell die Änderungen des Spektrums, die durch die Reduktion der Scheibendicke hervorgerufen werden, auch im Resonanzbereich quantitativ zu beschreiben.

• Transferpfadsynthese des Innengeräusches der Klimaanlage in Reisezügen [DAGA 2005 (München)]
  F. Nentwich
[A]

Damit es Bahnreisende angenehm ruhig haben, werden bei der Wagenkonzeption Schallquellen, Schalldämpfer und Fahrgastraum aufeinander abgestimmt. Um die Entstehung des Schalls und seine Ausbreitung nachzuvollziehen, und Möglichkeiten zur Geräuschreduktion aufzuzeigen, wird ein Modell für das Innengeräusch des Klimagerätes erstellt. Im Klimagerät stellen Lüfter und Kompressoren die wichtigsten Schallquellen dar. Ihr Luftschall pflanzt sich über ein verzweigtes Kanalsystem fort und gelangt schließlich über die Ansaug- und Ausblasöffnungen in den Fahrgastraum. Im Modell wird das Geräusch der Klimaanlage nach Quellen und Transferpfaden in Geräuschanteile untergliedert. Für jeden Geräuschanteil werden die Schalleistung an der Quelle, die Dämpfung im Kanalsystem und die Ausbreitung als Schallfeld im Fahrgastraum gemessen oder berechnet. Schlußendlich erfolgt die Superposition der Geräuschanteile zum Gesamtgeräusch. Das Modell liefert für jede Quelle die Schalldruckpegelverteilung im Fahrgastraum und eine Reihung der Quellen nach ihrer Dominanz. Weiters ermöglicht das Modell, die Auswirkung von Modifikationen an Lüfter oder Kanalsystem auf das Innengeräusch näherungsweise vorherzusagen.

• Die Klimaanlage eines Reisezuges – Prognose und Messung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  F. Nentwich
[A]

Das Innengeräusch eines Doppelstockwagens soll die Fahrgäste nicht belästigen. Hier geht es speziell um das Innengeräusch zufolge der Klimaanlage. Ihre Akustik wird von Anfang an in die Konzeption der Reisezuggarnitur eingebunden. Dadurch gelingt es, ihr Innengeräusch dezent im Hintergrund der Wahrnehmung zu halten. Ein einfaches Modell beschreibt die Entstehung des Schalls an den Lüftern, die Dämpfung im Kanalsystem und die Ausbreitung im Fahrgastraum. Die Schallausbreitung wird längs der einzelnen Transferpfade nachvollzogen. Am Ohrpunkt werden die Schalldruckanteile zum Gesamtgeräusch zusammenaddiert. Damit gewinnt man eine Prognose der Orts- und Spektralverteilung des Schalldrucks. Zusätzlich erhält man eine Diagnose des dominanten Übertragungspfades, also die effektivste Stelle für einen eventuellen konstruktiven Eingriff. Nach Bau der ersten Waggongarnitur erfolgt die Validierungsmessung. Zum einen wird die Prognose der Messung gegenübergestellt. Zum anderen werden die Annahmen messtechnisch hinterfragt: Der Absorptionsquerschnitt, das Ausbreitungsgesetz und die akustische Kopplung werden experimentell bestimmt. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in die Verfeinerung des Modells ein.

• Schalldämmung dünner, leichter Doppelschalen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  F. Nentwich
[A]

Gute Akustik baut groß, schwer und teuer. Gefordert ist aber das Gegenteil. Daher wird untersucht, wie leichte und dünne Doppelschalen gebaut werden können, die dennoch über eine respektable Schalldämmung verfügen. Ein theoretisches Modell erlaubt den Einblick in die Physik der Schalldämmung. Das Modell wird für die aus dünnen Blechen bestehende Doppelschale bei schrägem Schalleinfall hergeleitet. Es bildet es die dämp-fenden Antidröhnschichten, die Trommelresonanz und den Koinzidenzeffekt ab. Die Luft zwischen den Schalen wird als Feder modelliert. Die erste stehende Welle bildet die obere Gültigkeitsgrenze. Eine praxisnahe Versuchsreihe ist als Validierung projektiert.

Nerche, R.

• Erweiterung des nutzbaren Dynamik- und Frequenzbereichs [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Nerche
[A]

Es werden zwei neue Entwicklungen im Bereich der Signalanalyse vorgestellt. Ein neues Eingangsmodulkonzept das einen Dynamikbereich von 160 dB ermöglicht. Dieser hohe Dynamikbereich wird durch ein einzigartiges Hardwarekonzept, die sogenannte Dyn-X - Technologie, basierend auf zwei unabhängigen A-D Wandlern, ermöglicht. Damit werden Übersteuerungen und ungültige Messungen auf Grund eines falschen Eingangsspannungsbereiches vermieden. Des weiteren wird die Req-X - Technologie vorgestellt. Durch dieses Verfahren ist es uns nun möglich den nutzbaren Frequenzbereich von Sensoren zu erhöhen. Weiterhin lassen sich die Frequenzgänge von Mikrofonen und Beschleunigungssensoren in der Analyse berücksichtigen.

Nestorovic, Tamara

• Active Noise Reduction of Vibroacoustic Systems Using Model Based Control [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Ringwelski, J. Lefèvre, T. Nestorovic and U. Gabbert
[A]

In recent years acoustic noise reduction has become an important concern in many industrial applications. Noise reduction increases the comfort of a system and reduces the noise radiation into the environment. Consequently, the noise level has become a vital development target, since it contributes to product quality and customer satisfaction. The usual way to reduce the sound emission of a structure is the application of additional damping materials. Such damping materials are not very efficient in the lower frequency range and increase considerably the weight of a structure. The application of smart structural concepts is an alternative way to actively reduce the noise emission. A smart structure consists of a passive mechanical structure and integrated active materials, which in connection with a properly designed controller actively reduce unwanted noise emissions.

The paper first presents briefly an overall finite element approach to the modelling of active vibroacoustic systems. Then it is shown how such a model can be used for controller design purposes, with the focus on model based linear quadratic control. The numerical design process is verified by experimental investigations. Therefore an experimental set-up consisting of a rectangular clamped plate with a coupled cavity has been developed. The plate is attached with piezoelectric patch actuators and sensors. The experimental set-up enables the measurement of the controlled and uncontrolled sound level in the cavity. The accuracy and the performance of the numerical design approach are evaluated by experimental results, which show a good agreement between the simulations and measurements.

Nestorovic, Tomás

• Entwurf der Sprachkommunikation mit einem Auto-Navigationssystem und ihre Implementation in der VoiceXML Sprache [DAGA 2008 (Dresden)]
  V. Matousek and T. Nestorovic
[A]

Der Artikel wird die Grundsätze der Dialogführung in natürlicher Sprache mit einem Auto-Navigationssystem beschreiben. Es werden Grundprinzipien des Entwurfs der Dialog-führung, Zerlegung von unterschiedlichen Dialogen auf einzelne Funktionsschritte und zusammenhängige Funktionsmodule sowie auch der Entwurf von Grundfunktionen der Kommunikationsschnittstelle detailliert beschrieben. Die Benutzerschnittstelle kann sehr einfach als die Kommunikationsleitung (Kanal) zwischen dem Benutzer und dem System definiert werden, die Qualität der Schnittstelle und die Beziehungen des Benutzers zum System können ohne Probleme festgesetzt werden. Die Dialogführung muss unbedingt einfach und klar entworfen werden, die Kommunikationsschritte müssen nur mit sehr wenigen Alternativen realisiert werden, da die optimale Benutzerschnittstelle die Systemhandhabung mit dem System auch ohne Kenntnis ihrer internen Struktur oder ihrer Konstruktion ermöglichen sollte. Als die Kriterien der Optimalität der Benutzerschnittstelle können die folgenden Bedingungen angenommen werden:
- Konzentrierung nur auf die Grundfunktionen des Systems,
- einfache und zuverlässige Dialogführung,
- einfache Kontrolle der Dialogführung,
- einfache Struktur von Erklärungen, Bemerkungen und Einsagungen,
- Minimalisierung von Fehlern bei der Dialogführung usw.
In allgemeinen gilt, dass die Kommunikationsfähigkeiten von gegenwärtigen Dialogsystemen nicht gut sind, aber der Systemgestalter sollte die Mehrheit von Aktivitäten des Benutzers mit dem System gestatten. !!! fortsetzen im Programmheft !!!

Nettelbeck, C.

• Road Noise Analysis Using A Binaural Time Domain Approach [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Nettelbeck, D. Riemann and P. Sellerbeck
[A]

As the noise from the power train is continuously reduced, road and tire induced airborne and structure-borne noise shares become more and more important for the overall sound quality. Two independent road noise mechanisms have to be taken into account: tire noise on plain or coarse road and noise from single bumps. Starting from a binaural vehicle interior noise recording, a method based on multiple coherence analysis is introduced that enables the user to distinguish between the noise shares of single axis, wheels or even between airborne and structure-borne noise contributions. Due to the fact that the method works in the time domain it includes the advantage to binaurally listen to single contributions. Furthermore, it is possible to verify the influence of component transfer behaviour or vibroacoustic body transfer functions on the single noise contributions, while source signals and transfer paths can be addressed individually. The auralization of synthetic modifications of single input signals and/or transfer paths provides helpful information for troubleshooting and sound design.

• Door Operating Sound Improvement Based On Jury Testing And System Analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Sellerbeck and C. Nettelbeck
[A]

Door opening and closure sounds are an important factor influencing the quality impression received from a vehicle and are therefore often subject to sound design. Jury listening tests using recorded door operating sounds can provide helpful information not only for benchmarking but also for deriving target sounds. A sound judged best in a benchmark can either be used as a direct target or provide attributes for designing a synthetic target sound.

A listeners rating of a sound depends on many additional factors such as personal attitude and visual feedback. Therefore, when conducting jury listening tests it is important to correctly define the appropriate soundscape and to take the listening environment into account. A procedure for benchmarking door operating sounds is presented along with results and target sound attributes are derived. Psychoacoustic signal analyses that correspond to the results of the jury tests are introduced.

In order to improve an existing door opening or closure sound, transfer path analysis can be applied. A new simulation method based on a time-variant transfer model is presented. The procedure allows individual auralization of door sound components originating from the latch mechanism, striker impact, seals interaction and cavity boom, revealing the origins of unwanted noise patterns. Furthermore, the influence of component modifications can be predicted, and changes can be applied that improve the overall sound with respect to the target.

• Analyse und Auralisation der Übertragung von Abrollgeräuschen im Fahrwerk [DAGA 2005 (München)]
  P. Sellerbeck and C. Nettelbeck
[A]

Aufgrund der zunehmenden Reduktion der akustischen Einflüsse vom Antriebsstrang gewinnen die von Reifen und Fahrbahn ausgehenden Geräuschanteile für den Komfort der Fahrzeuginsassen an Bedeutung. Mit der Untersuchung und Simulation von Fahrwerksgeräuschen wurde ein weiteres Anwendungsfeld für die Binaurale Transferpfad Analyse und Synthese erschlossen. Messungen erfolgen am vollständigen Fahrzeug und zum Teil im normalen Straßenbetrieb. Die akustischen Beiträge einzelner oder kombinierter Übertragungswege werden als Zeitsignale errechnet und virtuelle Veränderungen von Komponenten lassen sich hörbar machen. Aufgrund der Komplexität von Fahrwerkssystemen sind je nach Anwendungsfall verschiedene Simulationsmodelle für ein Fahrzeug denkbar, welche exemplarisch gegenübergestellt werden. Es wird gezeigt, dass die für die Methode charakteristischen Vereinfachungen auch bei der im Fahrwerksbereich auftretenden starken Kopplung von Teilsystemen in vielen Fällen beibehalten werden können. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf einer akustisch realitätsnahen Simulation, so dass sich Geräuschmuster bewerten und zuordnen lassen.

• Hybrider Ansatz zur interaktiven Auralisierung des Antriebsstrangs mittels gemessener und berechneter Anregungsdaten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Riemann, C. Nettelbeck and R. Sottek
[A]

Durch zunehmende Verkürzung des Fahrzeugentwicklungsprozesses bei gleichzeitig höheren Ansprüchen hinsichtlich des Geräusch- und Schwingungskomforts steigt der Bedarf, frühzeitig Aussagen über die zu erwartende NVH-Qualität neuer Motorentwicklungen machen zu können. Das Verfahren der Binauralen Transferpfad-analyse und -synthese (BTPA/BTPS) erlaubt eine Vorhersage des Innengeräusches sowie des Schwingungsverhaltens z.B. am Sitz und am Lenkrad basierend auf Motorprüfstandmessungen, d.h. ohne den entsprechenden Motor ins Fahrzeug einbauen zu müssen. Mit Hilfe des Fahrsimulatorsystems H3S können diese Daten dann interaktiv und kontextbezogen erfahrbar gemacht werden und erlauben so eine umfassende Bewertung des Antriebsstrangs. Liegt ein neuer Motor noch nicht in Hardware vor, so können Simulationsdaten verwendet werden, um die Messungen zu ergänzen oder zu ersetzen. Dabei ist auf eine phasenrichtige Synchronisation der Simulations- mit den Messdaten zu achten, um eine korrekte Vorhersage des Geräusch- und Schwingungsverhaltens sicherzustellen. In diesem Beitrag wird die beschriebene Vorgehensweise insbesondere hinsichtlich der phasenrichtigen Einbindung von Simulationsdaten anhand eines Beispiels erläutert.

• Untersuchungen zur Verständlichkeit eines Telefonats außerhalb des Fahrzeuges [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  N. Rohrer, F. Kettler, C. Nettelbeck and H.W. Gierlich
[A]

Die Verständlichkeit eines über Freisprecheinrichtungen im Fahrzeug geführten Telefonates außerhalb des Fahrzeuges ist zunehmend Gegenstand der Kritik. Es ist bei vielen heutigen Fahrzeugen ohne weiteres möglich, dem Gespräch außerhalb des Fahrzeuges vollständig zu folgen, zumindest was die Wiedergabe des Empfangssignals betrifft. Relevant hierbei ist die Schallabstrahlung durch die eingebauten Audiosysteme im Fahrzeug, die Sprache der telefonierenden Person im Fahrzeug selbst ist in der Regel außerhalb des Fahrzeuges weder verständlich noch wahrnehmbar. Des Weiteren betrifft es in der Regel nicht das fahrende Fahrzeug, sondern stehende Fahrzeuge z. B. im Stadtverkehr an Ampeln oder Zebrastreifen oder Parkplätzen. Es ist von umso höherer Bedeutung, wenn es sich um Gespräche vertraulichen Inhaltes handelt.

Es werden Untersuchungen zur Schallabstrahlung, gemessen außerhalb des Fahrzeuges, vorgestellt, wenn über die integrierte Freisprecheinrichtung ein Signal in Empfangsrichtung (downlink) wiedergegeben wird. Dies betrifft somit gleichermaßen die Telekommunikationsmesstechnik wie die Schallabstrahlung und Schwingungsanalyse im NVH Bereich. Ziel dieser Untersuchungen ist es, qualitative und quantitative Aussagen zu treffen, z. B. den Luftschallanteil vom Körperschallanteil zu separieren und darauf basierend Möglichkeiten zur Abhilfe abzuleiten.

• Auralisation zur gehörmäßigen Bewertung und Optimierung von Dieselgeräuschen im Fahrzeuginnenraum mittels binauraler Transferpfadanalyse [DAGA 2008 (Dresden)]
  P. Sellerbeck and C. Nettelbeck
[A]

Impulshaltige Verbrennungsgeräusche (genannt Dieselnageln) werden aufgrund ihrer ausgeprägten zeitlichen Struktur von Fahrzeuginsassen als unangenehm empfunden. Kundenbefragungen z.B. von J.D. Power bestätigen, dass Fahrzeuge mit vergleichsweise geringem Dieselnageln bevorzugt werden. Dies ist auch im Zusammenhang mit zukünftigen Anforderungen zu sehen, welche an neu zu entwickelnde Otto- und Dieselmotoren bezüglich des vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Emissionsverhaltens gestellt werden und der damit einhergehenden Veränderungen des NVH-Anregungsverhaltens, insbesondere der erhöhten Impulshaltigkeit.

Das Auftreten von Diesel-Verbrennungsgeräuschen hängt sowohl von der Anregung durch die Verbrennung selbst als auch vom Übertragungsverhalten der Motorstruktur, des Antriebsstranges und der Fahrzeugkarosserie ab. Diese Einflussfaktoren sollten in ihrem Zusammenwirken betrachtet werden, um eine optimale Reduktion des Dieselnagelns zu erreichen. Zeitbasierte Analyseverfahren sind hierzu unerlässlich. Die Methode der Binauralen Transferpfad-Analyse und -Synthese ermöglicht die Bewertung von Verbrennungsgeräuschanteilen einzelner Übertragungswege - sowohl subjektiv als auch mittels Geräuschmetriken - und zeigt Verbesserungspotentiale hinsichtlich der Gesamtfahrzeug- und Komponentenebene auf.

Neubarth, F.

• Die Modellierung von Lautdauervariationen im Österreichischen Deutsch [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Pirker and F. Neubarth
[A]

Es ist bekannt, daß die Dauer eines Sprachlautes in einer Äußerung von einer Reihe von Faktoren (z.B. Sprechrate, Betonung, intrinsische Lautdauer) beeinflußt wird. Durch die Anzahl der Faktoren und die möglichen Interaktionen zwischen diesen, stellt die exakte Quantifizierung der jeweiligen Einflüsse ein schwieriges Unterfangen dar. Abgesehen vom theoretischen Interesse dieser Fragestellung ist eine möglichst gute Modellierung der Lautdauervariation jedoch auch für die Erzielung einer möglichst hohen prosodischen Qualität von Sprachsynthesesystemen von beträchtlicher Bedeutung. Unter diesem Gesichtspunkt widmet sich das Projekt ''SpeeDurCont'' der Lautdauermodellierung im ''österreichischen Deutsch''. Hierbei werden Verfahren aus dem Gebiet des Maschinellen Lernens angewendet um aus einem Korpus von entsprechend annotierten Sprachdaten Modelle für die Vorhersage von Lautdauern abzuleiten. Trotz der beachtlichen Größe des eigens für dieses Unterfangen aufgebauten Korpus ergeben sich jedoch wegen der Anzahl der möglichen Faktor-Wert-Kombinationen für jedes statistische Auswerungsverfahren Probleme aus dem mangelnden Umfang einzelner Klassen. Darum wird versucht, mit prospektiven Untersuchungen, die teilweise auf kontollierten Teilkorpora basieren, eine möglichst geschickte Vorauswahl der erfolgversprechendsten Faktoren zu erzielen bzw. verschiedene Kodierungsformen für diese Faktoren zu evaluieren. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über die für das Projekt gewählte Methodik und präsentiert außerdem Ergebnisse der erwähnten prospektiven Voruntersuchungen.

Neubarth, K.

• Music processing in der Kognitiven Musikwissenschaft [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  U. Seifert, K. Neubarth and L. Schmidt
[A]

Music processing wird in der Musikforschung als Kognitive Musikwissenschaft ('cognitive musicology') und als rechnergestützte Musikwissenschaft ('computational musicology') realisiert. Die Kognitive Musikwissenschaft adaptiert das komputationalistisch-kognitionswissenschaftliche Forschungsparadigma. Sie untersucht daher die dem menschlichen music processing unterliegenden Strukturen, Prozesse und Mechanismen. Die sich auf Konzepte und Methoden der Informatik stützende computational musicology beschäftigt sich u. a. mit der künstlerischen Mensch-Computer-Interaktion und der computergestützten Musikanalyse. Beide in der Kölner Musikwissenschaft vertretenen Ansätze eröffnen neue musikwissenschaftliche Frage- und Problemstellungen sowie Reformulierungen traditioneller musikwissenschaftlicher Fragestellungen. Drei Problemkomplexe Kognitiver Musikwissenschaft sollen exemplarisch skizziert werden. Die alte Fragestellung ''Quid sit musica?'' wird als Frage nach der Erlernbarkeit von Musik reformuliert. Dies geschieht unter Bezug auf die grundlegenden Ergebnisse Golds zur Erlernbarkeit formaler Grammatiken bzw. Sprachen in Verbindung mit der Annahme eines Musikvermögens. Die Methodologie Kognitiver Modellierung stellt ein grundlegendes Desiderat der Hör- und Musikforschung dar. Sie soll im Kontext von Valiants 'neuroidal model' problematisiert werden. Im Kontext des Forschungsprojektes SFB/FK 427 C10 ''Künstlerische Interaktivität in hybriden Netzen'', das sich der künstlerischen Mensch-Computer-Interaktion im Kontext Neuer Medien ('artificial life art', 'robotic art', 'interactive audio programming') widmet, wird der Möglichkeit einer 'embodied cognitive science of music' nachgegangen, die ebenfalls zu diskutieren wäre.

Neubauer, R.

• Nachhallzeit in Räumen mit ungleich verteilten Schallabsorptionsflächen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  R. Neubauer
[A]

Die Berechnung der Nachhallzeit in kubischen Räumen mit den bekannten Nachhallzeitformeln (Sabine, Eyring, Millington-Sette) setzt im allgemeinen eine Gleichverteilung der schallabsorbierenden Flächen voraus. Diese Forderung ist eine von einer Anzahl von Voraussetzungen zur Beschreibung des zu gewährleistenden diffusen Schallfeldes in Räumen zur Berechnung der Nachhallzeit. Die Verwendung der Sabine'schen Gleichung ist überdies, unter der Annahme einer Gleichverteilung der Schallabsorptionsflächen, im allgemeinen begrenzt auf kleine Schallabsorptionsgrade. Für größere Schallabsorptionsgrade der Schallabsorptionsflächen eignet sich die Anwendung der Eyring'schen Nachhallzeitformel. In der gängigen Praxis ist jedoch weder eine Gleichverteilung der schallabsorbierenden Flächen, noch ein diffuses Schallfeld in dem Raum zu erwarten. Üblicherweise beschränkt sich in realen Räumen die Schallabsorptionsfläche auf die Decke und den Fußboden. Es kann deshalb nicht unmittelbar erwartet werden, dass die Gleichung von Sabine oder Eyring, die tatsächliche Nachhallzeit richtig schätzt. Bereits 1959 wurde von Fitzroy eine empirische Gleichung zur Nachhallzeit angegeben die bei ungleichmäßiger Verteilung der schallabsorbierenden Flächen zu einem besseren Schätzwert der tatsächlichen Nachhallzeit führen sollte. In diesem Beitrag werden die bekannten Nachhallzeitgleichungen (Sabine, Eyring, Millington-Sette, Tohyama, Fitzroy, Arau, Nilsson) verglichen und es wird eine Korrektur der Fitzroy Gleichung vorgestellt. Die Berechnungsergebnisse werden abschließend mit messtechnisch ermittelten Nachhallzeiten verglichen und computersimulierten Nachhallzeiten gegenübergestellt.

• Reverberation condition evaluation for rectangular rooms with non-uniformly distributed sound absorption [DAGA 2002 (Bochum)]
  B. Kostek and R. Neubauer
[A]

Conditions of non-uniformly distributed absorption are encountered in prevailing number of hall design projects, especially when considering the presence of audience. A survey on modeling reverberation conditions in rectangular rooms with non-uniformly distributed absorption is presently conducted in many research centers. The aim of this paper is to compare prediction results obtained for various reverberation time formulae, including both classical ones and those worked on within the CEN standardization framework. In addition, the results obtained by measuring reverberation time in situ and those predicted for the same enclosure are compared. For the purpose of modeling reverberation conditions the CATT-Acoustic program is used. Listening tests enabling to assess reverberation conditions subjectively are performed based on impulse responses of modeled rooms computed with the auralization module of the CATT-Acoustic program. For this purpose a number of sound excerpts recorded in an anechoic chamber are used. Experts' preferences as to modeled reverberation conditions are illustrated in charts. Conclusions are also drawn and included.

• Die Raumakustik im historisch neu gestalteten Zuschauersaal des Stadttheaters Görlitz [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Löwe and R. Neubauer
[A]

In dem historischen Musiktheater und jetzigen Stadttheater Görlitz, welches auch ''Kleine Semperoper'' genannt wird, sollte im Zuge umfangreicher Gesamtsanierungsmaßnahmen der Zuschauersaal vollständig erneuert werden. Nach Archivbildern und unter Aufsicht des Amtes für Denkmalschutz wurde der Zuschauerraum im neoklassizistischen Stil von 1873 wiedererrichte und am 7. September 2002 eröffnet. Die Zielsetzung der akustischen Planung war, die allgemein als gut bewertete Raumakustik durch den Umbau nicht zu verschlechtern. Der Schwerpunkt der raumakustischen Planung lag in der Optimierung der Schallverteilung in dem Saal und die Gewährleistung einer variablen Nutzung, das heißt sowohl für Sprachdarbietungen als auch für klassische und moderne Musikaufführungen. In diesem Beitrag werden die gemessenen Nachhallzeiten vor und nach der Sanierung wiedergegeben und gegenübergestellt. Ergänzend werden die nach dme Umbau ermittelten raumakustischen Parameter wie z.B. das Klarheitsmaß C80 und das Deutlichkeitsmaß C50 beschrieben.

Neugebauer, R.

• Akustische Holografie und Schallintensitätssonde für die Kartierung der Schallintensität im akustischen Nahfeld – Ergebnisse und Diskussion experimenteller Untersuchungen an Plattenstrukturen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Quickert, M. Gnauck, H. Kunze and R. Neugebauer
[A]

Bei der Untersuchung der Schallabstrahlung von Maschinen und Bauteilen ist oft die Frage nach dem Beitrag einzelner Teilbereiche zu beantworten. In der Praxis ist der Einsatz der Kartierung der Schallintensität mit Hilfe einer p-p-Sonde oft anzutreffen. Ein Problem dabei besteht jedoch in dem zu findenden Kompromiss zwischen hinreichender Auflösung der Kartierung und einer Messung im Nahfeld. Ein ausgeprägter reaktiver Anteil des akustischen Nahfeldes verfälscht die Ergebnisse der Schallintensitätsmessung. Die Anwendung der akustischen Holografie mit Hilfe von Mikrofonarrays führt hier zum Ziel. Es werden Ergebnisse experimenteller Untersuchungen an Plattenstrukturen vorgestellt und diskutiert.

Neuhaus, L.

• Aktive Beeinflussung des Blattspitzenwirbellärms axialer Turbomaschinen [DAGA 2002 (Bochum)]
  L. Neuhaus and W. Neise
[A]

Bei ummantelten axialen Strömungsmaschinen befindet sich ein radialer Spalt zwischen den rotierenden Schaufelspitzen und dem feststehenden Gehäuse. Die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite der Laufradschaufeln verursacht eine Überströmung der Schaufelspitzen, die sich negativ auf das aerodynamische und akustische Verhalten der Maschine auswirkt: Druckerhöhung und Wirkungsgrad sinken, die Geräuschemission steigt und der nutzbare Bereich der aerodynamischen Kennlinie wird verkleinert, weil die bei zunehmender Drosselung auftretenden Strömungsablösungen im rotierenden Schaufelgitter früher einsetzen. Bei großen Kopfspaltweiten tritt eine breitbandige Geräuschkomponente in der Nähe der halben Blattpassierfrequenz in den in den Wandruckschwankungen der Rotorblättern auf. Die Quelle, rotierende Instabilität genannt, strahlt ins Fernfeld als Blattspitzenwirbellärm ab. In früheren Arbeiten ist es gelungen, durch das Einbringen eines Turbulenzerzeugers in den Kopfspalt, den Blattspitzenwirbellärm zu unterdrücken und das Kennfeld des Ventilators zu erweitern. Der mit dem Turbulenzerzeuger erzielte Effekt wird hier aktiv und ohne Einbauten im Kopfspalt erzeugt, um wechselnden Betriebsbedingungen (Änderungen der Spalt-weite als Folge von Schaufelverstellung, thermischen oder Fliehkraftbeanspruchun-gen, u.s.w.) gerecht zu werden. Als Beeinflussungsmethode wird hier das stationäre und gepulste Einblasen von Druckluft in den Kopfspalt des Ventilators gewählt. Die Druckluft wird unmittelbar stromauf des Laufrades über Schlitzdüsen eingeblasen. Dadurch ist es gelungen, den Blattspitzenwirbellärm vollständig zu unterdrücken und gleichzeitig die aerodynamischen Eigenschaften zu verbessern. Druckerhöhung und Wirkungsgrad können für niedrige Lieferzahlen erhöht werden. Der nutzbare Bereich der Kennlinie kann durch das Verschieben des Abrisspunktes der Strömung zu kleineren Lieferzahlen erweitert werden.

• Active Control of the Tip Clearance Noise and Aerodynamic Performance of Axial Turbomachines [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Neuhaus and W. Neise
[A]

Axial turbomachines have a radial gap between the casing and the rotor blades. The pressure difference between the suction and the pressure side of the impeller blades drives a secondary flow over the tip of the rotor blades. This tip clearance flow is detrimental to the aerodynamic and acoustic performances of the machine, i.e., pressure rise and efficiency drop, the radiated noise increases, and the usable range of the performance characteristic is diminished.
Previous work on the axial fan test bench at DLR-Berlin, investigating the noise and performance effects of varying tip clearances showed the existence of a broad-band noise source for large tip-casing clearances.
To control the flow conditions, air is injected into the gap through slit nozzles mounted flush with the inner casing wall and distributed uniformly over the casing circumference. As a result, the aerodynamic performance is improved and the tip clearance noise is reduced. To optimize this effect, the axial location of the injected air flow relative to the impeller position and its direction relative to the main flow are varied.

• Beeinflussung von rotierender Instabilität und Blattspitzenwirbellärm von axialen Turbomaschinen durch Einblasen von Druckluft aus den Schaufelspitzen [DAGA 2005 (München)]
  L. Neuhaus and W. Neise
[A]

Ummantelte axiale Strömungsmaschinen haben einen radialen Spalt zwischen den rotierenden Schaufelspitzen und dem feststehenden Gehäuse. Die Druckdifferenz zwischen Saug- und Druckseite der Laufradschaufeln verursacht eine Überströmung der Schaufelspitzen, die sich negativ auf das aerodynamische und akustische Verhalten der Maschine auswirkt: Druckerhöhung und Wirkungsgrad sinken, die Geräuschemission steigt und der nutzbare Bereich der aerodynamischen Kennlinie wird verkleinert, weil die bei zunehmender Drosselung auftretenden Strömungsablösungen im rotierenden Schaufelgitter früher einsetzen. Bei großen Kopfspaltweiten tritt im abgestrahlten Schalldruckspektrum eine breitbandige Geräuschkomponente in der Nähe der halben Blattpassierfrequenz, der Blattspitzenwirbellärm, auf, dessen Quelle die rotierende Instabilität ist. Durch aktive Beeinflussung der Strömung im Kopfspalt können die negativen Einflüsse der Sekundärströmung verringert werden. Blattspitzenwirbellärm und rotierende Instabilität werden unterdrückt. Dazu wird Luft aus den rotierenden Schaufelspitzen in den Kopfspalt eingeblasen. Die Beeinflussung der rotierenden Instabilität wird mittels einer Azimutalmodenanalyse im Bereich des Laufrades untersucht.

Neumann, T.

• Antischallsystem NANCY2000 und ausgewählte Einsatzfälle [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Deus, W. Schatz and T. Neumann
[A]

In diesem Vortrag wird das neu entwickelte Antischallsystem NANCY2000 vorgestellt. Das System zeichnet sich im Vergleich zum Vorgänger durch folgende Merkmale aus: - digitale Vorfilter für Primär- und Sekundär-Signale - PC-Kopplung für Parametrisierung, Beobachtung und Steuerung des Controllers - optionale Endstufe mit höherer Leistung (100W,IP65) Außerdem werden einige Einsatzfälle für das Antischallsystem NANCY vorgestellt.

Neumann-Heyme, H.

• Ein Vergleich von IBEM und IFEM zur Ermittlung von Admittanzrandbedingungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Marburg, R. Anderssohn and H. Neumann-Heyme
[A]

Akustische Nahfeldholographie wird bei beliebig geformten Strahlergeometrien üblicherweise mit inverser BEM (IBEM) betrieben. Es sind nur wenige Arbeiten bekannt, in denen eine inverse FE-Formulierung (IFEM) genutzt wird. Beide Verfahren eignen sich auch, um Admittanzrandbedingungen zu identifizieren. In diesem Beitrag werden beide Verfahren beispielhaft miteinander verglichen. Die vorliegenden Beispiele werden auf zweidimensionale Probleme begrenzt. Während für IBEM ein klassisches inverses Problem über Singulärwertzerlegung und Pseudoinverse gelöst wird, erfordert die IFEM die Behandlung eines nichtlinearen Optimierungsproblems. Letzteres ist trotz Nutzung von adjungierten Operatoren zur Gradientenbestimmung und schneller Konvergenz relativ aufwendig in der Lösung. Es bietet allerdings andere Vorteile, die in diesem Beitrag diskutiert werden.

Neuschaefer-Rube, C.

• Untersuchungen der akustischen Eigenschaften des Obertongesangs [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Kob, C. Neuschaefer-Rube and W. Saus
[A]

Beim Obertongesang handelt es sich um eine besondere Art des Singens, die einen wichtigen Platz in der Tradition fernöstlicher Länder hat, seit einigen Jahren aber auch in Europa an Bedeutung zunimmt. Es gibt verschiedene Techniken des Obertongesangs, deren Gemeinsamkeit darin besteht, daß neben dem auch bei normaler Phonation erzeugten Ton ein weiterer, scheinbar eigenständiger Ton hörbar wird, dessen Frequenz meist zwei bis drei Oktaven oberhalb der des tieferen Tons liegt und aus dessen Obertonreihe stammt. Durch eine besondere Gestaltung des Resonanzraumes zwischen den Stimmlippen und der Mundöffnung wird dieser Oberton gegenüber den anderen Obertönen in der Amplitude so stark hervorgehoben, daß er getrennt vom Grundton wahrgenommen wird. Sänger, die diese Technik beherrschen, können somit im Rahmen der Obertonreihe zwei weitgehend unabhängige Melodien singen. In diesem Beitrag werden Messungen des Schalldrucks und der Eingangsimpedanz und Übertragungsfunktion des Vokaltraktes sowie sonographische und endoskopische Videoaufnahmen des Stimmapparates eines Obertonsängers vorgestellt und ein Zusammenhang zwischen Geometrie und Akustik hergeleitet. Weiterhin wird auf Besonderheiten bei der Richtcharakteristik eines Obertonsängers sowie die Möglichkeiten zur Modellierung von Obertongesang eingegangen.

• Eine Datenbank zur artikulatorisch-akustischen Synchronisation [DAGA 2002 (Bochum)]
  B.J. Kröger and C. Neuschaefer-Rube
[A]

Die Software SPEECHTRAINER liefert eine Visualisierung artikulatorischer Abläufe zu vorgegebenen natürlichen Sprachsignalen. Da die Artikulation mittels eines sprecherunabhängigen Modells generiert wird, ist eine Synchronisation von Artikulation und Sprachsignal unabdingbar. Diese Synchronisation erfolgt durch das Setzen artikulationsbasierter Label im akustischen Sprachsignal. Es wird angestrebt, dieses Labeln zu automatisieren. Dazu wurde eine Datenbank angelegt (zur Zeit ca. 1500 Wörter bzw. kurze Äußerungen), die neben den akustischen Signalen auch den Text, die phonetische Transkription und 2 Labelebenen speichert. Auf Labelebene 1 (Lautlabel) wird ein Label pro Laut in den zeitlichen Lautmittelpunkt gesetzt. An den damit definierten Zeitpunkten werden akustische Parameter (F0, Formantdaten, LPC-Koeffizienten, Cepstralkoeffizienten etc.) gespeichert. Die Label der Ebene 2 (artikulationsbasierte Label) können auf der Basis der Lautlabel dann automatisch gesetzt werden, müssen zur Zeit aber noch manuell überprüft und ggf. korrigiert werden.

• 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.

• Application of impedance measurements for thge diagnosis of articulatory dysfunction [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Kob, J. Stoffers, M. Lievens, R. Katzer and C. Neuschaefer-Rube
[A]

The application of acoustic impedance measurements for the non-invasive characterisation of the resonance structure in the vocal tract has been reported earlier (M. Kob: Miniaturaufbau zur direkten Impedanzbestimmung, DAGA '02). The first method suffered from the problem that the impedance measurement is distorted by the voice signal during measurements with phonation. On the other hand, during the measurement of the vocal tract resonances without phonation, the configuration of the vocal tract and the glottal area is not exactly known. Therefore, a comparison of the impedance measurements with results from established methods, as e.g. LPC analysis, was difficult.

An algorithm was developed that eliminates the voice signal from the measured acoustic impedance at the mouth. The impedance measurements were validated by simultaneous measurements of formants (LPC) and vocal tract transfer functions (VTTF) of an externally excited vocal tract model. The results give valuable hints for the interpretation of vocal tract impedance measurements in patients with articulatory dysfunctions.

• 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.

• Phonatorisch-artikulatorische Kompensation bei einem ALS-Patienten mit schwerer dysarthrischer Sprechstörung [DAGA 2005 (München)]
  B.J. Kröger, M. Siegert and C. Neuschaefer-Rube
[A]

Im Rahmen einer Untersuchung zur objektiven Abschätzung der Sprechverständlichkeit bei dysarthrischen Sprechstörungen wurde festgestellt, dass die Quantifizierung der Sprechverständlichkeit nur teilweise auf segmental-akustische Merkmale des Sprachsignals zurückgeführt werden kann. Insbesondere konnte festgestellt werden, dass das zur Abschätzung der Verschliffenheit von Verschlusslauten (Plosiven) oft herangezogene Merkmal der Änderung der akustischen Intensität innerhalb der Verschlussphase (Kent et al., J. Commun. Disord. 32, 1999, 141-186) in unserem Korpus keine einheitlichen Tendenzen zeigte. Hierbei fiel ein ALS-Patient mit schwerer dysarthrischer Sprechstörung auf, der in der Lage war, akustische Merkmale der oralen Verschlussbildung z.B. mittels phonatorisch-artikulatorischer Manöver zu imitieren.

• Vergleich der Resonanzeigenschaften des Ansatzrohrs mittels LPC- und Impedanzmessungen [DAGA 2005 (München)]
  M. Kob, J. Stoffers, M. Lievens and C. Neuschaefer-Rube
[A]

Die akustische Messung der Resonanzcharakteristik des Raumes zwischen Stimmlippen und Mundöffnung (Ansatzrohr) ermöglicht eine nichtinvasive, objektive Analyse der spektralen Energieverteilung für unterschiedliche Artikulationszustände. Während die übliche Analyse mittels LPC-Verfahren lediglich bei Klängen anwendbar ist, bei der die Glottisfunktion hinreichend stabil ist, kann bei externer Anregung und Bestimmung der akustischen Impedanz am Mund eine Messung auch bei gestörter oder sogar ohne Phonation erfolgen.

Ein Problem bei der Etablierung eines neuen Verfahrens ist der Anschluß der gemessenen Werte an die Ergebnisse bestehender Verfahren. Ausgehend von der Parametrisierung von LPC-Kurven (Frequenz, Güte, Amplitude) wurden entsprechende Parameter der Impedanzkurve identifiziert. In einer Studie an 35 Frauen und 46 Männern werden die Ergebnisse von Messungen der LPC- und Impedanzkurven für verschiedene Probandengruppen verglichen. Die Analyse zeigt sowohl Unterschiede der Formant- und Resonanzcharakteristik zwischen Männern und Frauen als auch zwischen den beiden Verfahren auf.

• Acoustic and somatosensory information for feedback control in a neural model of speech production [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B.J. Kröger, P. Birkholz, J. Kannampuzha and C. Neuschaefer-Rube
[A]

A comprehensive model of speech production based on artificial neural networks is introduced. The goal of this approach is to model the natural cortical and subcortical processes of speech production and perception. A sensory neural map comprising a somatosensory and an auditory part forms the central layer within this network. A speech-sound-to-sensory-state mapping activates the expected sensory state (i.e. somatosensory and auditory state) for a sound. A 3D articulatory speech synthesizer generates tactile, proprioceptive, and acoustic signals which are transformed into a sensory state representing the current articulation. The difference vector between expected and current sensory state can be interpreted as the driving force for feedback control of articulation. Thus a sensory-state-to-articulation mapping is used for controlling articulation on the basis of this sensory difference vector. This paper focuses on both parts of the sensory state map (i.e. auditory state map and somatosensory state map) and focuses on the mappings from speech sounds (i.e. phonemes) to sensory states as well as from sensory states to articulation.

• Entwicklung eines Client-Server-Systems für die patientenbezogene Aufnahme, Speicherung und Auswertung von Stimmsignalen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Kob, S. Krämer and C. Neuschaefer-Rube
[A]

Noch gibt es keine nationalen oder internationalen Normen zur Durchführung hochqualitativer Stimmaufnahmen oder zur Analyse von Stimmpathologien, was vergleichende Studien sehr erschwert. Ziel der im Rahmen studentischer Arbeiten entwickelten Software ist es, ein System zur dezentralen Aufnahme aber zentralen Speicherung und Verarbeitung von Signalen zu schaffen. Das vorgestellte System realisiert diesen Vorteil des ortsungebundenen Zugriffs mit der Trennung der Aufgaben in Client und Server. Auf dem Server laufen Java-Servlets zur Auswertungen der Signale sowie die Datenbank zur Speicherung. Der Client dient zur Steuerung der Analysen, Darstellung der Resultate und Signalaufnahme. Zur Integration neuer Analysemodule dient eine Pluginschnittstelle, die zur Laufzeit neue Auswertungen einbinden kann. Die Aufnahmequalität der importierten oder per Soundkarte direkt erstellten Aufnahme wird von einem JAVA-Applet über die Analyse kritischer Parameter automatisch beurteilt und stellt eine Eignung der Signale für nachfolgende Analysen sicher. Es lassen sich mit dem System neben Gruppenvergleichen auch der zeitliche Verlauf ausgewählter Parameter während der Therapie darstellen. Die Speicherung der Daten im XML-Format erlaubt Im- und Export beliebiger anderer Formate, ein differenziertes Rechtesystem stellt den Datenschutz sicher. Durch die vernetzte Nutzung gemeinsamer Algorithmen soll eine qualitativ hochwertige Sammlung von Referenzaufnahmen geschaffen werden, die eine Grundlage für die objektive Klassifikation der Symptome von Stimmpathologien schafft.

• Multidirectional mappings and the concept of a mental syllabary in a neural model of speech production [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B.J. Kröger, P. Birkholz, J. Kannampuzha and C. Neuschaefer-Rube
[A]

As a result from modeling cortical processes of self-organization occuring during speech acquisition, a compre-hensive neural model of speech production has been developed by using self-organizing neural networks and feed-forward neural networks. This model is capable of generating acoustic speech signals and sensory feedback signals by using a high quality 3-dimensional articulatory-acoustic speech synthesizer as a front-end device. A mental syllabary forms the central layer within this model. The mental syllabary comprises a heap of neural layers which can be interpreted as a system of mirror neurons co-activating phonemic, sensory, and motor states of a syllable under production (feed-forward control). Feedback control is modeled by comparing the current sensory feedback state produced by the articulatory-acoustic model with the prestored sensory state, activated during feed-forward control via the mental syllabary. This model can be integrated easily as a phonetic part within a more general linguistic model of speech production.

Neusinger, A.

• Messung und Optimierung der Sprachqualität im T-Mobile Mobilfunknetz [DAGA 2002 (Bochum)]
  A. Neusinger
[A]

In the first part -historically coming from manual tests- the developement of an automatic test equipment for cellular networks for measuring speech quality is described. The requirements for testing quality of service from the customers point of view and the achieved and open tasks regarding automatically speech quality testing are topics as well. The second part gives a summary of the investigation ''Correlation of different speech quality classification methods in cellular networks''. One result was the verification of different methods from the point of view of a cellular network operator with an own speech database (recorded under cellular conditions).

Ney, H.

• 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).

Nguyen, Q.S.

• T.G.V. disk brake squeal : a dynamic instability ? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  X. Lorang, Q.S. Nguyen, F. Foy and P.-E. Gautier
[A]

Disc brakes squeal noise of railway rolling stocks is a source of discomfort for both passengers on trains and customers in stations. New research studies are necessary to understand this phenomenon. Various investigations show that squeal is a self excited vibration of the brake and that the emitted noise ranges from frequencies of 5000 to 20000 Hz. It has also been shown that no thermal coupling needs to be considered and that the phenomenon is highly increased when the train comes to a stop. In this paper, recent results based on a numerical model of the T.G.V. brake are presented and compared with running tests data. The numerical study takes into account the Coulomb Friction Law with a constant friction coefficient which is sufficient to describe the vibrations of the brake. The chosen method based on a modal approach allows to highlight flutter instability of the steady sliding solution of pads on the disc. It is shown that unstable modes are responsible for the evolution of the dynamic solution: from a sliding solution to a more complex solution. Indeed, non-linear vibrations which propagate as waves and are characterised by a stick-slip-separation cycle on the contact zone, seem to be responsible for the emitted noise.

NGuyen, R.

• Combining Finite Element and SEA Approach in Vibroacoustic Analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Borello, A. Courjal and R. NGuyen
[A]

Statistical Energy Analysis (SEA) is a powerful approach for predicting vibracoustic trends in the high frequency domain. This method is nevertheless limited by the extensive use of analytical representation for computing SEA parameters and fails to provide accurate results when structural complexity increases (car bodies, stiffer parts of structures...). Finite Element modelling (FE) can be involved in the predicting SEA scheme to provide more realistic SEA parameters. Using inverse SEA techniques applied to FE forced solutions, SEA model can be built from FE data and provide accurate models for structure borne sound. This virtual SEA methodology will be demonstrated on examples taken for automotive and aerospace industries.

Nickel, J.

• Klassenraumakustik: Umsetzung einer Studie [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Becker and J. Nickel
[A]

Die Ergebnisse der hier vorgestellten Untersuchung behandeln die praxisgerechte Umsetzung einer ganzheitlichen Schulstudie ('Moderner Klassenraum'-Projekt: 20030025 Hörzentrum Oldenburg, Dr. Markus Meis/ Nov.2003). In dieser Studie wurden die positiven Resultate der optischen, akustischen und baulichen Renovierung auf die Lehr- und Lernbedingungen für Schüler und Lehrer durch objektive Messungen und Befragungen aller Beteiligten dokumentiert. Die Erfahrungen der genannten Studie wurden im Rahmen einer anstehenden Brandschutzsanierung für eine Grundschule umgesetzt. Es sollten neben den geforderten Branschutzanforderungen auch die Anforderungen an den alltäglichen rauen Schulalltag und darüber hinaus die raumakustischen Anforderungen (Empfehlung der Nachhallzeit DIN 18041:2004) erfüllt werden. Dieser Beitrag beschreibt den Projektverlauf von den ersten Kontakten zu Schule und Behörden, der Erstellung eines Musterraumes und der anschliessenden Umsetzung für die gesamte Schule. Ziel des Projektes war es zu zeigen, dass die praxisgerechte Umsetzung einer wissenschaftlichen Studie mit erheblichen Verbesserungen der Raumakustik weit über die gesetzlichen Mindestanforderungen hinaus auch mit einem vertretbaren finanziellen Aufwand möglich ist. Es werden Berechnungs- und Messergebnisse für die Nachhallzeiten vor und nach der Sanierung vorgestellt.

Nicklich, H.

• Primary vibration calibration by laser interferometry - requirements, problems and first experience with a new calibration system [DAGA 2003 (Aachen)]
  U. Bühn and H. Nicklich
[A]

Primary vibration calibration according to ISO 16063 can be carried out in several ways using different methods. Because of the wide frequency range and the possibility to calibrate sensitivity magnitude and phase, method 3 of part 21 of the international standard is mostly used in practice. Several requirements for components, system integration and control of the system must be met to achieve the goals of the standard and obtain low uncertainties in measurement and calibration. Illustrated by the CS18P primary calibration system of SPEKTRA, the main requirements, special problems and well-investigated solutions will be discussed. It will be shown that the all-digital vibrometer of Polytec plays an important part but, in addition to that, system integration and optimization of all components must be implemented with great care by calibration specialists. Our paper comes to the conclusion that, for primary calibration, high quality components alone will not be enough. It is necessary to integrate these components in an optimized system that takes into consideration all requirements and influences and so allows to reduce the uncertainties of the calibration procedure to the lowest possible values.

• Free-Field Calibration of Microphones and Sound Level Meters in an Anechoic Chamber [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Weißing and H. Nicklich
[A]

More often than not, the results of acoustic measurements have far-reaching consequences for technical, financial and legal decisions - that is why high precision is required. Careful calibration of the employed measuring instrumentation is one of the basic prerequisites to achieve this goal. The paper starts with an overview of the methods available for sound pressure calibration, assessing their relevance to practical application. In a second part the free-field acoustic calibration system is introduced that SPEKTRA, Germany developed for the calibration of measuring microphones and sound level meters by the method of comparison in an anechoic chamber. The method presented is of fundamental importance, as it is the only one that applies the type of sound field on which the standardized requirements for sound level meters are based.

Nicol, R.

• Influence of the ears canals location on spherical head model for the individualized interaural time difference [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Busson, R. Nicol and O. Warusfel
[A]

The spatialization rendering with binaural synthesis is still limited by the individualization of the spatial filters, which are usually composed of a pure delay for the interaural time difference (ITD) and a minimum-phase filter for the spectral cues. This paper deals with the individualization of the ITD based on physical modeling. Individualized ITDs are well predicted by a spherical-head model with a customized radius derived from an empiric linear combination of three head anthropometric parameters describing the listener's head. However it can be observed that the constant ITD contours computed from the spherical-head model are concentric circles, whereas the constant ITD contours extracted from measured HRTFs show deviations from these circles, especially for azimuths near to the interaural axis. The location of the ears with respect to the center of the head seems to be the main factor to reproduce these deviations. The authors propose to introduce a parameter governing the ears' shifting, so as to break the symmetry of the spherical-head model. This idea leads to a new formula for the computation of individualized ITDs. The formula is tested by comparison with measured data. The authors also examine to what extent the deviations of the measured ITD along the circles contribute to the individualization. Psycho-acoustical experiments are performed to answer this question.

• Spatial perception of virtual 3D sound scene: how to assess the quality of 3D audio rendering by WFS? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Nicol and L. Gros
[A]

In the context of the CARROUSO Project, listening tests are carried on, in order to assess the quality of the 3D-audio rendering provided by WFS. The experiment is focussed on WFS rendering, which will be compared with other sound spatialization rendering systems, such as Ambisonics, intensity panning, and 5.1. All these systems are based on 3D-audio rendering provided by loudspeaker array of more or less complexity and the various experiments use a common 3D audio demonstrator, which consists in a circular array of 48 loudspeakers. In order to assess the quality of the 3D-audio rendering, two different, but complementary aspects are considered: first, the localization accuracy provided by the system, second, the overall quality, through different criteria, such as intelligibility, realism or immersion. The localization test focuses on the comparison between WFS and Ambisonic. On the other hand, for the quality test, WFS is compared to several sound spatialization systems, through three experiments: first, a speech intelligibility test, second, a test based on the collection of multi criteria judgment, in terms of naturalness, space impression, envelopment, accuracy and agreement. The third experiment focuses on immersion and consists in evaluating how a subject feels involved into a virtual complex sound scene. By this way, it is also intended to derive innovative and comprehensive test methodologies in order to assess the perceptual aspects of 3D audio system rendering. The paper will detail and discuss the results of the various experiments.

Nicolai, J.

• Echtzeit-Signalvorverarbeitung zur Störschallreduktion für technische Hörhilfen Noise Reduction by Real-time Signal Pre-Processing for Hearing Instruments [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Döring, J. Müller-Deile, J. Nicolai and R. van Hoesel
[A]

Für die meisten Träger technischer Hörhilfen (Hörgeräte, Cochlea Implantate) stellen gesellschaftlich relevante Hörsituationen (Cafeteria, Familienfeiern, Parties, Diskussionsrunden etc.) eine große Herausforderung dar, da der sogenannte 'Cocktail-Party-Effekt', der normalerweise das Sprachverstehen in solchen Situationen durch Ausnutzung räumlicher Schallmerkmale deutlich verbessert, nicht oder nur partiell genutzt werden kann. Eine Echtzeit-Signalvorverarbeitung mit bilateraler Schallaufnahme kann die auditive Kommunikationsfähigkeit wesentlich verbessern. Dazu wurde ein tragbares Laborsystem aus drei Signalprozessoren und beidseits am Kopf zu tragenden 'Zwei-Mikrofon-Endfire-Arrays' entwickelt, das durch die superdirektive Mikrofoncharakteristik die räumliche Verteilung von Nutz- und Störschallquellen ausnutzt und durch die nachgeschaltete kohärenzbasierte spektrale Subtraktion die diffusen Signalanteile als Störschall abschwächt. Die Probanden konnten das System in unterschiedlichen realen Hörsituationen erproben und beurteilen. Die Sprachverständlichkeit in einer belebten Cafeteria wurde mit dem aktiven System als deutlich besser empfunden. Zusätzlich wurden Satztests in definierten Störschallsituationen durchgeführt. Dabei konnte bei gegebenem SNR durch die Vorverarbeitung eine Verbesserung der Verständlichkeit von 30-80% erzielt werden. Wenn leistungsfähigere Mikroprozessoren zur Verfügung stehen, könnte die beschriebene Vorverarbeitung in technische Hörhilfen integriert werden.

Nicolai, M.

• Verfahren zur Bestimmung der abgestrahlten Schalleistung von Schalldämpfern [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Krüger and M. Nicolai
[A]

Neben dem vom Endrohr einer Abgasanlage abgestrahlten Mündungsgeräusch ist auch der über die Oberfläche von Schalldämpfern abgestrahlte Schall in der Fahrzeug-akustik von Bedeutung. Einerseits kann der abgestrahlte Körperschall einen Einfluß auf den gesetzlich vorgeschriebenen Vorbeifahrtpegel haben und andererseits können insbesondere Strukturresonanzen das Klangbild außerhalb und innerhalb des Fahrzeugs erheblich stören. Daher werden von vielen Automobilherstellern Grenzwerte des Schalldruckpegels aufgetragen über der Drehzahl definiert, die in einem bestimmten Abstand zur Oberfläche der Abgasanlage einzuhalten sind. Das zur Verifikation dieser Grenzwerte zur Anwendung kommende Meßverfahren ist in einem Freifeldraum zwar recht einfach durchführbar, birgt aber auch einige systematische Nachteile und Ungenauigkeiten. Eine Alternative stellt die Messung der Schalleistung in einer Hallkammer dar. Auf die theoretischen Grundlagen dieses Verfahrens wird im Vortrag ebenso eingegangen wie auf die Kalibrierung. Die erreichbare Genauigkeit wird anhand eines praktischen Beispiels demonstriert und die Vor- und Nachteile des Verfahrens werden gegenübergestellt.

• Zur Vorhersagegenauigkeit von Kfz-Innengeräuschen in Bezug auf das Mündungsgeräusch der Abgasanlage [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Nicolai and J. Krüger
[A]

Das Innengeräusch dient als wesentliches und direkt erlebbares Produktmerkmal zur Differenzierung von Qualität und Designanspruch von Fahrzeugen. Deshalb ist es wünschenswert, schon in einem frühen Entwicklungsstadium des Fahrzeugs, Aussagen zum Innengeräusch treffen zu können und so richtungweisende Designentscheidungen zu unterstützen. Dabei wird häufig die bei Körperschallquellen bekannte und bewährte Methode der Transferpfadanalyse/Transferpfadsynthese auch auf die am Fahrzeug vorhandenen Luftschallquellen übertragen. Das Abgasmündungsgeräusch spielt als eine wesentliche Luftschallquelle häufig nicht nur im Außen- sondern auch im Innengeräusch eine erhebliche Rolle. Eine genaue Vorhersage des Innengeräuschanteils ist jedoch nur möglich, sofern nicht nur das Mündungsgeräusch selbst, sondern auch die anderen Beiträge sowie die Übertragungswege bekannt sind und die Phasenbeziehungen des Mündungsgeräuschanteils zu den anderen Quellen bei der Synthese korrekt berücksichtigt werden. In frühen Stadien der Entwicklung, wenn das Mündungsgeräusch noch auf Gasdynamikberechnungen beruht, liegen aber oft noch keine, für diesen Weg gültigen Übertragungsfunktionen vor. Im fortgeschrittenen Entwicklungsstadium, wenn Messwerte für Übertragungsfunktion und Abgasmündungsgeräusche vorliegen, besteht hingegen die Schwierigkeit, die in mehreren Messdurchläufen ermittelten einzelnen Geräuschanteile phasenrichtig zu synthetisieren. Im Hinblick darauf wird an Beispielen aufgezeigt, welche Genauigkeit bei der Prognose von Innengeräuschen in der Praxis zu erwarten ist.

Niederdränk, T.

• Das Verhalten elektromagnetischer Wandler in Hörgeräteanwendungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  T. Niederdränk and H. Schulz
[A]

Die in Hörgeräten eingesetzten elektroakustischen Wandler unterliegen einer ganzen Reihe unterschiedlicher Anforderungen. Dieser Beitrag beschäftigt sich insbesondere mit den sogenannten Hörern, die zur Erzeugung der akustischen Signale herangezogen werden. Neben der durch die fortschreitende Miniaturisierung vorgegebenen kleinen Bauform sind vor allem Aspekte wie ein hoher Ausgangspegel und ein guter Wirkungsgrad von höchstem Interesse. Die in der Hörgerätepraxis verwendeten Hörer arbeiten in den meisten Fällen nach dem elektromagnetischen Prinzip. Der sehr gute elektroakustische Wirkungsgrad und die Nutzung verschiedener Resonanzeffekte, die sich durch die konstruktive Gestaltung der Wandler ergeben, ermöglichen eine Minimierung der Baugröße bei guter Ausgangsleistung. Mit der Einführung digitaler Hörgerätesysteme und hochkomplexer Algorithmen der Signalverarbeitung tritt die Klangqualität der Hörhilfen mehr und mehr in den Vordergrund. Dabei sind eine ausgeglichene Frequenzcharakteristik sowie minimale nichtlineare Verzerrungen wünschenswert. Neben der Resonanzcharakteristik, die unter anderem für den guten Wirkungsgrad der Hörer verantwortlich ist, besitzt das elektromagnetische Wandlerprinzip naturgemäß gewisse Nichtlinearitäten, die zu Verzerrungen und unerwünschten Klangverfälschungen führen können. Durch die Verwendung unterschiedlicher Bauformen der Hörer, aber auch durch alternative Wandlerkonzepte kann der Frequenzgang sowie das nichtlineare Verhalten der Wandler verbessert und somit das klangliche Verhalten der Hörgeräte optimiert werden.

• Piezoelektrischer Schallwandler auf der Basis von Silizium- Mikromechanik [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Fischer and T. Niederdränk
[A]

In diesem Beitrag wird ein Konzept eines mikromechanischen Schallwandlers präsentiert. Das Funktionsprinzip ist das eines piezoelektrischen Biegewandlers. Die elastische Schicht dieser Monomorphanordnung bildet eine etwa 1m dicke Membran aus Polysilizium. Auf diese Membran wurde eine strukturierte und mit Elektroden versehene selbstausrichtende PZT Schicht aufgebracht. Die untersuchten Membranen sind quadratisch und haben eine Kantenlänge zwischen 1mm und 3 mm. Diese Wandler sind bei gutem akustischen Wirkungsgrad reversibel. Daher können diese sowohl als Schallempfänger wie auch als Schallsender benutzt werden. Vor dem Herstellungsprozeß wurden zur Abschätzung des Wandlerverhaltens umfangreiche Simulationen durchgeführt. Aufgrund der komplexen mechanischen Struktur der Wandler ist eine analytische Beschreibung nicht oder nur mit größtem Aufwand durchführbar. Daher wurden 3-dimensionale gekoppelte Analysen mit der FEM Software ANSYS durchgeführt. Erste Simulationen prognostizieren Auslenkungen im Aktorbetrieb bei einer Spannung von 1V von über einem 1 m. Diese Eigenschaft erschließt die Möglichkeit, den Wandler z.B. als Schallsender für Hörgeräte einzusetzen.

• Mikromechanische piezoelektrische Schallwandler für Hörgeräteanwendungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Fischer and T. Niederdränk
[A]

Mikromechanik ist eine etablierte Technik zur Herstellung von Sensoren. Silizium-Mikrofone haben das Forschungsstadium verlassen und werden in den kommenden Jahren kommerziell verfügbar sein. Auf dem Gebiet der mikromechanischen Schallsender für den Audiofrequenzbereich ist die Entwicklung bei weitem nicht soweit fortgeschritten. Das Problem liegt hierbei in der Schwierigkeit, mit den geringen Wandlergrößen große Volumenschnellen und somit nutzbare Schalldrücke zu erzeugen. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit piezoelektrischen Schallwandlern, die mit Hilfe von Bulk-Mikromechanik hergestellt wurden. Sie bestehen aus einer allseitig eingespannten Silizium-Membran, auf die eine piezoelektrische Schicht aus PZT mit den entsprechenden Elektroden aufgesputtert worden ist. Durch Ausnutzung des inversen piezoelektrischen Transversaleffektes werden die zwischen 1mm und 9 mm großen Membranen ausgelenkt. Bei den Wandlern mit 3x3 mm großen Membranen konnten Auslenkungen von ca. 60 nm/V gemessen werden. Diese Wandlern besitzen bei ca. 15 kHz eine Resonanz hoher Güte. Wirken die hergestellten Wandlern auf ein abgeschlossenes Volumen von ca 2ccm, so können Schalldruckamplituden von ca. 60 dB SPL/V unterhalb der Resonanz und 95 dB SPL/V in Resonanz erzielt werden.

• Multimikrofon-Technologien für Hörgeräte – Nutzen und Trends in der Praxis [DAGA 2002 (Bochum)]
  T. Niederdränk
[A]

Hörgeschädigte leiden häufig unter einer verminderten Kommunikationsfähigkeit in Störlärm. Zur Verbesserung des Signal/Störsignal-Verhältnisses werden seit einiger Zeit Richtmikrofonanordnungen unter Verwendung von Gradientenmikrofonen oder Mikrofonpaaren in Hörgeräten eingesetzt, deren Nutzen für den Hörgeschädigten unumstritten ist. Die Ausgrenzung von rückwärtig empfangenen Störsignalen sowie die Fokussierung auf frontal einfallende Schalle ermöglichen eine bessere Verständigung in Alltagssituationen wie der typischen Cocktailparty. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der Anwendung von Multimikrofonanordnungen höherer Ordnung in dieser Applikation, was mit speziellen Randbedingungen verbunden ist. Während der Nutzer einerseits eine möglichst starke Verbesserung des S/N wünscht, sollten die Richtmikrofone sehr klein und kosmetisch unscheinbar bzw. unsichtbar sein. Neben den bereits bekannten Mikrofonanordnungen, die beispielsweise eine Anordnung am Brillenbügel zeigten, bringt eine weitere Verringerung der Mikrofonabstände und eine kopfnahe Position der Mikrofone weitere Anforderungen mit sich. Mit Hilfe theoretischer Betrachtungen an Hand von Mikrofonmodellen und der räumlichen Anordnung der Schallsenken können die Anforderungen an die Position sowie das Verhalten der Mikrofone quantifiziert werden. Experimentelle Betrachtungen an Modellaufbauten bestätigen die theoretisch ermittelten Randbedingungen und bestätigen den großen Gewinn, den Hörgeschädigte durch die Verwendung von Richtmikrofonen höherer Ordnung erreichen können.

• Silizium-Mikrofone in Hörgeräten - erste Ansätze [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Weistenhöfer and T. Niederdränk
[A]

In Hörgeräten werden seit langem erfolgreich Miniatur-Elektretmikrofone eingesetzt. In modernen Hörsystemen werden zudem mehrere omnidirektionale Mikrofone kombiniert, um Richtmikrofonsysteme zu realisieren. Zur Erzielung einer guten Richtwirkung bei solchen Multi-Mikrofon-Anordnungen müssen die Einzelmikrofone sehr gut übereinstimmen. Siliziummikrofone werden in Siliziummikromechanik hergestellt, besitzen eine geringe Exemplarstreuung und bieten sich somit zur Realisierung eines Mikrofonarrays an. Ein angenehmer Nebeneffekt ist der aufgrund der Massenfertigung zu erwartende günstigere Preis. Auch für Fertigung und Service ergeben sich wegen der prinzipellen Möglichkeit zur Modularisierung Vorteile. Hörgeräte stellen an Mikrofone hohe Anforderungen hinsichtlich Platzbedarf, Empfindlichkeit und Eigenrauschen bei sehr niedrigen Betriebsspannungen und geringem Stromverbrauch. Weitere Untersuchungskriterien sind die elektromagnetische Verträglichkeit, das Körperschallverhalten, und die Temperatur- und Feuchtigkeitsempfindlichkeit. Nach einer Zusammenfassung der hohen Anforderungen an die Mikrofone in der beschriebenen Anwendung werden im Vortrag die im Rahmen des Verbundprojektes InFON entwickelten Siliziummikrofone vorgestellt und erste experimentelle Ergebnisse präsentiert.

• Measurements of Silicon Microphone Arrays in Hearing Aids [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Weistenhöfer and T. Niederdränk
[A]

Miniature electret microphones are the state-of-the-art hearing aid transducers. In modern hearing aids several single microphones are combined to directional microphones in order to get a higher speech intellegibility in noisy environments. For this purpose it is essential to have a high directivity which can only be achieved if the microphones are matched accurately. Silicon microphones a priori have low interindividual tolerances since they are manufactured using silicon micromechanic processes. In principle they are very well suited for directional microphones. If the microphones are placed in one housing, the hearing aid manufacturing process can be simplified (e.g. reduction of liz wires).

In the talk prototypes of silicon microphone arrays applied in hearing aids will be presented. These prototypes have been developed within the joint research project InFON granted by the BMBF (Federal Ministry of Education and Research). Results of basic measurements (e.g. sensitivity and equivalent input noise) will be dicussed as well as results of directional microphone related investigations.

• Intelligent Venting-Systems for Hearing Instruments [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Niederdränk and H. Klemenz
[A]

Hearing systems can be positioned in or behind the ear. In the latter case the acoustic signal propagates through an acoustic tubing and the ear mould into the ear canal. In both cases the ear canal is closed to keep the sound signals inside the limited rest volume. This way the acoustic stability of feedback is improved. In real applications the ear canal cannot completely be closed. Reasons are that a closed volume with a certain degree of humidity might provide skin irritations due to fungus or bacterial growth. Additionally the occlusion effect appears, which of course does not support the comfort of hearing. To take care of these issues venting systems are applied connecting the rest volume of the ear canal with the outer environment. The positive effects of these vents to improve the venting of the ear canal has a negative side effect: the acoustic leakage allows a certain amount of sound energy to escape the ear volume and to propagate back to the microphone. Thus a feedback loop is closed. This contribution reports on venting systems which provide a considerably reduced sound radiation to the outer space. While keeping the venting effects constant the acoustic radiation of the venting canal is reduced. By using acoustic filters the propagation through the ventholes can be influenced in order to achieve a considerable reduction of the feedback sensitivity in the critical mid and high frequency range.

Niehoff, W.

• Der lange Weg der Mikrofone - vom analogen Wackelkontakt zum digitalen Ja/Nein
  W. Niehoff
[A]

Es wird ein Überblick über 145 Jahre Mikrofonentwicklung gegeben. Dabei werden sowohl die klassischen Wandlerprinzipien betrachtet, als auch spezielle Formen. Der anwendungsbezogene Teil schließt auch Funkmikrofone und deren Frequenzresourcen in Hinblick auf die DVB-T- Einführung ein.

• Mikrofone: Von 'Quasi'-Digital über Analog und zu Voll-Digital?
  W. Niehoff
[A]

Es wird der Entwicklungsweg der Mikrofone vom definierten Wackelkontakt (Philip Reis 1861) über die Wandlerprinzipien

- Kohlekontakt

- Elektromagnetisch

- Elektrodynamisch

- Kondensator

- HF-Kondensator

- Piezo

- Elektret

- MEMS

- Optisch

- Thermisch

- Digital?

bis zu den modernen Studiomikrofonen beschrieben. Die Leistungsfähigkeit einiger Wandlerprinzipien wird über Skalierungen verdeutlicht.

Nielsen, P.

• Fluctuations in shallow water multipath sound propagation [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Sellschopp, P. Nielsen and M. Siderius
[A]

In a fixed geometry of projector and receiver and with continuous repetition of the same transmitted signals, fluctuations of received signals are due to temporal changes of sound channel properties. During the ASCOT experiment, which took place in June 2001, 20 nautical miles east of Cape Ann outside Massachusetts Bay, an acoustical source and a vertical receiving line array were moored at about 100 m depth. In four experiments, each lasting between 10 and 19 hours, ranges of 10, 5, 2 and 0.7 km were covered. Acoustic frequencies were from 150 to 1600 Hz. Signals consisted of multi-tones, LFM sweeps and pseudo random sequences. In a ''frozen'' ocean, travel times and transmitted energy on eigenrays from the source to any hydrophone of the vertical array depend only on the number of surface and bottom reflections. In the real ocean, surface roughness, internal dynamics and fine structure introduce time dependence of the sound channel on temporal scales from seconds to experiment duration. Drop-off times of ping to ping and along array signal correlations depend on range and frequency. For a proper understanding of the environmental impact on acoustic transmissions, measurements of the physical ocean structure along the sound propagation path were taken. Temporal changes were measured with moored thermistor chains, a wave rider buoy and an Acoustic Doppler Current Profiler. Spatial structures of the sound velocity field were resolved in two dimensions by a CTD chain, which was continuously towed up and down the acoustic range.

Nielsen, T.G.

• A new interactive NVH Vehical Simulator, what data is required? [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T.G. Nielsen, K.B. Ginn, M. Allman-Ward and J. Schmitz
[A]

The NVH Vehicle Simulator is more than comparing ''listening'' examples. The workflow adds additional stimuli like vibration, interactivity and context of driving. Steering wheel, pedals and a virtual street are helping to simulate a realistic feeling of driving. Significant benefits are offered to the NVH process in less time. Much more powerful assessment is available than by non-interactive methods. A broader range of assessors (including non NVH-experts) is enabled to confidently evaluate the NVH of real and virtual vehicals. This means, it is also possible to use that Simulator before a first physical prototype of a new vehicle has been built

To achieve a high level of accuracy it is necessary to have good quality data. Covering the full audible frequency range for all situations is important. The way how recorded (in vehicle) sound and vibration signals are converted in a data set, which is useful for the simulator, is described. This ''simulator sound objects'' are accompanied by metadata, describing the properties of the data and rules how the sound object will be reconstituted. The Simulator offers three different levels called Vehicle, Physical Source and Component Contribution. Several sound decomposition methods are available. Comparison of different order extraction and order removal techniques for the Vehicle level will be shown. The multiple coherence method is explained for the Source level.

To ensure the right extraction of useful data from the measurement without missing data quality a specific workflow is recommended. Application examples of preparating and validating data are presented.

• Evaluating Diesel Noise in the early development stage using an NVH Simulator
  T.G. Nielsen, R. Williams and K.B. Ginn
[A]

It has already been shown that an Interactive NVH Simulator offers significant benefits to the vehicle NVH process. In particular, it enables a broader range of assessors (including non-experts) to evaluate more of the driving envelope in significantly less time than traditional, non-interactive methods. The NVH Simulator is also proving to be a powerful research tool for understanding customer preference and the subjective decision making process as well as helping engineers. This paper will focus on the challenges of simulating Diesel noise in the realistic, interactive NVH Simulator environment.

Niemann, H.

• Night noise and health - First Results of the WHO LARES (Large Analysis and Review of European housing and health Status) study [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Rodrigues, X. Bonnefoy, C. Maschke, H. Niemann and R. Moore
[A]

The World Health Organization's Regional Office for Europe, Bonn Office has coordinated a large study (LARES) to evaluate the health impact of housing conditions in eight European cities. Living and housing conditions are the basis for many aspects that affect residential health: indoor air quality, accidents, noise etc. are only a few of the possible health threats to be found in dwellings. Mental and social health are both affected by the living conditions but no straightforward mechanisms have yet been established. Although such impacts are broadly accepted, the concrete relationship between housing quality and well being has so far not been fully understood. First results of the survey point out, that noise or ''noise comfort'' plays a decisive role in the general relationship between housing conditions and health. In particular night noise exposure (and therefore noise induced sleep disturbances) has to be assessed as a serious risk factor for domestic accidents and as a threat for health, especially for stress related diseases.

The design of the LARES study and the first findings related to nocturnal noise will be presented.

• 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.

Niemas, M.

• Method of estimation the sound pressure levels in dwellings caused by vibrations generated by heavy traffic noise [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Niemas
[A]

Many buildings in large cities are located near streets with tram lines and heavy traffic. Transit vehicles, such as trucks, busses, trams, trains generate significant ground vibrations. Inhabitants of dwellings located close to the street with heavy traffic complain of vibrations of floors, furniture, windowpanes, etc. Buildings, especially massive ones, located near communication arteries absorb the energy from vibrations transmitted into the building and cause increased vibration of floors, ceilings and partitions (all parts of the construction structure of buildings). The simultaneous occurrence of vibrations and noise penetrating dwellings is very uncomfortable for the inhabitants. The paper presents measurement-calculation procedure, which may be use for estimation of increase in sound pressure level in dwellings radiated from vibrating partitions. The procedure is based on simultaneously twin channel measurements of vibration velocity on partitions and sound pressure level in dwellings. This method using properties of coherence function between has measuring signals. The calculations of the sound radiated from vibrating walls induced by vibro-acoustic sources (e.g. heavy traffic), which has been made by new measure-computational procedure directly from two channel measurements are presented as well

Niendorf, T.

• Akustisches Verfahren zur Synchronisation von MRT-Geräten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Frauenrath, T. Niendorf and M. Kob
[A]

Moderne Verfahren der Magnetresonanztomographie (MRT) spielen eine zentrale Rolle für die nichtinvasive Diagnostik einer großen Bandbreite klinischer Indikationen. Die MRT schneller dynamischer, biomechanischer Vorgänge, wie z.B. die Herzbewegung, die Stimmlippenschwingung, die Bewegung der Artikulationsorgange, die zu den schnellsten Vorgängen im menschlichen Körper gehören, stellt eine Herausforderung dar. Bisherige MRT-Techniken erlauben bei Anwendung optimierter 2D und 3D Techniken lediglich Bildraten von ca. 30 Hz zur Abbildung bewegter Organe.

Synchronisierungsmaßnahmen bieten eine Möglichkeit zur Steigerung der Bildrate, indem bei wiederholten Messungen desselben, periodischen Manövers eine segmentierte Abbildung des Bewegungsvorganges vorgenommen wird (CINE-Bildgebung) oder - wie bei der Stroboskopie - durch gezielten Phasenversatz ein schneller periodischer Vorgang durch Unterabtastung abgebildet werden kann. MRT-Triggermechanismen werden bereits in der Herzbildgebung eingesetzt. Dort wird die EKG-Methode zur Synchronisierung angewandt. Bedingt durch die hohen Magnetfeldstärken in einem MR-Tomographen werden elektrophysiologische Sensorsignale jedoch teilweise stark verzerrt, so dass Fehltriggerungen und Triggeraussetzer auftreten.

In diesem Beitrag wird ein Verfahren zur Triggerung auf akustisch generierte Signale des menschlichen Körpers vorgestellt. Durch einen aus Kunststoff bestehenden Schallaufnehmer wird das akustische Signal erfasst und die Druckwelle durch einen PVC-Schlauch zur nachgeschalteten Elektronik außerhalb des Magnetfeldes geführt. Als Ausgangssignal wird ein EKG-äquivalentes Signal generiert und dem MRT Gerät zur Verfügung gestellt. Änderungen in der MRT-Hardware sind nicht erforderlich, da die EKG-Option serienmäßig vorgesehen ist. Der Prototyp und seine Anwendung werden vorgestellt.

Niepenberg, A.

• Messtechnische Untersuchungen an einem 2D-ANC-System im Echtzeitbetrieb [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Niepenberg and D. Krahé
[A]

Das Active Noise Control (ANC) - System zur aktiven Lärmkontrolle innerhalb eines kreisförmigen Bereiches, der von 12 Lautsprechern und 12 Doppelmikrofonen umrandet ist, wurde bereits in früheren DAGA-Beiträgen vorgestellt. Im Beitrag zur DAGA'05 wurde gezeigt, dass die früher durch Simulationen ermittelten Dämpfungswerte des Schalldrucks im Kreisinnern durch Messungen bestätigt werden können. Um die benötigten Lautsprechersignale aus den einzelnen Mikrofonsignalen generieren zu können, sind 288 Übertragungsfunktionen zu realisieren. Das führt bei einer mittleren Filterordnung von 76 zu einer geforderten Gesamtverarbeitungskapazität von 1600 Mega-Instruktionen pro Sekunde (MIPS). Zudem darf im Echtzeitbetrieb die Latenz des gesamten Systems nicht größer sein als die Laufzeit des Schalls zwischen den Mikrofonen und den Lautsprechern, die ungefähr 1,2 ms beträgt. Da bisher die benötigte Rechenleistung noch nicht zur Verfügung stand, bezogen sich Messungen immer auf einen Offline-Betrieb des Systems, in dem die Mikrofonsignale aufgenommen und die Lautsprechersignale nach der Berechnung wiedergegeben wurden. Mit vier vernetzten DSP-Boards wurde jetzt eine Hardware-Plattform geschaffen und in Betrieb genommen, die den Echtzeitbetrieb des ANC-Systems erlaubt. Über Untersuchungen an und mit diesem Echtzeit-System soll berichtet werden. Dazu gehört ein Vergleich mit den früheren Messergebnissen, die auf Basis von Simulationen oder im Offline-Betrieb gewonnen wurden.

• Ein 2D-ANC-System zur Anwendung im Emissionsschutz [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Niepenberg and D. Krahé
[A]

Bereits in früheren DAGA-Beiträgen wurde von den Autoren ein Active Noise Control (ANC) - System vorgestellt, das innerhalb eines aus 12 Lautsprechern gebildeten Kreises wirkt und als Immissionsschutz eingesetzt werden soll. 12 Mikrofonpaare, die in einem größeren, zum Lautsprecherkreis konzentrischen Kreis angeordnet sind, nehmen von außen einfallenden Lärmschall auf. Ein DSP-System berechnet aus den Mikrofonsignalen die für die Erzeugung des Gegenschallfelds erforderlichen Lautsprechersignale, so dass die Superposition beider Schallfelder im Inneren des Lautsprecherkreises zu einer destruktiven Interferenz und damit zu einer Dämpfung des Lärmschalls führt. In diesem DAGA-Beitrag wird nun der Frage nachgegangen, ob ein entsprechend modifiziertes 2D-ANC-System auch im Emissionsschutz eingesetzt werden kann, indem es auf Schallquellen, die sich im Inneren des Kreises befinden eine Dämpfung nach außen hin bewirkt. Anhand von Simulationen sowie Ergebnissen aus Messungen an einem echtzeitfähigen System sollen die Untersuchungen illustriert werden. Das Projekt wird aus Mitteln des BMBF und dem Europäischen Sozialfonds gefördert.

Niermann, A.

• 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.

Nightingale, T.

• Messung der Körperschallintensität mit einem Scanning Laser Doppler Vibrometer [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Schoenwald and T. Nightingale
[A]

Für die Modellierung und Vorausberechnung der Körperschallausbreitung in Gebäuden ist ein bes-seres Verständnis für die Übertragungsmechanismen und die unterschiedlichen Einflussparameter notwendig. Diese Eingangsdaten können mit der Messung der Körperschallintensität auf Bauteilen gewonnen werden. Bereits Ende der sechziger Jahren leitete Noiseux Gleichungen zur Messung der Intensität von Bie-gewellen auf homogenen, isotropen und dünnen Strukturen her. Dennoch ist die Umsetzung und Anwendung mit herkömmlicher Messtechnik und Beschleunigungsaufnehmern nicht praktikabel. Ein neu entwickeltes Messsystem hingegen ermöglicht eine detaillierte Messung der Energieaus-breitung in einem relativ kurzen Zeitraum auf oben beschriebenen Strukturen. Die Datenerfassung erfolgt berührungslos mit einem Scanning Laser Doppler Vibrometer. In einem zweiten Schritt wird die Körperschallintensität mit einer speziellen Software ermittelt und dargestellt. Hierbei werden verschiedene Rechenalgorithmen (Nah- und Fernfeldmethode) angewandt. Das System wurde mit Messungen an einfachen Messaufbauten, wie einem halbunendlichen Metallstab und Plexiglasplat-ten, validiert und erprobt.

• Verbesserung der Schalldämmung von Holzständerwänden bei punktförmiger Anregung durch Verwendung von Metall-Feder-Profilen [DAGA 2005 (München)]
  A.R. Mayr, T. Nightingale and H.-M. Fischer
[A]

Metall-Feder-Elemente, im englischen Sprachgebrauch unter ''resilient metal channels (RC's)'' bekannt, werden in Nordamerika sehr oft für einfache Holzständerwände und Holzbalkendecken verwendet, um Körperschallübertragung zwischen den Holzrahmen-Bauteilen und den damit verbundenen Gipskartonplatten zu reduzieren. Allerdings gibt es keine systematische Untersuchung dieser Elemente hinsichtlich ihrer Einflussfaktoren auf die Körperschallübertragung.

In diesem Beitrag werden mit Hinblick auf die relative Körperschalltransmission die beiden für die Holzständer in Frage kommenden Bewegungsmechanismen, Auslenkung normal zur Anregekraft und Rotation um eine Mittelachse, untersucht und Aussagen zu der oft verwendeten Annahme, dass Energieübertragung durch eine Rotationsbewegung des Holzständers vernachlässigbar ist, getroffen. Um die Effektivität der Metall-Feder-Profile aufzuzeigen, werden Messungen mit und ohne Abstandshalter verglichen. Dabei ist berücksichtigt, dass diese Profile die Transmissionskette zwischen den schwingenden Holzständern und dem Schalldruckpegel im Empfangsraum zum einen durch die Körperschallübertragung von den Holzständern zur Gipskartonplatte und zum anderen durch das Abstrahlverhalten der Gipskartonplatte beeinflussen. Der kombinierte Effekt für Körperschallanregung resultiert in einer Reduzierung der in den Raum abgestrahlten Schallleistung von wenigstens 10-15 dB im bauakustischen Frequenzbereich.

• Prediction of flanking sound transmission through gypsum board walls using SEA [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Schoenwald, T. Nightingale, E. Gerretsen and H. Martin
[A]

In der Norm EN 12354-1 ist ein Prognoseverfahren für die Berechnung der Schalldämmung zwischen benachbarten Räumen mit Berücksichtigung der Schallleitung durch die an das Trennbauteil gekoppelten flankierenden Bauteile vorgegeben. Die Meßmethoden zur Bestimmung der Eingangsdaten für das Rechenmodell sind in der Norm ISO 10848 beschrieben. Beide Normen sind für einschalige schwachgedämpfte Bauteile mit einer hohen modalen Dichte entwickelt. Bei diesen ''schweren Bauteilen'' aus Beton oder Mauerwerk liegt die Koinzidenzgrenzfrequenz meist im unteren bauakustischen Frequenzbereich. Unter Annahme dieser Voraussetzungen ist das Prognosemodell identisch mit einem entsprechenden Ansatz in der statistischen Energieanalyse (SEA).

Die obengenannten Voraussetzungen sind jedoch bei mehrschaligen biegeweichen Bauteilen, wie Gipskartonständerwänden, nicht erfüllt. Die Koinzidenzgrenzfrequenz ist hoch, d.h. es muss zwischen freien und erzwungenen Biegewellen unterschieden werden. Die Körperschallübertragung zwischen zwei an einer Stoßstelle gekoppelten Bauteilen erfolgt außerdem auf mehreren unterschiedlichen Übertragungswegen. Die Körperschallabnahme in den Schalen der Wände ist wegen der größeren Bedämpfung in Verbindung mit relativ kleinen Biegewellenlängen ebenfalls sehr groß.

Wegen dieser abweichenden Voraussetzungen wurde auch für diese Situation ein einfaches SEA-Rechenmodell aufgestellt. In dem Beitrag wird das verwendete SEA Modell vorgestellt, die hergeleiteten SEA-Gleichungen werden mit den entsprechenden Ausdrücken der beiden Normen verglichen und Konsequenzen sowie Lösungsvorschläge für die Anwendung des normierten Verfahrens aufgezeigt.

Nijman, E.

• Airborne sound of automotive IC engines: A piece of cake or a can of worms? [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E. Nijman
[A]

This paper addresses the airborne noise characterisation for automotive internal combustion engines. Today it is common practice to use straightforward variants of the ISO 3744/3745 procedure which assesses sound power through far field sound pressure measurements in a roughly (semi)anechoic environment. But in principle such characterisation is only useful if the engine indeed constitutes a power source. In such case the engine is, in other words, assumed to radiate the same power irrespective whether it is hosted in an anechoic chamber or in the engine bay of a car, which is questionable as the radiation impedance drastically changes. In this paper it is instead suggested that the engine may more conveniently be described as a distributed volume velocity source. This velocity is assumed to be independent of the environment due to the substantial impedance mismatch between engine structure and surrounding air. The consequences for the characterisation procedure are discussed and resulting experimental difficulties highlighted. In particular the instable, time-variant, spatial vibration and radiation pattern for single engine orders at higher frequencies under stationary operational engine conditions has been documented. This feature, which is believed to be an intrinsic characteristic of combustion engines, in principle excludes any sequential technique requiring instantaneous acquisition of the ''total'' sound or vibration field, involving the utilisation of extended multi-channel data acquisition systems. Several volume velocity reconstruction methods have been applied to a Common Rail Diesel engine at Centro Ricerche Fiat, the results of which are displayed and evaluated in this paper.

Nijssen, H.

• Planungen und Simulationen für eine Notfalldurchsageanlage in einer großen und besonders komplexen Industrieanlage [DAGA 2005 (München)]
  A. Goertz, C. Bangert, A. Krahl and H. Nijssen
[A]

Nach den gesetzlichen Vorgaben müssen in bestimmten Industrienanlagen Möglichkeiten für Notfalldurchsagen und akustische Warnhinweise bestehen. Am Beispiel einer sowohl unter sicherheitstechnischen Aspekten wie auch unter akustischen Gesichtspunkten extrem schwierigen Örtlichkeit sollen die Möglichkeiten der Planung einer entsprechende Lautsprecheranlage mit Hilfe von moderner Simulationssoftware und Messtechnik gezeigt werden. Eine Nachhallzeit von 8s und ein Störpegel von 85dB waren die Randbedingungen unter denen großflächig eine mindestens angemessene Sprachverständlichkeit mit einem STI-Wert von 0,45 oder besser erzielt werden sollte.

Nikolic, I.

• Building and Room Acoustics Measurements with Sine-Sweep Technique [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O.-H. Bjor and I. Nikolic
[A]

New measurement methods based on digital signal processing bring a number of advantages compared to well-established classical methods for the measurements in building and room acoustics, such as extended signal-to-noise ratio (SNR) and high distortion immunity. Importance of these techniques is confirmed by the fact that the International Organization for Standardization (ISO) is working on a standard for applications in building acoustics. The paper presents a real-time implementation of this measurement method, based on excitation with a logarithmic sinusoidal sweep and focuses on its practical use and benefits. Comparisons with methods based on maximum-length sequence techniques are also given.

Nini, G.

• Filter Bank Analyser Using Programmable IIR Filters [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Nini, V. Zimpfer-Jost and K. Buck
[A]

We have developed a programmable digital filter which is based on an enhanced IIR algorithm. This filter has a 80 dB dynamics. Its characteristics allow to use it to build a filter bank analyser. A filter bank analyser is made of contiguous band-pass filters which process the signal and give the level of each band corresponding to 1/3 octave. To analyse a signal in the band 20 Hz - 11 000 Hz we have used 27 pass-band filters. We have developed a board including 9 filters and I/O to interface the system with a control device. We have chosen and programmed a FPGA to do it. Each filter has been adjusted to the existing 1/3 octave standards.

Nissen, I.

• Realisierungswege zur mobilen akustischen Unterwasserkommunikation [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  I. Nissen
[A]

Der Unterwasserschallkanal zeichnet sich gegenüber terrestrischer Übertragungskanäle, beispielsweise dem Mobilfunk, durch einen Zuwachs des Störungsausmaßes um zwei bis drei Größenordungen aus. In mobilen Anwendungen im Wasser werden die Zeit- und Frequenzverzerrungen nochmals ausgedehnt, so dass die Signalverarbeitung zur Kompensation der Fadingprozesse neuen Herausforderungen gegenüber steht. In dem Kurzvortrag werden die Szenarien und mögliche adaptive Realisierungswege, wie

- Beistellung von A-priori-Wissen durch Modellierung und Datenbanken, - Echtzeitvermessung des Schallkanals durch Piloten im Zeit-, Frequenz- und Raumfenster, - Nutzung der entsprechenden Diversitäten und - Time-Reversal-Ansätze

kurz dargestellt.

Nitschmann, M.

• Spektrale Effekte beim binauralen Hören [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Nitschmann and J.L. Verhey
[A]

Ein Unterschied in der 'effektiven' Bandbreite der auditorischen Filter bei einohriger (monauraler) Verarbeitung und dem Vergleich beider Ohrsignale (binaural) ist oft diskutiert worden. Van de Par und Kohlrausch [J. Acoust. Soc. Am. 106 (4), 1940-1947 (1999)] kommen zu dem Schluss, dass das Gehör zur Detektion eines Sinustons in maskierendem Rauschen mit einer an der Signalfrequenz zentrierten spektralen Lücke (Bandstopexperiment) wie bei einem Breitbandmaskierer nur die Information in dem Filter an der Signalfrequenz nutzt.

Um diese Hypothese zu testen, wurden Messungen bei diotischer Darbietung, d.h. demselbem Stimulus an beide Ohren, mit einer dichotischen Situation verglichen, bei der das Sinussignal mit einer Phasendifferenz zwischen beiden Ohren in Anwesenheit eines diotischen Maskierers dargeboten wurde. Die Schwellen sieben normalhörender Versuchspersonen wurden in einem Experiment mit einem breitbandigen Maskierer als Funktion der spektralen Leistungsdichte und in einem Bandstopexperiment gemessen.

Die Pegelabhängigkeit des binauralen Gewinns zeigt einen deutlichen Unterschied zwischen beiden Experimenten. Zur Erklärung der Daten wird ein Modell vorgestellt, das für die Simulation diotischer wie dichotischer Schwellenmessungen dieselben, an die gemessenen diotischen Schwellen angepassten monauralen Frequenzgruppenbreiten annimmt. Zur Simulation der dichotischen Schwellenmessungen wird ein verschlechternder Mehrkanalprozess angenommen.

• Experimente und Modellrechnungen zur binauralen spektralen Selektivität [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Nitschmann and J.L. Verhey
[A]

Auf der letzten DAGA wurde der Unterschied der Pegelabhängigkeit des binauralen Gewinns zwischen Bandstop- und Breitbandmaskierungsexperiment bei einer Signalfrequenz von 500 Hz dargelegt [Nitschmann, M., und Verhey, J.L., Spektrale Effekte beim binauralen Hören, Fortschritte der Akustik - DAGA 2006, 79-80]. In einem ersten Schritt wurden die Parameter eines Modells der 'effektiven' auditorischen Signalverarbeitung an die gemessenen diotischen Schwellen angepasst. Zur Simulation der dichotischen Schwellen war die Annahme eines verschlechternden Mehrkanalprozesses notwendig. In dem vorliegenden Beitrag werden Ergebnisse weiterer psychoakustischer Experimente zur spektralen Selektivität, nämlich Bandstopexperimente bei verschiedenen Mittenfrequenzen und Experimente mit einem schmalbandigen Maskierer mit fester Mittenfrequenz als Funktion der Signalfrequenz (Maskierungsmuster), vorgestellt und mit Modellvorhersagen verglichen.

Nix, J.

• 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.

• 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 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.

• 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.

• 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.

Noack, B.

• Wirkungen von Hintergrundgeräuschen und Nachhall auf Sprachverstehen und Arbeitsgedächtnis in verschiedenen Altersgruppen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Klatte, J. Bastian, M. Meis and B. Noack
[A]

Die Fähigkeit zum genauen Hinhören und verstehenden Zuhören ist eine entscheidende Voraussetzung für das schulische und vorschulische Lernen. In Alltagssituationen wie dem Schulunterricht findet das Zuhören häufig unter ungünstigen Hörbedingungen wie Hintergrundgeräuschen und Nachhall statt. Das Sprachverstehen von Kindern wird durch solche Faktoren stärker beeinträchtigt als das Erwachsener. Die vorliegenden Studien erlauben jedoch keine Vorhersage über die Wirkungen spezifischer raumakustischer Bedingungen in verschiedenen Altersgruppen. Bei der Operationalisierung des Hörverstehens konzentrierte man sich sehr auf die Leistung beim Nachsprechen von Silben und Wörtern, d.h. auf die Informationsaufnahme. Wirkungen der Hörbedingungen auf die Speicherung und Verarbeitung der Information wurden kaum betrachtet. Auch diese Prozesse können durch ungünstige akustische Bedingungen beeinträchtigt werden. In einer experimentellen Studie werden die Wirkungen von Nachhall und Hintergrundgeräuschen auf das Verstehen, Behalten und Verarbeiten von sprachlicher Information in verschiedenen Altersgruppen geprüft. Die Datenerhebung erfolgt im Kommunikations-Akustik-Simulator im Hörzentrum Oldenburg, in welchem die raumakustischen Charakteristiken realer Klassenräume simuliert werden. Erste Ergebnisse zu den Wirkungen der raumakustischen Bedingungen auf die Leistungen von Grundschulkindern und Erwachsenen werden berichtet.

Noack, B.R.

• Reduced-Order Analysis of Turbulent Jet Noise [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Schlegel, B.R. Noack, E. Gröschel, W. Schröder, P. Comte and P. Jordan
[A]

In the present study, subsonic turbulent jet noise is investigated targeting 'least-order' approximations of the key processes. These representations utilize LES and experimental data. The fluctuations of the velocity field, of the Lamb vector as noise source (APE formalism), and of the far-field pressure are investigated with several methods: (i) The streamwise development is characterised by a statistical analysis; (ii) An azimuthal mode decomposition is carried out; (iii) A Fourier analysis is performed; (iv) A proper orthogonal decomposition (POD) is applied to the data; (v) A noise-targeted generalization of the POD is proposed to distill 'loud' and 'quiet' structures in the jet. Thus, the hot-spots of noise production are identified and the most characteristic flow events with respect to the observed far-field pressure are low-dimensionally described.

Nobbe, A.

• Psychoacoustics in Audiology: applications for diagnosis and treatment of hearing disorders [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  U. Baumann and A. Nobbe
[A]

One of the most important domains of applied psychoacoustic is the area of audiology. A wide variety of applications of psychoacoustical methods are employed to assess auditory dysfunctions as well as to achieve a satisfying fit of hearing aids or cochlear implants. The presentation will give an overview over basic audiological tools in use for differential diagnosis of hearing disorders and also address advanced methods such as loudness scaling or adaptive procedures to measure speech perception in quiet and in noise. Another important application of psychoacoustics can be found in the area of audiological research. As an example, some of our recently obtained results concerning pitch discrimination and sound quality estimations with cochlear implants will be presented.

• Die RateCIS Strategie für das Cochlea Implantat COMBI 40+ [DAGA 2005 (München)]
  A. Nobbe
[A]

Bei Cochlea Implantaten wird das akustische Eingangssignal durch eine Bandpassfilterbank in verschiedene Spektralbereiche zerlegt und die Information in jedem Bandpass in amplitudenmodulierte Strompulse umgewandelt. Jeder Bandpassfilter ist entsprechend der Tonotopie in der Cochlea einer Elektrode zugeordnet, die innerhalb der Scala Tympani liegt. Das Cochlea Implantat COMBI 40+ der Firma Med-El verfügt über 12 Elektroden, die zu 12 unterschiedlichen Tonhöhenwahrnehmungen führen. Die naturgetreue Übertragung von Eingangssignalen, besonders Musik oder Sprache im Störgeräusch erfordert eine über das 12-bändige Schema hinausgehende spektrale Auflösung. Deshalb wurde eine neuartige Reizstrategie entwickelt, die mit Hilfe von Stimulationsratenänderungen die Abbildung von Musik oder Stimmgrundfrequenzen verbessern soll. Für 6 von 12 Elektroden wurde anstelle der bisher bei der CIS Strategie konstant gehaltenen Rate eine signalabhängige Umschaltung der Stimulationsraten zwischen 1515 pps und 252 pps eingeführt. Zur Umsetzung wurde eine Filterbank mit 18 Bändern eingesetzt bei welcher 6 Elektroden jeweils zwei Bänder zugeordnet sind. Je nachdem, in welchem Band mehr Energie detektiert wird, entscheidet die Signalverarbeitung zu jedem Analysezeitpunkt für den Einsatz der hohen oder niedrigen Stimulationrate. Dieses Verfahren, genannt RateCIS, wurde an 9 Versuchspersonen durch Sprachtests und Fragebögen im Vergleich zur konventionellen CIS Strategie getestet. Es ergab sich bzgl. Musikhören ein Vorteil für die RateCIS Strategie, für Sprache bevorzugte die Mehrheit der Personen die ihnen vertraute CIS Strategie.

Nocke, C.

• Bestimmung der Feldimpedanz aus der direkten Messung von Schallschnelle und - druck im Freifeld [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  C. Nocke and V. Mellert
[A]

Die direkte Messung der Schallschnelle war bislang für praktische Anwendungen kaum möglich. Mit Hilfe neuartiger Sensoren (Microflown) kann die Schallschnelle direkt gemessen werden. Messungen im Kundtschen Rohr mit diesen Sensoren zeigen gute Übereinstimmung mit theoretischen Vorhersagen und anderen Messverfahren. In diesem Beitrag wird über Erfahrungen Freifeldmessungen berichtet. Durch die direkte Messung der Schnelle und des Druck sollte prinzipiell eine (lokale) Bestimmung der Admittanz bzw. Impedanz dicht vor bzw. an beliebigen Oberflächen möglich sein. Viele der bekannten Verfahren zur Bestimmung der Impedanz im Freifeld weisen gerade bei tiefen Frequenzen ( f 500 Hz) Mängel auf, die z.T. in der idealisierten Annahme der Ausbreitung ebener Wellen begründet sind. Es werden Messungen vorgestellt, die die Bestimmung der lokalen Admittanz aus der direkten Messung von Schnelle und Druck und Messungen mit Hilfe des Kugelwellenreflexionsfaktors vergleichen.

• 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.

• 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.

• 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.

• 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.

• Design und Entwicklung von Akustikelementen
  C. Nocke, P. Ruckstuhl and M. Groth
[A]

In den letzten Jahren haben harte Bodenbeläge - Holz, Stein, Linoleum - sowohl im Arbeitsumfeld und in öffentlichen Räumen als auch im exklusiven Wohnbereich an Bedeutung gewonnen, während Teppiche immer unpopulärer wurden. Der Wunsch nach mehr Ruhe und Behaglichkeit in Verbindung mit modernem Design lässt Architekten und Bauherren repräsentativer Objekte - Grossraumbüros, offener Empfangshallen, Restaurants - inzwischen zunehmend nach Möglichkeiten suchen, Schallabsorption quasi unsichtbar bzw. in ansprechender Form im Raum unterzubringen.

Der international bekannte Architekt und Gestalter Matteo Thun (Milano) und die Firma Ruckstuhl hatten bei der in diesem Beitrag vorgestellten Absorberentwicklung den Anspruch, nicht nur eine technisch-akustische Problemlösung zu entwickeln, sondern darüber hinaus ein formschönes und funktionales Element für die anspruchsvolle Innenarchitektur zu kreieren. Neben hohen Absorptionswerten erfüllt das so entwickelte Absorbermodul weitere Funktionen, z.B. als Projektions- und Pinnwand und zur Raumgestaltung als Trennelement. Über die akustischen Eigenschaften sowie Aspekte der Entwicklung wird in diesem Beitrag berichtet.

• 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.

Noda, S.

• Development of Fully Enclosed Type Traction Motors Aiming at Low Noise [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Mizuno, S. Noda, K. Suzuki and S. Shiraishi
[A]

We are promoting development of a low-noise low-maintenance fully-enclosed motor for railway vehicles. This is a part of our program for a 'new traffic system that is friendly to man and the environment.' Railway vehicle motors needs to be compact and light, but have high output power, so they require an efficient cooling system. Thus, many have adopted an open-type structure in which external air is taken in for cooling. However, since external air usually contains dust, these types of motors require periodical disassembly for cleaning. This problem is avoided with fully enclosed motors. Moreover, with fully enclosed motors, noise is confined internally, thus realizing a low-noise motor. The key to development of a fully enclosed motor lies in the successful development of a structure that provides efficient cooling. This paper introduces two types of fully enclosed motors: (1) a fully enclosed traction motor with an outer fan and (2) a fully enclosed traction motor without an outer fan.

Noël, Y.

• Design of Low Frequency Ultrasonic Sensors for Cheese Draining Investigation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M.N. Sabra, G. Nassar, B. Nongaillard and Y. Noël
[A]

The quality evaluation of food products is of great interest to the food industry for two main reasons. Firstly production should be fairly repeatable in order to gain trust in the market. Secondly food processing should be up to the hygienic norms to preserve consumer health. To reach these goals, we propose a new ultrasonic system working by through-transmission in the frequency range of 100-200 KHz. The system is made of ultrasonic point sources and is used in order to follow the mechanical properties of cheese during the early phases of the process. We will present the specialized sensor system designed for this purpose as well as a comparison between the system's model and experimental results and its application to the evolution of the medium while draining. Results show a good prediction via ultrasonic velocity measurement of the mechanical properties throughout the change of the physical state of the medium. This method will be later used to study the effect of parameters interfering in the consolidation of cheese grains during draining on the final quality of cheese.

Noesselt, T.

• Neuronale Basis audiovisueller Integration [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Noesselt
[A]

Ereignisse in unserem täglichen Leben stimulieren oft mehr als nur eine Sinnesmodalität. Eine Integration der Informationen aus verschiedenen Modalitäten scheint daher sinnvoll; und findet auch statt, wie viele Verhaltensexperimente zeigen. Trotzdem ist die neuronale Basis dieser multimodalen Integrationsprozesse bisher noch kaum untersucht. In diesem Vortrag berichten wir über neueste Befunde zur neuronalen Basis audiovisueller Integration im Menschen. Dabei wird sowohl die zeitliche (Noesselt et al., 2007, J Neurosci/ Brain Res) also auch die räumliche Beziehung von auditorischen und visuellen Reizen (Bonath/Noesselt et al., 2007, Curr Biol), die einer multimodalen Integration zugrunde liegen, analysiert. In allen Untersuchungen fanden wir neuronale Modulationen bereits in sogenannten ,unisensorischen' Arealen beim Vergleich von unterschiedlich erlebten multimodalen Stimuli. Somit stellen die vorliegenden Ergebnisse die bisher dominierende Sichtweise einer ,Einbahnstraßenverarbeitung' des Gehirns mit unimodalen Verarbeitungsmodulen, deren ,Output' dann an multimodale Areale weitergeleitet wird, in Frage und sprechen eher für eine enge Vernetzung unimodaler und multimodaler Areale bei der Herstellung eines verhaltensrelevanten multimodalen Perzepts.

Nöth, E.

• 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.

• 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.

• Sprechen: Ein Hindernis in der modernen Mensch-Maschine-Kommunikation? [DAGA 2005 (München)]
  C. Frank and E. Nöth
[A]

Eine ganzheitliche Mensch-Maschine-Kommunikation beinhaltet, neben der mittlerweile in kommerziellen Produkten erfolgreich verwendeten Spracherkennung, auch andere Kommunikationskanäle wie Mimik und Gestik. Diese drei, in der Mensch-Mensch-Kommunikation wichtigen, Kanäle beeinflussen sich allerdings gegenseitig: bei der Durchführung einer Zeigegeste wird oft der Sprechrhythmus der Bewegung des Fingers angepasst; ebenso verändert das Sprechen die Erscheinung der Mundregion und damit den Gesichtsausdruck.

Die Wichtigkeit der Mundregion für die Mimikerkennung wird in dieser Arbeit belegt. An Hand einer von Eigenraumverfahren abgeleiteten Methode bestimmt man automatisch für jeden Pixel im Gesicht seine Bedeutung für die Mimikdarstellung. Es ergibt sich, dass für emotionale Gesichtsausdrücke die Mundregion doppelt so aussagekräftig ist, als beispielsweise der Augenbereich. Das Sprechen, das diese Region ebenfalls verändert, erschwert somit eine Klassifikation des emotionalen Zustands.

In einer multimodalen Mensch-Maschine-Kommunikation ist Sprache allerdings ein wichtiger Bestandteil, auf den trotz des erwiesenen Nachteils nicht verzichtet werden kann. Deshalb wurde ein Verfahren zur Mimikerkennung entwickelt, das speziell auf den Einsatz in multimodalen Dialogsystemen ausgerichtet ist. Spricht ein Anwender, so kann die verfälschte Mundregion nicht für eine Mimikklassifikation herangezogen werden. Stattdessen werden die Einzelerkennungsergebnisse der weiteren Gesichtsregionen adequat zu einem Gesamterkennungsergebnis fusioniert. Dadurch werden Erkennungsquoten erreicht, die bis zu 4% über dem Ergebnis ohne eine Fusion liegen.

Noisternig, M.

• Crosstalk Cancellation for Spherical Loudspeaker Arrays [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Zotter, A. Schmeder and M. Noisternig
[A]

Spherical loudspeaker arrays for directivity pattern synthesis of natural sound sources have been recently reconsidered in electro-acoustic research, again. Quite some time after the pioneering works in that field, multichannel hardware and computational resources are now easy to obtain, and the design and control issues receive increasing interest. Basically, the devices of concern consist of a set of loudspeakers mounted into one rigid spherical or polyhedral shell. For radiation pattern synthesis it is necessary though, to gain control over the acoustically coupled transducers. On one hand, isolation of the enclosure volume behind each loudspeaker can be considered to reduce acoustic coupling. On the other hand, a shared enclosure volume supports playback at low frequencies and is easier to construct. In order to gain control over the acoustically coupled loudspeaker velocities in that case, an expensive multiple-input-multiple-output cross-talk cancellation (MIMO-XTC) system has to be employed. This work discusses a spherical harmonics subspace approach for MIMO-XTC in rigid spherical/platonic loudspeaker arrays with common enclosure volume. It can be shown that within the spherical harmonics subspace, the MIMO-XTC task becomes sparse, and therefore easier to compute. This work provides a theoretical case study on the hereby newly introduced approximation errors.

• 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.

Noll, A.

• Modell der Hörbarkeit von zeitvarianten tonalen Komponenten vor komplexem Hintergrundgeräusch [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Deutsch, A. Mors, A. Noll and H. Waubke
[A]

Das Gehör weist hohe Empfindlichkeit für pegelschwache aber auditiv aufgelöste Spektralkomponenten auch bei Vorhandensein von starkem kovariantem Hintergrundgeräusch auf: sinusoidale Komponenten werden bereits bei geringen Pegelüberschüssen hörbar und maskieren im Frequenzbereich anliegende Spektralanteile in komplexen Signalen. Wenn tonale Komponenten kaum Modulation aufweisen, heben sie sich zusätzlich von einem rauen, stark modulierten Hintergrundgeräusch ab. Bei kurzzeitig stärkerem Hintergrundgeräusch werden tonale Komponenten wohl verdeckt, jedoch unterbricht die kurzzeitige Verdeckung durch das Hintergrundgeräusch die Kontinuität nicht (Picket-Fence-Effekt). Der Picket-Fence-Effekt bleibt auch dann wirksam, wenn sich die tonalen Komponenten in der Tonhöhe kontinuierlich verändern (z.B. Sweep, FM). Schließlich begünstigen größere Frequenzabstände zwischen gleichzeitig und abwechselnd auftretenden Komponenten die Bildung getrennter auditiver ''Streams''. Stimuluskonfigurationen der beschriebenen Art finden sich z.B. drehzahlabhängig beim Auftreten von Getriebetönen eingebettet in KFZ-Motor- und -Innenraumgeräuschen.

Das entwickelte Verfahren extrahiert die hörbaren tonalen Komponenten nach Irrelevanzbereinigung (Simultanverdeckung) und führt eine drehzahlgesteuerte Ordnungsanalyse durch, um die jeweils in Untersuchung stehenden Ordnungen zu identifizieren. Auf Ebene der Ordnungsspektren werden ferner perzeptiv relevante Zeitfenster für den Verlauf längerer Signale definiert. Dadurch werden Mittelwertbildung und Gewichtungen ermöglicht, die nicht den Einschränkungen der zeitvarianten Frequenzeffekte unterliegen. Die Ergebnisse konnten mittels einer empirisch ermittelten Funktion direkt auf unabhängig erhobene subjektive Qualitätsurteile von Experten auf einer Skala von 1 bis 10 abgebildet werden. Die weitere Evaluierung erfolgt durch Vergleich mit neuen Expertenurteilen und zusätzlichen Signalen.

Noll, I.

• Läßt sich die Qualität von Freisprecheinrichtungen vorhersagen? Auditive und instrumentelle Beurteilung im Vergleich [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  F. Kettler, W. Krebber, H.W. Gierlich, I. Noll, C. Rademacher and E. Diedrich
[A]

Eine positive Beantwortung dieser Frage würde eine Vielzahl von Problemen erleichtern. Die Implementierung einer Freisprecheinrichtung könnte solange adaptiert werden, bis parallel durchgeführte Messungen die beabsichtigte Qualität anzeigen. Zur Beurteilung der Qualität eines Gerätes werden eine Vielzahl von auditiv empfundenen Parametern herangezogen. Diese sind sicher auch noch benutzerabhängig. Daraus leiten sich aber auch unterschiedliche Ansprüche verschiedener Gruppen oder auch Einsatzgebiete der Geräte ab.

Durch auditive und instrumentelle Tests läßt sich ein sehr genaues Bild eines Freisprechers zeichnen. Sicher ist zumindest, daß implementierte technische Parameter von unterschiedlicher Wichtigkeit sind. Herauszuheben ist hier insbesondere die Gegensprechmöglichkeit, die entscheidend die Natürlichkeit des Gespräches bestimmt /1/. Aus diesem Grund wurden auditive Testmethoden entwickelt, um die Gegensprechsituation gezielt zu erfassen /2/. Im folgenden werden einige Ergebnisse von Konversations- und Gegensprechtests sowie instrumentellen Messungen diskutiert.

Nolte, B.

• Zur Berechnung der akustischen Fluid-Struktur-Wechselwirkung auf der Grundlage der Kopplung von Randintegralgleichungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  B. Nolte
[A]

Mit der numerischen Kopplung von Randintegralgleichungen ist die akustische Fluid-Struktur-Wechselwirkung einer Berechnung zugänglich. Der Vorteil ist die inhärente Erfüllung der Sommerfeldschen Ausstrahlbedingung für Außenraumgebiete, da die Greenschen Funktionen des Vollraumes (Fundamentale Lösungen) der zugrundeliegenden partiellen Differentialgleichungen als Testfunktionen der schwachen Lösung und somit als Kerne der zugeordneten Integralgleichungen Verwendung finden. Eine klassische Finite-Element-Formulierung führte in diesem Fall zu artifiziellen Rändern mit physikalisch nicht existierenden Eigenlösungen im Außengebiet. Des Weiteren erlaubt dieses Verfahren die Auswertung von Spannungsfeldern in Festkörpern und von Geschwindigkeitsfeldern in Fluiden ohne Stetigkeitsverluste im Gebietsinneren. Insbesondere ist dieses Verfahren für die Kopplung mehrerer unendlicher oder halbunendlicher fluider oder fester Gebiete zu empfehlen.

• Schallstrahleridentifikation mit der Randelementmethode [DAGA 2003 (Aachen)]
  B. Nolte and D. Sachau
[A]

Das selbst entwickelte Randelementprogramm BEMCUP-3D löst strukturdynamische Aufgabenstellungen und akustische Fragestellungen sowie Fluid-Struktur-Wechselwirkungsphänomene im Frequenzbereich. Dieses Programm gestattet die Ausgabe der Systemmatrizen. Mit diesen Systemmatrizen wird das Inverse Problem der Akustik ,ohne' Invertierung von Matrizen angegangen. Die Hüllfläche (Messfläche), die den beliebig geformten Strahler vollkommen umschließt, wird mit den entsprechenden Druckdaten aufgrund einer gegebenen Schallquelle im Inneren belegt und anschließend wird mit diesen Daten das Außenraumproblem behandelt. So ist sichergestellt, dass die entsprechenden Schallschnellewerte auf der Hüllfläche des korrespondierenden Außenraumproblems gleichzeitig diejenigen des Schallstrahlers sind. Im Weiteren wird der Bereich zwischen Schallstrahler und Hüllfläche als eine gemeinsame Struktur aufgefasst (Innenraumproblem). Die Vorgaben sind Druck- und Schnellewerte auf der äußeren Fläche. Ein Algorithmus stellt sicher, dass die Systemmatrizen so umpartitioniert werden, dass nach Gleichungslösung die unbekannten Druck- und Schnellewerte des Schallstrahlers im Lösungsvektor stehen. Untersuchungen an einfachen Schallstrahlern ermöglichen es, die Empfindlichkeit hinsichtlich der Stabilität zu untersuchen. Parameterstudien zum Abstand Hüllfläche und Schallstrahler sowie Geometrie des Schallstrahlers ermöglichen eine optimale Positionierung der Hüllfläche.

• Methoden zur Lösung von Streuphänomenen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Nolte and I. Schäfer
[A]

Die akustischen Rückstreueigenschaften eines Schallstrahlers im Fluid sind durch die einfallende, d.h. anregende Welle vollständig determiniert. Eine exakte Beschreibung der Lösung des Problems im Sinne der Numerik ist möglich durch geeignete Finite Element sowie Randelementmethoden. Bei der Finite Element Methode sind sogenannte Unendlichkeitsrandbedingungen zu berücksichtigen resp. zu entwickeln. Dirichlet-to-Neumann-Methoden können Anwendung finden sowie in jüngster Zeit PML-Methoden (Perfectly Matched Layers). Bei Anwendung einer Methode ist zu entscheiden, ob die Fluid-Struktur-Interaktion einen nicht zu vernachlässigbaren Anteil liefert, so dass BEM-BEM als auch BEM-FEM Koppelalgorithmen verwendet werden müssen. Der Rechenaufwand steigt hier naturgemäß insbesondere bei hohen Frequenzen stark an. Alternativ können Näherungsverfahren eingesetzt werden, die das Abstrahlverhalten einzelner Strukturabschnitte aufgrund vorgegebener Reflexionseigenschaften zugrundelegen. Diese können experimentell ermittelt werden oder geeigneter, in der Literatur zu findender Theorien entnommen werden. Dieses sogenannte Kirchhoffsche Näherungsverfahren ist bei konkaven Strahlern um Doppel- resp. Mehrfachstreuung zu erweitern, welches zu der Kirchhoffschen Näherung n-ter Ordnung führt.

• Ein Boundary-Elemente-Tool zur Berechnung der akustischen Streuung von Seeminen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Burgschweiger, M. Ochmann, B. Nolte and A. Wendlandt
[A]

Mit Hilfe der Boundary-Elemente-Methode (BEM) soll die Rückstreustärke von Objekten berechnet werden, die sich in einem Fluid befinden und auch teilweise oder ganz im Sediment versunken sein können. Zu diesem Zweck wird ein BE-Programm entwickelt, das einen dreidimensionalen Pre- und Postprozessor enthält, mit dem die geometrische Situation von Objekten im Übergangsbereich zwischen flüssigen und festen Strukturen einschließlich der Definition der zu betrachtenden Objekte, der umgebenden Strukturen wie Wasser und Boden sowie der zugehörigen Material- und Berechnungsparameter beschrieben werden kann. Das Programm kann große und komplexe Strukturen mit mehr als 100.000 Oberflächenelementen verwalten und bereits vorhandene Nastran- oder Ansys-Modelle importieren. Der Preprozessor erzeugt durch entsprechende Vernetzungsalgorithmen geschlossene geometrische Oberflächennetze, die als Datengrundlage für die nachfolgenden numerischen BEM-Berechnungen dienen. Zur eigentlichen Berechnung können alle verfügbaren externen Rechner - sogenannte Calculator-Hosts - eingesetzt werden, auf denen eine spezielle Calculator-Anwendung läuft. Den Calculator-Hosts wird die jeweilige Aufgabenstellung durch eine auf TCP/IP-basierende Interprozesskommunikation vom Pre-/Postprozessor übermittelt. Die Calculator-Anwendung ist im Hinblick auf Leistung optimiert und weitestgehend betriebssystemunabhängig. Sie kann als sog. Dienst im Hintergrund laufen und aus der Ferne vom Pre-/Postprozessor verwaltet werden. Dieses Konzept ermöglicht eine leichte Erweiterbarkeit und auch die Einbindung externer Gleichungslöser. Der Pre-/Postprozessor fragt die Rechenergebnisse von den Calculator-Hosts ab, übergibt sie an die zugehörigen Streukonfigurationen und ermöglicht deren grafische Darstellung und Auswertung. Akustische Rückstreuberechnungen an einfach geformten Streukörpern mit einer hohen Anzahl von Oberflächenelementen sollen die Effizienz eines solchen parallel arbeitenden BEM-Programms demonstrieren.

• Berechnung der akustische Rückstreustärke von Unterwasserobjekten mit Hilfe der Randelementmethode und der Kirchhoffschen-Hochfrequenznäherung [DAGA 2008 (Dresden)]
  I. Schäfer and B. Nolte
[A]

Die akustische Rückstreustärke entspricht dem Verhältnis von einfallender zu reflektierter Schallintensität. Um vergleichbare Werte zu erzielen, wird hierbei eine Schallquelle ins Fernfeld des Objektes gelegt und dann die Rückstreustärke, welche auf eine Entfernung von einem Meter zum Objekt zurückgerechnet wird, ermittelt. Die Randelementmethode bietet sich hierzu an, da das vom zu untersuchenden Objekt reflektierte Schallfeld in der Theorie ein Freifeld sein sollte. Demnach muss hierzu nur die Oberfläche des Objektes selbst elementiert werden. Hierbei sollte die Faustformel, welche besagt, dass mindestens sechs Elemente pro Wellenlänge verwendet werden sollten, zwingend beachtet werden. Der Rechenaufwand steigt daher für hohe Erregerfrequenzen (in der Sonartechnik kommen Frequenzen von mehr als 300.000 Hz vor) immens an. Mittels verschiedener Hochfrequenznäherungen kann ebenfalls unter Beachtung der Faustformel (sechs Elemente pro Wellenlänge) eine deutliche Laufzeitreduzierung erzielt werden. Der Vortrag beschreibt die Möglichkeit, diese Faustformel zu umgehen und beliebig grobe Oberflächenelementierungen (unter nicht Beachtung der Faustformel), die nur noch von der Geometrie des zu untersuchenden Objekts abhängen, zu realisieren. Hiermit kann eine weitere deutliche Laufzeitreduzierung erreicht werden.

• Berechnung der akustischen Rückstreustärke unter Berücksichtigung der Fluid-Struktur-Interaktion auf Basis einer BEM-BEM-Kopplung [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Burgschweiger, M. Ochmann and B. Nolte
[A]

Auf Basis eines BEM-BEM-Kopplungsverfahrens soll die Rückstreustärke von elastischen Objekten berechnet werden, die sich in einem Fluid befinden und auch teilweise oder ganz im Sediment versunken sein können. Die Verwendung einer speziellen BEM-Anwendung, welche einen Pre- und Postprozessor (mit 3D-Visualisierung) sowie ein mehrfach parallel ausführbares Berechnungsmodul enthält, ermöglicht die Definition der geometrische Situation von Objekten im Übergangsbereich zwischen flüssigen und festen Strukturen sowie der benötigten Material- und Berechnungsparameter. Einfache akustische Außenraumprobleme wie z. B. die Schallstreuung an kugelförmigen elastischen Objekten, die in ein Fluid eingetaucht sind, werden mit dem BEM-BEM-Kopplungsverfahren behandelt und die erzielten Ergebnisse mit analytischen Lösungen oder mit Lösungen anderer numerischer Verfahren verglichen.

Nongaillard, B.

• Design of Low Frequency Ultrasonic Sensors for Cheese Draining Investigation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M.N. Sabra, G. Nassar, B. Nongaillard and Y. Noël
[A]

The quality evaluation of food products is of great interest to the food industry for two main reasons. Firstly production should be fairly repeatable in order to gain trust in the market. Secondly food processing should be up to the hygienic norms to preserve consumer health. To reach these goals, we propose a new ultrasonic system working by through-transmission in the frequency range of 100-200 KHz. The system is made of ultrasonic point sources and is used in order to follow the mechanical properties of cheese during the early phases of the process. We will present the specialized sensor system designed for this purpose as well as a comparison between the system's model and experimental results and its application to the evolution of the medium while draining. Results show a good prediction via ultrasonic velocity measurement of the mechanical properties throughout the change of the physical state of the medium. This method will be later used to study the effect of parameters interfering in the consolidation of cheese grains during draining on the final quality of cheese.

Noordhoek, I.

• Harmonoise WP 2 – Reference sound propagation model [DAGA 2003 (Aachen)]
  F. de Roo and I. Noordhoek
[A]

The European 5th Framework project Harmonoise will deliver two types of noise prediction models: an engineering model for everyday use, based on fast algorithms, and a reference model that will be based on rigid acoustical theory. Because of this theoretical basis the validity of the reference model can be demonstrated for a large range of applications and will not be restricted to the range of parameter values that are covered by validation measurements. By combining the reference model with validation measurements a very solid calibration of the engineering model can be achieved. Beside this employment as a calibration standard the reference model may also be used to solve noise propagation problems that lie outside the validity range of the engineering model because of their physical complexity. The Harmonoise reference model will be based on a hybrid combination of 3 basic models: The Boundary Element Method (BEM); The straight ray model; The Parabolic Equation model (PE model). The model computations will take account of reflections against obstacles by performing multiple two-dimensional computations in several propagation planes. Lateral diffractions around obstacles will follow a path outside the propagation planes and may be taken into account with an estimative correction to the in-plane computations. While the reference model is expected to be finalised in spring 2004, the paper will give an up-to-the-minute report of on-going developments.

Norambuena, M.

• A Wave Decomposition Method for the Active Control of Sound Absorption: Theory and First Experimental Results [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Norambuena, A. Jakob and M. Möser
[A]

Sound absorption is one of the biggest topics of interests in architectural acoustics due to its direct influence in the acoustic quality of a room. At low frequencies, passive methods as porous materials or resonators require huge volumes making its use unpractical. In recent years, new techniques developed from active noise control methods have been used to find more efficient solutions in this area. Well known ANC methods are based on generating a zero pressure field driving an appropriate signal through a secondary source. In a similar way, active absorption methods drive a signal through a secondary source not in order to minimize the sound field in front of it but try to change the impedance of the lining enclosure. This change in the impedance is used to increase the absorption coefficient and consequently minimize or vanish the reflected sound wave.

Using a one dimensional sound field with two superimposed plane waves, one generated by a primary source and its reflected resultant, this proposed method use a secondary source to vanish the reflected wave minimizing its magnitude adjusting the phase and gain with regard to the primary source.

A theoretical and experimental study of this method is presented. Equations for this setup are shown and developed. A setup consisting of a Kundt's tube, two loudspeakers, two microphones and a Matlab script control procedure is used. Initially pure tone signals are used to find the optimal operation point of the system and later on broad band noise is used to evaluate the efficiency of the system.

Nordahn, M.

• Modeling individual ear canal geometries and the effect of ventilation in hearing aids [DAGA 2005 (München)]
  M. Nordahn
[A]

The geometry of individual ear canals interacts with the dimensions of a ventilation canal in determining the acoustic properties and hence the actual gain of the hearing aid. Previous modeling studies of the ventilation effect have not included this interaction. In this study, a comprehensive model of the entire acoustic circuit of the hearing aid, ear and plug has been applied to study the acoustic changes that the drilling of a vent entail in the performance of a hearing aid in the individual ear. The model is designed as a two-port circuit with a high degree of flexibility. Every part of the physical circuit, including receiver, tubing, ear canal, ear drum, venting, and leakage has a corresponding block in the model, which can be altered according to the individual situation that is being modeled. The results provide an estimation of the spread of real ear acoustic parameters across audible frequencies in a population of virtual hearing aid users. These parameters consist of the hearing aid sound pressure at the ear drum, the directly through-the-vent transmitted sound pressure at the eardrum, and the sound pressure at the exterior opening of the vent. The model has been verified by use of coupler measurements. These investigations confirm the validity of the modeling approach and provide a method for assessing the changes in occlusion effect and the risk of feedback caused by a specific ventilation canal thus providing value during the design phase of a hearing aid plug or shell.

Nordborg, A.

• Microphone Array Measurements of Sound Radiation from Cars [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Nordborg and M. Segerholm
[A]

Traffic noise is the most serious noise source. Although we already know that the noise is generated by tyres, wind, exhaust, and engine, we still do not know exactly when a ceratain source is dominating. Therefore, we also lack certain information about how we should control traffic noise, to achieve maximum benefit. A series of microphone array measurements of noise from cars, fitted with different tyres, passing by at different speeds, reveal for instance when tyre noise is the dominating source, and is the one which should be controlled.

Nordmann, R.

• Gezielte Ausbreitung von Körperschall in ebenen Strukturen [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Stein and R. Nordmann
[A]

Die Strukturintensität stellt in der Maschinenakustik eine geeignete Größe dar, um die durch Erregung einer Struktur eingebrachte Energie und deren Verteilung zu beschreiben. Sie setzt sich aus dem Produkt des Spannungsvektors und des Geschwindigkeitstensors zusammen und besitzt vektoriellen Charakter. Mit Hilfe der Finite Elemente Methode (FEM) lassen sich ihre Komponenten nach Betrag und Phase beziehungsweise Real- und Imaginärteil berechnen. Die Verteilung der Strukturintensität sowie die räumliche Orientierung sind über dem betrachteten Frequenzbereich veränderlich und lassen Rückschlüsse über den Transport der eingeleiteten Leistung durch den Körper zu. Dabei unterscheidet man zwischen aktiven und reaktiven Leistungsflüssen. Anhand einer ebenen Plattenstruktur werden die charakteristischen Merkmale der Körperschallleitung analysiert und auf eine gezielte frequenzabhängige Ausbreitung durch konstruktive Maßnahmen erweitert. Im Anschluss wird das Phänomen untersucht, dass bei Plattenabsätzen eine Orientierung der Strukturintensität in Ausdehnungsrichtung der Absätze bewusst erzeugt werden kann. Die Wirksamkeit dieser Maßnahme im Frequenzbereich ist insbesondere von den geometrischen Abmessungen des Absatzes abhängig, dabei spielt das Verhältnis der unterschiedlichen Wandstärken der Plattenbereiche die größte Rolle. Es lässt sich außerdem zeigen, dass ein Zusammenhang zwischen den Eigenfrequenzen des dünnen Teils der Platte und dem Frequenzbereich der übertragenen Leistungsflüsse besteht. Der Transfer dieser Erkenntnisse auf die Gestaltung von Rippen wird im Anschluss vollzogen.

• Numerical Acoustical Optimization with respect to various Objective Functions [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Bös and R. Nordmann
[A]

This paper describes a method to optimize three-dimensional structures numerically with respect to various objec-tive functions such as mean level of structure borne sound, mass, eigenfrequencies etc. Besides specifying the objective of the optimization process, suitable constraints (such as maximum mass, minimum and maximum wall thickness, etc.) have to be defined as well. After creating a finite element model of the original structure to be optimized, the COBYLA algorithm is used to modify the wall thickness in the finite element model of the structure iteratively in such a way that the objective function is minimized or maximized depending on the goal of the optimization. Whereas mostly two-dimensional plate or shell elements were used in previous studies, in this paper three-dimensional solid elements are employed to gain more flexibility for creating complex finite element models. Several model structures subject to a harmonic excitation force are investigated. The following objective functions are used for the optimization calculations: Minimizing the mean level of structure borne sound within a frequency range without increasing the mass of the structure; minimizing the mass of the structure without increasing the mean level of structure borne sound; maximizing the fundamental frequency; maximizing the distance between a given frequency and the neighboring eigenfrequencies.

• Reduction of sound immission in buildings by sound insulation using active facades [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Kurtze, T. Back and R. Nordmann
[A]

Low sound immissions into rooms have become more and more important for the construction of large buildings such as hotels, hospitals, or conference centres. Particularly near airports, major roads, or railway lines, the acoustic shielding of ambient noise is, in many cases, difficult to handle with classical passive methods. The reasons lie mainly in the physical and financial limitations of the construction. In modern architecture, facades serve as the outer skin of a building and so have to fulfil the demand of static strength. However, if facades are planned in a suitable way, they can act as a barrier for incident sound fields (for example by the use of active noise control).

The investigation of the possibilities for a reduction of structure borne sound using active techniques is the object of a research project initiated by the German Ministry of Education and Research. One of the central questions so far addressed by the project is the investigation and the experimental detection of the lower natural frequencies and eigenmodes on a reference facade composed of several frame elements. The mode shapes were then compared with the results of numerical FEM calculation. The next step is to find an actuator design for generating anti-vibrations. After that, suitable positions for the actuators and an appropriate control system must be determined. At the conference, the results of the first year of research will be presented. This will include a report on the experiment conducted at the facade test facility and the calculations to determine the natural frequencies and the mode shapes of the reference facade.

Normann, I.

• Oktavambiguität als Konkurrenz zwischen Tonhöhe und Klangfarbe [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  I. Normann, H. Purwins and K. Obermayer
[A]

Pitch experiments are carried out to reveal the interdependence of octave uncertainty, spectral characteristics of timbre, and intransitivity of relative pitch. This work is related to Shepard's paper ''Circularity in Judgments of Relative Pitch'' [1]. It discusses as well intransitivity of relative pitch but goes beyond as we focus the influence of timbre. Our computer-generated tones are overtone series with special amplitude relations between even and odd partials. Thereby octave uncertainty is induced: Perceived octave position of a complex tone in a two tone pitch comparison depends heavily on the discrepancy of their spectral shape. The resulting perception of octave uncertainty is demonstrated in a pitch-adjustment experiment: The subject has to adjust a complex testtone with variable frequency to another static complex tone until pitch equality is perceived. These adjusted test tones of different spectral shapes can be connected to a sequence such that all adjacent tones seem to be equal in pitch whereas the first and the last test tones are pure tones with one octave distance. So ''intransitivity of pitch equality'' is shown for an appropriate sequence of complex tones with different spectral shapes. A similiar sequence of complex tones, but with ascending fundamental frequencies (two halftones per step) is used to demonstrate ''intransitivity of pitch inequality'' in an experiment of judgment of relative pitch. This sequence always seems to ascend in pitch although the first and the last tone is identical. We hope that our experiment may help calrifying the interplay of different cues in pitch perception, and may aid automated pitch analysis. One practical reference of this work might be an explanation of the occurance of octave missmatch when a male and a female singer try to sing with the same pitch. [1] R. Shepard, 1964. ''Circularity in Judgments of Relative Pitch'' Journal of the Acoustical Society of America, 36:2346-2353

Norris, D.

• Searching for phonological processing in the human brain using functional MR imaging [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Uppenkamp, R.D. Patterson, I. Johnsrude and D. Norris
[A]

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) allows the visualization of neuronal processes in the brain with a spatial resolution of several millimetres and a temporal resolution of a few seconds. The combination of anatomical and functional images from the same listeners is a unique tool to directly relate physiological processes to anatomical structures in the brain regions of interest. The main problem with fMRI in the auditory modality is the distinction between controlled acoustical stimuli and unwanted noise, that is produced by the MRI scanner during data acquisition. One way to solve this problem is ''sparse temporal sampling'', that is, acoustical stimuli and scanner noise are separated in time, as suggested by Hall et al. (Human Brain Mapping, vol. 7, pp. 213-223, 1999). During this study, functional MRI in a sparse imaging paradigm was used to search for phonological processing in the human brain. Using a set of synthetic English vowels and a set of spectrally matched contrast stimuli that sound nothing like speech (Uppenkamp et al., DAGA 2001, pp. 106-107), we identified a region in the auditory system, where speech sounds are first distinguished from nonlinguistic sounds. When contrasted with silence, all of the sound conditions show remarkably similar activation patterns, centred around Heschl's gyrus bilaterally, with the most prominent peak towards the lateral end of HG. The first processing stage that distinguished the speech sounds from the non-speech sounds was in the superior temporal sulcus (STS) lateral and inferior to auditory cortex.

Nosko, M.

• A study of influences of the in situ surface impedance measurement technique [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Nosko, E. Tijs and H.-E. de Bree
[A]

The PU in situ surface impedance technique allows free field non destructive acoustic testing to be done on small samples without the need for an anechoic room or Kundt's tube. Thus, due to its ease, it can be expected that the number of people using this method outside the traditional laboratory settings will increase. This makes the robustness of both the calibration and the actual measurement for relatively untrained people in real life testing situations an issue.

In this paper the robustness of the method is tested in various realistic acoustic and climatological conditions. For the sake of comparison, a type of polyurethane foam is compared using the Kundt's tube and PU free field method, showing Kundt's tube values to differ from real values.

In a series of measurements it is shown why this deviation occurs and why the in situ surface impedance method performs well.

Nota, R.

• The Harmonoise Engineering model [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. van Leeuwen and R. Nota
[A]

Ein der wichtigste Produkten von das Harmonoise Projekt ist ein hervorsage womit sowohl eine Lärmkarte als auch Aktionsplannen hergestellt werden können. Lärmkarten und Aktionsplanen sind verpflichtet im Rahmen des Europaische Richtlinien, hinsichtlich Rahmungen und Kontrolle von der Umgebungslärm. Innerhalb der akustische Welt hat man in diesem Moment die Erfarung die man braucht mit verschiedenen Modellen welcher man prakitsch anwenden kann. Da ist ein ständige Diskussion zwisschen Benutzer und Entwickler von der Wissenschaftlichter Modellen und die Benutzer und Entwickler von engineering Modellen. Das Harmonoise Engineering Modell soll gebraucht werden in der Praxis. Dies bedeutet das es ûberall gebraucht werden kan, schnell rechnet und genau ist; Aspekte die meistens nicht uberein stimmen. Dieses letze Aspekt gibt diskussion was betrifft Eingabe von zum Beispiel Verkehrsdaten, aber auch besonderes die meteorologische Umstände.

Notbohm, G.

• Physiologische Reaktionen als Indikator der Geräuschqualität von Straßenverkehr [DAGA 2002 (Bochum)]
  G. Notbohm and S. Schwarze
[A]

Im Rahmen des EU-Forschungsprojektes SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise) wird u. a. nach Deskriptoren gesucht, mit denen sich die erlebte Geräuschqualität von typischen Verkehrsgeräuschen beschreiben und differenzieren lässt. In einem Laborexperiment mit 24 Versuchspersonen wurden dazu physiologische Reaktionen (periphere Durchblutung, Herzfrequenz, Hautleitfähigkeit, elektrische Muskelaktivität) und subjektive Bewertungen (Fragebögen) bei der Darbietung von acht verschiedenen Straßenverkehrsgeräuschen erfasst. Dabei handelte es sich um jeweils 4-minütige Aufnahmen von Pariser Stadtstraßen, die nach Kriterien wie Fahrzeugaufkommen pro Stunde, durchschnittlichem Fahrtempo, Kontinuität des Verkehrs und Art der Bebauung ausgesucht worden waren. Obwohl die Schallintensität aller Aufnahmen auf einen ähnlichen Leq von etwa 83 dB(A)) angeglichen wurde, zeigten sich im paarweisen Vergleich ähnlicher Verkehrssituationen (z. B. zwei Straßen mit gleicher Verkehrsdichte, aber unterschiedlicher Bebauung oder zwei Straßenkreuzungen mit Verkehrsampel vs. Kreisverkehr) deutliche Unterschiede in den physiologischen und subjektiven Reaktionen auf die Geräusche. Zwischen den physiologischen Messungen und erfragten Bewertungen ergaben sich insgesamt hohe Übereinstimmungen, so dass sich beide Messbereiche gegenseitig validieren und als geeignete Methoden erweisen, um auch differenzierte Aussagen zur erlebten Qualität von Verkehrsgeräuschen zu treffen. Demnach lassen sich einzelne Geräuschsituationen auf physiologischer Ebene durch bestimmte Reaktionsmuster und auf subjektiver Ebene z. B. durch Faktorenkonstellationen beschreiben. Inwieweit sich ein solches ''Geräuschprofil'' plausibel mit akustischen Deskriptoren verbinden lässt, ist noch zu untersuchen.

• Psychophysiologische Bewertung der Geräuschqualität von Kfz-Vorbeifahrtgeräuschen [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Notbohm, C. Gärtner and S. Schwarze
[A]

Das EU-Forschungsprojekt SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise) verfolgt das Ziel, Wege zur Optimierung der Geräuschqualität von Kfz-Außengeräuschen zu erproben. Ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung ist dabei die von Versuchspersonen erlebte Geräuschqualität. Neben Fragebögen zur Geräuschbeurteilung bieten sich auch physiologische Messungen von peripherer Durchblutung und Hautleitfähigkeit an, die sich in der Lärmwirkungsforschung bewährt haben. Für Straßenverkehrsgeräusche wurde diese Kombination subjektiver und physiologischer Maße bereits zur Bewertung der Geräuschqualität eingesetzt. Hier wird über ein Laborexperiment mit 24 Versuchspersonen berichtet, in dem mit dieser Methodik die Wirkung von Vorbeifahrtgeräuschen einzelner PKWs untersucht wurde. Es wurden 9 verschiedene Aufnahmen von jeweils 2 Min. Dauer und einem einheitlichen Leq von etwa 83 dB(A) dargeboten: 3 unterschiedliche Fahrzeugtypen (untere Mittelklasse, Dieselfahrzeug, Limousine) in je 3 unterschiedlichen Betriebszuständen: - Beschleunigung im 2. Gang auf 50 km/h Geschwindigkeit - Vorbeifahrt im 3. Gang mit konstant 70 km/h - Heranfahrt an den Messpunkt mit Bremsen, Leerlauf und Abfahrt mit Beschleunigung. Für jeden Betriebszustand wurden die Reaktionsmuster auf die 3 unterschiedlichen Fahrzeuge miteinander verglichen. Als wesentlichste Ergebnisse sind festzuhalten: - Trotz angeglichener Lautstärke zeigten sich in jedem Betriebszustand deutliche Unterschiede in den Reaktionen auf die drei Fahrzeuge. - Es ergab sich eine Interaktion zwischen Fahrzeugtyp und Betriebszustand: Kein Fahrzeug wurde in allen Betriebszuständen am positivsten oder negativsten bewertet. - Subjektive Beurteilung und physiologische Reaktionen stimmten meistens in den Tendenzen überein. Soweit abweichende Tendenzen auftraten, ist zu diskutieren, ob damit evtl. unterschiedliche Aspekte der Geräuschqualität erfasst wurden.

• Die Geräuschqualität von modifizierten Kfz-Vorbeifahrtgeräuschen im Urteil von Versuchspersonen [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Gärtner, G. Notbohm and S. Schwarze
[A]

Während der 3-jährigen Laufzeit des EU-Forschungsprojektes SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise) wurde unter anderem das Ziel verfolgt, die Geräuschqualität der Vorbeifahrtgeräusche verschiedener serienmäßiger PKWs zu verbessern. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse, die in Laborexperimenten zur subjektiven Beurteilung und zu physiologischen Reaktionen auf Vorbeifahrtgeräusche dieser Fahrzeuge gewonnen wurden, entwickelten die beteiligten Partner aus der Auto- und Zulieferindustrie modifizierte Einzelteile für Auspuffanlage, Kraftstoffzufuhr, Motordämmung und Bereifung. Anschließend wurden erneut Vorbeifahrtgeräusche der Fahrzeuge mit allen möglichen Kombinationen dieser technischen Modifikationen aufgenommen. Im Hinblick auf die Außenwirkung der Geräusche wird in einem neuen Laborexperiment untersucht, ob sich in den bereits früher eingesetzten Wirkungsvariablen - subjektive Geräuschbeurteilungen und physiologische Maße wie Fingerpulsamplitude, Herzfrequenz, Hautleitfähigkeit und elektrische Muskelaktivität - eine Auswirkung der Modifikationen auf die von Versuchspersonen erlebte Geräuschqualität nachweisen lässt. Für jedes der beiden modifizierten PKWs (Mittelklassefahrzeuge mit Benzin- bzw. Dieselmotor) werden dazu das ursprüngliche und das komplett modifizierte Vorbeifahrtgeräusch in verschiedenen Betriebszuständen wie Beschleunigung im 2. Gang auf 50 km/h, Vorbeifahrt im 3. Gang mit konstant 70 km/h oder Bremsen, Leerlauf und Abfahrt mit Beschleunigung verglichen. Bei der Auswertung der subjektiven und physiologischen Reaktionen ist zunächst von Interesse, ob naive Versuchspersonen solche technischen Veränderungen überhaupt deutlich wahrnehmen und in der angestrebten Richtung als ''Optimierung'' erleben. Des weiteren wird untersucht, ob sich aus den verschiedenen Variablen spezifische Reaktionsmuster für einzelne Geräusche ergeben, so dass weitere Aufschlüsse über relevante akustische Faktoren für die empfundene Qualität von Vorbeifahrtgeräuschen möglich werden.

• Einflussgrößen für die Bewertung der Geräuschqualität von Straßenverkehr im Laborexperiment [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Notbohm, D. Vjästfjäll, C. Gärtner and S. Schwarze
[A]

Im EU-Forschungsprojekt SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise) wird das Ziel verfolgt, das im industriellen Produktdesign bewährte Konzept ''Geräuschqualität'' auch auf Kfz-Außengeräusche und Straßenverkehrssituationen zu übertragen. Es stellt sich die Frage, welche Methoden zur Erfassung der Reaktionen in solch spezifischen akustischen Situationen (Soundscapes) geeignet sind. In einem Laborexperiment der Universität Düsseldorf (vgl. Notbohm & Schwarze, DAGA 2002) wurden Verkehrsgeräusche von Großstadtstraßen paarweise miteinander verglichen, indem physiologische Reaktionen (Fingerpulsamplitude, Hautleitfähigkeit) während 4-minütiger Exposition und subjektive Beurteilungen per Fragebögen erfasst wurden. Obwohl die Schallpegel aller Geräusche auf ca. Leq = 83 dB(A) angeglichen wurden, ließen sich deutliche Unterschiede in der Stärke der physiologischen und subjektiven Reaktionen auf die einzelnen Geräusche feststellen. Dieselben Geräuschsituationen wurden von einem Projektpartner (Chalmers Universität Göteburg) mit dem Originalschallpegel in Laborexperimenten eingesetzt, in denen die Geräuschqualität mit gleichem Fragebogeninstrumentarium erfragt wurde. Für einige Geräuschpaare ergaben sich ähnliche Reaktionstendenzen wie im Düsseldorfer Experiment, für ein Geräuschpaar jedoch genau entgegengesetzte Ergebnisse. Die gängigen akustischen Parameter geben keine plausible Erklärung für diese Befundlage. Deshalb wurde mit der schwedischen Stichprobe ein weiteres Experiment angesetzt, in dem diese Straßenverkehrsgeräusche ebenfalls bei einem angeglichenen Leq von ca. 83 dB(A) beurteilt werden. Nach Abschluss der Auswertungen sind Schlussfolgerungen zu einer Reihe offener Fragen möglich, z. B.: - Führt die Veränderung des Schallpegels in spezifischen akustischen Situationen zu einer Umkehrung der Bewertung zweier Geräusche? - Erweisen sich die verwendeten Methoden zur Erfassung der erlebten Geräuschqualität in unterschiedlichen experimentellen Settings als reliabel? - Lassen sich kulturelle (bzw. sprachliche) Unterschiede in der Bewertung der Geräuschqualität derselben Verkehrssituationen feststellen?

• Perception of Sound Quality of City Streets: Comparison of German and Swedish Subjects [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Notbohm, C. Gärtner, D. Vjästfäll and S. Schwarze
[A]

The SVEN project (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise) funded by the EC aimed at describing the sound quality of vehicle exterior noise. In three laboratory experiments in Germany and Sweden, factors influencing the subjects' responses to traffic noise were studied. The same set of sound recordings from city streets in Paris was used for assessing the subjective evaluations of the subjects. The sounds were presented pair-wise with the sounds of a pair resembling each other except one specific feature such as type of building or traffic control. The 3 experiments were different with regard to cultural background (Swedish vs. German samples), but also in the variation of the sound pressure level of the stimuli. One tool for the assessment of the subjective evaluation of the sounds was an adjective list consisting of 27 items which had been developed as a questionnaire suited generally to assess the perception of soundscapes. The data of the 3 samples were analyzed by Principal Component Analysis (PCA) separately and also as a joint data pool of 106 subjects. With minor differences, the PCAs show that 4 factors are most important in the evaluation of urban traffic situations which can be understood as ''annoyance and danger'', ''time variation'', ''impact of non-traffic or single sounds'', and ''spatiality''. Index variables were created by averaging over all items belonging to a factor. The means for each component show interesting differences between the 3 samples in the the perception of the traffic noises which ask for interpretation.

• The Importance of Sound Pressure Level in the Assessment of Sound Quality [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Gärtner, G. Notbohm and S. Schwarze
[A]

The joint research project SVEN (Sound quality of Vehicle Exterior Noise) funded by the European Union aims at investigating the possibilities of applying the methodological approach of assessing and optimising sound quality to vehicle exterior noise. In this context a laboratory experiment was carried out in which subjects were exposed to vehicle pass-by noises of two different middle-class cars (petrol or diesel engine) under the driving conditions 70 km/h, 3rd gear, constant speed. Different sound pressure levels were applied: Subjects listened to sounds with the original sound level of about 73 dBA and to the same sounds adjusted to a Leq of 83 dBA. In order to assess the individual's psycho-physiological reaction to the different pass-by noises, physiological measurements were taken continuously during noise exposure. Additionally subjects had to evaluate the sounds subjectively by means of questionnaires. Results indicate that under both sound pressure levels the sound of the car with the petrol engine was evaluated more positively than the diesel car. With regard to sound level, both cars were judged more favourably when presented in the original sound level than compared to the higher adjusted one. For both cars, physiological reactions proved to be much stronger with the adjusted than with the original sound level. However, there was a clear stronger reaction to the sound of the diesel car in both cases. Thus, the validity of the measures used is reinforced, but a sufficiently high sound pressure level is necessary to elicit meaningful differences in physiological responses.

• 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.

• Ein Fragebogen zum Erleben der akustischen Umwelt [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Notbohm
[A]

Lärmempfindlichkeit wird als wichtiger Moderator von Lärmwirkungen angesehen und entsprechend per Fragebogen erfasst. In der Soundscape-Forschung werden Lärmereignisse aber als Ausschnitte aus der gesamten akustischen Umwelt mit ihren komplexen psychischen, sozialen und ökologischen Bezügen verstanden. Damit stellt sich die Frage, ob nicht auch die individuelle Disposition zu bestimmten Reaktionen auf akustische Ereignisse differenzierter zu betrachten ist.

Zur Überprüfung dieser Hypothese wurde unter testheoretischen Gesichtspunkten eine Itemliste entwickelt und an einer Stichprobe von insgesamt 1.126 Personen überprüft. In der faktorenanalytischen Auswertung wurden vier Faktoren ermittelt, die sich wie folgt charakterisieren lassen: 'kritische Einstellung zu (Umwelt-)Lärm', 'Aktivierung durch Musik', 'Lärmempfindlichkeit und Gestörtheit durch Lärm', 'Wertschätzung von Ruhe und natürlichen Lauten'.

Aus den individuellen Ausprägungen dieser Skalen ließen sich clusteranalytisch neun verschiedene Cluster gewinnen, die sich durch bestimmte Konstellationen dieser Faktoren als Typen akustischen Erlebens charakterisieren lassen, z. B. als 'emotional lärmgestört', 'musikbesessen' oder 'desinteressiert an der akustischen Umwelt'.

Die Faktoren wie auch die Cluster zeigen inhaltlich plausible Zusammenhänge mit den Angaben zu Verhaltensweisen und Empfindungen der Personen in ihrem akustischen Alltag. Eine weitere Validierung der Itemliste in zukünftigen Untersuchungen ist wünschenswert. Konzeptionell interessant ist auf jeden Fall die in den Faktoren angesprochene Multidimensionalität des Erlebens der akustischen Umwelt.

• Hörertypen - individuelle Unterschiede im Erleben der akustischen Umwelt [DAGA 2008 (Dresden)]
  G. Notbohm
[A]

Die subjektive Lärmempfindlichkeit hat sich in zahlreichen Untersuchungen als wichtiger Moderator von Lärmwirkungen erwiesen. Vom Standpunkt einer akustischen Ökologie erscheint es aber sinnvoll, die individuelle Wahrnehmung und Verarbeitung von akustischen Ereignissen in einem weiter gefassten Rahmen zu untersuchen. Hierzu eignet sich der ''Fragebogen zum Erleben der akustischen Umwelt''. Dieser erfasst vier Faktoren, die statistisch unabhängige Aspekte der persönlichen akustischen Wahrnehmung darstellen: ''kritische Einstellung zu (Umwelt)-Lärm'', ''Aktivierung durch Musik'', ''Lärmempfindlichkeit und Gestörtheit durch Lärm'' sowie ''Wertschätzung von Ruhe und natürlichen Lauten''. Anhand der individuellen Ausprägungen dieser Skalen ließen sich clusteranalytisch in einer überwiegend studentischen Stichprobe von 904 Personen neun verschiedene Typen akustischen Erlebens charakterisieren. Diese zeigen sehr unterschiedliche Akzentuierungen der vier Faktoren und lassen sich z. B. als ''lärmbewusst'', ''musikbesessen'' oder ''desinteressiert an der akustischen Umwelt'' klassifizieren. In zusätzlichen deskriptiven Fragen zeigen diese Hörertypen statistisch signifikante Unterschiede in ihren Musikhörgewohnheiten und in ihren Angaben zu erlebter Belästigung durch Geräuschquellen der Umwelt, selbst verursachter Lärmstörung der Nachbarn und dem Bedürfnis nach Stille. Die inhaltliche Übereinstimmung zwischen den Clusterprofilen und den Antworttendenzen in den deskriptiven Fragen verleiht diesen Hörertypen inhaltliche Plausibilität. In Labor- oder Feldstudien wäre nun zu untersuchen, ob diese Typologie zur Aufklärung der interindividuellen Varianz bei Lärmwirkungen beitragen kann.

Novo, P.

• Auditory virtual environments [DAGA 2002 (Bochum)]
  P. Novo
[A]

The increase of computational power of modern workstations has made possible the use of virtual environments to an ever-increasing range of applications. One of the focuses of interest has been the authentic reproduction of reality in a virtual environment. A typical application has been in the area of architectural acoustics design. In these applications the goal is to reproduce in the virtual environment what would happen in a real world situation. These reproductions are based on the detailed knowledge of the geometry of the environment, properties of all the surfaces in the environment and the positions and directivities of the sources and receivers. If the virtual environment is to be used for man machine interaction or entertainment then authenticity is not the central issue. Instead a plausible rather than an authentic virtual environment is required. By plausible it is meant that the user perceives the auditory events as having occurred in a real environment although no details of this environment are specified to him. In fact, it is possible to generate sounds that are perceived as having occurred in a real environment although having been generated by manipulating perceptually relevant parameters. The system characteristics as well as examples of applications for these two different classes of auditory virtual environments will be addressed.

• Simulation of Extended Sound Sources in Virtual Auditory Environments [DAGA 2003 (Aachen)]
  P. Novo and N. Korany
[A]

In auditiven virtuellen Umgebungen ist es möglich einige Dutzend Schallquellen in Echtzeit zu simulieren (auf einem Standard-PC). Für eine größere Anzahl von verteilten Schallquellen (Menschenmengen, Straßenverkehr, o.ä.) ist es notwendig, eine Optimierung zur Reduzierung der Rechenleistung vorzunehmen. Der hier entwickelte Algorithmus basiert auf der Gruppierung von Schallquellen. Der Einfluss verschiedener Außenohrübertragungsfunktionen (HRTF) für die binaurale Simulation wurde untersucht. Es wird gezeigt, dass das Modell eine deutliche Reduzierung der zu rechnenden Schallquellen erlaubt, ohne dass diese Reduzierung wahrgenommen wird.

• Experiments with Spatially Distributed Sound Sources in Real and Virtual Environments [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Novo
[A]

Strictly speaking every sound source has a finite dimension which may be approximated as a point source in circumstances where the source-listener distance or the actual dimensions of the sound source allow. Point sources constitute an useful abstraction which is commonly employed in, for example, Auditory Virtual Environments. However, in circumstances where a point source approximation is not valid various point sound sources may be employed.

Yet, a set of sound sources, do not necessarily evoke a continuous auditory event as was observed for crowd sounds simulated in a virtual environment and in the reproduction of binaural recordings of applause. In fact the auditory events were located predominantly to the right and to the left although the sound sources surrounded the listener.

These findings have prompted further experiments, this time in real environments, in order to investigate if the observed phenomena were due to the non-individual HRFTs employed in the dummy head and the virtual environment cases. These experiments were performed in a reverberant and in an anechoic chamber employing impulsive tests signals. The results obtained confirmed the previous findings but only for signals within a particular range of temporal density of impulses. These results as well as possible explanations will be presented and discussed.

Nowak, S.

• Exploring music collections through automatic similarity visualization [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Nowak, C. Bastuck and C. Dittmar
[A]

Digital music collections are normally organized in folders, sorted corresponding to artists or genres, forcing the user to navigate through the folder hierarchy to find songs. A completely different paradigm for exploring music collections is the comprehensive search for similar music. Automatic methods from information retrieval as well as similarity ratings from experts exist. Regardless, the user still gets similar songs to one query listed and has to restart the query to find another style of songs. To allow for a comprehensive overview of the users music collection, we propose a fast and scalable visualization using the metaphor of a universe. Every song is presented as a star and the closeness of one star to another denotes their similarity. For an intuitive handling, the universe is composed of two dimensions and a zooming function to browse into closely located star constellations. The focus lies on the quick visualization of the whole collection in one scenario. This requirement forbids utilizing common used methods for similarity visualization like multidimensional scaling or self-organizing maps. We present two methods; one completely based on low-level features, the second one incorporating semantics by spanning the dimensions of the universe in terms of rhythm and instrument density.

Nowak, T.

• Imaging of the Influence of Surfactants on Bubble Structures [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Mettin, T. Nowak, M. Ashokkumar, G. Price, D. King, W. Lauterborn and F. Grieser
[A]

The influence of surfactants on ultrasonic cavitation effects has recently been investigated in greater detail. Among others, variations in sonoluminescence and acoustic spectra have been attributed to inhibition of bubble clustering. While the theoretical reasoning is well in accordance to experiments, a direct confirmation of bubble structure change has not been given yet. We report on high-speed imaging experiments with the aim of direct observation of bubbles in different surfactant solutions and at different acoustic frequencies.

• Untersuchung von Kavitation an sehr kleinen Ultraschallwandlern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Nowak, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Ein fundamentales Problem in der Beschreibung sowie der Anwendung von Kavitation ist ihre Skalierung bzw. in vielen Fällen ihre 'Nicht-Skalierbarkeit'. Im Falle akustischer Kavitation bezieht sich das insbesondere auf die Schallfrequenz, deren Variation oft zu sogenannten 'Frequenzeffekten', also qualitativen Übergängen der sich einstellenden Phänomene führen kann. Beispiele bilden z.B. bestimmte chemische Reaktionen oder Emulsifikationen, die im unteren kHz-Bereich anders ablaufen als im unteren MHz-Bereich. Grundlage hierfür können nicht nur die bekannten Unterschiede in Bezug auf Kavitationskeimgrößen, Viskositätseffekte oder Volumeneindringtiefen des Ultraschalls bilden, sondern auch die konkrete Auslegung des Schallwandlers. Um diesen Einfluss besser zu verstehen wird hier das Kavitationsverhalten an relativ untypischen Wandlern untersucht, nämlich an sub-Millimeter-Emittern im unteren MHz-Bereich. Untersuchungsmethoden sind mikroskopische Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, akustische Emissionsmessungen und Lumineszenzmessungen.

• 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.

• Experimentelle Beobachtung der sprunghaften Blasenbewegung in Kavitationsfeldern [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Mettin and T. Nowak
[A]

Oszillierende Blasen, die in einem Schallfeld eine Translation ausführen, sollten eine unstete Bewegung zeigen: durch die Impulserhaltung der umströmenden Flüssigkeit wird die Blase in ihrer Kollapsphase beschleunigt und während des Aufschwingens abgebremst. Während der Effekt theoretisch wohlbekannt ist und auch an größeren Blasen in speziellen Aufbauten untersucht wurde, ist den Autoren keine direkte Beobachtung in kavitierenden Blasenfeldern bekannt. Wir zeigen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, in denen die sprunghafte Bewegung für einzelne Blasen sichtbar wird. Die gemessenen Blasengrößen und -geschwindigkeiten werden mit Modellen der Blasentranslation verglichen und insbesondere in Hinsicht auf Blasenstabilität untersucht.

Nowicka, E.

• Simulation of underground stations - a case study [DAGA 2008 (Dresden)]
  E. Nowicka and D. Schröder
[A]

Underground stations are usually of non-diffuse and non-Sabine nature, which implies that the simulation of sound propagation in such enclosures cannot be solved by simple equations. However, simulations based on deterministic image sources and stochastic ray - tracing is well suitable for modeling the room acoustical parameters in long enclosures. In this contribution the measurement results of a real underground station in Warsaw are compared to the room acoustical simulation results of a respective 3D-model. The sound field in the underground station is calculated by using two different applications, ODEON and RAVEN, where the problem of material data and particularly the stairs' sound scattering is discussed.

Nowicki, A.

• Bones characterization with ultrasound [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Litniewski, A. Nowicki and A. Sawicki
[A]

Macroscopic, X-ray methods for bone quality assessment are mainly based on porous bone density measurements. In recent years, several new ultrasonic diagnostic methods have been developed to examine bones in vivo. These methods are based on measurements speed of sound (SOS) and broadband ultrasonic attenuation (BUA) of waves penetrating porous bone. The principal element which determines the bone strength is the trabecular structure of a porous bone. In our project we measure acoustic properties of a single trabecula using a scanning acoustic microscope and we introduce the system for '' in vivo'' measurement of an overall properties of a calcanus bone. In our approach we operate in the backscattered mode rather than in transmission. First, it enables to overcome the problems of a signal distortion by tissue and bone interfaces characteristic for BUA transmission measurements. Secondly, the magnitude of backscattered waves depends on scattering crossection of a trabecular structure that to some extend describes the micro architecture of a calcaneus. A set of data representing signals transmitted through the heel and reflected inside a calcaneus for osteoporotic patients was recorded and next trabecular structure crossection (TSC) function was calculated. These results along with a spectral shift method and a standard BUA measurements will be presented and compared to X-ray bone mineral density determination results.

• Non-invasive estimation of hematocrit by means of Power Doppler attenuation measurements [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Secomski, A. Nowicki and P. Tortoli
[A]

The goal of this work was to develop a clinically applicable method for non-invasive acoustic determination of hematocrit in vivo. Laboratory setup records echoes scattered on blood cells, being measured simultaneously at different depths across the vessel diameter. After the echoes from two sample volumes positioned symmetrically to the center of the vessel were acquired, their quotient - proportional to the attenuation of ultrasound in blood was calculated. The first part of this work was in vitro estimation of attenuation of ultrasound in blood. The experiments were done in 168 blood samples with hematocrit varying from 23.9 to 51.6 %. The measurements were done at 20 MHz. The measured attenuation coefficient increased linearly with hematocrit (HCT). The least squares regression function was equal to ? = 3.61 + 0.087 HCT (dB/cm). In the second part of work, the ultrasonic attenuation in blood was measured in vivo. The Doppler signal was recorded in the common carotid, brachial and radial arteries using multigate pulse Doppler flowmeter. Doppler backscattered power profile across the artery was computed and next the same algorithm as for two gate system was applied enabling calculation of the hematocrit.

Nsabimana, F.X.

• Analysis/Synthesis of transients in audio signals [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  F.X. Nsabimana and U. Zölzer
[A]

Sinusoidal modeling (SM) is a technique, which represents an audio signal as a sum of sinusoids with time varying frequency, amplitude and phase. An extension of this spectral modeling takes into account that the signal is composed by a deterministic (the sinusoidal part of the signal) and a stochastic part. In this model the non-periodic components (stochastic part) will be obtained by filtering white noise with the spectral envelope of a residual signal (error signal). The Sinusoids + Transients + Noise model (STN) to be presented in this paper splits the stochastic part of the signal into noise and transients. This model proposed by T.Verma and T.H.Y.Meng uses the duality between time and frequency domain to track transients. Since transients are impulsive signals in the time domain, they will be mapped to sinusoidal signals in the frequency domain. Such a mapping will be provided by a discrete cosine transform (DCT). Although this model tracks most transients in the residual signal, it fails at tracking transients which occur near to the end of a DCT block. We improve the model by increasing the frequency resolution of the DCT domain signal and are thus able to detect and model transients in audio signals.

• Transients detection and modelling in audio signals [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  F.X. Nsabimana and U. Zölzer
[A]

In this paper, we present a time domain frame based approach for transient detection and modelling of audio signals. Most audio signals are mainly composed of two parts: a deterministic and a stochastic part. The deterministic part of an audio signal consists of sinusoids, while noise and transients represent the stochastic part. Although, the Spectral Modelling Synthesis approach proposed by Smith and Serra improves the originally Sinusoidal Modelling proposed by McAulay and Quatieri by taking into account the stochastic part, it does not make any differentiation between noise and transients. Since transients do not fit well into that noise model, they therefore need their own model. Our time domain frame based approach is using linear prediction to calculate the prediction error of an audio signal. Since sudden changes in audio signals, like transients, remain unpredictable, the prediction error will show transients more accentuated in transient parts of the audio signal. Based on that assumption, we build an adaptive threshold based on envelope detection of the obtained prediction error. The threshold function is kept constant in transient's areas and follows the signal elsewhere. It somehow works with the concept of a voice activity detector. If a complete transient or a beginning of transients is detected in one frame, it will automatically be separated. A three components model is built and transients are thus left to their own model. With that technique we succeed in detecting and separating several transients in different types of audio signals.

• A transients / sinusoids / residual approach for audio signal decomposition [DAGA 2008 (Dresden)]
  F.X. Nsabimana and U. Zölzer
[A]

In this paper, we propose an algorithm which splits an audio signal into transients, sinusoids and residual components. Our algorithm tracks first the transient components in each signal frame and leaves a first residual only composed of sinusoidal and residual components. To achieve this, a transient detection is performed based on the prediction error, its smoothed estimated Hilbert envelope and the first order statistical moments of the latter. Sinusoids detection is then started on the first residual signal using partial tracking taking advantage of psychoacoustics. In the second residual, obtained after subtracting the psychoacoustic relevant sinusoidal components from the first residual, a second partial tracking is started to remove the undesirable sinusoidal components. This ensures a final residual signal free of transients and sinusoidal components. This third residual signal is finally modelled with filtered white noise. Transients are represented with transform coding techniques, while sinusoidal components are modelled as sum of sinusoids with slowly vary amplitude and phase. The synthesized output signal is then obtained by summing transients, sinusoidal and residual components up. This approach has been successful tested with various audio signals. Objective and subjective listening tests of the application to different audio signals are also presented.

Nürnberger, A.

• AUCOMA - Adaptive Nutzerzentrierte Organisation von Musikarchiven [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Stober and A. Nürnberger
[A]

Klassische Gesangsausbildung ist ein komplexer Unterricht, der sich zum einen mit den physischen Gegebenheiten eines Stimmapparates, mit dessen Verwendung und Training beschäftigt, zum anderen aber auch mit musikalischen Aspekten. Computer beurteilen zu lassen, ob eine gesungene Phrase musikalisch gelungen ist oder bestimmte dynamische Verläufe dem Stück angemessen sind, wäre vielleicht etwas zu vermessen. Hier gibt es einfach so viele unterschiedliche Auffassungen, die in bestimmten Kontexten sicher ihre Berechtigung haben, aber kein allgemein gültiges Urteil zulassen. Hinsichtlich der technischen Seite der Stimmentwicklung gibt es allerdings einige Parameter, die sich durchaus objektiv bewerten lassen. Der Klang einer Stimme wird durch die Zusammensetzung verschiedener Frequenzanteile hervorgerufen. Dieses Frequenzspektrum lässt sich sehr gut mit dem Computer untersuchen und maschinell auswerten. Anhand des Obertonreichtums lässt sich hier z.B. die Klangfarbe sehr gut ablesen. Solch eine Analyse ersetzt natürlich keinen Gesangslehrer, gibt diesem aber ein Mittel zur Hand, das es ihm erlaubt, Hilfestellung und Erklärung geben zu können, beispielsweise in Form einer visuellen Darstellung die mehr vermitteln kann als Sprache und mit Hilfe von Sprache kommunizierte Bilder. Im Rahmen des Vortrags sollen Verschiedene Ansatzmöglichkeiten vorgestellt und erste Ergebnisse kritisch diskutiert werden.

Nuernberger, D.

• Aktive Beeinflussung des Drehklanges von Axialventilatoren mittels störkörperinduzierten Sekundärschallquellen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Steger, G. Ashcroft, D. Nuernberger and F. Thiele
[A]

Das Gebläsegeräusch wird durch verschiedene strömungsakustische Mechanismen erzeugt und besteht im Klangbild sowohl aus tonalen als auch aus breitbandigen Komponenten. Befindet sich die Blattspitzenge- schwindigkeit des Gebläsefans im Unterschallbereich, wird das abgestrahlte Schallfeld von diskreten Tönen bei der Blattfolgefrequenz (BPF) und ihren höheren Harmonischen dominiert. In diesen Fällen sind die entscheidenden Geräuschentstehungsmechanismen die Interaktion der Rotornachläufe mit den stromab befindlichen Statorschaufeln und die Wechselwirkung der Rotorschaufeln mit einer gestörten Zuströmung.


Im Rahmen der von der DFG an der Technischen Universität Berlin geförderten Forschungsvorhaben, werden Möglichkeiten zur aktiven Minderung des Drehklanges eines Axialventilators untersucht. Ziel des Projektes ist die aktive Beeinflussung der tonalen Geräuschentwicklung hervorgerufen durch Rotor/Stator-Wechselwirkun- gen. Hierbei wird die gezielte Überlagerung des Primärschallfeldes der Gebläsestufe mit einem durch strö- mungsinduzierte sekundäre Schallquellen erzeugtem Gegenschallfeld betrachtet. Im Gegensatz zu konventionellen Techniken, in denen Lautsprecher für die Generierung des Gegenschallfeldes zur Anwendung kommen, erfolgt hier die Erzeugung des Gegenschallfeldes durch Störungen der Blattspitzenströmung mittels Störzylinder.


Numerische Untersuchungen haben gezeigt, dass die Entstehung des sekundären Schallfeldes eng mit den durch die Störzylinder hervorgerufenen Strömungsinhomogenitäten im Blattspitzenbereich verbunden ist. Bei ausreichend großem Axialabstand zwischen Rotor und Störkörper können Potentialfeldwechselwirkungen vernachlässigt werden. In dieser Konfiguration ist das sekundäre Schallfeld im Wesentlichen durch die perio- dischen Wechselwirkungen der Rotornachläufe mit den Störkörpern verbunden. Darauf aufbauend wird ein zweidimensionales analytisches Modell zur Beschreibung der optimalen Zylinderposition für die gezielte Be- einflussung der sich stromauf/stromab ausbreitenden akustischen Moden mit bestimmter azimutaler Moden- ordnung erarbeitet.

Nurzynski, J.

• Massive external walls of different structure. The assessment of sound insulation with respect to the traffic noise [DAGA 2002 (Bochum)]
  B. Szudrowicz and J. Nurzynski
[A]

In accordance with ISO EN 717-1 standard, the sound insulation of the external partition in relation to noise from road traffic is estimated on the basis of the value of the new sound reduction index RA2, which is the sum of the hitherto weighted sound reduction index RW and the introduced new spectrum adaptation term Ctr. It is assumed that the average value of the adaptation term Ctr = -5 dB. The new acoustic requirements in relation to external walls in residential and public utilities buildings in Poland were determined on this assumption and introduced in the new standard PN-B-02151-3:1999. The sound insulation of a specific solution of an external wall must be evaluated on the basis of the actual value of the RA2 index. For this purpose analyses were conducted of intervals in which the values of Ctr change for different material and structural solutions of walls characterised by very differentiated courses of sound insulation curves in the frequency function. The paper presents the results of these analyses encompassing sound insulation of massive external walls of varied structures, including walls with additional thermal insulation. In all of the cases where the value of the index Ctr is different from (-5 dB), a change takes place in the evaluation of the acoustic properties of the partition in relation to the standard requirements taking into consideration the presence of road traffic noise in the building's surroundings.

• Different aspects of the effect of sealing on the acoustic performance of windows [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Nurzynski
[A]

Various factors influence the sound insulation of windows and it is not only a question of the glazing structure and components. The analysis of collected results of acoustic tests has shown the considerable difference in the sound reduction index values obtained for windows with the same glazing. In the case of windows made of PVC sections with standard units 4/16/4 the values of Rw index were in the range (32 - 39) dB. To find the reason for such a spread different technical factors were analyzed, among others the sealing. Two main aspects were considered; the sealing as the direct path of sound transmission and perimeter seals as the support element of window sash. In the first case the windows with full and reduced air tightness were investigated separately (in accordance with Polish regulations in the case of buildings with natural ventilation the value of air permeability coefficient should be within the range of 0.5 - 1 m3/mhdaPa2/3). The method of air tightness reduction is of great importance while it is considered as the reason for the drop in sound insulation. The analysis of existing data as well as the results of additional experiments indicate that the seals acting as a support of window sash also influence their acoustic performances. Sound insulation measurements carried out for samples of PVC windows and then for sashes taken from these windows assembled rigidly in the test opening support such a hypothesis.

Nusser, B.

• Bauakustische Eigenschaften von Bauteilen aus Leichtbauwerkstoffen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Meistring, B. Nusser and U. Schanda
[A]

In einem Forschungsprojekt an der Fachhochschule Rosenheim werden Konstruktionsgrundlagen für die Anwendung von Leichtbauelementen im Innenausbau erarbeitet. Der Fokus wird auf die Anwendung von leichten Holzverbundwerkstoffen mit Rohdichten unter 500 kg/m als Beplankungsmaterial für nichttragende innere Trennwände gerichtet. Neben den werkstoffspezifischen Besonderheiten bei statischer Bemessung, Verbindungstechnik, Herstellung und Montage spielt die bauakustische Auslegung der Trennwände eine zentrale Rolle. Es gilt - trotz des geringen Gewichts der Bauteile - eine ausreichende, mit gängigen Konstruktionen des Innenausbaus vergleichbare Schalldämmung zu erzielen. Als Voraussetzung dafür werden neben der Ermittlung grundlegender mechanischer und schalltechnischer Kenngrößen (Steifigkeit, Verlustfaktor, ua.) umfangreiche orientierende Luftschallmessungen an Leichtbauwerkstoffen im Türenprüfstand in ein- und zweischaliger Anordnung durchgeführt. Die gewonnenen Ergebnisse im Vergleich mit Daten ausbautypischer Referenzwerkstoffe stellen die Grundlage für die Zusammenstellung sinnvoller Wandprototypen dar. Diese werden in Bauteilgröße auf ihre schalldämmenden Eigenschaften hin untersucht. Im Vortrag werden die Ergebnisse der Material- und Bauteilprüfungen zusammengefasst und die daraus zu ziehenden Rückschlüsse für die bauakustische Auslegung von Bauteilen aus Leichtbauwerkstoffen aufgezeigt.

• Innere Verlustfaktoren ausgewählter Leichtbauwerkstoffe und ihre Ermittlung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Nusser, P. Meistring and U. Schanda
[A]

Bei der Berechnung des Luftschalldämm-Maßes von Bauteilen nach der derzeit gültigen EN 12354-1:2000 geht der Verlustfaktor des jeweiligen Baustoffes mit ein. Für die für den Bausektor neuen Leichtbauwerkstoffe wie z.B. Waben- und Wellstegplatten, PUR- und PS-Sandwichplatten oder Tischlerplatten mit 'Leichtholz''-Mittellage sind jedoch noch keine Literaturwerte vorhanden. An der Fachhochschule Rosenheim wurde im Zuge des Verbundforschungsprojekts ''Holzbau der Zukunft'' die Eignung dieser Baustoffe für sehr leichte, nichttragende, innere Trennwände untersucht. Hierzu wurden die inneren Verlustfaktoren von 20 verschiedenen Plattentypen mit unterschiedlichen Kern- und Deckschichtdicken gemessen. Systematische Untersuchungen bzgl. Anrege- und Messpositionen, Anzahl der Messpunkte, Befestigungsart der Beschleunigungsaufnehmer, etc. wurden durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sowie die inneren Verlustfaktoren der Leichtbauwerkstoffe werden vorgestellt.

Nzodoum Fotsing, J.

• Calibration of infrared signals by the photoacoustic effect [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Gibkes, J. Nzodoum Fotsing, K. Simon, B. Bein and J. Pelzl
[A]

The detection of infrared electromagnetic waves radiated from a heated body has become an important diagnostic tool in material science and in medical application. A problem commonly faced when using infrared cameras or simple infrared detectors for the determination of the sample temperature is concerned with the unknown infrared optical properties of the material under study. Application of conventional optical absorption of reflection spectroscopy mostly require destructive procedures and do not provide locally resolved information. In this contribution we demonstrate the high potential of the simultaneous measurement with photoacoustic effect and photothermal radiometry (PTR) for the non-destructive determination of the relevant optical parameters. Photoacoustic and PTR-measurements have been performed as a function of the modulation frequency at room temperature on fibre re-enforced materials and on standard samples for calibration. The results clearly reveal an optical transparency in the IR and visible region. The data provide values averaged for the wavelength region of the IR-detector. As the IR-camera is supplied with the same detectors the deduced calibration factors can be used for the IR-images obtained by the camera.