A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
Oberdanner, H.
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Persönlicher Gehörschutz für Musiker [DAGA 2002 (Bochum)]
H. Oberdanner, F. Reintges and K. Welzl-Müller
[A]
Der Beruf des Musikers erfordert einerseits eine hohe Qualität des Gehörs, es besteht aber andererseits durch die Berufsausübung auch das Risiko für die Ausbildung einer Hörschädigung. Wie in der Literatur beschrieben, können Maximalpegel größer als 110 dB(A) gemessen werden. Wegner et. al. fanden selbst bei Opernaufführungen äquivalente Dauerschallpegel von 83 bis 94 dB(A). Da technische Lärmminderungsmaßnahmen nur äußerst beschränkt durchzuführen sind, besteht als einzige Möglichkeit die Verwendung von persönlichem Gehörschutz. Dieser wird vielfach aufgrund der Frequenzabhängigkeit der Dämmung abgelehnt. Eine wesentliche Verbesserung der Akzeptanz ist durch die Anwendung des Elacin-Filters zu erzielen. Allerdings gibt es aufgrund des Okklusionseffektes auch dabei Probleme mit der Körperschallwahrnehmung. Dieser Effekt tritt vor allem bei Bläsern auf, eine Musikergruppe, bei der das Risiko für die Ausbildung einer chronischen Lärm-schwerhörigkeit aufgrund der hohen Schalldruckpegel besonders groß ist. Da durch den Okklusionseffekt die Kontrolle von Klangfarbe, Anstoß, Intonation usw. deutlich beeinträchtigt sind, schränkt die Anwendung von persönlichen Gehörschutz die Berufsausübung von Bläsern stark ein. Es wurde daher versucht, einen Gehörschutz zu entwickeln, der eine bessere Akzeptanz bei dieser Berufsgruppe erfüllt. Dabei wurde ein Kompromiß zwischen der Linearität der Dämmung und des Okklusionseffekts geschlossen.
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Einfluss des Otoplastikprofils auf den objektiven Okklusionseffekt [DAGA 2008 (Dresden)]
M. Blau, T. Sankowsky, H. Oberdanner and A. Stirnemann
[A]
Okklusion, d.h. die Gesamtheit der durch das Verschließen des Gehörgangs durch
eine Otoplastik verursachten (unangenehmen) Empfindungen, ist eine der häufigsten Beschwerden von Hörgeräteträgern.
Die akustische Komponente dieser Empfindungen geht mit einem
erhöhten Schalldruck im verschlossenen Gehörgang einher, dem objektiven
Okklusionseffekt.
Der Okklusionseffekt kann durch eine ausreichend große Belüftungsbohrung
unterdrückt werden.
Alternativ stellt sich die Frage, ob ein ähnlicher Effekt auch durch
eine besondere Formgebung der Otoplastik erzielt werden kann.
Diese Fragestellung wurde in einer Studie mit 10 normalhörenden Versuchspersonen
untersucht, bei der geschlossene und belüftete Otoplastiken mit
unterschiedlichem Oberflächenprofil hinsichtlich des gemessenen objektiven
Okklusionseffekts beurteilt wurden.
Sowohl bei geschlossenen als auch bei belüfteten Otoplastiken wurde der
objektive Okklusionseffekt im betrachteten Frequenzbereich (80Hz...560Hz)
signifikant durch das Oberflächenprofil der Otoplastik beeinflusst.
Otoplastiken mit einer inneren Abdichtung erzeugen im Mittel einen bis etwa
6dB geringeren Okklusionseffekt als Otoplastiken mit einer äußeren Abdichtung.
Konsistent mit dieser Beobachtung erzeugte die Otoplastik mit einer
inneren Abdichtung einen im Mittel um 1 bis 2 Skalenstufen geringeren
subjektiven Okklusionseffekt als die Otoplastik mit der äußeren Abdichtung.
Hinsichtlich des Tragekomforts wurden keine signifikanten Unterschiede
zwischen den Otoplastiken festgestellt.
Die Verwendung von Otoplastiken mit einer inneren Abdichtung könnte somit
kleinere Belüftungsbohrungen und damit eine bessere Feedback-Unterdrückung
ermöglichen.
Oberdörster, M.
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'Seid bitte leise!' - Akustisch-ergonomische Arbeitsbedingungen für effizienten Unterricht [DAGA 2005 (München)]
M. Oberdörster and G. Tiesler
[A]
Es werden erste Ergebnisse einer groß angelegten interdisziplinären Untersuchung über die 'Auswirkungen raumakustischer Arbeitsbedingungen auf Unterrichtsprozesse' vorgestellt. Das Geschehen im Klassenraum wird dabei unter einer streng arbeitswissenschaftlichen Vorgehensweise analysiert - die Schule als 'Arbeitsplatz' für Lehrer und Schüler begriffen. Durch das Projekt 'Lärm in Bildungsstätten' der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin stehen bereits zahlreiche Meßdaten über Schallpegel im Unterricht und Unterrichtsprotokolle - vor und nach akustischen Interventionsmaßnahmen - zur Verfügung (vgl. Beitrag 'Die Last mit dem Lärm' von Tiesler G.). Diese wurden ergänzt durch weitere Unterrichtsbeobachtungen und permanent erhobene physiologische Leistungsdaten (Herzfrequenz) der Lehrer. Insgesamt liegen komplette Datensätze aus über 570 Unterrichtsstunden vor.
Eine zeitabhängige Dynamisierung der einzelnen Parameter erlaubt erstmals eine Korrelation zwischen der raumakustischen Arbeitsbedingung und den resultierenden Folgen nicht nur auf individueller Ebene (Leistungsabfall, Ermüdung, Stress) sondern für den gesamten Unterrichtsprozess (Schallpegel, Redeanteile, Unterrichts- bzw. Sozialform, Schülerverhalten).
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Lärm ein Stressor? - Raumakustische Ergonomie der Schule [DAGA 2006 (Braunschweig)]
G. Tiesler and M. Oberdörster
[A]
Basierend auf den Analysen zu veränderten pädagogischen Arbeitsformen im Schulalltag (vgl. Oberdörster: Raumakustische Ergonomie) wird der Frage nachgegangen, welche Auswirkungen der im Schulunterricht entstehende ''Lärm'' als natürliches Arbeitsgeräusch auf die unterrichtenden Lehrerinnen und Lehrer hat. Darf hier generell von dem ''Lärm-Stress'' gesprochen werden oder ist dies mehr eine emotionale Reaktion auf die Art der Arbeitsaufgabe? Es wird der Einfluss raumakustischer Bedingungen auf die physiologisch messbare Beanspruchung der Lehrerinnen und Lehrer in Abhängigkeit vom Unterrichtsgeschehen, Arbeitsformen und Redeanteile, am Beispiel von Aufzeichnungen aus 175 Unterrichtsstunden dargestellt. Die Analyse der Daten ist bis zu einer zeitlichen Auflösung von 5 min für den Unterricht möglich. An einer Grundschule wird die unterschiedliche Situation in je vier Klassen mit einer Nachhallzeit 0,5 sec und vier Klassen mit 0,5 sec untersucht, in einer zweiten Grundschule die Veränderung durch Sanierung der Raumakustik von 0,8 sec auf unter 0,4 sec. Als Datensatz steht ein kontinuierlich aufgezeichneter Unterrichtsschallpegel LA,1sec, sowie Unterrichtsbeobachtung durch zwei Beobachterinnen im 1 sec Takt und die kontinuierlich registrierte Herzfrequenz der Lehrkraft zur Verfügung. Damit wird es erstmals möglich das Unterrichtsgeschehen und seine Wirkung auf die Lehrkraft quasi als Prozess zu betrachten.
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Raumakustische Ergonomie der Schule - eine Voraussetzung für 'modernen' Unterricht? [DAGA 2006 (Braunschweig)]
M. Oberdörster and G. Tiesler
[A]
Im Mittelpunkt der hier vorgestellten interdisziplinären Untersuchung zur ''akustischen Ergonomie der Schule'' steht weniger die physikalische Eigenschaft des Klassenraums an sich, sondern die Frage nach der unterrichtlichen Realität im Schulalltag. Am Beispiel von zwei Grundschulen mit unterschiedlichen pädagogischen Grundansätzen werden die aktuellen pädagogischen Trends in ihren konkreten daraus resultierenden Arbeitsformen und dem damit verbundenen Kommunikationsverhalten im Unterricht beleuchtet. Auf der Basis von 175 Unterrichtsstunden werden in einem ersten Schritt die Auswirkungen der verschiedenen Arbeitsformen (Frontalunterricht vs. differenzierter Unterricht) auf Grund- (LA95) und Arbeitsgeräuschpegel (LAeq) im Klassenraum analysiert. In einem zweiten Schritt wird untersucht, wie sich eine veränderte Raumakustik (Nachhallzeit und Sprachverständlichkeit) auf diese Pegel im Kontext der jeweiligen Arbeitsform auswirkt. Durch eine erweiterte Datensatzbeschreibung ist es methodisch dabei erstmals möglich, nicht nur Stundenmittelwerte auszuwerten, sondern direkt in Unterrichtsphasen, die von bestimmten pädagogischen Merkmalen dominiert werden, hineinzusehen. Die Ergebnisse liefern die Folie zur weitergehenden Frage (3. Schritt) nach Stress und Arbeitsbeanspruchung im Unterricht (vgl. Tiesler: Lärm ein Stressor?).
Oberfeld, D.
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Wahrnehmung von Akzentuierungen in Abfolgen kurzer und langer Intervalle bei physikalisch identischen Klängen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
D. Oberfeld
[A]
Akzentuierungen haben eine wichtige strukturierende Funktion in musikalischen
Rhythmen. Beispielsweise werden Beat bzw. Metrum häufig
an akzentuierten Elementen eines Rhythmus verankert (Parncutt
1994, Povel & Essens 1985).
Während der Zusammenhang zwischen der wahrgenommenen Akzentuierung
und den physikalischen Parametern eines bestimmten
Elements (Klangs) eines Rhythmus besonders im Fall des Parameters
,Lautstärke' recht eindeutig ist (eine höhere Lautstärke des Elements
begünstigt eine häufigere Akzentuierungswahrnehmung), ist es weniger
offensichtlich, ob und an welcher Position Akzentuierungswahrnehmungen
in Sequenzen physikalisch identischer Klänge zu erwarten
sind.
Der vorliegende Beitrag untersucht den Zusammenhang zwischen der
zeitlichen Struktur solcher Rhythmen und der subjektiven Akzentuierung.
Zunächst wird ein stochastisches Modell entwickelt, in dem drei
Ursachen für die Wahrnehmung von Akzentuierungen in den untersuchten
Sequenzen identifiziert werden. Die aus diesem Modell abgeleiteten
Hypothesen konnten in der vorgestellten Untersuchung bis
auf eine Ausnahme bestätigt werden.
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Intensity Discrimination and Loudness in Forward Masking: The Effect of Masker Level [DAGA 2003 (Aachen)]
D. Oberfeld
[A]
In zwei Experimenten wurden Intensitätsdiskrimination bzw. Intensitätswahrnehmung für Töne (1 kHz, 30 ms) unter Vorwärtsmaskierung untersucht. Standards niedriger (25 dB SPL), mittlerer (55 dB SPL) und hoher (85 dB SPL) Intensität wurden jeweils mit mehreren Maskenintensitäten kombiniert dargeboten. Die Maskenintensität variierte dabei in einem Bereich von 10 dB SPL bis 100 dB SPL. In Experiment 1 wurden Unterschiedsschwellen (jnd's) mittels des üblichen adaptiven Verfahrens (2I, 2AFC, Maske in beiden Beobachtungsintervallen) gemessen. In Experiment 2 passten dieselben Versuchspersonen die Lautstärke eines unmaskierten Vergleichstons an die Lautstärke des maskierten Standardtons an. Dabei kam ein adaptives Verfahren mit verschachteltem upper und lower track (Jesteadt, 1980) zur Anwendung. Die Stimulusparameter entsprachen Experiment 1. Für die unter nicht simultaner Maskierung beobachtete Erhöhung der jnd's bei mittleren Standardintensitäten (''midlevel-hump'') wurden verschiedene Erklärungen vorgeschlagen (z.B. ,rate recovery model' von Zeng et al.; ,referential encoding' Hypothese von Plack und Viemeister). Aufgrund der empirisch gezeigten Korrelation zwischen der in ähnlichen Settings beobachteten Veränderung der wahrgenommenen Intensität (loudness enhancement) und der jnd Erhöhung liegt eine Verknüpfung der für beide Phänomene relevanten Erklärungsansätze nahe. In bisherigen Studien, in denen für jede Versuchsperson sowohl jnd's als auch loudness matches erfasst wurden, war die Maskenintensität jedoch konstant. Deshalb stellen die in Experiment 1 und 2 erhobenen Daten eine wichtige Erweiterung der Datenbasis dar. Die einzelnen Modelle sagen teilweise unterschiedliche Effekte der Maskenintensität auf jnd's und loudness matches vorher. Einige Vorhersagen werden anhand der Daten diskutiert.
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Modeling Loudness Enhancement [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
D. Oberfeld
[A]
Oberfeld (2003) proposed that loudness matches to short tones in the presence of a forward masker can be understood by assuming that
1. listeners use a weighted average between masker and target loudness in producing the loudness match and that
2. the weight given to masker loudness depends on the perceptual similarity between masker and target.
Data from experiments varying masker-target level difference independently of target level supported this view. Loudness enhancement was a non-monotonic function of the level difference.
In this paper, a quantitative model based on the above assumptions presented.
In the first step, loudness representations for masker and target are computed according to Zwislocki's (1965) loudness function.
In the computation of the weighted average, masker loudness receives less weight if masker and target are perceptually different. Masker weight is maximum if masker level equals target level and all other stimulus parameters (e.g., duration) are identical for masker and target.
The model uses three free parameters only (maximum masker weight, a parameter representing the effect of masker-target level difference, and a bias parameter). It produced a reasonable fit to data from Zeng (1994) and Oberfeld (2003).
Despite its simple structure, the model can account for
a) the non-monotonic relation between loudness enhancement and masker-target level difference (the mid-difference hump)
b) the so-called midlevel hump (enhancement caused by an intense masker is greatest at intermediate target levels), and
c) the observation that for a given masker-target level difference loudness enhancement is less pronounced at low than at intermediate and high target levels.
Implications for intensity resolution are discussed.
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Zeitliche Gewichtung der Lautheit von graduell eingeblendetem Rauschen [DAGA 2005 (München)]
D. Oberfeld and T. Plank
[A]
Wenn Hörer die Lautheit eines längeren, im Pegel fluktuierenden Geräusches beurteilen, so gewichten sie Reizanfang und -ende stärker als den mittleren Bereich. Nur mit Trial-by-trial Feedback wird die theoretisch optimale Gleichgewichtung aller zeitlichen Segmente gefunden [Pedersen & Ellermeier, CFA/DAGA2004]. In einem 1IFC Paradigma wurde untersucht, wie die Pegelinformationen eines graduell eingeblendeten Schalls (Alltagsbeispiel: sich annäherndes Auto) verarbeitet werden. Der Stimulus war ein aus zehn 100-ms Segmenten bestehendes weißes Rauschen, das ein Fade-In enthielt. In der schnellen Fade-In Bedingung waren die Pegel der ersten drei Segmente 15, 10 und 5 dB niedriger als der Pegel der restlichen Segmente. In der langsamen Fade-In Bedingung stieg der Pegel über die ersten sechs Segmente in 2.5 dB Schritten. Der mittlere Schalldruckpegel betrug in beiden Bedingungen 55 dB SPL. Alle Segmente wurden in jedem Trial unabhängig voneinander mit einer zufälligen Pegelperturbation versehen. Beide Fade-Ins wurden zufällig verschachtelt präsentiert. Aus den binären Lautheitsurteilen (''laut'' oder ''leise'', 1000 Trials pro Bedingung, kein Feedback) wurde mittels einer korrelativen Methode geschätzt, wie stark die einzelnen Segmente zur Diskrimination beigetragen hatten. Die Gewichtung der ,eingeblendeten' Segmente war praktisch Null, während die ersten mit vollem Pegel dargebotenen Segmente hohe Gewichte erhielten. Es gab also einen ''verzögerten Primacyeffekt''. Zusätzlich wurden Intensitäts-JNDs für ein kontinuierliches (300 ms) und ein aus drei 100-ms Segmenten bestehendes Rauschen (Pegel des ersten und zweiten Segments 10 bzw. 5 dB unter Pegel des dritten Segments) gemessen. Entgegen des für einen idealen Beobachter zu erwartenden Ergebnisses war die Differenzschwelle für das ,eingeblendete' Rauschen höher als für das kontinuierliche Rauschen.
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Forward-Masked Intensity Discrimination: Evidence From One-Interval and Two-Interval Tasks [DAGA 2006 (Braunschweig)]
D. Oberfeld
[A]
Under non-simultaneous masking, the performance in an intensity discrimination task does not continually decline with increasing masker-standard level difference. The masker-induced elevation of the discrimination threshold is maximum if the level of the masker is about 30 dB higher than the level of the standard. At even larger masker-standard level differences, intensity resolution improves again (mid-difference hump; Oberfeld 2003, 2005). Forward-masked intensity discrimination has been studied exclusively in two-interval (2IFC) tasks. In the present study, intensity resolution under forward masking was for the first time measured in both two-interval and one-interval (absolute identification) tasks for the same listeners. In the 1I procedure, either the standard or the standard-plus-increment was presented in each trial. Listeners decided whether the ''soft'' or the ''loud'' tone had been presented. In the 2IFC task, the effects of the masker were compatible with previous results. In the 1I task, there was again evidence for a mid-difference hump; intensity resolution closely followed performance in the 2IFC task. It can be concluded that the non-monotonic relation between the masker-standard level difference and intensity resolution is independent of the experimental procedure. The effect of the masker on bias in the 1I task and implications for models of intensity processing will be discussed. The talk will be given in German.
Obermayer, K.
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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
Ochmann, M.
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Die Full-Field-Gleichungen: Eine stabile Variante der Quellsimulationstechnik zur Berechnung akustischer Abstrahl- und Streuprobleme [DAGA 2000 (Oldenburg)]
M. Ochmann
[A]
Die Quellsimulationstechnik oder verwandte Verfahren wie die Multipolmethode, die Ersatzquellenmethode oder die Nullfeldmethode etc. werden häufig zur Berechnung von Schallfeldern eingesetzt, die von komplexen Strukturen abgestrahlt oder gestreut werden. Diese Methoden können jedoch zu schlecht konditionierten und damit zu instabilen Gleichungssystemen führen. Die numerische Lösung solcher Gleichungssysteme erfordert erhöhte Vorsicht, da große Fehler auftreten können. Aus diesem Grund wurde eine neue, stabilere Variante der Quellsimulationstechnik - die Full-Field-Methode - entwickelt, indem die äußere anstelle der inneren Kirchhoffschen Integralgleichung zu Grunde gelegt wurde. Es wird gezeigt, daß man die Full-Field-Methode auch erhält, indem man das Schallfeld nach speziellen Ansatz- und Gewichtsfunktionen entwickelt. Diese Funktionen werden hierbei so gewählt, daß die resultierende Systemmatrix eine stärkere Diagonaldominanz erhält. Mit Hilfe der Full-Field-Methode wird die Schallabstrahlung einer atmenden Kugel und die hochfrequente Streuung an einem Zylinder sowie an einer nicht-konvexen Struktur berechnet. Die erzielten Ergebnisse werden mit denen anderer Varianten der Quellsimulationtechnik wie z. B. der Nullfeldmethode verglichen. Diese Beispiele belegen, daß die Full-Field-Methode auf besser kondionierte und numerisch stabilere Gleichungssysteme führt, die direkt gelöst werden können. Eine aufwendige Singulärwertzerlegung der Systemmatrix ist nicht mehr nötig, da die zugehörigen Konditionszahlen beträchtlich reduziert werden - in einigen Fällen sogar um mehrere Zehnerpotenzen.
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Ein iteratives GMRES-Verfahren zur Berechnung der Schallstreuung an zylinderähnlichen Strukturen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
M. Ochmann and A. Homm
[A]
Die Boundary-Elemente-Methode (BEM) ist ein sehr gut geeignetes Werkzeug zur Berechnung der Schallstreuung an komplexen Strukturen. Da das Oberflächenelemente-modell von realen Streukörpern im hochfrequenten Bereich mehrere zehntausend Elemente enthalten kann, müssen jedoch entsprechend große komplexe und unsymmetrische Gleichungssysteme gelöst werden, die auf der Kirchhoffschen Integralgleichung beruhen. Hierfür bieten sich iterative Lösungsverfahren an. Nach Durchführung einer geeigneten Präkonditonierung wird das Verfahren der verallgemeinerten minimierten Residuen zur Lösung des Gleichungssystems angewandt (Generalized Minimal Residual Method = GMRES). Als Startiteration wird die Plane-Wave-Approximation gewählt, die gerade für konvexe Streukörper im hochfrequenten Bereich gute Näherungen liefert. Die iterative Methode wird getestet, indem die hochfrequente Streuung einer ebenen Schallwelle an einer zylinderförmigen schallharten Struktur berechnet wird. Die Struktur besteht im wesentlichen aus zwei aneinandergefügten Zylindern mit halbkugelförmigen Endkappen. Die zugehörigen Oberflächenmodelle sind aus bis zu ca. 48000 finiten Elementen zusammengesetzt, um einen Frequenzbereich bis zu 20 kHz (in Wasser) abdecken zu können. Eine Rechnung bei 20 kHz dauert etwa 18 Stunden auf einem Standard Pentium PIII PC. Es werden bistatische und monostatische Richtcharakteristiken bei 15 kHz sowie Frequenzkurven von 15 bis 20 kHz gerechnet. Der relative Fehler der Plane-Wave-Approximation liegt bei ca. 20%. Im Verlauf weniger Iterationen wird dann in allen betrachteten Fällen ein relativer Fehler von ca. 1% erreicht, der kleiner als der Diskretisierungsfehler ist. Das iterative GMRES-Verfahren eignet sich somit gut zur Berechnung der hochfrequenten Schallstreuung an komplexen Strukturen.
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Über den 10-dB-Schalter an Mikrofonen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
H. Pastillé and M. Ochmann
[A]
Die sog. 10-dB-Schalter findet man an fast jedem Mikrofon der Tonstudiotechnik. Aber auch einige Schallpegelmesser weisen dieses Funktionsmerkmal auf. Mit diesem Schalter wird das Eingangssignal der Mikrofonkapsel soweit herab gesetzt, dass der nach folgende Impedanzwandler nicht mehr übersteuert wird. In der Literatur finden sich seit vielen Jahren widersprüchliche Darstellungen über den Einfluss von parasitären Kapazitäten auf das nichtlineare Verhalten von Kondensatormikrofonen. Etwas weiter gefasst ist eine kapazitive Dämpfung ebenfalls eine parasitäre Kapazität. Welchen Einfluss diese Dämpfungsmöglichkeit und die Herabsetzung der Polarisationsspannung auf den Gesamtklirrfaktor eines Kondensatormikrofons haben wird in Theorie und Praxis vorgestellt.
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Konstruktion analytischer Vergleichslösungen zum Zwecke der Fehleranalyse von akustischen Boundary-Elemente-Verfahren [DAGA 2002 (Bochum)]
M. Ochmann
[A]
Mit Hilfe von Boundary-Elemente-Verfahren kann die Schallabstrahlung von geometrisch sehr komplexen und realitätsnahen Strukturen berechnet werden. Um die Güte solcher Berechnungen beurteilen zu können, werden exakte Vergleichslösungen benötigt. Leider stehen diese jedoch nur für sehr einfache strahlende Körper bei beliebig vorgegebenen Oberflächenschnelleverteilungen zur Verfügung. Für spezielle Schnelleverteilungen können jedoch analytische Lösungen für beliebig komplexe, geschlossene, schwingende Oberflächen konstruiert werden. Hierfür wird die Normalschnelle eines Multipols, dessen Ursprung sich im Inneren des Strahlers befindet, auf der schalldurchsichtig gedachten Strahleroberfläche berechnet und in das Boundary-Elemente-Programm eingespeist. Der auf der Oberfläche und im Außenraum berechnete Schalldruck kann nun mit der bekannten Multipollösung direkt verglichen werden. Für einen Monopol ist dieses Verfahren als One-Point-Source-Test (OPS-Test) bekannt. Vergleichsrechnungen mit einer iterativen Boundary-Elemente-Variante zeigen jedoch, dass der Monopoltest oft zu sehr kleinen Fehlern führt, während die Fehler bei Verwendung von Multipolen höherer Ordnung drastisch ansteigen können. Hieraus folgt, dass der Berechnungsfehler von Boundary-Elemente-Verfahren sowohl von der Geometrie des Strahlers als auch von der räumlichen Verteilung der Normalschnelle auf der Strahleroberfläche abhängt. Dies wird für schwingende Strukturen unterschiedlichen Komplexitätsgrades wie z. B. für Kugeln, endliche Zylinder, nicht-konvexe Strukturen (sogenannte ''Katzenaugen'') etc. demonstriert.
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Aspekte der Burton-Miller-Methode zur Behandlung der kritischen Frequenzen iterativer Boundary-Elemente-Verfahren [DAGA 2003 (Aachen)]
M. Ochmann and A. Osetrov
[A]
Mit Hilfe der Boundary-Elemente-Methode (BEM) kann die Schallabstrahlung von geometrisch sehr komplexen und realitätsnahen Strukturen berechnet werden. Es treten jedoch kritische Frequenzen auf, bei denen die BEM keine eindeutige Lösung liefert. Zur Regularisierung der BEM bei diesen Frequenzen kann die Burton-Miller-Methode verwandt werden, welche die ursprüngliche Integralgleichung mit der in Normalenrichtung differenzierten Gleichung koppelt. Bei der numerischen Realisierung dieses Verfahrens treten folgende Fragen auf: 1. Wie kann der Kopplungsfaktor am besten für beliebige Strukturen und einen ausgewählten Frequenzbereich gewählt werden? 2. Auf welche Weise kann der auftretende hypersinguläre Integraloperator am geeignesten regularisiert und numerisch ausgewertet werden? 3. Harmonisiert die Burton-Miller-Methode mit iterativen BE-Lösern? 4. Welche Vorteile bzw. Nachteile besitzt die Burton-Miller-Methode gegenüber der von Schenck vorgeschlagenen CHIEF-Methode? Diese Fragen sollen sowohl theoretisch als auch an ausgewählten numerischen Beispielen der Schallabstrahlung von schwingenden Körpern studiert werden.
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Eine BEM-Toolbox zur Berechnung der Schallabstrahlung schwingender Strukturen vor Hindernissen und über absorbierendem Boden [DAGA 2003 (Aachen)]
H. Brick and M. Ochmann
[A]
Im Forschungsprojekt ''Virtuelle Optimierung von Schallschutzmaßnahmen'' wird auf der Grundlage der Boundary-Elemente-Methode ein Simulationstool entwickelt, um die Schallabstrahlung von komplex geformten, schwingenden Strukturen im dreidimensionalen Raum zu berechnen und die Schallausbreitung über akustischen Barrieren und Böden endlicher Impedanz zu simulieren. Während der Einfluss eines schallharten oder schallweichen Bodens durch eine einfache Modifikation der Greenschen Funktion umgesetzt werden kann, muss bei einem Boden endlicher Impedanz das Problem der unterschiedlichen Symmetrien der einfallenden sphärischen Welle und der ebenen Form des Bodens gelöst werden. Daher ist es nicht mehr möglich, eine geeignete Greensche Funktion auf elementarem Wege zu finden. Zur Lösung dieses Problems werden in der Literatur zahlreiche Näherungslösungen angegeben. Verschiedene dieser Ansätze werden untersucht und auf ihre Eignung für den Einsatz in der BEM-Toolbox hin geprüft. Für ausgewählte Beispiele schwingender Strukturen wird der Frequenzgang der Schallabstrahlung, die Richtcharakteristik des abgestrahlten Schallfeldes sowie der Einfluss einer akustischen Barriere und des absorbierenden Bodens auf die Schallausbreitung vorgestellt.
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Modelling of the Combustion Noise by means of the Equivalent Source Method (ESM) [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
R. Piscoya, M. Ochmann, H. Brick and P. Költzsch
[A]
The present work shows the advances in the development of the Equivalent Sources Method (ESM) to predict the noise produced by aerothermic sources, particularly the noise from a free flame. This method, which has been applied with very good results to the description of noise from vibrating bodies, can be well coupled with a Computational Fluid Dynamics (CFD) technique to describe the noise from combustion processes. A CFD code is used for solving the complicated non-linear equations that govern the processes in the interior and near surroundings of the flame. However, such a CFD method is inappropriate for farfield noise determination. Instead, the ESM can easily be used to calculate the sound radiated into the far field from data of sound pressure or sound velocity on a control surface that contains the source. The original source is replaced with elementary sources (monopole, dipoles, etc.) that produce the same field at the control surface as the flame itself. The surface must contain the zone with turbulence or non-uniform flow in order to obtain reasonable results.
The sound power and radiation patterns from a free diffusion flame are presented. The nearfield turbulent flow was solved using a Large Eddy Simulation (LES) code. The acoustic quantities were calculated by using ten concentric cylinders with increasing radius as control surfaces in order to see how the results depend on the distance between the flame and enclosing surfaces. The agreement of the results with corresponding BEM calculations is very good.
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A boundary element simulation tool for exterior acoustical problems [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
M. Ochmann and A. Osetrov
[A]
The numerical prediction of sound fields radiated or scattered from complex shaped structures into the three-dimensional space can be used as a basis for the optimization of noise reduction methods. Especially, the boundary element method (BEM) combined with iterative solvers is a very efficient tool for performing such numerical simulations.
For this reason, a simulation tool based on the boundary element method is developed for the analysis of acoustical radiation as well as of scattering problems. For the solution of the corresponding system of linear equations direct and iterative solvers are implemented. To overcome the computational difficulties at the ''forbidden'' frequencies, two methods are used: the combined integral equation formulation (CHIEF) and the combination with the differentiated integral equation (Burton and Miller formulation). The efficiency of both regularization methods are investigated depending on the frequency range considered. The capacity of the BE simulation tool will be demonstrated by applying it to the calculation of sound radiation from specially selected vibrating structures. In addition, the scattering from point sources located between an idealized tyre and a road surface is calculated for modelling the so-called horn effect.
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Hybride LES/Kirchhoff-Methode zur Berechnung des Verbrennungsgeräusches von freien Flammen [DAGA 2005 (München)]
H. Brick, R. Piscoya, M. Ochmann and P. Költzsch
[A]
Ziel der Untersuchungen ist es, eine Berechungskette für die Verbrennungsgeräusche freier Flammen von der Quellsimulation bis hin zur Schallfeldbestimmung im Fernfeld zu entwickeln. Dafür werden numerische Methoden der Strömungs- und Verbrennungssimulation mit der Kirchhoff-Methode gekoppelt. Die nichtlinearen Verbrennungsprozesse werden innerhalb einer räumlich begrenzten Verbrennungszone mit Hilfe von inkompressiblen Large-Eddy-Simulationen (LES) mit dem FLOWSI-Code modelliert, der an TU Darmstadt entwickelt wurde. Die Verbrennungszone wird über eine Kirchhoff-Fläche an das akustische Abstrahlgebiet gekoppelt. Außerhalb dieser Fläche soll das Medium genügend frei von Strömung sein und keine signifikanten Temperaturgradienten aufweisen, so dass die Schallabstrahlung mittels der akustischen Boundary-Element-Methode (BEM) bzw. der Ersatzstrahlermethode (ESM) ermittelt werden kann. Als Kopplungsvariable wurde die Schnelle gewählt. Die LES-Ausgangsdaten, die einem Zeitsignal entsprechen, werden fouriertransformiert an den BEM-Code bzw. ESM-Code übergeben.
In der Präsentation werden Details dieser hybriden Methode diskutiert wie z.B. die Position der Kirchhoff-Fläche, der Einfluss der Signallänge und der stromabwärts gerichteten Strömung, die durch die Kirchhoff-Fläche tritt. Der Vergleich der numerischen Ergebnissen mit Schallleistungsmessungen zeigt eine gute Übereinstimmung von Simulation und Messung im tieferen und mittleren Frequenzbereich. Im Bereich hoher Frequenzen wird die abgestrahlte Schallleistung mit der Simulation bisher noch überschätzt.
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Erweiterung der Quellsimulationstechnik auf Punktquellen mit komplexen Quellorten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
M. Ochmann and R. Piscoya
[A]
Die Grundidee der Quellsimulationstechnik für das akustische Abstrahl- oder Streuproblem besteht darin, den schwingenden Körper durch ein System von im Körperinneren liegenden Quellen zu ersetzen. Art, Anzahl und Lage der Quellen sollen hierbei so gewählt werden, dass die Differenz zwischen den auf der Strahleroberfläche vorgegebenen Randbedingungen und den dort von den Quellen simulierten Randdaten, der so genannte Randfehler, minimiert wird. In den meisten Fällen werden als Quellen sphärische Wellenfunktionen wie Monopole, Dipole etc. gewählt. Legt man nun die zugehörigen Koordinaten der Quellorte in das Komplexe, so weisen die so modifizierten Punktquellen eine ausgeprägte Richtcharakteristik auf oder zeigen ein ähnliches Verhalten wie Oberflächenwellen. Ergänzt man daher das von der Quellsimulationstechnik verwendete Quellsystem um derartige komplexifizierte Monopole, so müssten sich beispielsweise stark fokussierte Schallfelder effektiver und stabiler berechnen lassen. An Hand ausgewählter Abstrahlprobleme sollen die Vorteile der um komplexe Quellorte erweiterten Quellsimulationstechnik untersucht und dargestellt werden.
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Berechnung der Schallabstrahlung von Flammen mit Diskretisierungsmethoden [DAGA 2006 (Braunschweig)]
H. Brick, R. Piscoya, M. Ochmann and P. Költzsch
[A]
Innerhalb der DFG-Forschergruppe 'Verbrennungslärm' werden Methoden entwickelt, um die Schallabstrahlung von offenen und geschlossenen Flammen numerisch und experimentell zu bestimmen. Für die numerische Simulation der Schallabstrahlung wurde bisher die Kopplung von einer inkompressiblen Large Eddy Simulation (LES) mit der Boundary Element Method (BEM), der Ersatzstrahlermethode (ESM) sowie den Akustischen Störungsgleichungen (APE, AIA RWTH Aachen) für freibrennende Flammen untersucht. Im Vortrag werden diese Ansätze verglichen und die Ergebnisse bezüglich der abgestrahlten Schallleistung turbulenter Jet-Flammen mit LES/BEM-, LES/ESM- sowie einer LES/APE/ESM-Kopplung präsentiert. Dabei werden die Simulationsergebnisse den gemessenen Schallleistungsspektren gegenübergestellt. Bisher wurden zwei Flammenkonfigurationen mit den vorgestellten Methoden untersucht. Für eine Konfiguration wird eine gute Übereinstimmung von Berechnung und Messung erreicht, bei der zweiten Konfiguration treten starke Abweichungen auf. Die Ursachen für die Abweichungen und mögliche Lösungsstrategien werden diskutiert. Abschließend werden erste Ansätze zur Berechnung der Schallabstrahlung von eingehausten Flammen mit den o. g. gekoppelten Methoden vorgestellt.
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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.
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Schallabstrahlung einer kugelsymmetrischen Flamme [DAGA 2007 (Stuttgart)]
R. Piscoya and M. Ochmann
[A]
Akustische Messungen an offenen turbulenten Flammen mit kleinen Machzahlen zeigen, dass das Geräusch reaktiver Strömungen, d.h. von Strömungen mit Verbrennung, hauptsächlich von monopolartigen Quellen erzeugt wird. Daher besteht ein einfaches Model einer Flamme aus einem kugelförmigen Volumen heißer Luft, das eine gewisse akustische Quellverteilung enthält und von kälterer Luft umgeben ist. Wenn die Quellverteilung nur vom Abstand zum Ursprung abhängt, kann das ursprünglich dreidimensionale Problem auf ein eindimensionales Problem reduziert und für spezielle Quellverteilungen analytisch gelöst werden. In der vorliegenden Arbeit werden numerische Verfahren wie die Dual Reciprocity Boundary Element Method entwickelt, um das Volumenintegral der Quellfunktion in geeigneter Weise auszuwerten. Die Genauigkeit der Methode wird durch den Vergleich der analytischen mit der numerischen Lösung überprüft. Ein weiterführendes Ziel dieser Untersuchung ist es, die numerische Methode so zu erweitern, dass sie auch auf Quellverteilungen mit beliebiger Geometrie anwendbar ist.
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Einfluss von Temperaturgradienten auf den von Flammen abgestrahlten Schall [DAGA 2008 (Dresden)]
R. Piscoya and M. Ochmann
[A]
Der Schall im Fernfeld einer turbulenten Flamme kann mittels des Standard- Randelementeverfahrens (BEM) ermittelt werden. Dafür muss der Druck oder die Schnelle auf einer geschlossenen Fläche (Hüllfläche), die die Flamme umschließt, bekannt sein. Darüberhinaus muss das Medium außerhalb dieser Hüllfläche homogen sein. Wenn Temperaturgradienten außerhalb der Hüllfläche vorhanden sind, gilt die homogene Helmholtzgleichung nicht mehr. Stattdessen muss eine inhomogene Helmholtzgleichung gelöst werden. Die entsprechende Integralform enthält ein Volumenintegral, dessen Berechnung großen Rechenaufwand erfordert. Mit Hilfe der ''Dual-Reciprocity-BEM'' (DRBEM) kann das Volumenintegral in eine Summe von Flächenintegralen überführt werden, so dass das Fernfeld wiederum allein aus der Kenntnis der Schallgrößen auf der Hüllfläche bestimmt werden kann. Mit Hilfe der DRBEM wird die Schallausbreitung in einem Volumen heißen Gases untersucht. Die Temperaturverteilung ist hierbei entweder vorgegeben oder wird durch eine vorgeschaltete CFD-Simulation gewonnen. Der Einfluss der Temperaturgradienten auf das Schallfeld wird untersucht, indem charakteristische Größen wie Schallleistung und Richtcharakteristik mit und ohne Temperaturgradient verglichen werden.
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Entwicklung einer Halbraum-BEM zur Simulation der Schallausbreitung über einer Impedanzebene [DAGA 2008 (Dresden)]
H. Brick and M. Ochmann
[A]
Die Boundary-Element-Method (BEM) ist ein sehr leistungsfähiges Verfahren zur
Simulation von Schallabstrahlung und Schallstreuung. In ihrer klassischen Form wurde sie für den unbegrenzten Raum entwickelt, sie ist jedoch ebenfalls problemlos für Lösungen im Halbraum erweiterbar, solange der Halbraum durch eine perfekt schallharte bzw. schallweiche Ebene begrenzt wird. Die Greensche Funktion, das Herzstück der BEM, kann in diesem Fall mit Hilfe eines einfachen Spiegelquellenansatz hergeleitet werden. Mit diesem Ansatz kann jedoch eine allgemeine Impedanz-Randbedingung auf der Ebene nicht erfüllt werden. Eine Einbindung der Ebene in das Modell über eine Diskretisierung führt indessen zu einer enormen Erhöhung der Größe des Gleichungssystems und damit des Speicherbedarfs der Berechnungen.
Im Vortrag wird eine geeignete Greensche Funktion zur Beschreibung der Schallausbreitung über einer Impedanzebene vorgestellt, die auf der Superposition von Quellen mit komplexen Quellpunkten beruht. Es wird die numerische Auswertung und Einbindung dieser Greenschen Funktion in eine direkte BEM präsentiert. Dabei werden verschiedene Testkonfigurationen zur Verifizierung der entwickelten ''Complex-Source-Point-BEM'' (CBEM) vorgestellt und der Rechenaufwand mit dem einer klassischen BEM mit Diskretisierung der Impedanzebene verglichen.
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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.
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Stabilitätsverhalten und Ergebnisse der transienten Randelementmethode für akustische Außenraumprobleme [DAGA 2008 (Dresden)]
M. Stütz and M. Ochmann
[A]
Auf der Basis der Kirchhoffschen Integralgleichung kann die transiente Randelementmethode (TD-BEM) formuliert werden. Die TD-BEM findet aufgrund von Instabilitätsproblemen und numerischer Dämpfung bis heute wenig Anwendung in der numerischen Akustik. Ein Zusammenhang zwischen den Innenraumresonanzen der schwingenden Struktur und Instabilitäten beim Lösungsprozess wird zwar vermutet, wurde aber noch nicht mathematisch bewiesen. Im Gegensatz zur BEM im Frequenzbereich ist die zu lösende Systemmatrix nur sehr dünn besetzt, so dass der Einsatz einer iterativen Methode vorteilhaft ist. Das Verfahren der konjugierten Gradienten und die LSQR -Methode liefern gute Resultate und wirken sich positiv auf das Stabilitätsverhalten aus. Die Stabilität der TD-BEM wird am Beispiel der Schallabstrahlung von einfachen Strukturen in den Außenraum untersucht. Die Ergebnisse zeigen einen deutlichen Einfluss der Innenraumfrequenzen auf die simulierte Schallabstrahlung. Instabilitäten hingegen konnten bisher nur bei Verwendung direkter Gleichungslöser beobachtet werden. Zu Testzwecken wurde die Schallabstrahlung einer offenen turbulenten Flamme berechnet und mit Simulationsergebnissen einer Frequenzbereichs-BEM verglichen.
Ochs, S.
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Untersuchungen zum Einfluss der Lagerbedingungen auf die Modalen Parameter von Zweimassen-Schwungrädern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
A. Anstätt, S. Ochs and C. Mohr
[A]
Die Experimentelle Modalanalyse hat das Ziel, die Modalen Parameter ''Eigenfrequenz, Schwingform und Dämpfung'' von Baugruppen oder Bauteilen aus dem Versuch zu bestimmen. Diese Parameter sind für den Entwicklungsprozess eines Produktes von besonderem Interesse, nicht zuletzt deshalb, weil sie oftmals Eingangsgrößen für weitere Entwicklungsprozesse liefern. Die richtige Vorgehensweise bei der Ermittlung dieser Parameter und die Zuverlässigkeit dieser Werte sind Grundvoraussetzungen für eine Validierung des FE-Modells im Rahmen eines Model Updating Prozesses. Experimentelle Modalanalysen beziehen sich oftmals gezielt auf einzelne Komponenten einer Baugruppe. Werden solche Einzelkomponenten beispielsweise am Prüfstand oder im Labor untersucht, so haben die Lagerbedingungen (Boundary Conditions) einen Einfluss auf das Messergebnis. Welcher Fehler sich bei der Ermittlung der Modalen Parameter daraus ergibt, soll in diesem Beitrag am Beispiel von Zweimassen-Schwungrädern näher erörtert werden. Es werden aus der Praxis Untersuchungen an Einzelkomponenten mit unterschiedlichen Lagerbedingungen gezeigt und der sich daraus ergebende Einfluss auf die Modalen Parameter dargestellt. In einem Ausblick werden die aus den Laborversuchen ermittelten Parameter mit den Ergebnissen aus Betriebsschwingungsmessungen (Fahrversuch) verglichen.
Ochs, T.
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Das Kasha-System – Konzeption und physikalische Messungen [DAGA 2005 (München)]
T. Ochs
[A]
Der US-amerikanische Biophysikers Prof. Dr. Michael Kasha beschäftigt sich seit Mitte der 70er Jahre des 20. Jahrhunderts
mit der Konstruktion von Konzert- und Stahlsaitengitarren. Sein Ziel ist es, diese in ihrer akustischen Funktion zu verbessern.
Zusammen mit dem Gitarrenbauer Richard Schneider und anderen hat Kasha in mehr als 30 Jahren Entwicklungsarbeit eine neue
Konzeption für den Bau von Konzert- und Stahlsaitengitarren entwickelt. Diese unterscheidet sich in Herangehensweise und
Ausführung grundlegend von traditionellen Bauweisen.
Die Kasha Bauweise wird in Fachkreisen sehr kontrovers diskutiert. Viele Instrumentenbauer sehen in der traditionellen
spanischen Gitarrenbauweise nach Torres die höchste Entwicklungsstufe des Instruments bereits erreicht. Durch die von
Antonio de Torres (1817-1892) populär gewordene Fächerbeleistung konnte die Gitarre als Soloinstrument im Konzertsaal
bestehen. Für Kasha widerspricht diese Konstruktion aber den physikalischen Prinzipien schwingender Festkörper.
In diesem Beitrag sollen die wesentlichen Merkmale des Konzepts dargestellt und auf einige Ergebnisse von meßtechnischen
Untersuchungen an Kasha-Gitarren eingegangen werden.
Ochse, M.
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Periodizitätskodierung durch Autokorrelation und synchrone Inhibition im auditorischen Mittelhirn [DAGA 2002 (Bochum)]
M. Ochse and G. Langner
[A]
Periodizitätskodierung durch Autokorrelation und synchrone Inhibition im auditorischen Mittelhirn M.Ochse und G.Langner Neuroakustik, Zoologisches Institut, TU Darmstadt Zur akustischen Kommunikation werden von Menschen und Tieren meist breitbandige, periodische Signale genutzt. Im Hörsystem werden Signale zunächst in kleine Frequenzbereiche zerlegt. Innerhalb der einzelnen Frequenzkanäle ist eine zeitliche Verarbeitung der Information möglich. Diese Zeitinformation wird von Neuronen im auditorischen Mittelhirn genutzt, die auf definierte Periodizitäten in schmalen Frequenzbändern abgestimmt sind. Vermutlich können so Kanäle mit gleicher Periodizitätsinformation verbunden werden. Zur Untersuchung der zugrunde liegenden zentralen Verarbeitung, wurden einzelne Neurone im zentralen auditorischen Mittelhirn (IC) wacher Wüstenrennmäuse (Meriones unguiculatus) extrazellulär abgeleitet. Als schmalbandiges periodisches Testsignal dienten sinusförmige Amplitudenmodulationen. Es wurde die Reaktionsrate der Neurone in Abhängigkeit von der Modulationsfrequenz bestimmt. Abgestimmte Neurone reagieren bei einer besten Modulationsfrequenz (BMF) mit maximaler Rate. Die meisten Neurone, deren BMF für die Auswertung ausreichend groß war (100Hz=1/10ms), reagierten in kurzen Zeitfenstern (ca. 30 ms) nach Stimulusbeginn nicht nur bei der BMF sondern auch bei ganzzahligen Vielfachen dieser Frequenz. Diese Ergebnisse stützen die Vermutung, dass der zeitlichen Verarbeitung zunächst eine Autokorrelation zu Grunde liegt: AKF(dt)=S(f(t)*f(t-dt)). Die Antwortwahrscheinlichkeit ist groß, wenn die Verzögerung dt ein Vielfaches der Perioden-dauer (T) des akustischen Signals f(t)=f(t+T) ist. Die Reaktionen auf die Multiplen der BMF werden durch einen weiteren Prozess unterdrückt, der zusätzlich zu der kammartigen Transferfunktion der Korrelationsverarbeitung einen Tiefpass für Modulationsfrequenzen darstellt. Dieses kann durch eine Inhibition des Mittelhirnneurons für eine halbe Periodendauer der BMF erreicht werden. Die Koinzidenzzeitpunkte bei Stimulation mit der BMF bleiben unverändert, bei höheren Modulationsfrequenzen werden sie inhibiert.
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A Neuronal Correlate of Octave Similarity and Discrimination in the Auditory Midbrain of Gerbils [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
M. Ochse, P. Baumhoff and G. Langner
[A]
Complex signals, that are important in human and animal communication, are mostly harmonic and periodic signals. In addition to the frequency analysis of the cochlea the periodicity is processed by a time analysis in the central auditory system. In our experiments we used awake gerbils. We investigated Neurons in the central nucleus of the inferior colliculus (IC) of Gerbils for their selectivity to periodic amplitude modulations.
We discovered that most neurons in the IC with a good tuning to a best modulation frequency (BMF) show also responses to multiples of their BMF shortly after the onset of the stimulus. Coincidence detection between delayed signal representations is appropriate to explain such comb-filter like modulation transfer functions (MTF). After stimulus onset these harmonic responses are suppressed resulting in a band pass shaped MTF and a major peak at BMF.
By iontophoretic application of inhibitory receptor antagonists and examination of slow neuronal reactions, we were able to show an inhibitory input to these coincidence detector neurons, suppressing activity for half of the BMF period between the coincidences. This inhibition, which is phase coupled to the envelope of the signal, leads to a low pass shaped MTF, by suppressing the reaction if the modulation frequency of the acoustic signal is twice ore more of the neurons BMF. The combination of both mechanisms, coincidence detection (high pass) and phase coupled inhibition (low pass) can explain the commonly observed tuning of IC-neurons to one BMF.
Supported by the Volkswagen Foundation
Ocker, J.
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Experimentelle Aeroakustik in der frühen Fahrzeugentwicklungsphase
J. Ocker
[A]
Die Aeroakustik spielt bei der Entwicklung neuer Fahrzeuge eine zunehmend wichtige Rolle. Ursächlich für das Windgeräusch im Innenraum ist die sehr komplexe Fahrzeugumströmung. Die meisten Analysen zur Beurteilung der aeroakustischen Güte beziehen sich auf Kunstkopfmessungen im Fahrzeuginnenraum. Dies setzt aber Fahrzeuge oder Prototypen voraus, die auf einem technisch repräsentativen Stand sind. In einer frühen Entwicklungsphase stehen solche Versuchsträger in der Regel nicht zur Verfügung.
Wichtige Designmerkmale eines Fahrzeuges, wie z.B. die Gestaltung der A-Säule, werden aber gerade in dieser frühen Phase definiert. Da diese Bauteile und Komponenten die Fahrzeugumströmung stark beeinflussen, ist ihre aeroakustische Beurteilung sehr wichtig. Innengeräusch-Untersuchungen sind dafür aus den beschriebenen Gründen nicht geeignet. Daher müssen Methoden eingesetzt werden, mit denen die Beschreibung des Strömungsfeldes und damit der aeroakustischen Schallquellen möglich ist.
Die zur Beschreibung des Strömungsfeldes derzeit eingesetzten experimentellen Methoden und Simulations-Tools (CFD, CAA) erfordern jedoch einen teilweise sehr hohen Zeit- und Kostenaufwand.
Der Vergleich zu einer Methode, basierend auf neuartigen Oberflächenmikrofonen, soll unter Berücksichtigung des erforderlichen Aufwands zeigen, welche Vor- und Nachteile die Methoden aufweisen, um belastbare aeroakustische Bewertungen und Vergleiche von Versuchs- und Fahrzeugvarianten durchzuführen.
Ögren, M.
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Hilfsquellen zur Kopplung von Schallfeldern [DAGA 2003 (Aachen)]
W. Kropp and M. Ögren
[A]
Die Schallfelder in begrenzten Räumen wird typischer Weise mit Randwerteelemente oder Finite Elemente behandelt. Ausnahmefällen sind Räume mit einfacher Geometrie und einfachen Randbedingungen (z.B. schallhart). In diesen Fällen existieren analytisch Lösungen für die Moden der Räume und mit Hilfe einer modalen Beschreibung kann das Schallfeld innerhalb des Raumes berechnet werden. Jedoch kann man sich vorstellen eine komplizierte Raumgeometrie durch eine Anzahl von einfachen Raumgeometrien zusammenzusetzen, deren Moden und Eigenfrequenzen entweder analytisch oder numerisch einfach bestimmt werden können. Die Aufgabe besteht nun darin, die einfachen Räume an deren Begrenzungsflächen miteinander zu koppeln. Dies kann mit Hilfe von Hilfsquellen (Volumen- oder Druckquellen) geschehen, deren Amplituden die Unbekannten des Gleichungssystems darstellen, das zu lösen ist. Einfache Beispiele für diese Methode werden präsentiert.
Oehler, M.
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Virtuelle Blasinstrumente - die Impulsformung als wiederentdeckte Klangsynthesetechnik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
M. Oehler and C. Reuter
[A]
Innerhalb dieses Beitrags wird die Digitale Impulsformung als eine Klangsynthesemethode für Blasinstrumente präsentiert. Der Kerngedanke dieses Prinzips ist, dass jeder Blasinstrumentenklang im Grunde auf seine Anregungsimpulse zurückführbar ist (Schwingungen der anregenden Rohrblätter oder Lippen), die sich unabhängig von der Grundtonhöhe stets nach den gleichen Gesetzmäßigkeiten verhalten und in denen sich klanglich die Schumannschen Klangfarbengesetze widerspiegeln. Umgesetzt wurde dieses Prinzip erstmals Ende der 1970er Jahre in dem von Jobst Fricke, Wolfgang Voigt und Jürgen Schmitz am Musikwissenschaftlichen Institut der Universität zu Köln entwickelten Variophon. Dieser Blassynthesizer, der auf dem damals neuartigen Syntheseprinzip der Impulsformung beruht, wird nun innerhalb eines von der DFG geförderten Projektes als Digitales Variophon in einer verbesserten Ausführung rekonstruiert.
Ziel des Projektes ist es nicht nur, einen verbesserten Blassynthesizer zu erhalten, bei dem, entgegen sonst gebräuchlicher Blassynthesetechniken, ein einziger Blaswandler ausreicht, um alle klanglichen Nuancen (z.B. Klangfarbenmodulation) wie auf einem richtigen Instrument zu erzeugen. Es geht vor allem auch darum, speziell eine Experimentierumgebung für die Analyse und Synthese von (Blas-)Instrumentenklängen zu schaffen. Die Fagott- und Oboenmodule des Digitalen Variophons sind bereits innerhalb von NI Reaktor implementiert und stimmen in ersten Hörtests und akustischen Analysen klanglich überzeugend gut mit den Klängen von den jeweils originalen Instrumenten überein.
Öhler, S.
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Messung von Installationsgeräuschen im Prüfstand [DAGA 2008 (Dresden)]
S. Öhler, L. Weber and J. Mohr
[A]
Messung von Installationsgeräuschen im Prüfstand
Trotz ihrer vergleichsweise geringen Lautstärke werden die Geräusche haustechnischer Anlagen - insbesondere von Wasserinstallationen - als äußerst störend empfunden. Sie unterliegen deshalb strengen bauaufsichtlichen Schallschutzanforderungen und dürfen in schutzbedürftigen Räumen einen Pegel von 30 dB(A) nicht überschreiten. Um die Einhaltung der Anforderungen sicherzustellen, lassen viele Sanitärhersteller ihre Produkte akustisch überprüfen. Dies erfolgt zumeist durch Messungen in einem speziellen bauakustischen Prüfstand, der eine Reihe technischer Besonderheiten aufweist: Haus in Haus Bauweise, mehrgeschossiger Aufbau, geregelte Wasserversorgungsanlage.
Da die rechnerische Prognose von Installationsgeräuschen bislang nur stark eingeschränkt möglich ist, hat der Installationsgeräuschprüfstand die Funktion eines Musterbaus, der die baulichen Verhältnisse in einem typischen mehrgeschossigen Wohngebäude widerspiegelt. Für abweichende Bausituationen kann eine Umrechung der gemessenen Werte auf Grundlage validierter Berechnungsmodelle (u. a. EN 12354) erfolgen.
Der Beitrag beschäftigt sich mit Aufbau und Eigenschaften des im Fraunhofer-Institut für Bauphysik vorhandenen Prüfstands für Installationsgeräusche. Neben den technischen und akustischen Merkmalen des Prüfstands wird insbesondere die Übertragbarkeit der Messergebnisse auf verschiedenartige Wohnbauten diskutiert.
Oehlerking, M.
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Dauerüberwachung von Umweltlärm – Erfahrungen aus dem praktischen Betrieb am Beispiel der Expo 2000 in Hannover [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
P. Holstein, R. Giese, M. Oehlerking and G. Müske
[A]
Umweltlärm stellt in zunehmendem Maße eine Minderung unserer Lebensqualität dar. Die Erfassung über längere Zeiträume war technisch bisher mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Dank eines modernen Messkonzepts, das auf einer Kombination aus Datenlogger und -server beruht, ist es praktikabel möglich, Messungen über Monate hinweg durchzuführen und detailliert auszuwerten. Am Beispiel der Dauergroßveranstaltung EXPO 2000 in Hannover soll die Technik und Problemstellung erläutert werden. Die Weltausstellung veranstaltete wesentliche Teile ihres Veranstaltungsprogramms im Freien. Um Lärmstörungen der nächstgelegenen Anwohner um das Gelände herum auf ein Minimum zu begrenzen, wurde ein gemeinsames Lärmminderungskonzept ausgearbeitet. Zur Erfassung und Überwachung waren deshalb auf der Expo 2000 in Hannover drei wetterfeste Schallmessstationen sowie eine Wetterstation im Dauereinsatz um Daten zur Lärmbelastung aufzuzeichnen. Im Vortrag werden die Auswahlkriterien für die Messpunkte und die Einsatzzielrichtung unter den Bedingungen der Fernbedienung und Fernwartung diskutiert. Die Stationen dienten der lückenlosen Erfassung von Mittelungs -und Maximalpegeln. Eine Aufgabe war dabei die Zuordnung von Messwerten zu Störgeräuschen an Hand automatischer Tonaufzeichnungen. Die Berechnung von statistischen Pegelgrößen erlaubt die Diskussion der Hintergrundgeräuschanteile in beliebigen Zeitabschnitten. Die Berechnung der Impulszuschläge sowie die Bestimmung der lautesten Nachtstunde (gemäß TA-Lärm) waren Bestandteil des Langzeiterfassungsprogramms. Neben der Erläuterung der technischen Möglichkeiten der Messstationen und der Benennung der Messgrößen werden der Einsatz von Triggerschwellen zur Audioaufzeichnung von ''lärmenden'' Ereignissen sowie die Trennung von Geräuschquellen mit Hilfe von aufgezeichneten Terzspektren diskutiert. Die Umsetzung der Problemstellungen für die EXPO 2000 wird an Beispielen für Messabläufe, Datenrecording im Komplex mit Tonaufzeichnungen sowie Datenaufzeichnung, automatisierte Auswertungen und Archivierung von großen Datenmengen demonstriert.
Oel, P.
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Sprachbedientes Entertainment im Fahrzeug [DAGA 2007 (Stuttgart)]
M. Hofmann, S. Schulz and P. Oel
[A]
Die heutige mobile Gesellschaft verbringt immer mehr Zeit im Fahrzeug. Laut einer Erhebung des US Census Bureau verbringt beispielsweise jeder Amerikaner durchschnittlich 24.4 Minuten pro Arbeitstag im Auto, in Ballungsräumen wie New York oder Chicago sogar über 30 Minuten. Dabei ist die primäre Aufgabe nur, das Ziel zu erreichen. Die Fahraufgabe ist meist durch jahrelange Erfahrung fast automatisch beherrschbar und dabei von vielen Situationen durchsetzt, in denen der Fahrer das Fahrzeug nicht aktiv steuern muss (rote Ampelphasen, Stau). Das erzeugt oft eine chronische Unterforderung und Langweile. Neben dieser Unterforderung des Fahrers sind auch Beifahrer oder im Font sitzende Personen zumeist zu Untätigkeit verdammt. Die Nutzung dieser sonst verlorenen Zeit zur Zerstreuung und Entertainment ist das Ziel vieler bereits existierender Systeme für Musikauswahl und Rearseat-Entertainment-Funktionen, die aber meist während der Fahrt nicht oder nur eingeschränkt genutzt werden können.
Des Weiteren spielt Sprachbedienung in heutigen Automobilen im klassischen Infotainmentbereich eine immer wichtigere Rolle. Sie ermöglicht es, Systeme unterschiedlichster Art verbal zu steuern, und sich so mit der Aufmerksamkeit und Bedienung weiterhin auf die Fahraufgabe zu konzentrieren zu können.
Durch die Kombination aus Sprachbedienung und Entertainmentanwendung wird ein Feld betreten, welches noch nicht ausführlich im Hinblick auf Usability und sinnvolle Verwendung im Fahrzeug untersucht wurde.
Nach einem Überblick über mögliche Anwendungsszenarien sowie Hinweise auf Probleme und wichtige Eckpunkte eines solchen Systems wird anhand der Entwicklung eines Demonstrators aufgezeigt, inwieweit solche Systeme heute realistisch und sinnvoll ins Auto integrierbar sind.
Oertli, J.
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Developing Noise Control Strategies for Entire Railway Networks [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
J. Oertli
[A]
The EU Environmental Noise Directive requires member states to deliver noise maps to the commission by 2007 and action plans by 2008 for agglomerations as well as for major roads, railways and airports. Noise mitigation projects resulting from action plans are usually very expensive and therefore may threaten the economic viability of the railways in the current harsh competitive transport market, thus hindering sustainable transport policies. This is particularly important if projects are strongly infrastructure and not rolling stock based. It is therefore of vital interest that the action plans and the resulting projects are designed in the most cost-effective way possible. The EU and UIC sponsored STAIRRS (Strategies and Tools to Assess and Implement noise Reducing measures for Railway Systems) project recognised this need and developed a tool, with which such optimal solutions can be obtained for entire railway networks. In testing the tool along 10'000 km of railway lines in seven European countries, it was found that usually a combination of noise abatement measures lead to sufficient protection in a cost-effective manner. Since data collection is the most expensive part of the analysis, noise mapping data is ideally collected in such a way that it can be used for the calculation of the different scenarios, from which the most cost-effective action plans are chosen. The paper shows how the STAIRRS tool is used for this purpose and how cost-effectiveness considerations have led to optimal railway noise mitigation strategies in Switzerland and have supported noise related decision making in Luxembourg.
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Lärmbekämpfung im europäischen Schienengüterverkehr: Der aktuelle Sachstand [DAGA 2007 (Stuttgart)]
J. Oertli
[A]
Die Bahnen sind der nachhaltigste Verkehrsträger, sie werden deshalb von der EU-Verkehrspolitik unterstützt. Dies bedingt jedoch, dass die Bahnen den Lärm - ihr wichtigstes Umweltproblem - mindern. Die Besorgnis über den Verkehrslärm veranlasste die EU, die Umgebungslärmrichtlinie (END) einzuführen, welche Lärmkarten und Aktionspläne für wichtige Eisenbahnlinien und Siedlungsgebiete bestimmter Größe verlangt.
Eine Lärmreduktion bei Eisenbahnen wird durch die lange Lebensdauer der Wagen und die grosse Zahl von Stakeholdern beeinflusst. Grundsätzlich wird der Fahrlärm von rauen Rädern und Schienen verursacht. Falls beide glatt bleiben, kann der Lärm bedeutend gesenkt werden. Die Räder können dadurch glatt gehalten werden, wenn die Gusseisenklotzbremsen durch Verbundstoffsohlen ersetzt werden.
Gegenwärtig werden zwei Typen von Verbundstoffsohlen diskutiert: K- und LL-Sohlen. K-Sohlen reduzieren den Lärm etwas mehr als LL-Sohlen, benötigen aber Anpassungen des Bremssystems, während LL-Sohlen ohne solche Anpassungen eingebaut werden können.
Studien zur Wirtschaftlichkeit zeigen, dass zur Lärmreduktion die Umrüstung der Güterwagen mit Verbundstoffsohlen das beste Kosten-Nutzen Verhältnis aufweist. Ferner wird das Kosten-Nutzen Verhältnis insgesamt erhöht, wenn Verbundstoffsohlen mit anderen Lärmminderungsmaßnahmen kombiniert werden.
Die betrieblichen Lebenszykluskosten von Verbundstoffsohlen werden gegenwärtig ebenfalls untersucht. Es wird erwartet, dass eine Umrüstung mit LL-Sohlen unter gewissen Umständen kostenneutral sein wird. Bei den K-Sohlen müssen die Kosten für die Anpassung des Bremssystems hinzugefügt werden.
Die harte Konkurrenz im Verkehrswesen verhindert, dass die Bahnbetreiber diese Umrüstung ohne fremde finanzielle Hilfe vornehmen können. Eine EU Finanzierung ist zurzeit nur für Demonstrationsprojekte denkbar; aber nicht für eine EU-weite Umsetzung. Bevor nationale Subventionen bezahlt werden können, muss die EU entsprechende Richtlinien erarbeiten.
Der vorliegende Bericht beschreibt den aktuellen Stand der Lärmsanierung im Schienengüterverkehr.
Oestreicher, L.
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Korrelationsanalyse von hochfrequenten Körperschallsignalen [DAGA 2008 (Dresden)]
L. Oestreicher
[A]
Fahrzeugzulieferfirmen und -hersteller untersuchen den Einsatz von Körperschallsensoren in Steuergeräten zur Airbagauslösung. Mit Körperschall als zusätzlicher Information kann die Unterscheidung zwischen verschiedenen Crasharten optimiert werden. In diesem Zusammenhang müssen Körperschallquellen im Fahrzeugcrash gefunden und Ausbreitungspfade für Körperschall im Fahrzeugcrash identifiziert und charakterisiert werden. Hilfreich erweisen sich bei der Bestimmung von Übertragungswegen und deren Eigenschaften Methoden der Korrelations- und Spektralanalyse. Ein Korrelationsverfahren in Verbindung mit Waveletanalyse wurde im herkömmlichen Frequenzbereich der Crashsensorik bereits erfolgreich eingesetzt (Z. Cheng, Detroit, 2002). Eine Erweiterung des Verfahrens auf hochfrequente Körperschallsignale aus Crashversuchen wird vorgestellt. Es werden alternative Verfahren diskutiert und ein Beispiel für eine Anwendung gezeigt.
Oey, H.
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Neuvermessung der Normalkurven gleicher Lautstärkepegel [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
H. Oey and V. Mellert
[A]
Die in den letzten Jahren gefundene Diskrepanz zwischen der ISO 226 ''normal equal loudness level contours for pure tones'' und aktuellen Messergebnissen soll zu einer Neubestimmung der ISO 226 führen. Ziel dieser Untersuchung ist es, für diese Neubestimmung Messergebnisse zur Verfügung zu stellen. Dafür wird das interleaved 2 AFC Verfahren benutzt, da sich diese Meßmethode nach Untersuchungen von C. Reckhardt als robust erwiesen hat: Kontexteffekte und Einfluss der Startparameter auf die Messergebnisse werden bei diesem Verfahren minimiert. Präsentiert werden die 20, 30, 40, 50 und 60 dB Isophone bei den Frequenzen 63, 100, 160, 250, 315, 400, 630 und 800 Hz. Um den Einfluss der Feinstruktur der Hörschwelle, der sich bis zu den 40 dB Isophonen bemerkbar macht (M. Mauermann , G. Long und B. Kollmeier) zu berücksichtigen, wird mit einem 3 AFC Verfahren die Ruhehörschwelle an den untersuchten Frequenzen gemessen, um über den ''equal-loudness sensation level'' eine weitere Reduzierung der inter-individuellen Messergebnisse zu erreichen.
Özkan, A.
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Einsatz der statistischen Energieflussanalyse bei Porsche in der Akustikentwicklung [DAGA 2003 (Aachen)]
A. Özkan
[A]
Der vorliegende Vortrag ist eine Abhandlung über den Einsatz der statistischen Energiefluss Analyse (SEA) bei der Fa. Porsche. Die Anfänge der SEA in der Akustikentwicklung können auf das Jahr 1987 zurückdatiert werden. Hierüber wurde schon damals in der Unikeller Konferenz über die Möglichkeiten der Simulation der akustischen Eigenschaften von Fahrzeugkarosserien mit Hilfe der SEA berichtet. In den folgenden Jahren wurden Fahrzeugmodelle mit Hilfe der experimentellen SEA erstellt und validiert. Hierbei war vor allem die experimentelle Messung und Berücksichtigung der Kopplungsverlusfaktoren im Modell langwierig und komplex. Seit 1999 wird bei Porsche die analytische SEA (AutoSEA 2.XX ; Fa. Vibro Acoustic Sciences) mit numerischen Kopplungsverlustfaktoren erfolgreich eingesetzt. Dabei wurden die Porsche Fahrzeuge 911 Carrera, Boxster und Cayenne modelliert. Diese komplexen 3-D -Gesamtfahrzeugmodelle lieferten bei zahlreichen hochfrequenten akustischen Problemen und Fragestellungen wertvolle Ergebnisse. Diese Erkenntnisse flossen beispielsweise beim Cayenne bereits in der Konzeptphase in die Fahrzeugentwicklung ein und ermöglichten somit Schalldruckpegelprognosen bei unterschiedlichen Anregungen. Mit diesen Simulationsergebnissen konnten verschiedene Dämmungspakete miteinander verglichen und optimiert werden.
Ohanessian, H.
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Réponses impulsionnelles d'un jet de flűte ŕ bec [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
H. Ohanessian and J. Perrigot
[A]
New methods are proposed for important steps of real time computing
for jet displacements generated by pipe sounds. The Fletcher formula
for 2-dimensional laminar jets as revisited by Verge and coll., taking
the jet viscosity into account, and requiring a solution of free jet
perturbation, is used .
To perceive the formula hypothesis, a simple channel exit model ( a
little cylindrical area replacing each edge) is presented which links the
Fletcher formula to Euler equations for uncompressible fluids and the
foundations of the Rayleigh equation are reviewed .
The channel immobility generates a displacement term sensitive to sound frequency
and jet speed. To compute easily its contribution, only the unit impulse
response Fref(t) for a defined jet speed, the ''reference'' one, is put in
computer's memory. This unit impulse implements our choices
(approximations discarded, amplitudes and phases computed together) and
solves problems of sampling's unwanted periodicities, accuracy of
samples of Fref(t). Actual jet speed is taken into account by calculated
memory access: Fref(t) becomes a big array in which are calculated the
address and a level correction of the wanted sample according to a
proposed formula. In this way, the actual unit speed impulse response
F(t) is obtained.
The computing of jet displacements uses a convolution:
s(t)=v(t)*F(t); v(t) is the speed of the acoustic field near the channel
exit and F(t) the unit speed impulse response; these speeds are easier
to calculate than displacements. Applications: sounds simulation, study,
adjustment software.
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Ondes mobiles et résonateur conique des flűtes ŕ bec [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
H. Ohanessian and J. Perrigot
[A]
. Baroque recorders exhibit a slightly tapering conical pipe, which is easy to adjust by use of specific reamers. The musical notes are played by opening finger holes on the pipe. So, we think the pipe as a fictitious set of incomplete conical segments, such as any localized impedance (mouth, finger hole, end of the pipe, joints between recorder's constructional parts) stands at the a segment's beginning or end .
For each segment, we define two characteristic impedances: for progressive (to the end) and regressive (to the mouth) waves, one input impedance and two reflection ratios: for pressure and flow. These parameters may be calculated from the end segment to the mouth one.
The Bergeron method formulates the pressure and flow variations seen, between two consecutive points of reflection, by fictitious observers respectively 'linked ' to the progressive and the regressive wave. Of course we establish a formulation for tapering pipes, and we obtain time-dependent linear discrete equations between pressures or flows on the segment faces.
The results are applied to the simulation of the pressures near mouth and first finger hole. The mouth pressure computing requires the equations and the reflection function of the first segment. But the finger hole pressure may be calculated without convolution, and is taken into account to obtain a realistic spatial pressure.
Ohl, C.D.
-
On the translational dynamics of bubbles in lithotripsy [DAGA 2000 (Oldenburg)]
C.D. Ohl
[A]
In der Lithotripsie ist nach neuen Erkenntnissen der Kollaps von Kavitationsblasen in der Nähe der Steinoberfläche für deren Zerstörung notwendig. Bisher wurde nur die radiale Dynamik der Kavitationsblasen mit Hilfe von sphärischen Blasenmodellen beschrieben. In diesem Vortrag wird nun der Einfluss von Schallstrahlungskräften auf eine mögliche translatorische Bewegung abgeschätzt. Mit den Rechnungen kann die beobachtet Blasenverteilung bei zwei gegenläufigen Lithotripterpulsen erklärt werden. Ausgehend davon, werden spezifisch ''designte'' Lithotripterpulse diskutiert, die vorteilhaft für die Zerstörung des Steines sind, aber die Schädigung des umliegenden Gewebes minimieren.
-
Die Bedeutung von Kavitationsblasen für transiente Membranpermeabilisierung und Zellschädigung [DAGA 2003 (Aachen)]
B. Wolfrum, C.D. Ohl, R. Mettin, T. Kurz and W. Lauterborn
[A]
Seit Erfindung der extrakorporalen Lithotripsie finden Stoßwellen vielfältige Anwendung in der Medizin. In der Praxis können bei diesem Verfahren der Steinzertrümmerung Gewebeschädigungen als Nebeneffekt auftreten. Es wurde gezeigt, dass Stoßwellen auch die Aufnahme von extrazellulären Molekülen erleichtern können. Das Einschleusen von normalerweise nicht membranpermeablen Molekülen in Zellen (drug delivery) ist eine wesentliche Vorraussetzung für andere medizinische Anwendungen wie z.B. die Gentherapie. Wir zeigen hier, dass Zellpermeabilisierung und die Aufnahme von FITC-Dextran nach Stoßwellenapplikation in vitro durch Kavitationsblasen verursacht wird. Die Kavitationsblasen entstehen in der nach dem Stoß auftretenden Unterdruckphase und kollabieren weniger als 200 s später. Dabei wird ein starkes Strömungsfeld erzeugt, welches zur Ablösung vom Substrat, zur transienten Permeabilisierung und zur Zerstörung der Zellen führen kann. Befinden sich Kavitationskeime in der umgebenden Flüssigkeit, so wird die Ausbildung von Kavitationsblasen erleichtert. Die Blasendynamik wurde mit dem Keller-Miksis Modell berechnet und mit mikroskopischen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen verglichen. Bereits geringe Unterdruckamplituden von weniger als 2 MPa reichen aus, um Levovist Kontrastmittelblasen auf mehr als das 30-fache ihres ursprünglichen Radius aufzuziehen und Zellen im darauf folgenden Kollaps der Blasen sichtbar zu schädigen.
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Cavitation inception on micro-particles: a self propelled particle-accelerator [DAGA 2003 (Aachen)]
C.D. Ohl, M. Arora and K.A. Moerch
[A]
Wird eine Fluessigkeit einer Zugspannung ausgesetzt, koennen kleine Blaeschen dann ungehindert anwachsen, wenn die Amplitude des Unterdruckes die Oberflaechenspannung der Blase ueberschreitet. Im allgemeinen sind aber kleine Blasen in nicht ueberstaettigten Fluessigkeiten instabil, d.h. sie loesen sich in endlicher Zeit auf, und koennen so nicht als Keime dienen. Eine der Moeglichkeiten Keime zu stabilisieren, ist in hydrophoben Spalten von Partikeln gegeben. Dieses Modell zeigte zwar gute Uebereinstimmung mit Untersucheungen zur druck- und frequenzabhaengig ermittelten Kavitationsschwellen, eine direkte Beobachtung der Dynamik wurde aber bisher nicht durchgefuehrt. In diesem Vortrag wird mit bildgebenden Verfahren das Wachstum von Keimen an hydrophoben Partikeln aufgeloest. Insbesondere zeigt sich, dass mehrere Keime an einem Partikel anwachsen koennen, die zu einem spaeteren Zeitpunkt das Partikel gaenzlich umhuellen. Die Boebachtungen werden in einem erweiterten Kavitationsmodell eingebracht.
-
Modellierung der Wechselwirkung von hochintensiven Ultraschallfeldern mit Kavitationsblasen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
M. Liebler, M. Arora, C.D. Ohl, T. Dreyer and R.E. Riedlinger
[A]
Bei medizinischen Anwendungen von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ist die Wechselwirkung zwischen
der Ultraschallausbreitung und Kavitationsblasen eine wesentliche Ursache sowohl für
therapeutisch erwünschte Effekte, als auch für unerwünschte Nebenwirkungen.
Eine Optimierung der Therapie im Hinblick auf eine effizientere Anwendung bei gleichzeitiger
Reduktion der Nebenwirkungen ist damit eng mit einer kontrollierten Beeinflussung dieser Wechselwirkungsmechanismen
verbunden. Dies erfordert ein erweitertes Verständnis für die zugrunde liegenden komplexen physikalischen Vorgänge.
In dieser Arbeit wird ein numerisches Modell vorgestellt, welches die Berechnung der nichtlinearen Wechselwirkungen zwischen
hochintensiven Ultraschallfeldern mit Kavitationsblasen erlaubt. Das Verfahren basiert auf der Beschreibung des
Gemisches aus Flüssigkeit und Kavitationsblasen als kontinuierliches Zwei-Phasen-Medium.
Die Schallausbreitung wird durch die numerische Umsetzung der hydrodynamischen Grundgleichungen mittels eines FDTD-Algorithmus
berechnet,
die Dynamik der Kavitationsblasen mit Hilfe der Gilmore-Gleichung.
Über eine Betrachtung des Blasenradius als volumengemittelte Feldgröße sind beide Modelle miteinander gekoppelt.
Der Vergleich von Simulationen mit experimentellen Ergebnissen für typische Situationen therapeutischer Ultraschallanwendungen
zeigt die Gültigkeit und Leistungsfähigkeit des Verfahrens. Insbesondere wird die Rückwirkung der von der Schallwelle induzierten
Kavitationsblasen auf die Schallausbreitung selbst verdeutlicht.
latex
Ohlau, K.
Ohly, C.
-
Ein aktives Doppelglas-Fenster mit geringem Scheibenabstand [DAGA 2002 (Bochum)]
A. Jakob, M. Möser and C. Ohly
[A]
Auf der DAGA 2000 und DAGA 2001 wurde ein Doppelglas-Fenster vorgestellt, dessen Schalldämmung durch geeignet angesteuerte Lautsprecher und Mikrofone im Hohlraum zwischen den Scheiben verbessert wurde. Vor allem im Bereich der Tonpilzresonanz des Doppelglas-Fensters konnten Verbesserungen von bis zu 10dB gemessen werden. Bedingt durch die recht großen verwendeten Lautsprecher betrug der Abstand der verwendeten Plexiglas-Scheiben 20cm. An einem neuen Versuchsaufbau wurde nun untersucht, ob sich die Ergebnisse auch bei etwas praxisnäheren Gegebenheiten bestätigen lassen. Deshalb wurde ein Fenster konstruiert, das aus zwei 4mm Fensterglasscheiben besteht, und durch den Einsatz von sehr schmalen Lautsprechern mit einem Scheibenabstand von nur 4cm auskommt. Messergebnisse mit verschiedenen Lautsprecher- und Mikrofonpositionen geben Einblick in die Wirkungsweise der aktiven Maßnahme. In diesem Zusammenhang wird anhand eines einfachen analytischen Beispieles auch auf die Problematik der Positionierung von Lautsprechern und Mikrofonen relativ zueinander eingegangen. Hier können unterschiedliche Anforderungen aus akustischer und regelungstechnischer Sicht entstehen.
-
Aktive Lärmminderung am Spalt eines gekippten Fensters [DAGA 2003 (Aachen)]
C. Ohly, A. Jakob and M. Möser
[A]
Was nützt das beste Schallschutzfenster, wenn es geöffnet ist? Basierend auf Versuchen der aktiven Lärmminderung im Hohlraum eines Doppelglasfensters wurde die Eignung aktiver Lärmminderungsalgorithmen für den Spalt eines gekippten Fenster untersucht. Aktive Lärmminderung kann ein Baustein zu Lärmminderung insbesondere bei tiefen Frequenzen sein. Im Rahmen einer am Institut für Technische Akustik der TU-Berlin durchgeführten Studienarbeit wurden hierzu Simulationen und Versuche durchgeführt. Bei der durchgeführten Rechnersimulation wurde der Schalleinfall durch einen Schlitz in einen abgeschlossenen Raum simuliert und dabei Parameter wie Schlitzbreite, Wellenlänge und Position der Lautsprecher und Fehlermikrofone variiert. Zum anderen wurden Versuche mit einem handelsüblichen Dreh-Kippfenster in einem Fensterprüfstand durchgeführt. Hier wurden ebenfalls verschiedene Lautsprecher- und Mikrofonanordnungen getestet. Neben monofrequenten Messungen wurden Versuche mit weißem Rauschen und verschiedenen Verkehrsgeräuschen durchgeführt.
-
Aktive Doppelglasfenster: Vergleich zwischen Luft- und Körperschallgegenquellen [DAGA 2003 (Aachen)]
A. Jakob, M. Möser, C. Ohly and L. Panek
[A]
In den letzten Jahren wurde über Forschungen an sogenannten ''aktiven Doppelglasfenstern'' berichtet (vgl. DAGA 2000-2002). Bei diesen wurde die Schalldämmung für tiefe Frequenzen im Bereich der Tonpilzresonanz erhöht, indem dem sich bei Beschallung von außen bildenden Hohlraumschallfeld zwischen den Scheiben mit Hilfe von ebenfalls zwischen den Scheiben angebrachten Lautsprechern ein Gegenschallfeld überlagert wurde, derart dass das Hohlraumschallfeld reduziert wurde. Dabei wurde quasi die Schallübertragungskette ''einfallende Schallwelle - Schwingen der äußeren Scheibe - Schwingen der Luft zwischen den Scheiben - Schwingen der inneren Scheibe - Schallabstrahlung der inneren Scheibe'' an einer Stelle gestört, nämlich genau in der Mitte. Ein alternativer Ansatz ist die Verwendung von Körperschallquellen auf einer oder beiden Scheiben. Auch eine Kombination von Lautsprechern und Körperschallquellen ist natürlich denkbar. Als Fehlersensoren für das aktive System kommen vor allem Mikrofone im Fensterhohlraum in Betracht sowie Beschleunigungsaufnehmer auf wiederum einer oder beiden Scheiben sowie Kombinationen von Beschleunigungsaufnehmern und Mikrofonen. Im Vortrag werden verschiedene Ansätze anhand von Simulationsergebnissen diskutiert und für einige ausgewählte Kombinationen Messergebnisse präsentiert.
Ohnewald, S.
-
Anwendung Stochastischer Markovgraphen in einem integrierten Spracherkennungs- und -synthesesytem [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
M. Eichner, S. Ohnewald, M. Wolff and R. Hoffmann
[A]
Moderne Spracherkennungs- und -synthesesysteme weisen zunehmende Ähnlichkeiten hinsichtlich der verwendeten Algorithmen und Datenbasen auf. Ausgehend von dieser Erkenntnis haben wir ein kombiniertes Spracherkennungs- und -synthesesystem entwickelt, das auf der ESSV2000 in Cottbus vorgestellt wurde. Die akustische Modellierung haben wir durch die Verwendung von sogenannten Stochastischen Markov Graphen (SMG) anstatt von HMMs verbessert. In der Literatur wurde bereits die Überlegenheit von SMGs in der Spracherkennung nachgewiesen. Wir haben ein Verfahren zur Zustandsauswahl und Zustandsdauerberechnung entwickelt und konnten durch Experimente eine Verbesserung der Synthesequalität nachweisen. Das System gliedert die Prozesse der Spracherkennung und Sprachsynthese in jeweils vier Verarbeitungsebenen: akustische Analyse und Synthese, akustische Modellierung, Lexikonebene (Graphem-Phonem-Umsetzung und Verarbeitung von Aussprachevarianten) sowie Sprachmodellebene. Wir verfolgen mit unserem Ansatz zwei hauptsächliche Ziele: - Forschung: Entwicklung eines experimentellen Werkzeugs welches eine bessere Einsicht in die Zusammenhänge und Gemeinsamkeiten von Sprachsynthese und -erkennung im Sprachdialog ermöglicht. Ein wesentlicher Aspekt der Forschung ist die Fehleranalyse im Spracherkennungsprozeß durch Resynthese. - Ausbildung: Im Zusammenhang mit unseren Aktivitäten auf dem Gebiet des Teleteaching und der internetbasierten Lehre soll eine Webdemonstration des integrierten Spracherkennungs- und -synthesesytems erstellt werden, welches des Studierenden einen tieferen Einblick und ein verbessertes Verständnis für die Technologien in der automatischen Sprachverarbeitung vermitteln wird. In unserem Beitrag beschreiben und diskutieren wir die Architektur eines integrierten Spracherkennungs- und -synthesesytems und berichten über experimentelle Ergebnisse in der Erkennung und Synthese auf der akustischen Ebene. Wir diskutieren im Detail Aspekte der Anwendung von SMGs anstelle von HMMs in der Sprachsynthese.
Oishi, Y.
-
Criteria for Environmental Noise based on Neutral Reaction of Inhabitants [DAGA 2000 (Oldenburg)]
K. Kuno, M. Omiya, Y. Okumura, A. Hayashi, Y. Mishina and Y. Oishi
[A]
The environmental quality standards for noise in Japan were
established to protect public health and conserve the daily
living environment. They are revised to define the guidelines
for environmental noise in term of equivalent sound pressure
level LAeq in 1999. The new guidelines were settled on studies
of speech interference, sleep disturbance and noise effect to
inhabitants. Concerning dose-response for noise, the reaction
of highly annoyed is adopted to decide the criteria in many
social surveys. Strong reaction is, however, minor and neutral
reaction extends primarily in usual case.
Environmental noise measurements and social surveys have
been conducted in Nagoya City since 1982. This paper aims to
derive the criteria based on neutral reaction as well as
positive reaction. In addition, we discuss the stability of
criteria with respect to the number of samples that are used
to derive the criteria.
Okumura, Y.
-
Criteria for Environmental Noise based on Neutral Reaction of Inhabitants [DAGA 2000 (Oldenburg)]
K. Kuno, M. Omiya, Y. Okumura, A. Hayashi, Y. Mishina and Y. Oishi
[A]
The environmental quality standards for noise in Japan were
established to protect public health and conserve the daily
living environment. They are revised to define the guidelines
for environmental noise in term of equivalent sound pressure
level LAeq in 1999. The new guidelines were settled on studies
of speech interference, sleep disturbance and noise effect to
inhabitants. Concerning dose-response for noise, the reaction
of highly annoyed is adopted to decide the criteria in many
social surveys. Strong reaction is, however, minor and neutral
reaction extends primarily in usual case.
Environmental noise measurements and social surveys have
been conducted in Nagoya City since 1982. This paper aims to
derive the criteria based on neutral reaction as well as
positive reaction. In addition, we discuss the stability of
criteria with respect to the number of samples that are used
to derive the criteria.
Olesen, S.K.
-
The importance of head movements for binaural room synthesis - a pilot experiment [DAGA 2000 (Oldenburg)]
P. Minnaar, J. Plogsties, S.K. Olesen, F. Christensen and H. Møller
[A]
A localisation experiment was done in a standard listening room in which a set-up of 19 loudspeakers were placed around a chair. Head movements in the horizontal plane were allowed during sound presentation. The active loudspeaker had to be identified both in real life and when using a real-time binaural synthesis system. The binaural synthesis was done from binaural room impulse responses measured with an artificial head on the chair in the set-up. For every loudspeaker a set of measurements were made by rotating the artificial head in the horizontal plane. Anechoic signals were filtered by the impulse responses and presented over equalised headphones to a listener sitting in the same chair. The listener's head was tracked and the appropriate binaural room impulse response was chosen according to the head position. The early part of the binaural room impulse response was updated in real-time whereas the late part was kept constant for each loudspeaker. In a previous experiment the listener was not allowed to move the head during sound presentation and therefore real life and binaural synthesis with and without head movements could be compared. Localisation in real life and binaural synthesis improves significantly when head movements are allowed, demonstrating the importance of dynamic auditory cues. Furthermore, in dynamic binaural synthesis the number of localisation errors is low even though listeners' own heads (and ears) were not used to implement the synthesis.
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The directional resolution needed when measuring head-related transfer functions [DAGA 2000 (Oldenburg)]
J. Plogsties, P. Minnaar, F. Christensen, S.K. Olesen and H. Møller
[A]
In a binaural synthesis system a limited number of measured Head-Related Transfer Functions (HRTFs) are used. A listening experiment was done to determine the lowest resolution with which HRTF measurements have to be made to ensure that interpolations between them are indistinguishable from measured HRTFs. Therefore interpolations were made from measurements with several different (low) resolutions by linearly interpolating the minimum phase components, after which the measured interaural time differences were reapplied. These HRTFs were then compared to HRTFs measured from the same directions. A pink noise signal was filtered by either measured or interpolated HRTFs and presented to 8 listeners through headphones in a three-alternative forced choice test. For static sound sources the target HRTFs were selected with a regular spacing of 30 degrees in the horizontal, frontal and median planes. Furthermore, dynamic movements through 90 degrees arcs on the three planes were tested. The movements were centred directly in front, behind, left, right, above or below the listener. The results show that the directional resolution needed depends strongly on direction and is significantly lower for dynamic sound sources. It is shown how the results can be predicted from the HRTF measurements by a simple criterion. This criterion was applied to HRTFs measured with 2 degrees resolution on the whole sphere around the head. In this way the resolution needed when measuring HRTFs for use in binaural synthesis was determined.
Oliva, C.
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Auswirkungen der temporären Änderung von Flugrouten [DAGA 2002 (Bochum)]
C. Oliva
[A]
In der Lärmwirkungsforschung besteht Unsicherheit darüber, wie sich der Wandel einer Geräuschkulisse (Zu- oder Abnahme der Schallbelastung) in der wahrgenommenen Störung (annoyance) niederschlägt. Die Forschung hat sich u.a. auf die Frage konzentriert, ob Personen, die eine Verstärkung in der Geräuschimmission erfahren ''überreagieren'' oder nicht. Umgekehrt wird auch die Frage untersucht, inwiefern Personen, die eine Verminderung der Geräuschbelastung erfahren, trotzdem an der Erfahrung der hohen Schallbelastung festhalten, wenn es um die Darlegung der wahrgenommenen Störung handelt. In Anbetracht der vorliegenden, teilweise widersprüchlichen, Ergebnisse gelangt man leicht zum Schluss, dass diese Frage noch nicht eingehend untersucht worden ist. Der vorliegende Beitrag stützt sich auf eine Datenerhebung im Sommer 2000 in der Umgebung des Flughafens Zürich (N = 800), in der die Wirkung einer grundlegenden Veränderung der Routenführung der An- und Abflugwege untersucht worden ist. Dabei wurde untersucht, welchen Beitrag die Wechselwirkung zwischen der ortsüblichen Geräuschkulisse und die Erfahrung der Neubelastung bzw. der Entlastung auf die wahrgenommene Lästigkeit hat.
-
Geräusche und Musik als Symbole des Handlungsspielraumes von Jugendlichen [DAGA 2003 (Aachen)]
C. Oliva
[A]
Die Jugendphase wird für immer mehr soziale Schichten und für eine länger andauernde Zeitspanne zur Realität. Die Jugendphase ist nicht mehr nur eine Übergangsphase, sondern hat einen minimalen Handlungsspielraum überschritten, so dass eigene soziale Prozesse und soziale Gebilde entstehen. Dadurch gewinnt die ''peer group'' eine neue Funktion. Nur darin unterliegen die Rollen der Eigendefinition, dort entsteht ein Raum der Identifikation, für den die Jugendlichen selbst Kompetenz und Definitionsmacht haben. Dieser Trend wird verstärkt durch die Tatsache, dass den Jugendlichen in der Gesellschaft keinen genau definierten sozialen Status mit entsprechender Wertschätzung eingeräumt wird. Zur Entlastung dieser Statusunsicherheit werden Subkulturen mit negativistischem Inhalt gebildet. Diese geschilderten Prozesse werden vorwiegend auch mit Geräuschen und Musik symbolisiert. Dabei stellt sich immer die Frage, welche Geräusche und Musik auf einen Prozess der partiellen Dezivilisierung hinweisen.
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Fluglärmbelastung in den Nachtrandstunden unter Berücksichtigung von Soundscapes und soziologischen Kontexten [DAGA 2003 (Aachen)]
C. Oliva
[A]
Der Beitrag befasst sich mit der Lärmbelästigung in den Nachtrandstunden und deren Auswirkungen auf den Schlaf. Die Ergebnisse beruhen auf den Daten der Lärmstudie 90 (Region der Flughäfen Genf und Zürich) und der Fluglärmstudie 2000 (Region des Flughafens Zürich). Die Aussagen der Lärmwirkungsforschung stützen sich weitgehend auf die Untersuchung, Befragung und Beobachtung von Individuen ab. Die Modelle, anhand derer die Wirkungsbeziehungen untersucht werden, basieren auf einem Schalldosis-Wirkungsansatz, der mittels Moderatorenvariablen differenziert wird. Sowohl in den Aussagen wie auch in den Modellen gelingt es mit Hilfe der Moderatorenvariablen nicht vollständig, relevante Einflussfaktoren wie soziologische Kontexte zu erfassen. Als Ergänzung zur Analyse von lediglich individuellen Merkmalen werden kollektive Merkmale eingeführt, insbesondere solche, die Soundscapes und soziologische Kontexte erfassen. Damit soll auf die Frage der Grenzwertsetzung eingegangen werden. Grenzwerte lassen sich umso besser rechtfertigen, je weniger zusätzliche Einflussgrössen, nebst der Schallimmission, die Störwirkung erklären.
Ollivier, S.
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Statistical analysis of N-waves characteristics after propagation in a turbulent media [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
S. Ollivier and P. Blanc-Benon
[A]
Turbulence plays a role in the propagation and the distortion of sonic booms but its influence is still not modelled accurately. One reason for this situation is the lack of controlled experimental data which can be used for comparison with theoretical or numerical results. In order to study the influence of turbulence on the propagation of acoustic N-waves, we conducted laboratory-scale experiments. An electrical spark source has been designed to generate N-waves, and two setups are used to study separately the influence of temperature or velocity random fluctuations. For both setups the spectrum and characteristic lengths of the turbulence have been measured.
In this paper, we present the statistical analysis of the mean values and higher moments of the usual parameters used to describe sonic boom signatures (peak pressure, rise time, duration, arrival time) for the waveforms measured after propagation in the thermal or the kinetic turbulence. Mean results are in accordance with previous numerical or experimental works. Some examples of random focusing have been observed. Since the characteristics of the turbulent media have been measured, the data can be also compared to existing theoretical models. Data show that the increase of the rise time and the decrease of the peak pressure could be linked to the probability of occurrence of caustics.
This work is partly supported by the European Community (SOBER project, Contract No. G4RD-CT-2000-00398) and by Ministère de la Recherche et des Nouvelles Technologies (decision No. 00 T0116).
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Effects of Surface Roughness and Turbulence on Propagation of Shock Waves above a Curved Surface [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
Q. Qin, K. Attenborough, S. Ollivier and P. Blanc-Benon
[A]
Laboratory experiments using an electric spark source of acoustic shock waves have been used to study the influence of refraction and diffraction on propagation of sonic booms. Curved surfaces were constructed in the anechoic laboratory at ECL to simulate atmospheric refraction effects and a heated grid was used to generate turbulence. The curved surface was either smooth or rough. The propagation of the shock wave was measured under different scattering and refracting conditions using a 1/8'' B&K microphone array. The rise time, the peak pressure, and the spectrum of the received acoustic shock have been investigated. The resulting data indicate that surface roughness decreases the peak sound pressure levels measured in the deep shadow zone by up to 2.6 dB while the turbulence increases the peak sound pressure levels by 5 dB for the same receiver. In the illuminated zone, surface roughness increases the peak sound pressure level by 1dB and steepens the shock wave whereas turbulence decreases the peak sound pressure level by 2 dB. These results show that there are significant effects due to ground roughness and atmospheric turbulence on the propagation of broadband shock waves in the atmosphere.
Olsen, E.
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Optimising Ergonomic and Acoustic Design of Hand-held Sound Level Meters [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
J. Simpson, D. Manvell, L. Kroman, H. Larsen and E. Olsen
[A]
Hand-held instruments are, by their very nature, used in the hand by humans. Genetic mechanisms make sure that all humans and their hands are different; not an ideal situation for a hand-held instrument designer who would prefer clones with the same outlook in life. However, in recognition of the fact that individuality exists, a research group investigated the expectations of potential and current hand-held instrument users, and the findings were used to construct a new form of sound level meter (SLM).
The paper describes how a series of 'Panel of Experts' workshops were used to arrive at two central demands from users for hand-held instrument design - robustness (proof against dust, water, humidity etc.) and practicality in all work situations - and how these demands were used, via physical and mathematical modelling tools, as guides to optimise the often conflicting ergonomic design and IEC 61672 acoustic performance criteria. This paper also describes how, through the use of new shapes and materials, an SLM was created to fulfil the design goals to make it easier, quicker and safer for all user groups to conduct measurement assignments.
Olsen, L.G.
-
Modale Studien an Handglocken [DAGA 2007 (Stuttgart)]
U.J. Hansen and L.G. Olsen
[A]
Die Identifizierung der Eigenmoden an Handglocken besteht aus zwei Indizien, (m,n).Der erste Index (m) gibt die Zahl der Knotenlinien an, welche über die Krone der Glocke laufen, der zweite Index (n) gibt die Anzahl der Knotenkreise an, welche um die Glocke herum laufen. Für Eigenschwingungsmoden mit m 3 oder 4, von der Glockengröße abhängend, gibt es normalerweise keine n = 0 Mode. Statt dessen erscheint ein tiefligender Knotenkreis, ganz nahe an der Glockenöffnung. Diese Moden werden oft als (m,1*) Moden bezeichnet. Diese Modalformen scheinen ein Analog in dem eindimensionalen Bild von Saiten-resonanzen zu finden wenn die Randwertbestimmung an einem Ende etwas gelockert wird, und zu einem massenartigen oder federartigen Bild führt. Zur Untersuchung dieses Analoges wurden ''Finite Element'' Rechnungen ausgeführt, indem ein Glockenabschnitt als Platte modelliert wurde mit geklammerter Randbedingung oben, rotierend freier Randbedingung an beiden Seiten und völlig freier Randbedingung unten. Moden mit höheren m Werten warden dann durch Platten modelliert welche ein höheres Verhältnis zwischen Plattenhöhe zu Plattenbreite aufweisen. Berechnete Plattenmoden werden mit experimentell gemessenen Glockenmoden verglichen.
Olszewski, D.
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A Space Optimization Method for Time-Reversal Super-Focusing [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
J. Rautenberg, D. Olszewski and B. Henning
[A]
The appliance of time-reversal acoustics to classical transducer design, medical, technical or audible range applications brings forward new ideas whenever we need both, focusing acoustical energy in time and space. Unfortunately, the spatiotemporal focusing is limited through the amount of transducer elements as well as the ergodicity and randomness of the cavity. This paper will present a novel but simple method to increase the narrowness of the refocused spot by breaking up randomness for the benefit of ergodicity in a predetermined cavity. Based on the simulated annealing technique, a multi-objective optimization algorithm, the positions of circular reflectors inside the cavity are recombined in analogy to the molecules of a molten bath. The rearrangement follows a certain cost function according to the uniqueness of pulse responses from one transducer to different focal spots of interest and the temperature of the smelter. The molecules or reflectors solidify with decreasing temperature so that the result should be a well-regulated system in terms of the preset objectives. Simulations and the appropriate experiments have shown that there is an improvement in both temporal and spatial focusing. The temporal compression in the considered example is more than three times better in comparison to random media. This article will present the principle of the optimization method as well as the results of asserted time-reversal experiments. With this the door is open for further developments in the above-mentioned application areas.
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Messungen zur Schallerzeugung durch einen Parametrischen Ultraschalllautsprecher [DAGA 2006 (Braunschweig)]
D. Olszewski and K. Linhard
[A]
Parametrische Ultraschalllautsprecher ermöglichen die Erzeugung eines stark gerichteten Audioschallstrahls bei Verwendung kleiner Wandleraperturen. Hierzu wird ein mit dem Nutzsignal amplitudenmodulierter Ultraschallträger in Luft emittiert. Bei hohem Ultraschallpegel führen nichtlineare Effekte zur Selbst-Demodulation des Nutzsignals. Vor dem Wandler baut sich dadurch ein Endfire-Array virtueller Quellen auf, welches das Audiosignal stark gerichtet abstrahlt. Der Anteil dieser Quellen an der gesamten Audioschallerzeugung ist entfernungsabhängig.
Messvorgänge zur entfernungsabhängigen Schallerzeugung durch parametrische Ultraschalllautsprecher in reflexionsarmen Räumen sind stets durch die maximalen Raumabmessungen begrenzt. Demzufolge kann keine sichere Aussage darüber getroffen werden, ob die Länge der Generationszone über die Raumabmessungen hinausreicht. In diesem Experiment wurden daher Luftschallmessungen im Freien durchgeführt, so dass die Generationslänge des mit dem hier verwendeten Ultraschalllautsprecher erzeugten Audioschalls ohne räumlich begrenzende Faktoren bestimmt werden konnte.
Zusätzlich wurden Messungen der Richtcharakteristiken des parametrisch erzeugten Audioschalls in verschiedenen Entfernungen durchgeführt. Sie implizieren einen Zusammenhang zwischen dem entfernungsabhängigen Aufbau der Richtcharakteristik und der Länge der Generationszone.
Die verwendeten Ultraschallwandler verfügen in geringem Umfang über nichtlineare Übertragungseigenschaften. Bei Ansteuerung mit einem amplitudenmodulierten Signal entsteht somit bereits durch Demodulation im Wandler selbst ein direkt emittierter Audioschall-Anteil in Form eines unerwünschten Schmutzeffekts. Der Anteil dieses Schmutzeffekts am insgesamt erzeugten Audioschall konnte ebenfalls messtechnisch bestimmt werden.
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Kriterium zur Unterscheidung zwischen linearer und nichtlinearer Akustik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
D. Olszewski
[A]
Die gemeinhin bekannte Wellendifferentialgleichung für die Ausbreitung akustischer Wellen in Luft gilt ausschließlich für kleine Druck- und Dichteschwankungen. In diesem Fall wird die Druck-Dichte-Relation der Luft linearisiert und ihre nichtlinearen Eigenschaften werden vernachlässigt. Man spricht daher von ''linearer Akustik''. Im Falle größerer Amplituden wird dagegen ein nichtlinearer Ansatz verwendet, der die Druck-Dichte-Relation bis zu Termen zweiter Ordnung berücksichtigt.
Die Unterscheidung zwischen der Anwendung linearer oder nichtlinearer Theorie ist zuweilen schwierig, da der Übergang oft fließend ist und auch schwache akustische Wellen während ihrer Ausbreitung durch nichtlineare Einflüsse signifikant beeinflusst werden können, wenn sie nur weit genug fortschreiten.
Diese Arbeit stellt ein Kriterium auf, das eine Unterscheidung für harmonische plane Wellen ermöglicht. Dabei werden sowohl dämpfende Eigenschaften der Luft als auch deren Nichtlinearität der Druck-Dichte-Relation bis zu zweiter Ordnung berücksichtigt. Das Unterscheidungskriterium wird aus zwei verschiedenen Sichtweisen dargestellt: Vom Ort der Schallquelle aus wird beurteilt, ob die abgestrahlte Welle auf ihrem Ausbreitungsweg Einflüssen unterliegen wird, die eine Anwendung der nichtlinearen Theorie erfordern; vom Ort eines Beobachters auf dem Ausbreitungsweg der Schallwelle wird, abhängig von den bis zu diesem Ort zu berücksichtigenden Einflüssen, über die Anwendung der entsprechenden Theorie entschieden. Beide Beurteilungen lassen sich zu einem gemeinsamen Kriterium zusammenfassen und orientieren sich an Minimalbedingungen für die Anwendung parametrischer Ultraschalllautsprecher.
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Stark gerichtete Audio-Beschallung mittels modulierten Ultraschall-Strahlungsdrucks [DAGA 2007 (Stuttgart)]
D. Olszewski and K. Linhard
[A]
Parametrische Ultraschalllautsprecher erzeugen einen stark gerichteten Audio-Schallstrahl unter Verwendung kleiner Wandleraperturen verglichen mit der Audiowellenlänge. Hierzu wird ein mit dem Audiosignal amplitudenmodulierter Ultraschallträger in Luft emittiert. Bei hohem Ultraschallpegel führen nichtlineare Eigenschaften der Druck-Dichte-Relation der Luft zur Selbst-Demodulation des Audiosignals. Vor der Schallquelle baut sich dadurch ein Endfire-Array virtueller Quellen auf, welches das Audiosignal stark gerichtet abstrahlt.
Messungen an Ultraschalllautsprechern ergeben oftmals Audio-Schalldrücke, die deutlich über den theoretisch zu erwartenden Werten liegen. Diese Abweichung ist umso größer, je näher sich das Mikrofon an der Schallquelle befindet. In vorangegangenen Untersuchungen wurde dieser Effekt meist als Messfehler eingestuft, der mit einer zusätzlichen Demodulation im Mikrofon erklärt wurde.
Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Messungen zeigen jedoch, dass die durch nichtlineare Mikrofon-Eigenschaften herbeigeführte Demodulation ebenfalls nicht ausreicht, um die Abweichung zu erklären. Stattdessen wird hier der akustische Strahlungsdruck betrachtet, der offenbar einen zusätzlichen Beitrag zum parametrisch erzeugten Audio-Schalldruck generiert. Dieser Beitrag nimmt mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle ab, während der parametrisch erzeugte Anteil zunächst ein Maximum erreicht und dann erst abfällt.
Folglich wird die Möglichkeit beschrieben, den akustischen Strahlungsdruck gezielt für eine stark gerichtete Audiobeschallung zu nutzen. Der schwierigen technischen Realisierbarkeit stehen die Vorteile im Vergleich zum parametrischen Ultraschalllautsprecher gegenüber, welche aus einer noch stärkeren Richtwirkung und einer fehlenden Frequenzabhängigkeit des erzeugten Audio-Schalldrucks bestehen.
Omiya, M.
-
Criteria for Environmental Noise based on Neutral Reaction of Inhabitants [DAGA 2000 (Oldenburg)]
K. Kuno, M. Omiya, Y. Okumura, A. Hayashi, Y. Mishina and Y. Oishi
[A]
The environmental quality standards for noise in Japan were
established to protect public health and conserve the daily
living environment. They are revised to define the guidelines
for environmental noise in term of equivalent sound pressure
level LAeq in 1999. The new guidelines were settled on studies
of speech interference, sleep disturbance and noise effect to
inhabitants. Concerning dose-response for noise, the reaction
of highly annoyed is adopted to decide the criteria in many
social surveys. Strong reaction is, however, minor and neutral
reaction extends primarily in usual case.
Environmental noise measurements and social surveys have
been conducted in Nagoya City since 1982. This paper aims to
derive the criteria based on neutral reaction as well as
positive reaction. In addition, we discuss the stability of
criteria with respect to the number of samples that are used
to derive the criteria.
Onnich, H.
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Fortschreibung von „Schall 03 und Akustik 04“ [DAGA 2003 (Aachen)]
H. Onnich and S. Jäger
[A]
Die derzeitigen Richtlinien ''Schall 03'' (Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Schienenwegen) und ''Akustik 04'' (Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Rangier - und Umschlagbahnhöfen) wurden 1990 verabschiedet. Auf Grund der rasanten Entwicklung auf den Gebieten Bau von neuen Schienenfahrzeugen, neuen Schienenwegen, neuen Anlagen und Lärmminderungsmaßnahmen auf diesen Gebieten, ist es angebracht, auf der Basis von neuen Erkenntnissen und Messergebnissen die beiden Richtlinien dem derzeitigen Stand der Technik anzupassen. Auf der Basis eines umfangreichen Projektes, unter der Leitung des Bundesministeriums für Verkehr, Bau - und Wohnungswesen (BMVBW) werden in vier Arbeitsgruppen (Emissionen; Abschirmung und Ausbreitung; Emission und Nahverkehr; Akustik 04) die akustischen und physikalischen Grundlagen für die neuen Richtlinien erarbeitet. Ein vom BMVBW geführter Lenkungskreis entscheidet schließlich über Form und Inhalt der neuen Richtlinien. In dem Vortrag soll über die Ziele des Projektes und die Einbettung dieses Projektes in die internationalen Aktivitäten, wie z.B. der EU - Umgebungslärmrichtlinie, berichtet werden.
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Fortschreibung von Schall 03 und Akustik 04 [DAGA 2005 (München)]
H. Onnich
[A]
Die derzeitigen Richtlinien 'Schall 03' (Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Schienenwegen) und 'Akustik 04' (Richtlinie zur Berechnung der Schallimmissionen von Rangier - und Umschlagbahnhöfen) wurden 1990 verabschiedet und als Anlage 2 in die Ver-kehrslärmschutzverordnung (16.BImSchV) übernommen. Sowohl auf Grund der rasanten Entwicklung und der gestiegenen Anforderungen beim Bau von neuen Schienenfahrzeugen, neuen Schienenwegen, neuen Anlagen und den Lärmminderungsmaßnahmen an diesen Produkten, als auch zur Aufrechterhaltung der Rechtssicherheit dieser Berechnungsverfah-ren ist es geboten, anhand von neuen Erkenntnissen und Messergebnissen die beiden Richtlinien dem derzeitigen Stand der Technik anzupassen.
Auf der Basis eines umfangreichen Projektes, unter der Leitung des Bundesministeriums für Verkehr, Bau - und Wohnungswesen (BMVBW) werden in vier Arbeitsgruppen (Emissionen; Abschirmung und Ausbreitung; Emission und Nahverkehr; Akustik 04) die akustischen und physikalischen Grundlagen für die neuen Richtlinien erarbeitet. Ein vom BMVBW geführter Lenkungskreis entscheidet schließlich über Form und Inhalt der neuen Richtlinien.
In dem Vortrag soll über Ziele und Inhalte dieses Projektes, sowie über den derzeitigen Stand der Projektarbeit berichtet werden.
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Fortschreibung Schall 03 und Akustik 04, Emissionen [DAGA 2005 (München)]
L. Greven, H. Onnich, B. Asmussen and U. Kurze
[A]
Emissionskennwerte der fortgeschriebenen Schall 03
Die Emissionskennwerte der Schienenverkehrsgeräusche werden im Zuge der Fortschreibung der Schall 03 überarbeitet. Hierzu wurden in den letzten drei Jahren Beschlüsse gefasst, die die Einführung des längenbezogenen Schallleistungspegels in Oktavspektren zukünftig vorschreiben. Eine neue Differenzierung der Schallquellenhöhen, eine genauere Betrachtung der aerodynamischen Schallquellen und die gezielte Unterscheidung von Brückenkategorien sind einige Punkte, die eine zukünftige Schall 03 anders berechnen wird.
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Berücksichtigung von Rollgeräuschen in einer neuen Schall 03 [DAGA 2005 (München)]
U. Kurze, R. Diehl and H. Onnich
[A]
Im Geschwindigkeitsbereich bis 250 km/h bestimmen Rollgeräusche den größten Beitrag zur Geräuschabstrahlung von Bahnen. In einer geplanten Neufassung der Berechnungsvorschrift Schall 03 wird den physikalischen Ursachen der Rollgeräusche dadurch genauer Rechnung getragen als in dem derzeitig gültigen Regelwerk, dass die Rauheiten von Rad- und Schienenlaufflächen getrennt berücksichtigt werden. Damit können Maßnahmen zur Gleispflege und deren Auswirkungen auf die Schallabstrahlung von Fahrzeugen mit unterschiedlichen Bremsbauarten genauer beurteilt werden als durch das bestehende System einer pauschalen Korrektur. Das verwendete Modell schließt an übliche Ansätze der physikalischen Beschreibung von rauen Kontaktflächen und deren Zusammenwirken bei Rollvorgängen an, verwendet jedoch aus messtechnischer Erfahrung abgeleitete Vereinfachungen in Form eines Korrelationsterms und eines einheitlichen frequenzabhängigen Geschwindigkeitsfaktors. Unterschiede im tieffrequenten Bereich zu bestehenden europäischen Rechenmodellen werden auf den Einfluss aerodynamischer Geräusche im Unterflurbereich von Fahrzeugen zurück geführt. Die Abstrahlung der Rollgeräusche von Rädern und Schienen wird der Einfachheit halber unverändert durch eine Quelle in Gleismitte und in Höhe der Schienenoberkante modelliert. Bei Kesselwagen wird eine zusätzliche Ersatzquelle für die vom Rollvorgang verursachte Geräuschabstrahlung der Wagenaufbauten in einer Höhe von 4 m über SO angesetzt.
Onnich, J.
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Schallemission von Schienenstrecken – Abschnitte mit besonderen Fahrflächenbehandlungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
W. Weißenberger and J. Onnich
[A]
Auf einer DB-Hauptabfuhrstrecke wurden Abschnitte mit unterschiedlichen Oberflä-chen-ver-besserungs-methoden (Schleifverfahren) behandelt. Durch Luftschall-pegel-messungen seitlich der Strecke wurden im Auftrag der DB AG die Schall-pegel-änderungen meßtechnisch zu folgenden Zeitpunkten er-faßt: direkt nach dem Schleifen 6 Wochen nach dem Schleifen 1 Jahr nach dem Schleifen 2 Jahre nach dem Schleifen Die Messungen wurden mit Regelzugverkehr (Reisezüge und Güterzüge) durchgeführt und nach statistischen Parametern ausgewertet. Besonders Wert wurde auf eine statistisch abgesicherte Aussage nach VDI 3723 gelegt, daß die gemessenen Grundwerte (energetische Mittelungspegel bezogen auf 100 km/h, 100 m Zuglänge und 100 % Scheibenbremsanteil) der einzelnen Zugarten mit einer Wahrscheinlichkeit von 80 % um nicht mehr als ?0,5 dB vom wahren Grundwert abweichen. Parallel zu den Messungen wurde auch Messungen mit dem Schallmeßwagen der DB AG durchgeführt, um auch hier eine Korrelation zu den Meßwerten seitlich zu erhalten. Die Auswertungen zu den ersten drei Zeitpunkten zeigten, daß mit den verwendeten Schleifverfahren die Schallemissionspegel bei allen Zugarten unter dem ''Grundwert'' von 48 dB(A) liegen. Bei den ''leisen'' Zugarten (scheiben-gebremste Reisezüge) erhöhten sich die Schall-emissionspegel innerhalb von einem Jahr um 2 bis 3 dB. Bei ''lauten'' Zugarten (klotz-gebremsten Reisezüge und Güterzügen) sind die Zunahmen der Schall-emissions-pegel deutlich geringer. Diese Aussagen wurden durch die Meßschriebe des Schallmeß-wagens bestätigt. Derzeit werden die Messungen ''2 Jahre nach dem Schleifen'' durchgeführt.
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The 'Specially Monitored Track' procedure (SMT) [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
J. Onnich and B. Koch
[A]
In efforts to lower the amount of rail traffic noise, it is important to reduce the sound at the source of its origination.
To realize this, DB Systemtechnik at Deutsche Bahn has developed a procedure by the name of ''Specially Monitored Track'' (SMT). This procedure is based on the realisation that the condition of the running surface of rails plays a significant role in the creation of rolling noise. By grinding the running surfaces of the rails, any areas of unevenness (known as ''rail corrugations'') are eliminated.
The Federal Railway Office (EBA) officially confirmed ''Specially Monitored Track'' in 1998 as a noise reduction system with effectively -3 dB(A).
Two grinding procedures are currently approved for ''Specially Monitored Track'' and may be adopted when implementing the process. One is a system of rotating grinding discs operating with a belt grinder and the other is a milling machine operating with oscillating and static motion rubbing stones.
The SMT concept is based on the periodic acoustic monitoring of the relevant track sections by means of a sound measuring car developed especially for this purpose.
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Future Prediction Scheme for Sound Propagation from German Railways [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
U. Kurze, U. Möhler and J. Onnich
[A]
Developments in high speed rail traffic gave rise to start a revision of the present German ''Schall 03''. Most important new aspects result from the consideration of different source heights for aerodynamic sources, traction noise and equipment noise in addition to the rolling noise and to the consideration of octave band sound power levels rather than A-weighted overall sound pressure levels at a reference distance. While the concept is widely consistent with the European regulation based on the Dutch model, the prediction scheme for sound propagation is even stronger related to reliable engineering procedures by tailoring ISO 9613-2 to the needs of un-ambiguity and the availability of data describing average meteorological and ground conditions. Sound propagation from segments of line sources at different heights will be described in terms of geometrical divergence, standard conditions for atmospheric absorption, interaction with soft and rigid ground, effect of barriers, a limited number of specular reflections and a meteorological correction term. Other parameters, e.g. tree zones and general descriptions of built-up areas, will not be taken into account.
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Anpassung der Schall 03-2006 an Anforderungen europäischer Regelwerke zum Schienenverkehrslärm [DAGA 2006 (Braunschweig)]
U. Kurze, R. Diehl and J. Onnich
[A]
Im Entwurf einer aktuellen Neufassung der Schall 03 sind bereits wesentliche Elemente europäischer und internationaler Regelwerke enthalten. Dazu gehören die Darstellung der Geräuschemission für einzelne Stunden eines Tages durch Schallleistungspegel in Oktavbändern und in verschiedenen Höhenbereichen sowie die Berechnung der Schallausbreitung nach ISO 9613-2. Einfach zu ergänzen sind Einzahlkriterien zur Beschreibung der unterschiedlichen Störwirkung am Tag, in Übergangszeiten und während der Nacht. Langzeitkorrekturen zur Meteorologie liegen in der Größenordnung von 2 dB, würden aber das bisherige Schutzniveau in Deutschland, das auch durch einen Schienenbonus bestimmt wird, verändern. Besondere Beachtung erfordert die Berechnung der Wirksamkeit von Schallschutzmaßnahmen am Fahrweg und im Ausbreitungsweg des Schalls. Hier zeigen sich in der Praxis ingenieurmäßige Verfahren der neuen Schall 03 den aufwändigeren Verfahren von ''Harmonoise'' und ''Imagine'' überlegen.
Ono, S.
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Measurement and Analysis of Railway Noise in Japan [DAGA 2000 (Oldenburg)]
S. Ono
[A]
Shinkansen is the first railway running faster than 2OOkm/h in
the world. When it was opened in 1964, its wayside noise caused
a strong social demand for environmental preservation.
As for other lines, or conventional lines, new lines and
upgraded lines are subject to wayside noise standards.
Oomen, A.
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Progress on Parametric Coding for High Quality Audio [DAGA 2003 (Aachen)]
E. Schuijers, A. Oomen, A. den Brinker and J. Breebaart
[A]
In the course of the ''MPEG-4 Extension 2'' standardisation process, a parametric coding scheme is under development. This coding scheme is based on the notion that any audio signal can be dissected into three objects. The three objects that are employed in the parametric coding scheme correspond to aspects, which are well known from both auditory perception as well as physical determinants of natural audio signals. These objects are transients, sinusoids and noise. Each of these objects allows for an efficient parametric representation. The parametric coder is targeting medium to high quality for CD quality material, at bit-rates from 24 kbit/s stereo. The initial submission of the parametric coding scheme to MPEG was represented as reference Model 0 (RM0) in November 2001. Since that time, by means of a number of improvement proposals (Core Experiments), the maturity of the reference model has steadily increased. The major improvements consisted of the inclusion of parametric stereo and an alternative noise model. In line with the parameterisation of the mono signal, an efficient solution has been developed where the spatial image of a stereo signal is also parameterised using three types of parameters describing the spatial image. The change in the noise module consists of a non-uniform description of the spectral content using ''Laguerre'' filtering. In the paper, we will outline all recent improvements that have been proposed in the course of MPEG4-Extension 2 standardisation. Furthermore, we will present subjective listening test results illustrating the quality of the parametric coding scheme.
Opfer, H.
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Methoden zur Erweiterung der Einsatzbedingungen von Beamforming-Verfahren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
M. Kern and H. Opfer
[A]
Die schnelle Identifikation von akustischen (Stör-)Quellen gewinnt im Entwicklungsprozess der Automobilindustrie immer mehr an Bedeutung. Durch die ständig wachsende Prozessorleistung des PC-Standards hat in den letzten Jahren die Lokalisation von Schallquellen mittels Mikrofonarrayverfahren große Verbreitung gefunden. Hierbei bieten Beamforming-Verfahren die Möglichkeit, anhand von Messungen im akustischen Fernfeld Richtungsinformationen aus den aufgezeichneten Schallsignalen zu gewinnen und damit auf die mögliche Quelle zu schließen. Die Schwächen solcher Ortungsmethoden sind hinlänglich bekannt und reichen von einer i. A. zu geringen, frequenzabhängigen Ortsauflösung, einer unzureichenden Dynamik, einer Abhängigkeit von der Richtcharakteristik der betrachteten Quelle, einer großen Störempfindlichkeit bis hin zu Problemen mit Geisterquellen, die durch räumliches Aliasing entstehen. Alle diese Aspekte gestalten den Einsatz dieser Verfahren in der Praxis und die Interpretation der Ergebnisse problematisch und verlangen i. A. ideale Messbedingungen. In dieser Studie werden Mess- und Analysemethoden untersucht, um Beamforming-Verfahren, wie die 'Akustische Kamera', auch im alltäglichen Entwicklungsprozess unter akustisch ungünstigen Bedingungen einsetzen zu können.
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Richtlautsprecher zur Dialogunterstützung im Fahrzeug [DAGA 2007 (Stuttgart)]
H. Opfer, S. Bork and G. Seitz
[A]
Im alltäglichen Gebrauch von akustischen Kommunikationssystemen im Fahrzeug stellen Nebengeräusche, wie Roll-, Wind-, und Motorgeräusche, hohe Anforderungen an die Systeme. Daraus resultiert zum Teil eine eingeschränkte Sprachverständlichkeit bei Telefonaten, Verkehrs- und Navigationsansagen. Eine Kompensation durch höhere Lautstärkewahl führt meist zu Belästigung der anderen Fahrzeuginsassen. Die Untersuchung ermittelt die Sprachverständlichkeit im Fahrzeug mit herkömmlichen Lautsprechern im Vergleich zu jener, die mit Einsatz von Richtlautsprechern erzielt werden kann. Insbesondere das Potential für den Einsatz im Digital Voice Enhancement-System von Volkswagen soll untersucht werden. Infolgedessen werden Studien im NVH-Simulator der Volkswagenkonzernforschung durchgeführt, mit dem Ziel zunächst die erhaltenen Messergebnisse abzusichern und anschließend Szenarien zu entwickeln, um z.B. Sprachdialoge in Anwendungen zu optimieren.
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Erweiterung von Beamforming-Verfahren mittels synchronisierter Mehrfachmessungen und angepasster Filterung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
M. Kern and H. Opfer
[A]
Mit einem Mikrofon-Array und einer nachgeschalteten Signalverarbeitung, z.B. Beamforming, lassen sich Schallereignisse bestimmten Einfallsrichtungen und damit auch Quellorten zuordnen. Die Güte der Ergebnisse im ''akustischen'' Bild hängt neben anderen Einflussfaktoren im Wesentlichen von der Dynamik und dem örtlichen Auflösungsvermögen des Messsystems ab. In dieser Studie wird untersucht, inwieweit mittels synchronisierter Mehrfachmessungen und einer zusätzlichen angepassten Filterung der Mikrofonsignale eine Verbesserung der Ortsauflösung und Dynamik erreicht werden kann. Anhand von Beispielmessungen und ersten Ergebnissen werden diese Ansätze hinsichtlich einer erweiterten Einsatzfähigkeit der Akustischen Kamera diskutiert.
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Polyphasenansätze im Zeitbereichs-Beamforming [DAGA 2008 (Dresden)]
M. Kern and H. Opfer
[A]
Die Akustische Kamera, ein auf dem Prinzip des Beamformings basierendes Mikrofonarray mit integrierter Kamera, ortet Schallquellen, indem Richtungen und Pegel des einfallenden Schalls ausgewertet und visualisiert werden. Die Schwächen dieser Arraymesstechnik können die nachfolgende Interpretation der Messergebnisse erschweren. In dieser Studie werden Ansätze untersucht, inwieweit eine ''räumliche Polyphasenfilterbank'' die Analysequalität im Zeitbereichs-Beamforming steigern kann.
Opitz, M.
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Experimental and numerical analysis of the generation of a turbulent flow field in a free stream jet and its correlation to acoustic radiation and wall pressure fluctuations [DAGA 2008 (Dresden)]
C. Reichl, W. Tilser, M. Böck, H. Lang, K. Haindl, F. Reining and M. Opitz
[A]
A turbulent circular free stream jet is generated using an axial symmetric fan driven by a brushless actuator with variable frequency leading to typical core-velocities of around 10 m/s (Re = 99000). The flow is propagated through a pipe system significantly damping the noise from the fan. Turbulence is generated using different sets of turbulence generators in the pipe consisting of meshes, rods, cubes and spikes. The turbulent flow field downstream of the pipe outlet is measured using two-axis hot wire anemometry with a temporal resolution of a minimum of 48 kHz. The CTA probe is positioned using an automated three-axis traversing system. Microphones located at freely adjustable positions are used to capture the acoustic radiation and the wall pressure fluctuations. CFD calculations are performed for the different turbulence generators and compared to the acoustic and CTA signals. An important aspect of the work is the simultaneous recording of both the CTA- and the acoustic signals in the experimental and numerical approach. This allows for the calculation of correlation patterns between turbulence and the acoustic signals. The generation of free stream turbulence in a controlled way and its correlation to downstream pressure fluctuations is the primary aim of the work.
Opitz, U.
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Akustische Planung des neuen Kultur- und Kongresszentrums in Athen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
E. Mommertz and U. Opitz
[A]
In Athen ist nach 10-jähriger Planungs- und Bauzeit ein neues Kultur- und Kongresszentrums fertiggestellt worden, welches u.a. über einen großen Opern- und Veranstaltungssaal, einen kleinen Theatersaal, einen Bankettsaal und Musikprobenräume verfügt. In diesem Beitrag wird ein Überblick über das Bauvorhaben gegeben, und es wird auf raum- und bauakustisch interessante Details in Planung und Ausführung eingegangen.
Ordoñez, R.
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Repeatability of DPOAEs and their vulnerability to over-exposure [DAGA 2003 (Aachen)]
K. Reuter, R. Ordoñez and D. Hammershøi
[A]
Over-exposure to noise is considered to be one of the main causes of hair cell damage and can result in temporary and permanent threshold shifts. Otoacoustic emissions (OAEs) are a by-product of the active mechanism of the outer hair cells and a sensitive measure of that cochlear function. Measurements of OAEs before and after noise exposure suggest that OAE is a more sensitive measure than pure-tone audiometry and therefore might be a measure for the early identification of hearing loss. Until now OAEs are mainly used for newborn hearing screening, where the presence or absence of OAEs is used as a pass/ fail criterion, respectively. The prevalence is determined from broadband measures, e.g. the SNR or the reproducibility (the correlation between two independent measurements) of the OAEs, but individual OAEs show detailed characteristics, which might provide more information about the status of the inner ear. In this investigation normal hearing subjects are exposed to sound that causes a temporary threshold shift. OAEs are measured in certain time intervals after the exposure. From these measurements frequency specific changes in the OAE recovery are observed. Temporary effects on OAEs may have implications for the clinical interpretation of OAEs from permanently noise-damaged ears.
Orglmeister, R.
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Realtime Capable Beamforming-Based Convolutive Source Separation [DAGA 2003 (Aachen)]
W. Baumann, D. Kolossa, B.-U. Köhler and R. Orglmeister
[A]
A realtime implementation of an independent component analysis (ICA) algorithm for the separation of two acoustically mixed speech signals in a car environment is introduced. The algorithm is based on two parallel frequency domain beamformers, each of which cancels the signal from one interfering source by frequency dependent null-beamforming. In order to obtain independent output signals, stemming from the driver and the co-driver, respectively, the zero-directions of the beamformers are jointly optimized via second and higher order statistics. Optimization is carried out for each frequency band separately, so that phase distortions caused by the transfer functions between speakers and microphones are compensated. In contrast to other frequency domain source separation algorithms, this structure does not suffer from permutation of frequency bands and allows to distinguish between the two speakers. At the same time, it is retaining the major advantage of blind methods, that do not require an external estimate of the direction of arrival (DOA).
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Vergleich von PCA und MVDR im Falle inkohärenter Rauschumgebungen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
W. Baumann, P. Vicinus and R. Orglmeister
[A]
Verfahren zur Störgeräuschreduktion stellen einen wichtigen Bestandteil moderner Freisprecheinrichtungen dar. Aufgrund gesunkener Kosten für leistungsfähige Hardware kommen dafür mittlerweile auch mehrkanalige Lösungen zum Einsatz. Eine klassische Methode der mehrkanaligen Signalverarbeitung stellen Beamforming Verfahren dar, die in der Lage sind, sowohl zeitliche als auch räumliche Signalparameter auszunutzen.
Für den Fall eines vollständig inkohärenten Rauschfeldes zeigt der Delay and Sum Beamformer unter den nichtadaptiven Verfahren die beste Störgeräuschunterdrückung. Dabei wird vorausgesetzt, dass die Sensorsignale lediglich Laufzeitverzögerungen aufweisen. Für reale Raumbedingungen ist diese Annahme jedoch nicht gerechtfertigt, da zwischen Signalquelle und Mikrofon die Übertragungsfunktion des Raumes berücksichtigt werden muss. Durch die Annahme eines normierten Modells der Signalerfassung, wie es bei Beamforming-Verfahren üblich ist, reicht jedoch die Bestimmung der Nutzsignalübertragungsfunktion zwischen den Mikrofonen für eine realistische Modellbildung aus.
Im zweikanaligen Fall lässt sich für die Schätzung dieser intersensorischen Signalabhängigkeiten eine geschlossene Lösung angeben, auf deren Grundlage die optimale adaptive Sensorgewichtung formuliert werden kann, die sich sowohl durch Anwendung der Principal Component Analysis (PCA) als auch durch den Minimum Variance Distortionless Response (MVDR) Beamformer-Entwurf herleiten lässt.
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Robuste Erkennung gestörter Sprache im Automobil durch MMSE-Störgeräuschunterdrückung und Missing-Data Spracherkennung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
D. Kolossa, A. Klimas, W. Baumann and R. Orglmeister
[A]
Um zufriedenstellende Spracherkennungsergebnisse auch im Automobilbereich zu erhalten, ist eine adequate Störgeräuschunterdrückung von großer Bedeutung. Zu diesem Zweck bietet die Minimum Mean Square Error (MMSE) Schätzung eine optimierte Lösung mit signifikanten SNR-Verbesserungen auch dann, wenn nur ein Mikrofonsignal zur Verfügung steht. Während substanzielle SNR-Verbesserungen möglich sind, leidet die Güte der Spracherkennug oft unter dieser nichtlinearen Verarbeitung. Um die Erkennungsrate trotzdem zu verbessern, erscheinen Missing-Feature Techniken wie Data Imputation oder Marginalisierung vielversprechend. Allerdings müssen diese direkt auf die Features des Spracherkenners angewandt werden, was zu einer von zwei ähnlich unbefriedigenden Herangehensweisen führt: entweder muss die Spracherkennung mit denjenigen Features ausgeführt werden, die in der MMSE-Schätzung ermittelt werden, was suboptimale Erkennungsergebnisse zur Folge hat, wenn dadurch im Spektralbereich gearbeitet werden muss, oder ein neuer MMSE-Schätzer für spracherkennungsadäquate Features muss hergeleitet werden.
Hier schlagen wir eine neue Herangehensweise vor. Die MMSE-Stögeräuschunterdrückung wird im Frequenzbereich angewandt um das entstörte Signal und dazugehörige Varianzen im Zeit-Frequenz-Bereich zu ermitteln. Diese werden dann gemeinsam mit der Unscented Transformation in den Arbeitsbreich der Spracherkennung transformiert, so dass für einen Missing-Feature Spracherkenner sowohl 13 Mel-Frequenz-Cepstralkoeffizienten mit ersten und zweiten Ableitungen als auch die Varianzen dieser Features für jedes Frame und jedes Feature zur Verfügung stehen.
Und während MMSE-Störgeräuschunterdrückung allein die Spracherkennungsrate bei niedrigen SNRs um ca 20% verbessern kann, bietet diese Anbindung der Vorverarbeitung an die Missing Feature Spracherkennung einen Erkennungsratengewinn von 10 bis 15%, verglichen mit dem Ephraim-Malah-Filter allein, was die probabilitstische Anbindung zwischen Vorverarbeitung und Spracherkennung als eine vielversprechende Methode zur Erhöhung der Spracherkennerrobustheit erscheinen läßt.
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Spracherkennung im Automobil durch Verwendung von Missing Feature Techniken [DAGA 2007 (Stuttgart)]
D. Kolossa, R.F. Astudillo and R. Orglmeister
[A]
Um Sprachsignale von Störgeräuschen und überlagerten anderen Sprachsignalen zu befreien, sind ICA, spektrale Subtraktion und Zeit-Frequenzmaskierung erfolgreiche Methoden. Allen ist aber gemeinsam, dass sie das Nutzsignal oft nur mit Artefakten rekonstruieren können.
Missing Feature Techniken bieten verschiedene Möglichkeiten, einen Spracherkenner mit der Information über solche Artefakte zu versorgen, um diese bei der Erkennung zu berücksichtigen. Dabei können unterschiedliche Methoden eingesetzt werden, die entweder, als sogenannte 'Missing Data Techniken', einzelne Features ganz aus dem Erkennungsprozeß ausnehmen oder, wie zum Beispiel das 'Uncertainty Decoding', mit kontinuierlichen Unsicherheitswerten arbeiten.
Eine Analyse der Erkennungsleistung und des Rechenaufwands dieser Verfahren zeigt dabei, dass die einfacheren Missing Data Techniken zwar in der Realisierung Vorteile bringen, allerdings insbesondere für sprecherunabhängige Modelle deutlich weniger robust sind als aktuellere Methoden für die direkte Dekodierung unsicherer Features.
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Adaptives Verfahren zur Schätzung von Sprachübertragungsfunktionen auf der Basis verteilter Mikrofone [DAGA 2007 (Stuttgart)]
P. Vicinus and R. Orglmeister
[A]
Die Erfassung von Audiosignalen im KFZ erfolgt im zunehmenden Maße durch mehr als ein Mikrofon. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit Möglichkeiten der Signalverarbeitung zur Sprachaufbereitung bei akustisch guten und für den beschriebenen Algorithmus günstigen Mikrofonplatzierungen im KFZ. Gelingt es, über die Anordnung der Mikrofone den Sprecher im Fahrzeug zu lokalisieren, können raumbezogene Informationen die Steuerung der Signalverarbeitung unterstützen. Die Lokalisierung kann über eine adaptive Schätzung der Sprachübertragungsfunktionen vom Sprecher zu den Mikrofonen realisiert werden. Hierfür werden Kostenfunktionen vorgestellt, deren Extrema bei gerichteten wie auch bei ungerichteten Störern Rückschlüsse auf die Sprachübertragungsfunktionen zulassen. Eine geeignete Schrittweitenkontrolle sorgt für eine robuste Minimierung bzw. Maximierung der Kostenfunktion über ein Gradientenverfahren. Auch wenn das Verfahren nur eine relative Bestimmung der Sprachübertragungsfunktionen zulässt und somit für eine Dereverberation des Sprachsignals ungeeignet ist, ermöglicht es eine raumbezogene, adaptiv nachführbare Parametrisierung von Algorithmen zur Störgeräuschreduktion. Die Ergebnisse werden anhand praktisch erfasster Mikronsignale bewertet.
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Erfassung von Sprache im KFZ mit Störgeräuschreduktion im Nahfeld eines Mikrofon-Sparse-Arrays [DAGA 2008 (Dresden)]
P. Vicinus, P. Kitzenmaier and R. Orglmeister
[A]
Die Sprachsignalerfassung in einem KFZ ist von immer größerem Interesse. Neben der Freisprechtelefonie spielt dabei auch die sprachgestützte Bedienung von Geräten im Fahrzeug eine zunehmende Rolle. Sollen diese Anwendungen von allen Fahrzeuginsassen genutzt werden können, ergeben sich erhöhte Anforderungen für die Signalerfassung.
Aufgrund der Direktivität der Sprache in Blickrichtung sowie der Abnahme der Schallintensität mit zunehmendem Abstand vom Mund und einem annähernd diffusen Störgeräusch innerhalb der Fahrzeugkabine ist für eine gute Erfassung aller Sprach-Quellensignale die Platzierung von mindestens einem Mikrofon in der Nähe und in ungefährer Blickrichtung jedes potentiellen Sprechers angebracht. In vielen Fällen kann die entstehende Mikrofonanordnung als sogenanntes Sparse-Array betrachtet werden, in dessen Nahfeld sich die Insassen befinden.
In diesem Beitrag wird ein Verfahren zur Spracherfassung und Störgeräuschreduktion im Nahfeld eines Sparse-Arrays vorgestellt. Es wird zunächst für jeden der Fahrzeuginsassen nach dem Prinzip eines "Linear Constrained Minimum Power Beamformers" eine Richtcharakteristik berechnet, die nicht stationäre Störer unterdrücken soll. Die Ausgangskanäle dieser Beamformer werden in einer zweiten Stufe über ein blindes Nahfeld-Beamforming-Verfahren optimal bezüglich des maximalen Signal-Stör-Verhältnisses räumlich gefiltert. Eine zusätzliche Reduktion der Störung wird über einen nachgeschalteten kohärenzbasierten Postfilter realisiert. Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens zeigen Vergleiche mit anderen bekannten Verfahren.
Orrenius, U.
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BRAINS for improved rail vehicle acoustics [DAGA 2005 (München)]
A. Frid, U. Orrenius and T. Kohrs
[A]
BRAINS (Bombardier RAIlway Noise Software) is an acoustic prediction software for interior and exterior noise from railway vehicles. The tool was developed in-house by Bombardier to fill the specific needs of noise control management and noise predictions in the rolling stock industry.
Essentially, BRAINS forms an efficient administrative framework in which several computational modules are integrated. It is created in the Matlab environment but is run as a compiled executable. It has a graphical interface and several features to facilitate modelling of different train types and the import of source, transmission and absorption spectra.
BRAINS performs the calculations in 1/3-octave band spectra by default. It interacts with the Bombardier acoustics material database 'Acousdat'. The modelling is based an hybrid-approach using the most appropriate method for each class of acoustic problem ranging from analytical, statistical and empirical formulations based on experimental data, to pre-calculated values for standard cases from TWINS and in the next version also FEM /BEM analysis.
The software has been validated on several vehicles and is primarily used in the bid phase of a new vehicle project.
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Coupled FE-SEA vibro-acoustic analysis of floating floors for trains [DAGA 2007 (Stuttgart)]
L. Baures and U. Orrenius
[A]
Prediction tools implementing Finite Element Methods (FEM) and Statistical Energy Analysis (SEA) methods are widely used for analyzing and solving vibro-acoustic problems in the industry. However, the use of separate software for different frequency ranges implicates loss of time and computational resources. In addition the frequency range for which neither numerical nor statistical models are applicable can be quite wide.
A theory allowing the coupling of these two methods has been recently presented and implemented in commercial software. For structural sources, effects of the receiving structure on the input power can be accounted for, like in standard FE analysis. In comparison with FEM, the hybrid method is able to provide results at higher frequencies with less computation demand. After a brief review of the underlying theory, a model of a floating floor, typically used in railway cars is presented. Considerations driving the subsystems' partitioning into SEA or FEM subsystems are explained The application of coupled FE SEA methodology for computation of SEA coupling loss factors of rubber joints is discussed specifically. The computed vibration isolation and sound insulation are presented and compared to measured results. Finally the advantages of using a hybrid FE-SEA method instead of separate SEA or FE models are discussed briefly.
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Sound Source - Visualization and -Quantification of stationary and moving Sources for Aircrafts & Railbound Vehicles [DAGA 2008 (Dresden)]
K.-R. Fehse and U. Orrenius
[A]
Bombardier setzt zur Ortung von Flugzeug- und Zug-Schallquellen Mikrophon-arrays ein. Quellenverständnis für ein effektives, geräuschreduziertes Fahrzeug-Design setzt neben der Ortung eine quantifizierte Beschreibung
der Einzelquellen und deren Interaktion voraus: d.h. die Schallkartierungen müssen durch geeignete Berechnungs-Methoden, Mikrophon- und/oder Array-Anordnungen zu einer quantitativen Abschätzung (skaliert/kalibriert)führen, deren methodische Schwächen und mögliche Fehler bekannt sind. Dabei wird die Objektivierung der Array-Performance durch geeignete Kenngrößen als wesentlicher Bestandteil auf dem Weg zu einer quantitativ eindeutigen
Interpretation betrachtet. Neben der prinzipiellen Vorgehensweise werden
erste Ergebnisse gezeigt.
Ortmann, J.
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Auswirkung auf die Aerodynamik durch akustische Maßnahmen an den Tragflächen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
J. Ortmann and J. Wild
[A]
Während des Landeanfluges gehört die Slat-Hinterkante zu den größeren Lärmquellen eines großen modernen Verkehrsflugzeuges. Das Ziel der 'Vision 2020' ist es, den Lärm um 50% zu reduzieren. In akustischen Windkanalversuchen konnte gezeigt werden, dass bürstenähnliche Modifikationen an den Seitenkanten von Slat und Flap diesen Lärm deutlich reduzieren. Da aber die gesamte Slat-Hinterkante aufgrund der dort sehr hohen Geschwindigkeiten Lärm produziert, besteht die Idee, solche Bürstenhaare an der gesamten Hinterkante
zu befestigen.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen auf die aerodynamischen Eigenschaften dieser Lärm reduzierenden Modifikationen. Mit Hilfe des Strömungsberechnungsverfahrens FLOWer ist der Einfluss von Länge, Durchmesser, Abstand und Form der Bürstenhaare dezidiert untersucht worden. Dieses Verfahren löst die RANS-Gleichungen unter Verwendung eines Turbulenzmodells auf blockstrukturierten Rechennetzen. Die sehr komplexe Strömung im Bereich der Bürstenhaare und deren Einfluss auf die Hochauftriebsströmung werden in dieser Arbeit aufgezeigt und analysiert. Die Ergebnisse zeigen eine sowohl aerodynamisch als auch akustisch viel versprechende Kofiguration auf.
Ortscheid, J.
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Fluglärm: Schutzziele aus der Sicht der Lärmwirkungsforschung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
J. Ortscheid and H. Wende
[A]
Die Entwicklung von Qualitätszielen für den Bereich Fluglärm orientiert sich, wie bei den anderen Verkehrsträgern auch, an dem Schutz vor Gefahren und erheblichen Belästigungen. Unter diesem Aspekt werden die Ergebnisse nationaler und ausländischer Lärmwirkungsstudien analysiert, wobei die Wirkungsbereiche ''Beeinträchtigung der Gesundheit'' incl. ''Beeinträchtigung des Nachtschlafes'' ''Belästigung'' im Vordergrund stehen. Bei der Formulierung der Schutzziele wird dem Umstand, daß Fluglärm eine größere Stör- und Belästigungswirkung als vergleichbarer Straßenverkehrslärm entfaltet, durch schärfere Anforderungen Rechnung getragen: Bei Fluglärmbelastungen aussen von 55 dB(A) tags und 45 dB(A) nachts wird die Grenze zu erheblichen Belästigungen erreicht. Bei Fluglärmbelastungen aussen von 60 dB(A) tags und 50 dB(A) nachts sind aus präventivmedizinischer Sicht Gesundheitsbeeinträchtigungen zu befürchten. Bei Fluglärmbelastungen aussen oberhalb von 65 dB(A) tags und 55 dB(A) nachts sind Gesundheitsbeeinträchtigungen in Form von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu befürchten. Grundlage der vorgestellten Ziele ist der tag-nacht-differenzierende Mittelungspegel (Leq(3)). Die Ziele sollten, wie bei den anderen Verkehrsträgern auch, gesondert nach bestehenden Flughäfen/Plätze und nach neuen oder wesentlich geänderten Flughäfen/Plätze ausgewiesen werden.
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Fluglärm: Anforderungen an den baulichen Schallschutz aus Sicht der Lärmwirkungsforschung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
W.-D. Kötz, H. Wende and J. Ortscheid
[A]
Der Schutz vor Fluglärm wird auch in absehbarer Zeit weitgehend auf baulichem Schallschutz basieren müssen. Damit unter diesen Bedingungen die Flughafenanlieger innerhalb ihrer Wohnungen ungestört vom Fluglärm leben können, sind Anforderungen an den baulichen Schallschutz von Wohngebäuden zu entwickeln, die sicherstellen, daß aus der Sicht der Lärmwirkungsforschung bei allen Aktivitäten - sowohl am Tage als auch in der Nacht - Beeinträchtigungen sicher vermieden werden. Hierzu sind auch die akustischen Besonderheiten des Flugbetriebes und die Bauteileigenschaften der gesamten Aussenhaut der Gebäude zu berücksichtigen. Die sich ergebenden Anforderungskriterien werden diskutiert.
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Leseraktion Straßenlärm [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
B. Beule and J. Ortscheid
[A]
Der Straßenlärm wird in Deutschland in zunehmendem Maße als belästigend empfunden. Aus Lärmwirkungssicht ist es alarmierend, dass ein Großteil der Betroffenen dem Lärm oft hilflos gegenübersteht. Deshalb hat das Umweltbundesamt zusammen mit der Stiftung Warentest die ''Aktion Straßenlärm'' ins Leben gerufen: betroffene Bürger konnten sich ein Gutachten erstellen lassen, dass Belastungsdaten und Hinweise auf Lärmreduzierungsmöglichkeiten enthält. Die Ergebnisse dieser Aktion zeigen typische Probleme der lärmbelasteten Bürger mit ihrer Situation auf. Zu nennen sind u. a. Enttäuschungen über die Wirkung über bereits vollzogener Lärmminderungsmaßnahmen.
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Bewertung lärmarmer Straßenbeläge [DAGA 2005 (München)]
M. Hintzsche, J. Ortscheid and H. Wende
[A]
Der Straßenverkehr ist die bedeutendste Lärmquelle in Deutschland. Repräsentative Umfrageergebnisse zeigen, dass sich 2004 60% der Bevölkerung durch Straßenverkehrsgeräusche belästigt fühlen. Störungen der Kommunikation, der Erholung innerhalb und außerhalb der Wohnung, Einschränkungen in der Wohnnutzung u. a. m. tragen zum Lästigkeitsurteil bei.
Zur Reduzierung des Verkehrslärms steht eine Reihe von Möglichkeiten (technisch und planerisch) zur Verfügung. Vorrang sollten emissionsmindernde vor Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg und beim Empfänger haben. Lärmarme Beläge stellen eine hervorragende emissionsseitige Minderungsmaßnahme dar, da sie praktisch überall eingesetzt werden können. Die oftmals erreichten geringen Pegelminderungen und das akustischen Langzeitverhalten begrenzten in der Vergangenheit ihren Einsatz innerorts im niedrigen Geschwindigkeitsbereich. Da Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg im Innerortsbereich oft nicht realisierbar oder unwirksam sind, blieb als einzige Maßnahme der Einsatz von Schallschutzfenstern. Durch Schallschutzfenster kann nicht unbedingt ein Rückgang der Belästigung erwartet werden, da das ''Nichtöffnenkönnen'' der Fenster belästigend wirkt.
Inzwischen liegt ein Rechenmodell vor, mit dem der Aufbau optimaler lärmarmer Straßenbeläge für alle Geschwindigkeitsbereiche und Verkehrszusammensetzungen bestimmt werden kann. Eine Erprobung erfolgte an der B 17 in Süddeutschland. Bei dem zweilagigen offenporigen Asphalt auf einem Abschnitt der Bundesstraße B 17 in Augsburg konnte im Vergleich zu einem herkömmlichen Asphaltbeton bei einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 70 km/h eine Pegelminderung von rund 7 dB(A) erreicht werden.
Die Auswirkungen dieser Pegelminderungen werden unter Lärmwirkungsaspekten (Belästigung, Kommunikations- und Schlafstörungen) bewertet. Die Bewertung erfolgt anhand der Betroffenenzahlen in einer realen Bebauungssituation und einer vergleichbaren Verkehrssituation wie in Augsburg. Zusätzlich werden die Auswirkungen von Pegelminderungen dieser Größenordnung auf die Geräuschbelastungssituation der Bevölkerung in Deutschland insgesamt betrachtet.
Oschlies, D.
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Simulationsumgebung für Mikrofonarrays in der Musikaufnahme [DAGA 2006 (Braunschweig)]
D. Oschlies, B. Albrecht, F. Melchior and D. de Vries
[A]
Der Einsatz von Mikrofonarrays in der Musikaufnahme ist derzeit wenig erforscht. Problematisch - im Gegensatz zu bekannten Anwendung von Empfängerarrays .z.B. im HF-Bereich - ist hier vor allem das gewünschte konstantes Arrayverhalten über einen in der Größenordnung sehr großen Wellenlängenbereich. Die hohe erreichbare Richtwirkung eines Mikrofonarrays bei linearem Frequenzgang erlaubt zum einen eine Alternative zur klassischen Stützmikrofonierung, zum anderen kann das Schallfeld z.B. für die objektorientierte Audiowiedergabe analysiert werden.
Betrachtet wird ein lineares logarithmisches Array, welches prototypisch an der TU Delft entwickelt wurde. Eine hierfür an der TU Ilmenau erstellte Simulationsumgebung ermöglicht den virtuellen Entwurf und Einsatz eines solchen Arrayaufbaus.
Dabei bieten verschiedene Simulationsebenen einen visuellen und akustischen Eindruck vom zu erwartenden Arrayverhalten. Durch die Vorgabe beliebiger Parameter können die Auswirkungen von Parameteränderungen und Fehlern simuliert werden. So lässt sich z.B. als wichtige Zielgröße die Richtwirkung im Nah- und Fernfeld darstellen. Zur akustischen Kontrolle kann schon während der Planung eine Quelle virtuell in der Ebene vor dem Array platziert werden. Komplexe und arbeitsintensive Tests mit realen Arrays werden somit erst dann notwendig, wenn alle simulierten Ergebnisse zufrieden stellend sind. Aus dem darstellbaren Verhalten lassen sich Rückschlüsse auf Entwurfsparameter und die notwendigen Präzisionen der praktischen Umsetzung ziehen. Ins besondere die Arrayausmaße bei gewünscht hohem Frequenzumfang sowie wie die Schärfe der zu erwartenden Richtwirkung sind dabei von Interesse.
Osetrov, A.
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Acoustoelastic anomaly in stressed heterostructures [DAGA 2002 (Bochum)]
A. Osetrov, E. Chilla and R. Koch
[A]
We investigated the influence of biaxial stress on the acoustic wave propagation in single crystalline heterostructures using a transfer matrix method. Both Rayleigh-type and Sezawa modes exhibit an acoustoelastic anomaly, where the stress induced change of the phase velocity is maximum for a film thickness which is considerably smaller than the acoustic wavelength. For Ge/Si(001) compressed by 1 GPa the velocity shift of Sezawa modes reaches exceptionally high values of about 2%.
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Aspekte der Burton-Miller-Methode zur Behandlung der kritischen Frequenzen iterativer Boundary-Elemente-Verfahren [DAGA 2003 (Aachen)]
M. Ochmann and A. Osetrov
[A]
Mit Hilfe der Boundary-Elemente-Methode (BEM) kann die Schallabstrahlung von geometrisch sehr komplexen und realitätsnahen Strukturen berechnet werden. Es treten jedoch kritische Frequenzen auf, bei denen die BEM keine eindeutige Lösung liefert. Zur Regularisierung der BEM bei diesen Frequenzen kann die Burton-Miller-Methode verwandt werden, welche die ursprüngliche Integralgleichung mit der in Normalenrichtung differenzierten Gleichung koppelt. Bei der numerischen Realisierung dieses Verfahrens treten folgende Fragen auf: 1. Wie kann der Kopplungsfaktor am besten für beliebige Strukturen und einen ausgewählten Frequenzbereich gewählt werden? 2. Auf welche Weise kann der auftretende hypersinguläre Integraloperator am geeignesten regularisiert und numerisch ausgewertet werden? 3. Harmonisiert die Burton-Miller-Methode mit iterativen BE-Lösern? 4. Welche Vorteile bzw. Nachteile besitzt die Burton-Miller-Methode gegenüber der von Schenck vorgeschlagenen CHIEF-Methode? Diese Fragen sollen sowohl theoretisch als auch an ausgewählten numerischen Beispielen der Schallabstrahlung von schwingenden Körpern studiert werden.
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A boundary element simulation tool for exterior acoustical problems [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
M. Ochmann and A. Osetrov
[A]
The numerical prediction of sound fields radiated or scattered from complex shaped structures into the three-dimensional space can be used as a basis for the optimization of noise reduction methods. Especially, the boundary element method (BEM) combined with iterative solvers is a very efficient tool for performing such numerical simulations.
For this reason, a simulation tool based on the boundary element method is developed for the analysis of acoustical radiation as well as of scattering problems. For the solution of the corresponding system of linear equations direct and iterative solvers are implemented. To overcome the computational difficulties at the ''forbidden'' frequencies, two methods are used: the combined integral equation formulation (CHIEF) and the combination with the differentiated integral equation (Burton and Miller formulation). The efficiency of both regularization methods are investigated depending on the frequency range considered. The capacity of the BE simulation tool will be demonstrated by applying it to the calculation of sound radiation from specially selected vibrating structures. In addition, the scattering from point sources located between an idealized tyre and a road surface is calculated for modelling the so-called horn effect.
Ostertag, J.
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Forschungsarbeiten am IAG im Rahmen des Forschungsprojekts SWING+ [DAGA 2003 (Aachen)]
S. Guidati, J. Ostertag and S. Wagner
[A]
Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Verbundprojekt SWING+ (Simulation of Wing Inflow Noise Generation) befasst sich mit der numerischen Vorhersage der Schallabstrahlung von Hochauftriebskonfigurationen. Ziel des Projekts ist es, Verfahren zu entwickeln, mit welchen bereits während der Entwurfsphase von Flugzeugkomponenten schnelle und zuverlässige Vorhersagen zur Lärmabstrahlung möglich sind. Der erste Schritt dorthin setzt voraus, dass die für die Lärmabstrahlung verantwortlichen Mechanismen ge-nauer untersucht, erkannt, verstanden und letztlich modelliert werden. Das Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG) der Universität Stuttgart entwickelt in-nerhalb des Projekts SWING+ ein Lärmvorhersagekonzept, das auf der Akustischen Analo-gie von Lighthill basiert. Für die Beschreibung des Strömungsfelds und damit des Quellterms werden Lösungen von RANS-Rechnungen (Reynolds-averaged Navier-Stokes) verwendet, auf deren Basis eine Verteilung der turbulenten kinetischen Energie ermittelt werden kann. Die Wellengleichung wird mittels einem Randelementverfahren (Boundary Element Method) numerisch gelöst. Die so erhaltenen Größen werden zur Modellierung des Quellterms ver-wendet und die Lärmabstrahlung mit dem entwickelten Verfahren SATIN (Statistical Appro-ach to Turbulence Induced Noise) berechnet. Alle im Projekt entwickelten Verfahren zur Lärmvorhersage werden an einfachen Testfällen, welche jeweils einzelne an einer Hochauftriebskonfiguration auftretende Schallmechanismen wiedergeben, validiert. Hierzu liefert das IAG die entsprechenden aerodynamischen und a-kustischen Messdaten, die in umfangreichen Messkampagnen ermittelt und allen Projekt-partnern bereitgestellt werden. Während die aerodynamischen Messungen im Laminarwind-kanal des IAG durchgeführt werden, finden die akustischen Untersuchungen im Akustischen Windkanal Braunschweig des DLR statt. Hierbei kommen neben dem dort eingebauten Hohlspiegel das Akustisches Array Stuttgart (AAS) zum Einsatz. Es werden die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen und ersten Simulationen mit SATIN vorgestellt und miteinander verglichen.
Oswald, M.
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Aeroakustiksimulation mit Hilfe numerischer Methoden [DAGA 2007 (Stuttgart)]
M. Oswald
[A]
Aeroakustiksimulation mit Hilfe numerischer Methoden
Die Präsentation behandelt die Voraussetzungen zur Durchführung von direkter Aeroakustiksimulation mit Hilfe der Navier-Stokes-Gleichungen (computational aeroacoustics, CAA). Ergänzt wird dies durch die Behandlung weiterer Modellierungsmöglichkeiten, wie z.B. Akustikanalogien nach Ffowks-Williams und Hawkins (FWH). Es werden Vorgehensweisen und Limitierungen zur Durchführung von Aeroakustiksimulationen im Allgemeinen und im Speziellen mit der Software FLUENT vorgestellt. Zuletzt soll ein Überblick über die jüngsten stationären Methoden und Turbulenzkorrelationen, die in die Software FLUENT Einzug gefunden haben, gegeben werden (stochastic noise generation and radiation, SNGR). Eine Reihe von praxisnahen Beispielen zu den diversen numerischen Modellen runden die Präsentation ab.
Otcenasek, Z.
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Sound quality preference of violin tones and its directional dependence [DAGA 2002 (Bochum)]
Z. Otcenasek and J. Stepanek
[A]
The goal of this study is to describe the directional dependence of sound quality preferences of violin tones. The psychoacoustic listening tests were provided to find preferred sound in space surrounding the instrument. This space was scanned using 98-microphone position method, described in [1]. Only the tones played on free violin strings (G3, D4, A4, and E5) were used for the reduction of musician influence. Preferred areas shapes are marked in graphical form and discussed.
-
The Microphone and Artificial Head Sound Pressure Measurement [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
Z. Otcenasek
[A]
The variation of the sound pressure in the same position in front of loudspeaker in anechoic room was studied for different types of measurement. Three types of the artificial head, two types of the microphone and one human head were used. The measurements were carried out over the audio frequencies for various angle among the line connecting the sound source with the recording position and the line normal to the plane of the recording microphone membrane or to the plane of head pinna. The differences between results of measurement mentioned above are discussed.
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Spectra of the steady state C tones of the Principal 8’ of European pipe organs [DAGA 2005 (München)]
Z. Otcenasek, J. Stepanek and C. Täsch
[A]
Sound records of the Principal 8' tones of the thirteen pipe organs from five European countries have been analyzed. Spectra of the steady state parts of each C tone (from C2 to C6) and their means were compared. Changes in SPL of individual harmonics with tone hight and its cultural, historical and musical style dependences are discussed.
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Verbal Description of Organ Principal 8' Sound [DAGA 2006 (Braunschweig)]
J. Stepanek, V. Syrovy, Z. Otcenasek, C. Täsch and J. Angster
[A]
The sound recordings of twelve pipe organs from four European countries (six Baroque, two Romantic and four contemporary) were subjectively evaluated. Two listening tests with sounds of tones C2, C3, C4, C5 and C6 of Principal 8' were provided. In the first test (dissimilarity in timbre in pairs of sounds) the spontaneously expressed verbal attributes describing the organ sound were collected. Twelve listeners (nine organ players, three organ builders) took part in the test. In the second listening test only the most contrasting pairs in timbre were selected and judged by the group of eight organ builders. The listeners ranked spontaneously expressed verbal attributes into four prescribed categories according to their meaning describing pipe scaling, pipe voicing, prominent or insufficient partials, and timbre. Common frequency vocabularies from both tests together with the vocabularies of expressions used in individual pitches are created and compared. Category vocabularies are also created and discussed.
Otten, J.
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Psychoakustische Messungen zur Diskrimination manipulierter Außenohrübertragungsfunktionen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
J. Otten and B. Kollmeier
[A]
HRTFs (Head Related Transfer Functions oder Außenohrübertragungsfunktionen) bilden die physikalische Grundlage, auf der auditorische virtuelle Umgebungen eine räumliche Positionierung von Schallobjekten ermöglichen. Obwohl diese Übertragungsfunktionen sehr gut untersucht sind, ist noch immer ungeklärt, in welchem Maß Abweichungen von individuell vermessenen HRTFs eine Änderung des räumlichen Empfindens verursachen. Um die perzeptive Relevanz der Abweichungen von den individuellen HRTFs zu ermitteln, wurde über ein 2-Intervall, 2-AFC-Verfahren die Diskriminierbarkeit einer in den verschiedenen Lokalisationsparametern variierten HRTF von der unmanipulierten HRTF bestimmt. Die Modifikationen der HRTFs setzten sich aus den folgenden Möglichkeiten zusammen: 1. Glättung der Spektren der Übertragungsfunktionen. 2. Variation der Laufzeit- sowie Pegeldifferenzen. Die einzelnen Stimuli der Intervalle bestanden aus weißen Rauschen bzw. einem Click-Train, gefaltet mit der Außenohrimpulsantwort einer spezifischen Richtung. Diese Diskriminationsexperimente wurden für die Richtungen von 0, 45, 90, 135 und 180 durchgeführt. Ergebnisse der Untersuchung werden vorgestellt und diskutiert.
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Anforderungen jüngerer und älterer Autofahrer an In-Car-Kommunikation und die Sprachwiedergabe von Infotainmentgeräten [DAGA 2008 (Dresden)]
R.-L. Fischer, C. Meinecke and J. Otten
[A]
In den letzten Jahren ist eine Zunahme der Bedeutung auditiver Kommunikation im Fahrzeug zu beobachten. Die meisten Fahrerassistenz- und Informationssysteme besitzen Sprachausgaben, es werden vermehrt Sprach-Dialog-Systeme eingesetzt und Avatare sollen zukünftig sogar in natürliche Kommunikation mit dem Fahrer treten können.
Hier vorgestellt werden die Ergebnisse einer Online-Befragung von Autofahrern zu ihren Erfahrungen bei der Wahrnehmung von Sprache während der Fahrt und ihren Erwartungen diesbezüglich.
Fokussiert wird in der Untersuchung die Wahrnehmung der Sprachqualität natürlicher Sprache und von Sprachausgaben verschiedener Infotainmentgeräte, beschrieben durch die Skalen Klang, Lautheit, Sprachverständlichkeit und Höranstrengung.
Es ist zu erwarten, dass sich die Anforderungen an die Sprachausgaben der Systeme verändern werden, weil im Zuge des demographischen Wandels eine Erhöhung des Durchschnittsalters und damit einhergehend mit einer Zunahme der Anzahl hörbeeinträchtigter Autofahrer zu rechnen ist.
Entsprechend untersucht diese Studie nicht nur die Wahrnehmung jüngerer Autofahrer (bis 40 Jahre), sondern auch älterer Autofahrer (ab 50 Jahre) mit und ohne Hörverlust, mit dem Ziel die spezifischen Probleme und Bedürfnisse der einzelnen Personengruppen zu beschreiben.
Die Ergebnisse der Studie werden dargestellt und Konsequenzen für die Entwicklung eines objektiven Messinstrumentes für Sprachverständlichkeit im Fahrzeuginnenraum diskutiert.
Otto, A.
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Raum-zeitliche Untersuchung von Sonolumineszenz und Sono-Chemolumineszenz [DAGA 2007 (Stuttgart)]
A. Otto, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]
Die Lichtemission kavitierender Flüssigkeiten wird oft im
zeitlichen und räumlichen Mittel bestimmt, da sie nur sehr geringe
Intensitäten aufweist. Mit bildverstärkten Optiken kann man
allerdings die Mittelungszeiten für räumliche Aufnahmen
verkürzen. Zudem ist durch phasenstarr schaltbare, kurze
Belichtungszeiten eine zeitliche Mittelung über synchrone
Teilintervalle der Anregungsperiode realisierbar (vgl. Ohl et
al., DAGA'96). Entsprechend wird in dieser Arbeit versucht,
durch abbildende Lumineszenzmessungen Informationen über
Blasenaktivität in bestimmten Blasenstrukturen zu gewinnen. Ein
Ergebnis ist, dass in einer Stehwelle in Wasser bei 25 kHz die
Emission von Luminol (Sono-Chemolumineszenz) räumlich und zeitlich
gewissermaßen diffuser auftritt als die Sonolumineszenz. Dies wird im
Zusammenhang mit der Sphärizität und der chemischen Aktivität von
Kavitationsblasen diskutiert.
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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.
Oudina, A.
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A Pulsed Technique for the Measurement of the Ultrasonic Attenuation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
H. Djelouah, A. Oudina, H. Khelladi and D. Belgroune
[A]
In the ultrasonic techniques usually used for the measurements of the attenuation, correcting terms are often introduced in order to minimise the diffraction effects.
Here, we take advantage of the particularities of the transient mode in order to deduce the attenuation coefficient by using the plane wave model without using any diffraction correcting term.
First, a theoretical model of the diffraction of ultrasonic waves propagating in viscous media, is developed by using the formulation of the diffracted field under the form of a convolution. It is shown that that when a rigid target of small size is placed near a transducer, the detected reflected wave consists of three impulses. Only, the first of these impulses corresponds to a plane wave coming from the projection of the target on the surface of the transducer. The others results from the diffraction from the edge of the radiating source.
The method principle consists in obtaining the attenuation coefficient after selecting only the first impulse which corresponds to the plane wave, avoiding thus any corrective diffraction term.
Some experimental results obtained with glycerine, paraffin oil and castor oil at different temperatures will be presented and compared with the values obtained by other techniques.
The principal advantage of this method is that the measurements are carried out in the near field of a plane transducer, thus avoiding the encountered problems of alignment when the measurements are made in the far field, and the attenuation is determined over a wide frequency band with only one measurement.
Ouisse, M.
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Patch Transfer Function (PTF): a substructuring approach for linear acoustics [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
M. Ouisse, C. Cacciolati and J.-L. Guyader
[A]
For industrial structures, large acoustics problems like noise radiated by cars are very difficult to solve using classical methods like full BEM, because of the complexity of the structure. The PTF approach considers several acoustic subsystems, which are analyzed separately, considering each coupling area as a rigid surface, which is divided in elements called patches. For these calculations, any available method (FEM, BEM...) can be used in order to build a database of transfer functions between sources and patches, which are acoustic impedance transfer functions. Then, continuity relations can be written on the interface in order to couple the subdomains: this approach is close to the mobility and impedance concepts which are widely used in mechanics. After the description of the method, some results concerning the convergence of the method are shown, concerning in particular the interface mesh size, which should be smaller than the half wavelength. Then, some results on an automotive structure are presented: the noise emitted by an engine through apertures of a car is estimated and compared with experiments.
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Energy residuals for localization of structural areas inducing hypersensitive behaviour [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
M. Ouisse and J.-L. Guyader
[A]
This paper describes a method allowing one to localize structural areas inducing hypersensitive vibrating behavior: with a very low calculation cost, the use of energy residual in fem post processing can be very efficient to detect the zones in which small changes can induce large dispersions on responses. The principle of the method is presented here, including a comparison between some energy residuals, in term of efficiency and localization properties.
Oxenham, A.
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Effects of concurrent and sequential streaming in comodulation masking release [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
T. Dau, S. Ewert and A. Oxenham
[A]
Comodulation masking release (CMR) refers to the reduction in the masked threshold of a signal due to the presence of flanking noise bands, which share the same pattern of amplitude fluctuations as the on-frequency noise masker. An unresolved issue is the extent to which CMR reflects within- and/or across-channel processes. This study addresses the question by assessing the influence of auditory grouping cues on CMR. Perceptual segregation of the on-frequency masker and the flanking bands was manipulated by (i) introducing an onset/offset asynchrony between the masker and the flanking bands, or (ii) introducing precursor or following flanking bands. This was done for spectral configurations where the flanking bands were presented relatively close to the on-frequency band or were widely separated in frequency. In conditions where the flanking bands were close to the on-frequency band, manipulating perceptual segregation had little effect on thresholds. In contrast, when the flanking bands were widely separated, CMR was abolished in conditions promoting perceptual segregation. As perceptual segregation should not affect within-channel processes, the differential effect of segregation cues may provide a functional definition of within- and across-channel CMR. Also, as ''true'' CMR is generally associated with across-channel processing, the strong influence of perceptual grouping cues places strong constraints of physiological models of CMR.
Ozawa, K.
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Cross-modal Effects of Visual Information on Auditory Presence [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
K. Ozawa and Y. Suzuki
[A]
Two experiments were conducted to investigate the effects of visual information on auditory presence. (Presence is defined as the subjective experience of being in a specific place or environment, even when one is physically situated in another.) Seventeen sounds, e.g. a sound of a train passing and a sound of the engine heard in a moving car, were binaurally recorded via a dummy-head, and the corresponding moving pictures were recorded using a digital video camera in live situations. The experiments were carried out using Scheffe's method of paired comparison with eight subjects. In Experiment 1, only sounds were presented to the subjects via headphones. Two sounds, randomly selected from the seventeen sounds, were presented sequentially. The subjects compared the two sounds in terms of their auditory presence, and gave rating judgment on a seven-point category scale. In Experiment 2, both sounds and moving pictures with 50-inch display were presented to the subjects. The experimental procedure was the same as that of Experiment1: The subjects were asked to evaluate the auditory presence irrespective of the quality of the moving pictures. A scaling procedure was applied separately to the data obtained in the two experiments. Comparison between the results of the two experiments revealed that auditory presence showed a marked change if the corresponding moving picture gave information on the original sound field correctly such as when the sound source appeared in the picture. Moreover, the auditory presence was clearly enhanced when visual objects in the picture moved.
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