Autorenverzeichnis

Vackova, I.

• Audiological Examination of a Group of Music Professionals [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Stepanek and I. Vackova
[A]

A permanent group of judges for listening tests of musical sounds was established, assembled of music professionals (string, wind and keyboard instrument players, composers & conductors and sound designers). An audiometric examination was provided and evaluated, the anamnesis hazard factors were also assessed. The measured hearing threshold was corrected to age according to ISO 7029. Statistical analyses revealed significant hearing loss on frequencies 125, 250 and 1000 Hz in both ears mainly in instrument interpreter subgroups. The hearing deterioration in younger generation of musicians was also confirmed.

Västfjäll, D.

• On the Use of Psychoacoustical and Psychophysical Methods to Predict Consumer Preference for Interior Car Sounds [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Västfjäll, A. Sköld and M. Kleiner
[A]

When designing for product sound quality, it is important to predict consumer preference since making consumer investigations time consuming. One way of assessing this is by correlating metrics for sound character with preference data from consumers. The sound character can be assessed in a number of ways. In the present research expert listeners were used to retrieve psychological dimensions. This was done by a listening test of the where the subjects were to rate the sounds on number of uni-polar adjective scales. The results were analysed ANOVAs and PCA, and resulted in five reliable dimensions, explaining 79% of the variance. Consumer preference was mapped by a paired comparison test design where listeners were to decide which of the sounds in each pair they prefer. This data was here analysed with the Bradley-Terry Luce model (BTL), which resulted in merit-scores for the sounds included. To get a good overview of the perceptual space present for the sounds in the test, expert listeners were asked to rate the difference between the sounds, which was done in a half matrix design. The data was analysed with an MDS-procedure that resulted in three dimensions explaining 97% of the variance present. When the correlation is calculated between the position of the sounds in the perceptual space and the rating in the psychological dimensions, one gets vector representation for the psychological dimensions. If the same thing is done for the preference merit scores, one gets a very clear picture of what dimensions and psychological properties of the stimuli are important for the consumer preference.

• Interaction between visual, auditory and tactile senses in product sound quality evaluation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Västfjäll
[A]

The present researched examined cross-modal interaction in interior aircraft sound quality evaluation. Previous research has mainly studied uni-modal (auditory or tactile) or bi-modal (audio-tactile) perception. The present study examines the perceptual effects of sound, vibration, and visual input presented simultaneously (multi-modal perception). A virtual aircraft for reproduction of a visual environment, binaural sound, and lateral vibrations was constructed and used in an experiment. Sixteen participants judged their reactions to- and rated perceptual qualities of twelve different sound, vibration, and picture combinations included in the principal study design. The results showed strong cross-modal interactions. Inconsistent with some previous research, a subtractive interaction was obtained where annoyance decreased with increase in modalities involved. The findings are discussed in terms of a perceptual process explanation, the cognitive capacity hypothesis, that suggests that multiple stimulus input may limit peoples' cognitive resources, thereby resulting subjective estimates different from those obtained when judging stimuli in isolation.

Väth, C.

• Prognosemodell für Installationsschächte mit Abwasserleitungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  W. Bollmann and C. Väth
[A]

Prognosemodell für Installationsschächte mit Abwasserleitungen

Im Rahmen dieses Projekts wurden im Prüfstand nach EN 14366 im Bauphysikalischen Labor der Geberit der Einfluss von unterschiedlichen Schachtkonstruktionen auf die Schallabstrahlung einer Abwasserleitung in einen Raum ermittelt. Ziel der Arbeit ist es, Grundlagen für ein Prognosemodell zu erhalten, mit dem sich der Schalldruckpegel ausserhalb des Schachts in Abhängigkeit der Schachtkonstruktion und der geplanten Belegung vorausberechnen lässt. Dies mit dem Hintergrund, dem Planer ein Instrument zu geben, mit dem er eine geeignete Schachtkonstruktion zur Einhaltung der Anforderungswerte nach den einschlägigen Normen bereits in der Planungsphase wählen kann. In den messtechnischen Untersuchungen wurden die folgenden Faktoren untersucht: Einfluss der Quelle (Abwasserleitung), zwei unterschiedliche Schachttypen in Leichtbauweise (Duofix-System, GIS), Absorption der Schächte in unterschiedlicher Weise, unterschiedliche Arten der Schachtverkleidung (1-lagig / mehrlagig) und der Beplankungen (unterschiedliche Produkte und Stärken), Geometrie des Schachts, Ummantelung der Quelle, Einflüsse der Fugen (Undichtigkeiten). Die Berechnung der Pegel wurde terzweise durchgeführt. Das Modell wurde exemplarisch an einem Beispiel anhand der durchgeführten Messungen verifiziert. Die Übereinstimmung der Prognose mit den Messwerten war zufriedenstellend, zudem waren die Prognosen konservativ, d.h. die Messwerte sind niedriger als die Voraussage. Die ermittelten Werte wurden auch dazu verwendet, für den Praktiker konstruktive Hinweise zu einer optimalen Schachtgestaltung zu geben. Auf die im Laufe des Projekts angetroffenen Probleme und entsprechende Lösungsansätze wird ebenso eingegangen, wie auf zusätzliche messtechnische Untersuchungen und noch nötige Erweiterungen und Verfeinerungen des Modells. Die Grenzen des Verfahrens werden diskutiert.

Valbuena, A.

• Akkreditierung in Deutschland - die gegenwärtige Situation [DAGA 2005 (München)]
  A. Valbuena
[A]

Akkreditierung in Deutschland - die gegenwärtige Situation

Akkreditierung in Deutschland kann nicht losgelöst von der Akkreditierungstätigkeit in Europa oder weltweit betrachtet werden, weil Akkreditierung eine vertrauensbildende Maßnahme in die Tätigkeit von Laboratorien, Messstellen, Zertifizierungsstellen und Inspektionsstellen (Konformitätsbewertungsstellen)darstellt, die unerlässlich für den freien Warenverkehr über Ländergrenzen hinaus ist und die den Abbau von technischen Handdelsschranken fördert. In Umsetzung des Globalen Konzeptes der EU wurde in Deutschland ein nationales Akkreditierungssystem bestehend aus einer Vielzahl von Akkreditierungs- und Anerkennungsstellen errichtet, zu dessen Koordinierung im März 1991 der DAR Deutscher AkkreditierungsRat gegründet wurde. Die starke Zersplitterung und die unzureichende Zusammenarbeit zwischen den Anerkennungs-/Akkreditierungsstellen bewirken, dass Konformitätsbewertungsstellen für ihr jeweiliges Tätigkeitsfeld eine Vielzahl von Anerkennungen/Akkreditierungen unterschiedlicher Stellen benötigen. Der DAR hat diese Probleme wegen fehlender rechtlicher Voraussetzungen nicht ausreichend lösen können. Das BMWA wurde deshalb beauftragt, nach Verbesserungsmöglichkeiten zu suchen, das deutsche Akkreditierungswesen neu zu ordnen mit dem Ziel, gesetzliche Grundlagen zu schaffen. In Deutschland wird das derzeitige Akkreditierungssystem solange erhalten, bis das Gesetz in Kraft getreten ist und die derzeit akkreditierten Stellen in das neue System überführt sind. Die Arbeitsergebnisse sowie die internationale Vernetzung des deutschen Akkreditierungssystems werden dargelegt. Die international geltenden Normen, die der Akkreditierung zugrunde liegen, befinden sich teilweise gegenwärtig in Revision, was insbesondere von Laboratorien, Messstellen und Akkreditierungsstellen eine Anpassung ihrer Arbeitsweise und der Managementsysteme verlangt.

Valeau, V.

• Jet Instabilities Producing the Slot-Tone [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Billon, V. Valeau and A. Sakout
[A]

The nature of the instability governing the self-sustained tones produced by a low Mach number free plane jet impinging on a slotted plate, known as slot-tone, is identified experimentally. The experimental apparatus permits to control the Reynolds number and the distance from the jet outlet to the plate. For a Reynolds number, the shear-layer natural frequency and the jet column mode frequency of the free jet without the obstacle are estimated and compared to the minimal and maximal frequencies of the tones (for any position of the plate). The frequency of both instabilities defines the frequency domain of the self sustained tones. The lowest frequency of the tones, obtained when the plate is placed downstream the end of the potential core, are the result of the amplification of the column mode frequency. On the other hand, the maximal frequency of the tones, obtained when the plate is situated near the jet outlet, is close to the natural shear-layer frequency. Moreover, when the tones frequency is higher than the natural shear-layer frequency, the sound pressure level produced is very inferior to the maximal sound pressure level measured at the same Reynolds number. This confirms the prominent role of the shear-layer instability in the self-sustained tones process for the highest frequencies. Tones with a frequency lower than the jet column mode frequency are rarely observed.

Valenzuela, M.

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

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

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

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

• Relationship between Auditory Information Processing and Perceptual Evaluations of Musical Instruments [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Valenzuela
[A]

A model describing the processes involved in the perceptual evaluation of musical instruments is presented. The model is based on a hierarchical model of sensory information processing proposed by Terhardt (1992). Accordingly, the information-carrying perceptual attributes that are important for the evaluation of musical instruments are extracted from the sound signal in a series of knowledge-based decision processes. Investigations with a variety of musical instruments have emphasized the importance of the model in finding responses to typical questions of musical acoustics such as (a) which signal parameters are characteristic for the sound of a specific instrument (identification) or a family of musical instruments (recognition), (b) which signal parameters are characteristic for the sound quality of an instrument, and (c) which physical changes in an instrument lead to which audible changes. The perceptual attributes responsible for dissimilarity and sound quality judgments of single tones, for example, are primarily the basic auditory sensations (e.g. sharpness, tonalness, openness, fluctuation strength, etc.). The identification and recognition of single musical tones seem to involve, among others, the sensations of spectral pitch, virtual pitch and impulsiveness. Most importantly, the model and the experimental results confirm that there is a close relationship between the processing of information in the ear and the evaluation of musical instruments. This advocates for an increased application of psychoacoustic know-how in musical acoustics.

Valière, J.-C.

• Analytical solution for multi-modal acoustic propagation in circular ducts with Poiseuille flow [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Boucheron, H. Bailliet and J.-C. Valière
[A]

An analytical solution for the propagation of sound in circular ducts in the presence of laminar mean flow is derived. This solution, using Kummer's formalism, generalizes previous results found by Gogate and Munjal in the particular case of axi-symmetric modes [J.S.V. 1993 160(3), 465-484]. Connections between the solution and already known solutions of more particular cases will be shown.

The dispersion equation is established which allows the calculation of propagation constant. The knowledge of propagation constant allows in turn to calculate acoustic pressure profiles. The evolution of propagation constant and acoustic pressure profile with Mach number and working frequency will be presented and discussed. These results are satisfactorily compared with previous numerical simulations.

Dispersion curves will also be presented non only for non-radial modes (as previously done by Bihhadi and Gervais [Acta Acustica 1994 2, 343-357] but also for radial modes. It appears that the effect of shear flow is strongly linked to the radial order of the propagating mode.

van Beuningen, G.

• Controlled illumination by DDS-driven (cardioid) loudspeaker arrays [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Start and G. van Beuningen
[A]

During the last decade, digitally controlled loudspeaker arrays (based on the AXYS DDC concept) have proven to be an essential tool for the improvement of the sound (re)production in large, acoustically difficult spaces, like (semi open) stadiums, churches and passenger terminals.
The next step in the ongoing development of digitally controlled loudspeaker arrays is the introduction of Digital Directivity Synthesis (DDS). Now, the radiation pattern of (scalable) digital loudspeaker arrays can be fully customised and controlled by software and can be predicted accurately in the far field as well as in the near field.
In contrast to the conventional approach of clustering loudspeaker systems with a given directivity to achieve a ''hopefully'' desired result, the DDS software calculates optimum driving filter for each channel in an array starting from the desired 'illumination' of the audience area. In addition, not only can DDS define the area(s) specified to be covered, but it can actually define the area(s) requiring no coverage.
Recently, a DDS-controlled cardioid bass array has been evaluated. This array combines a strong vertical directional behaviour with a high front-to-back ratio, yielding many acoustic benefits both indoors and outdoors.
After a short overview of the theoretic principles, this paper will address the practical design and optimisation aspects of these (cardioid) loudspeaker arrays. The flexibility of the DDS-technology will be illustrated by several examples.

van Cauwelaert, J.

• Fragmentation Mechanisms of Kidney Stones in Shock Wave Lithotripsy can be Detected with MicroCT X-ray Imaging [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Cleveland and J. van Cauwelaert
[A]

Micro computed tomography (CT) imaging was used to follow the progressive development of cracks in artificial and human kidney stones. The artificial stones were made from U30 cement with a cylindrical shape (6.5 mm diameter and 8.5 mm long). The stones were held within a polypropylene vial in one of three orientations: vertical, horizontal and angled at 45 degrees. The stones were treated with either an electromagnetic or an electrohydraulic lithotripter and the initiation and growth of cracks was observed using microCT. The images showed that the dominant mechanism of failure was very sensitive to orientation of the stones with spall, cavitation and splitting mechanisms observed. Similar experiments were carried out on human stones of various types. Stones with homogeneous interiors broke with classic spall and squeezing like cracks. Natural stones with a complex layered structure appeared to initially lose their outer layers by a cavitation mediated process before the core fractured by spall. Our experiments indicate that most of the proposed mechanisms for stone fragmentation are present in shock wave lithotripsy. Variations in stone size, geometry and orientation appear to play a dramatic role in determining which mechanism dominates the fragmentation process. We conclude that there is no one dominant fragmentation mechanism in lithotripsy but rather multiple mechanisms combine to produce stone comminution. [Work supported by the Whitaker Foundation].

van de Par, S.

• Experimente zur Wahrnehmbarkeit von Asynchronie in audio-visuellen Stimuli [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Kohlrausch and S. van de Par
[A]

In diesem Beitrag werden drei Experimente beschrieben, die der Frage nachgehen, wie Verzö''ogerungen in einfachen audio-visuellen Stimuluspaaren wahrgenommen werden. In den beiden ersten Experimenten hatten die Versuchspersonen zu beurteilen, ob in den audio-visuellen Paaren der visuelle Stimulus oder der auditive Stimulus zuerst angeboten wurde oder ob beide Anteile synchron waren. Die Stimuli wurden mit relativen Verzö''ogerungen zwischen -350 ms (Audio erst) und +350 ms (Video erst) angeboten. ''ÜUber einen weiten Bereich von Verzö''ogerungen (-100 ms bis + 200 ms) ''uüberwog das Urteil synchron. Im dritten Experiment wurden mit einer adaptiven Methode direkt die Unterscheidbarkeitsschwellen zwischen synchronen und asynchronen Paaren gemessen. Hier liegen die Schwellenwerte deutlich geringer als in den beiden ersten Experimenten, wobei allerdings dieselbe Asymmetrie (h''öohere Schwellen im Falle von ``Video erst'' verglichen mit der Situation ``Audio erst'') wie in den anderen Experimenten auftritt. Es zeigt sich, dass die Schwellenwerte nicht auf einfache Weise aus den subjektiven Beurteilungsdaten vorhergesagt werden köoennen. Hierzu muss angenommen werden, dass die interne Reprä''asentation von audio-visuellen Verzöoegerungen unterschiedlich ist, je nachdem ob das Video oder das Audio Signal zuerst angeboten wird.

• Application of a spectrally integrating auditory filterbank model to audio coding [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. van de Par and A. Kohlrausch
[A]

Lossy audio compression algorithms exploit the phenomenon of auditory masking. Such algorithms do encode an audio signal in a very efficient, but inaccurate manner, thereby introducing considerable amounts of distortion within the audio signal. This is allowed as long as this distortion is masked by the audio signal itself. To control this process, models of auditory masking have been used. These models have essentially been based on the assumption that the detectability of distortions is governed by the auditory filter that receives the largest distortion-to-masker ratio. There is evidence, however, that the detectability of distortions can be improved by integrating information over a range of auditory filters. As a consequence, spectrally separated distortion components that are inaudible individually in the presence of the masker, can become audible when presented simultaneously. In this presentation we will discuss the implications of this observation for perceptual audio coding.

• Detecting and Using Temporal Correlations between Random Sequences of Auditory and Visual Events [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Kohlrausch and S. van de Par
[A]

In a first series of experiments, we created stimuli with 2 to 20 short audio-visual (AV) events (moving white disk on a computer screen, short tonal signal with Gaussian envelope), randomly distributed over an interval of 2 s. The timing relation between audio and video for the individual events had a certain amount of random variation (jitter). Subjects had to discriminate AV sequences without any temporal jitter from those containing a certain amount of jitter. Subjects turned out to be highly sensitive to detect small amounts of jitter between the A and V (thresholds as low as 20 ms), and thresholds were lowest if the sequences consisted of 5 to 10 individual pulses. This sensitivity to jitter was not affected by an additional constant overall delay between the whole audio and video sequence of up to +/- 100 ms. In a second series of experiments, we presented 2 to 6 random visual sequences in parallel, each made up of 20 short events occuring within a time span of 6 s. Simultaneous with the video images, a sequence of audio events was presented which had the same timing as one of the visual sequences. The task of the subject was to select, as quickly as possible, that visual sequence corresponding to the audio sequence. The necessary time for correct selection increased roughly linearly with the number of simultaneous visual sequences, being 1 s for two sequences and 2.6 s for six sequences. This result is in line with a serial search model.

• Optimal Coding of Stereo (OCS) [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Breebaart, S. van de Par and A. Kohlrausch
[A]

Audio coders aim at transmission and storage bandwidth reduction with a minimum of perceptual quality loss. The information reduction relies on two principles: removal of redundant information and exploitation of (perceptually) irrelevant information. For stereo audio material, a limited repertoire of methods to exploit across-channel redundancy and perceptual irrelevancy is currently used. Well-known techniques are so-called mid-side coding and 'intensity stereo', which exploit across-channel correlation and the human insensitivity to phase differences at high frequencies, respectively. The result is a two-channel representation, where the monaural as well as the spatial properties are encoded in both channels.

In contrast, the OCS algorithm completely separates monaural and spatial information by representing a stereo signal by a monaural channel plus a limited amount of side information covering the spatial properties. This is achieved by analyzing and parameterizing of the perceptually relevant spatial properties of the incoming stereo audio content, combined with the generation of a mono downmix of the two input channels. This mono signal can be encoded using any existing coding technique. In addition, the spatial parameters are coded and combined with the encoded mono signal to form a total output bitstream. At the decoder side, the mono signal is decoded and the spatial properties are reinstated according to the transmitted spatial parameters to form a stereo output signal. Listening tests have revealed that a spatial parameter bitstream of less than 10 kbits/s is sufficient for high-quality audio, which leads to a significant bit-rate reduction compared to present-day stereo coding algorithms.

• Automatic noise substitution in natural audio signals [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Skowronek and S. van de Par
[A]

One key concept in audio coding is to remove signal redundancies during the encoding by transforming the signal into a more bit-rate efficient representation. A difficult signal type for some audio coders are noisy or noise-like audio signals, for instance unvoiced parts of speech, due to their high entropy. A waveform description of these noisy signals typically requires a high bit-rate. One possibility to handle this problem is to consider that the human auditory system is not able to distinguish between two realisations of noise, provided that the temporal and spectral envelopes of both noises are the same. Thus, if the noisy parts of an audio signal can be automatically classified, only their temporal and spectral envelope have to be encoded and not the signal part itself which is usually more expensive in terms of bitrate. Following this idea, an existing auditory model was adapted in order to get a psychoacoustically motivated signal representation. Based on this signal representation, a decision variable was derived that was used to identify noisy parts in the time-frequency domain and replace them with synthesized noise. In this way, audio signals were created which allowed an evaluation of the noise substitution algorithm in a listening test with several subjects. Results showed that for stationary signals, an audio quality could be obtained that was comparable to that obtained with an MPEG 1 Layer III codec for 96 kbit/sec mono.

• Psychoacoustic contributions to new techniques for the representation of interaction with multi-media content [DAGA 2005 (München)]
  A. Kohlrausch, J. Breebaart, M. McKinney, S. van de Par and J. Skowronek
[A]

Die Entwicklung der Psychoakustik in den letzten 100 Jahren ist immer stark verknüpft gewesen mit technologischen Entwicklungen und daraus abgeleiteten wissenschaftlichen Fragen über die Wirkungsweise des Gehörs. So starteten die Forschungslaboratorien des 'Bell Telephone System' um 1914 ein umfangreiches Forschungsprogramm zu Sprache und Gehör, um den Entwurf von Telephonsystemen zu verbessern. Auch heute beeinflussen psychoakustische Kenntnisse die Entwicklung neuer Mediensysteme und dafür möchte in meinem Vortrag zwei Beispiele bringen. Das erste betrifft moderne Verfahren der Datenreduktion bei digitalen Audiosignalen. Bei den frühen Verfahren zur digitalen Audiokompression, seit 1992 festgelegt in verschiedenen MPEG Standards (von denen das MP3 Verfahren die größte Bekanntheit erreicht hat), wurde vor allem das Phänomen der spektralen Maskierung ausgenutzt: Das bei der Amplitudenquantisierung entstehende Fehlersignal wurde spektral so geformt, dass es optimal durch das Musiksignal maskiert wurde. Ich möchte in dem Vortrag neuere Ansätze vorstellen, bei denen das Audiosignal durch verschiedene Signalformen wie Transienten, Sinuskomponenten, oder Rauschen parametrisch beschrieben wird. Solche Signalrepräsentationen erlauben nicht nur eine starke Datenreduktion, sondern eröffnen auch neue Möglichkeiten der Signalmanipulation, wie z.B. Variation der Dauer oder der Frequenz. Ein zweites Gebiet ist die automatische Inhaltsanalyse von Audiosignalen, wie sie z.B. zur automatischen Klassifikation in verschiedene Musikgenres benötigt wird. Hierbei zeigt sich, dass die Verwendung psychoakustisch motivierter Signalfeatures häufig eine bessere Klassifikation ermöglicht als direkt aus dem Signal abgeleitete, sogenannte low-level Features.

• Erstellen einer Trainings- und Test-Datenbasis für die Klassifikation der Stimmung in Musik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Skowronek, M. McKinney and S. van de Par
[A]

Die automatische Musik-Klassifikation basierend auf einer Analyse der Audiosignale ist eine Basistechnologie für Anwendungen, die Benutzern helfen, ihre elektronisch gespeicherten Musiksammlungen zu durchsuchen bzw. zu verwalten. Da die Stimmung der Musik ('music mood') ebenfalls als ein Suchkriterium in solchen Anwendungen verwendet wird, könnte die automatische Klassifikation der Stimmung bzw. der Emotionen in der Musik helfen, die erforderlichen Metadaten für derartige Anwendungen zu generieren.

Für die automatische Musikklassifikation spielen die Definition und die Zusammenstellung einer geeigneten Trainings- und Test-Datenbasis eine wichtige Rolle. In einer experimentellen Studie mit Fokus auf die Klassifikation der Stimmung in Musik gingen wir darum zwei Fragestellungen nach: Wie kann man Musikstücke auswählen, die Emotionen ausreichend stark ausdrücken, so dass Hörer ein solches Musikstück einer Kategorie von Stimmungen, einem 'Moodlabel', zuordnen können? Wie kann man solche Kategorien von Stimmungen, solche Moodlabels, auswählen, so dass Hörer diese einfach gebrauchen können um die Stimmung der Musik zu beschreiben und sodass Hörer eine gewisse Übereinstimmung zeigen, wenn sie Musikstücke mit Hilfe der Kategorien beurteilen?

Dieser Konferenzbeitrag beschreibt das durchgeführte Experiment und präsentiert und diskutiert die Ergebnisse.

• Anwendungsbeispiele für Musikanalyse-Algorithmen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Skowronek, M. McKinney, S. van de Par and J. Breebaart
[A]

Seit einigen Jahren werden Algorithmen zur automatischen Analyse von Musik entwickelt, die dann wiederum für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Das Spektrum der Anwendungen reicht von erweiterten Musikdatenbankabfragen über Online-Shops und personalisiertem Internet-Radio bis hin zu Musikplayern. Zunächst wird dieser Konferenzbeitrag eine kurze Übersicht des Marktes geben, bei der der Fokus auf jenen Anwendungen liegt, in denen eine Analyse des Audiosignals eine zentrale Rolle spielt. Anschliessend werden eigene Ansätze für die vier Musikanalyseaufgaben Musik-Genre-Klassifikation, Musik-Mood-Klassifikation, Musik-Ähnlichkeits-Bestimmung sowie Persönliche- Kategorien-Klassifikation vorgestellt. Eine Demonstration dieser Algorithmen mittels eines Musikplayers schliesst den Beitrag ab.

van de Ponseele, P.

• The integration of Sound Quality Equivalent models in a real-time Virtual Car Sound environment [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Janssens, P. van de Ponseele and M. Adams
[A]

The use of NVH engineering tools in automotive development is well accepted, but their application is mainly restricted to the refinement and troubleshooting of physical prototypes. In order to accelerate and improve the overall development process, the current approach needs to modify from ''Test, Analyze and Fix'' to a systematic ''Design Right First Time''. In this context, our research activities have been directed to the development of hybrid engineering methods: one where experimental test data from existing components are re-used and combined with virtual models of newer components within the sub-assembly. Experimental and numerical modeling techniques are available for acoustics and noise & vibration prediction. But still missing are tools that allow relating the structural models and design modifications with sound perception. Sound-quality-accurate sound synthesis tools are needed to evaluate sound quality of pre-production vehicles since the human factor will remain hard to catch for the validation of the perception of acoustic comfort. In this paper, the use of Sound Quality Equivalent Models in an interactive, real-time Virtual Car Sound environment is discussed. A sound synthesis concept is presented where the total sound of a vehicle is split in a number of components (e.g. engine, road/tire, wind). Sound Quality Equivalent Models have been developed to describe their sound characteristics. The models consist of networks of single- and multi-reference transfer paths, operational loads and airborne sound sources and allow evaluating the impact of changes to structural components on the in-vehicle sound quality. The models are integrated in an interactive, real-time Virtual Car Sound environment that synthesizes in-vehicle sound with equal sound quality perception.

• Transfer Path Analysis in the Critical Path of Vehicle Refinement
  S. Dom, H. van der Auweraer, P. Mas, A. Vecchio, K. Janssens and P. van de Ponseele
[A]

Transfer Path Analysis has now been used in automotive engine and road noise applications for more than 15 years. Many cases are documented and the impression may rise that TPA has become a commodity tool in the vehicle troubleshooting and refinement process. However, a closer look at the purpose and results of these studies reveals that this is not the case and that TPA remains an expert tool with a number of critical issues that impede a more widespread use. These issues basically relate to the following interrelated challenges: - How to improve the efficiency of the TPA process, to make it more attractive to applications in the critical path of the vehicle refinement? - What are the key accuracy bottlenecks (and resulting performance limits), and how can these be addressed without compromising the efficiency? Several procedures are used today based on different assumptions regarding loads, invariant parameters and impact of non-measured system behaviour. A critical review will illustrate the merits and limits of the main procedures in the light of usefullness to solve problems. These challenges should however not keep us from further investigating the expansion of the scope of TPA from an experimental troubleshooting tool for stationary noise problems to new application domains. Examples are in the analysis of transient noise and vibration problems, the use of time-domain TPA in relation to sound replay and synthesis, the extension of TPA to CAE and hybrid models etc. A number of these potential ''next steps'' will be outlined and illustrated.

• On-line Roughness Analysis in a Virtual Car Sound Synthesis Environment
  O. Flores Santiago, K. Janssens, H. van der Auweraer, P. van de Ponseele and S. Ahrens
[A]

One of the goals of NVH engineers in automotive industry is to design vehicles with a pleasing interior sound quality. Roughness is known as one of the most important sound quality features. The auditory perception of roughness is determined by temporal fluctuations in the envelope of the sound. It is well known that amplitude modulations related to adjacent engine harmonics contribute to the roughness of a vehicle sound.

In recent research, a new order-based roughness algorithm was developed and integrated in a real-time Virtual Car Sound (VCS) synthesis environment with virtual modification capabilities. This roughness algorithm reconstructs the sound envelope per critical band in an analytical way from the order amplitudes, phases and frequencies. The most time-demanding operations (e.g. critical band filtering, Hilbert transform,...) of the classical roughness models are not longer needed, which makes the algorithm extremely fast and applicable in real-time. Another very interesting element is the link which is established between the roughness and the deterministic order components of the sound.

The integration of this algorithm in an on-line sound synthesis environment is absolutely unique. The capability to modify order components and get an immediate feedback of their impact on roughness helps sound engineers to design a vehicle sound with improved sound quality.

The presented work consists of two parts. The first part explains the new roughness algorithm and compares its calculation results with those of the classical approach. The second part demonstrates its on-line capabilities in VCS and shows its unique value to target sound design.

van den Boogaart, G.

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

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

van der Auweraer, H.

• Transfer Path Analysis in the Critical Path of Vehicle Refinement
  S. Dom, H. van der Auweraer, P. Mas, A. Vecchio, K. Janssens and P. van de Ponseele
[A]

Transfer Path Analysis has now been used in automotive engine and road noise applications for more than 15 years. Many cases are documented and the impression may rise that TPA has become a commodity tool in the vehicle troubleshooting and refinement process. However, a closer look at the purpose and results of these studies reveals that this is not the case and that TPA remains an expert tool with a number of critical issues that impede a more widespread use. These issues basically relate to the following interrelated challenges: - How to improve the efficiency of the TPA process, to make it more attractive to applications in the critical path of the vehicle refinement? - What are the key accuracy bottlenecks (and resulting performance limits), and how can these be addressed without compromising the efficiency? Several procedures are used today based on different assumptions regarding loads, invariant parameters and impact of non-measured system behaviour. A critical review will illustrate the merits and limits of the main procedures in the light of usefullness to solve problems. These challenges should however not keep us from further investigating the expansion of the scope of TPA from an experimental troubleshooting tool for stationary noise problems to new application domains. Examples are in the analysis of transient noise and vibration problems, the use of time-domain TPA in relation to sound replay and synthesis, the extension of TPA to CAE and hybrid models etc. A number of these potential ''next steps'' will be outlined and illustrated.

• On-line Roughness Analysis in a Virtual Car Sound Synthesis Environment
  O. Flores Santiago, K. Janssens, H. van der Auweraer, P. van de Ponseele and S. Ahrens
[A]

One of the goals of NVH engineers in automotive industry is to design vehicles with a pleasing interior sound quality. Roughness is known as one of the most important sound quality features. The auditory perception of roughness is determined by temporal fluctuations in the envelope of the sound. It is well known that amplitude modulations related to adjacent engine harmonics contribute to the roughness of a vehicle sound.

In recent research, a new order-based roughness algorithm was developed and integrated in a real-time Virtual Car Sound (VCS) synthesis environment with virtual modification capabilities. This roughness algorithm reconstructs the sound envelope per critical band in an analytical way from the order amplitudes, phases and frequencies. The most time-demanding operations (e.g. critical band filtering, Hilbert transform,...) of the classical roughness models are not longer needed, which makes the algorithm extremely fast and applicable in real-time. Another very interesting element is the link which is established between the roughness and the deterministic order components of the sound.

The integration of this algorithm in an on-line sound synthesis environment is absolutely unique. The capability to modify order components and get an immediate feedback of their impact on roughness helps sound engineers to design a vehicle sound with improved sound quality.

The presented work consists of two parts. The first part explains the new roughness algorithm and compares its calculation results with those of the classical approach. The second part demonstrates its on-line capabilities in VCS and shows its unique value to target sound design.

Van Der Biest, F.

• Time Reversal of Ultrasonic Waves through Phononic Crystals [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Van Der Biest, G. Boccara, A. Tourin and M. Fink
[A]

Phononic band gap crystals are periodic structures, analogous to photonic crystals for electromagnetic waves, that forbid propagation of acoustic waves for a certain range of frequencies. We present here time-reversal experiments performed through 2D phononic crystals consisting of periodic square arrangements of steel rods immersed in water. The rod diameter is 0.8 mm while the lattice constant is 1.5 mm. Such crystals exhibit a stop band around 500 KHz in the [10] direction. Using a transducer working around 500 kHz, we send a short pulse into such a crystal. Inside the stop band, no propagating modes exists but tunneling is involved. Thus using a receiving transducer array with the same central frequency as the source, it is possible to measure a transmitted wave which comes from the conversion of the evanescent waves into propagating modes at the output of the sample. This wave is then time-reversed and back-propagated. Both time compression and spatial focusing are quantified.

van der Linden, P.

• Charakterisierung von Fahrzeug-Innenraumverkleidungen im Frequenzbereich bis 500 Hz [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  P. van der Linden, W. Mahu, E. Brechlin, R. Di Sante and D. Storer
[A]

Der akustische Gesamteindruck eines Fahrzeugs wird entscheidend durch die akustischen und mechanischen Eigenschaften der Innenraumverkleidungen bestimmt. Durch die Auswahl geeigneter Materialien können erhebliche Verbesserungen bei der Luftschalldämmung und -dämpfung als auch bei der Körperschalldämpfung erzielt werden. Das Verhalten dieser Materialien ist mittlerweile in mittleren und hohen Frequenzbereichen ausreichend gut verstanden und kann über geeignete Modelle, etwa auf der Grundlage statistischer Energiebetrachtungen, auch für numerische Vorhersagen verwendet werden. In tieferen Frequenzbereichen, die typischerweise mit Hilfe von Finite Elemente Modellen, experimentellen Modal-Modellen und Übertragungsmatrizen beschrieben werden, verlieren diese Modelle jedoch oft ihre Gültigkeit. Im Vortrag werden experimentelle und numerische Verfahren vorgestellt, die das akustische Verhalten von Innenraumverkleidungen im unteren Frequenzbereich bis etwa 500 Hz beschreiben. Dabei wird sowohl auf ihre mechanischen Eigenschaften (wie Materialsteifigkeiten, -massen und -dämpfungen) als auch auf ihre akustische Eigenschaften (Impedanzen, Schalldämmaß) eingegangen.

van der Meulen, F.

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

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

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

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

van der Ponseele, P.

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

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

van Dorp Schuitman, J.

• Extension of a WFS loudspeaker configuration with a ceiling array for 3D auralization – perceptual aspects [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. van Dorp Schuitman, D. de Vries and E. Leung
[A]

Most operational Wave Field Synthesis systems generate their sound fields through a loudspeaker array configuration in a horizontal plane, roughly matching the ear plane of the listeners. This way, 2D acoustic wave fields can very well be (re)produced. When, however, a 3D environment (e.g., a concert hall) should be auralized, the lack of the vertical dimension leads to serious perceptual complaints. In a hall occupied with a well-dressed audience, all reflections with non-zero elevation are highly damped, except the first-order ceiling reflections. Therefore, at TU Delft an attempt has been made to solve the problem by extending the rectangular array configuration in the horizontal plane with a ceiling array for reproduction of these first order reflections. Using various signals (noise, music, speech), it was investigated in how far this solution is effective, and how critical it is, from a perceptual point of view, to reproduce the mirror image source which represents a ceiling reflection in a physically correct way. Preliminary results - research is still in progress - indicate that the addition of elevated reflections is perceptually detected only when these are fairly strong relative to the direct sound, corresponding with a highly reflective ceiling in the hall to be auralized.

Van Hirtum, A.

• The effect of acoustical feedback on buzzing. From lips to vocal folds ? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Van Hirtum, I. Lopez, M.H. Schellekens, X. Pelorson, N. Driessen and A. Hirschberg
[A]

Buzzing of lips or vocal folds is controlled by lip tension, initial opening, lung static pressure and acoustical response of the vocal tract. The static response of the lips to the lung pressure provides an indication for the lip stiffness. The dynamic response to acoustic forcing (with and without flow) provides information about the resonance modes of the lips: frequencies and quality factor. The order of magnitude of the effective mass in a lumped parameter model can furthermore be estimated from fluid dynamics considerations. Experiments show that the critical blowing pressure for the onset of buzzing is strongly dependent on the acoustical loading of the system. This critical blowing pressure shows a minimum when the lip tension is adjusted to close the glottis at zero lung pressure. The results of these experiments indicate that our lips do not perform as expected for vocal folds, which are much less sensitive to acoustical loading. The mechanical boundary conditions of the lips may play a crucial role in explaining this difference. The experimental results are compared with a single mass model analogous to the model of Cullen en the two-mass model of Lous et al. (1998). A linear stability analysis is used to predict the onset of oscillation, while a non-linear model provides a prediction of the established buzzing behaviour.

van Hoesel, R.

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

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

van Leeuwen, H.

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

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

van Ransbeeck, P.

• Ansätze zur Berechnung von Strömungsgeräuschen für industrielle Anwendungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  Z. El Hachemi, P. van Ransbeeck, L. Cremers, E. Brechlin and F. Tremblay
[A]

Die Berechnung von Schallfeldern mit Hilfe von Randelemente und Finite Elemente Methoden hat sich mittlerweile als Standardwerkzeug bei der Entwicklung geräuscharmer Produkte bewährt. Bisher sind diese Verfahren zumeist auf den Fall ruhender oder mit gleichförmiger Geschwindigkeit strömender Fluide beschränkt. Viele industrielle Anwendungen im Automobilbau sowie der Luft- und Raumfahrt erfordern jedoch auch die Berechnung der Schallentstehung durch instationäre und turbulente Strömungen. Bestehende Ansätze auf der Basis einer direkten Lösung der instationären Navier-Stokes Gleichungen im Zeitbereich sind aufgrund der hohen Rechenzeiten und der ungenügenden Genauigkeit in der Regel auf die Bereiche niedriger und mittlerer Reynoldszahlen beschränkt. Im Vortrag werden vielversprechende Ansätze für die Berechnung von Strömungsgeräuschen vorgestellt, die auf einer Kombination bestehender Verfahren der numerischen Fluiddynamik und der numerischen Akustik basieren. Diese Ansätze beruhen auf der sog. ''akustischen Analogie'' von Lighthill und Ffowcs Williams-Hawkings, bei der einzelne Terme der Navier-Stokes Gleichungen als akustische Quellen (Monopole, Dipole, Quadrupole) betrachtet werden, die im Inneren des Schallfelds sowie auf dem Rand verteilt sind. Im Gegensatz zu den bisherigen auf dieser Analogie aufbauenden Verfahren, die nur Näherungslösungen für den Schalldruck im Fernfeld liefern, können mit diesen Ansätzen sowohl die Nah- und Fernfelder von strömungsakustischen Quellen als auch die Schallstreuung an festen Oberflächen berechnet werden. Im Vortrag werden neben den grundlegenden theoretischen Zusammenhängen die Ergebnisse von Testrechnungen sowie Ansätze zur Integration dieser Verfahren in das Softwarepaket Sysnoise vorgestellt.

van Renterghem, T.

• Street Canyons and Quiet Side: Comparing FDTD Simulation and Engineering Models [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. De Muer, T. van Renterghem, B. de Greve and D. Botteldooren
[A]

Recently, the impact of having access to a quiet side of the building on the perceived quality of the living environment has been pointed out. Ongoing studies aim at quantifying the effect of such a quiet area. In the urban environment continuous rows of houses screen sound propagation efficiently thus creating these quiet places. At the same time sound sources get enclosed in so called street canyons having their own particular acoustic features. Finite difference time domain (FDTD) numerical models for sound propagation in background flow, sometimes also referred to as Linearized Euler models (LEE) are perfectly suited to account for the important determinants of the quiet-side sound field (diffraction, wind induced refraction, turbulent scattering, and diffuse reflection on façade roughness). However, their demand on computer power limits their use to rather simple geometry and makes them unsuitable for modeling cities or parts of cities. Engineering models such as ISO 9613 or the more recent Nord 2000 are far more appropriate for this purpose. The paper presents a number of street-canyon-and-backyard test cases for which engineering models are evaluated by comparing the attenuation they predict to the more detailed FDTD model. Guidelines for selecting parameters of the existing engineering models such as the required number of reflections taken into consideration are extracted. Suggestions for improving future engineering approaches are made.

Vandepitte, D.

• On the use of the wave based method for the dynamic analysis of flat plate assemblies [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Vanmaele, B. Pluymers, W. Desmet, D. Vandepitte and P. Sas
[A]

In recent years, the vibro-acoustic behaviour of a product has become a design criterion of growing importance. This behaviour is mainly determined by the steady-state dynamic deformations in the mechanical structure of the product. Commonly, the finite element method is used to predict the dynamic behaviour of structures. This method expands the dynamic field variables, within each element, in terms of local, non-exact shape functions. As a result, the size of the model becomes prohibitively large for increasing frequencies, thereby leading to a practical frequency limit. The newly developed wave based prediction technique, based on the indirect Trefftz method, expands the field variables in terms of global wave function expansions, which exactly satisfy the governing dynamic equations. The wave based method shows to be computationally more efficient, and will consequently be applicable also for higher frequencies. Although the structural-dynamic calculations are computationally the most demanding part in a vibro-acoustic problem, until now the research focused mostly on acoustic systems.

Current research extends the applicability of the wave base method towards three-dimensional structural-dynamic applications. This paper discusses the development of the wave based method for analysing the behaviour of an assembly of flat plates, coupled at arbitrary angles. Numerical validations confirm that the wave based method achieves a high accuracy with substantially smaller models in comparison with the finite element method.

• Application of a Novel Wave Based Prediction Technique for Acoustic Cavity Analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Pluymers, C. Vanmaele, R. Masti, W. Desmet, D. Vandepitte, P. Sas and E. Brechlin
[A]

Vehicle interior acoustics has become an important design criterion. Both legal restrictions and the growing demand for comfort, force car manufacturers to optimize the vibro-acoustic behavior of their products. The tendency to minimize the number of physical prototypes and to reduce the overall development cost and time, as well as the high performance of modern computer resources, clear the path for numerical prediction techniques to drive the noise, vibration and harshness optimization. The most commonly used numerical prediction techniques for vibro-acoustics are element based methods, such as the finite element method and the boundary element method, and the statistical energy analysis method. However, element based methods are only applicable in the lower frequency range and the statistical energy analysis method in the higher frequency range, leaving a frequency band, which is called the mid-frequency gap, for which no effective prediction technique is available at this moment. The wave based prediction technique is one of the techniques that exhibit potential to narrow this frequency gap. Like the element based methods, the wave based prediction technique is a deterministic technique, which is however computationally more efficient and thus suited for the mid-frequency range. This paper discusses the application of the wave based prediction technique for the three-dimensional acoustic analysis of a car-like cavity. A comparison with corresponding finite element discretizations as well as an experimental validation are presented with special focus on the convergence rate and computational efforts involved with the novel technique.

Vanmaele, C.

• On the use of the wave based method for the dynamic analysis of flat plate assemblies [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Vanmaele, B. Pluymers, W. Desmet, D. Vandepitte and P. Sas
[A]

In recent years, the vibro-acoustic behaviour of a product has become a design criterion of growing importance. This behaviour is mainly determined by the steady-state dynamic deformations in the mechanical structure of the product. Commonly, the finite element method is used to predict the dynamic behaviour of structures. This method expands the dynamic field variables, within each element, in terms of local, non-exact shape functions. As a result, the size of the model becomes prohibitively large for increasing frequencies, thereby leading to a practical frequency limit. The newly developed wave based prediction technique, based on the indirect Trefftz method, expands the field variables in terms of global wave function expansions, which exactly satisfy the governing dynamic equations. The wave based method shows to be computationally more efficient, and will consequently be applicable also for higher frequencies. Although the structural-dynamic calculations are computationally the most demanding part in a vibro-acoustic problem, until now the research focused mostly on acoustic systems.

Current research extends the applicability of the wave base method towards three-dimensional structural-dynamic applications. This paper discusses the development of the wave based method for analysing the behaviour of an assembly of flat plates, coupled at arbitrary angles. Numerical validations confirm that the wave based method achieves a high accuracy with substantially smaller models in comparison with the finite element method.

• Application of a Novel Wave Based Prediction Technique for Acoustic Cavity Analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Pluymers, C. Vanmaele, R. Masti, W. Desmet, D. Vandepitte, P. Sas and E. Brechlin
[A]

Vehicle interior acoustics has become an important design criterion. Both legal restrictions and the growing demand for comfort, force car manufacturers to optimize the vibro-acoustic behavior of their products. The tendency to minimize the number of physical prototypes and to reduce the overall development cost and time, as well as the high performance of modern computer resources, clear the path for numerical prediction techniques to drive the noise, vibration and harshness optimization. The most commonly used numerical prediction techniques for vibro-acoustics are element based methods, such as the finite element method and the boundary element method, and the statistical energy analysis method. However, element based methods are only applicable in the lower frequency range and the statistical energy analysis method in the higher frequency range, leaving a frequency band, which is called the mid-frequency gap, for which no effective prediction technique is available at this moment. The wave based prediction technique is one of the techniques that exhibit potential to narrow this frequency gap. Like the element based methods, the wave based prediction technique is a deterministic technique, which is however computationally more efficient and thus suited for the mid-frequency range. This paper discusses the application of the wave based prediction technique for the three-dimensional acoustic analysis of a car-like cavity. A comparison with corresponding finite element discretizations as well as an experimental validation are presented with special focus on the convergence rate and computational efforts involved with the novel technique.

Varnier, J.

• Non-stationary Phenomena at the Firing of a Small Thruster [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Varnier
[A]

Non-stationary phenomena at the firing of a small thruster (thema : Aeroacoustics)

In the framework of Ariane 5 program supported by CNES, the ONERA has carried out experimental studies of the blast wave which occurs at the ignition of solid-propellant rocket engines. A thruster is a small rocket of very short combustion time, that allows to isolate the non-stationary phenomena occurring at its ignition. The thruster is horizontally fixed above a reflecting ground. The sound field is measured along a linear microphone array aimed towards the nozzle, and along a large-radius nozzle-centered microphone arc. It is interesting to notice that two successive shock waves are recorded in fact: the first one corresponds to the breaking of the nozzle shutter during the rise of the chamber pressure; the second one, more important, occurs during the short stationary phase of the pressure. The latter phenomenon was rather unexpected and has been studied more particularly. It is established from three different methods (time shift between the microphones, time lag of the reflected wave, spatial correlation functions) that the second shock-front comes from a point located at about one meter downstream from the nozzle. Thus, the origin of this wave is not the nozzle but the 'fireball' formed in the air by the gaseous combustion products.

Vary, P.

• Realtime Performance of Acoustic Echo Canceler and Postfilter for Residual Echo Suppression in the Car Environment [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Enzner, D. Mauler and P. Vary
[A]

A very simple and elegant signal processing solution to the acoustic echo control problem has been presented recently [1]. This approach is based on the purely statistical adaptation of an acoustic echo canceler and a postfilter for residual echo suppression. A double talk detection is not required for the stability of this algorithm. We have now used the algorithm to reduce the acoustic echo of hands-free telephones in the car environment. In this paper we present the results of the performance evaluation on the basis of our realtime implementation. It turns out that the main strength of the algorithm is the duplex ability, i.e. the fast and robust adaptation in the double talk situation.

[1] Gerald Enzner and Peter Vary, 'Robust and Elegant, Purely Statistical Adaptation of Acoustic Echo Canceler and Postfilter', Proc. IWAENC 2003.

• Beyond Wideband Telephony - Bandwidth Extension for Super-Wideband Speech [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Geiser and P. Vary
[A]

Driven by the market success of high-quality Voice over IP technology, the introduction of wideband telephony with an acoustic bandwidth of at least 7 kHz is meanwhile also forseen for ''traditional'' digital voice communication services such as ISDN, DECT, or UMTS. While wideband speech addresses the basic requirement of intelligibility (even for meaningless syllables), the perceived ''naturalness'' and the experienced ''quality'' of speech can be further enhanced by providing an even larger acoustic bandwidth. Thus, the next logical step towards true ''Hi-Fi Telephony'' could be the rendering of ''super-wideband'' speech signals with an acoustic bandwidth of at least 14 kHz.

In this contribution, we review previous and current standardization activities with this focus. Moreover, a method for artificial bandwidth extension (BWE) of wideband speech signals towards ''super-wideband'' is presented and evaluated. It is shown that improved naturalness and speech quality can be attained by a purely receiver-based modification of wideband terminals.

Vasilescu, D.

• Die Bioakustischen Langzeitüberwachung von Atemgeräuschen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  V. Gross, C. Reinke, R. Koch, D. Vasilescu, T. Penzel and U. Köhler
[A]

Veränderungen normaler Atemgeräusche und das Auftreten von zusätzlichen Geräuschsymptomen sind ein wichtiger Hinweis auf pathophysiologische Prozesse im Bronchialsystem bzw. Lungengewebe. Seit der Erfindung des Stethoskops durch Leanec im Jahre 1819 wird die Bewertung bioakustischer Signale als Routinemethode der klinischen Untersuchung durch den Arzt angewendet. In der Vergangenheit erfolgte die Erfassung solcher Phänomene meist durch eine zeitlich begrenzte Auskultation mit dem Stethoskop und eine subjektive Bewertung des jeweiligen Untersuchers. Durch den Einsatz moderner Computertechnik sind heutzutage kontinuierliche Aufzeichnungen mit automatischer objektiver Auswertung möglich. Besonders eine nächtliche Langzeitregistrierung und Bewertung von Atemgeräuschen (NLZ-AG) ist sinnvoll, um spezifische Auskultationsphänomene (wie nächtlicher Husten oder nächtliches wheezing) im zeitlichen Verlauf qualitativ und vor allem auch quantitativ zu erfassen und zu dokumentieren. Ein mobiles NLZ-AG System ermöglicht zudem ein nichtinvasives und vigilanzunabhängiges Monitoring im häuslichen Umfeld der Patienten, genau dort wo auch gehäuft die Beschwerden auftreten. Es ist damit besonders geeignet für Patienten die einer normalen Lungenfunktionsdiagnostik nicht zugänglich sind (z.B. Kleinkinder), oder bei denen die Beschwerden gehäuft nachts im Schlaf auftreten. Es kann darüber hinaus auch zur Erfolgskontrolle einer medikamentösen Intervention genutzt werden.

Vassileva, S.

• Zum Einfluss der Anregung auf das Schwingverhalten akustischer Oszillatoren [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Peter, S. Vassileva and L. Zipser
[A]

Auf der Basis elektrisch-akustischer Oszillatoren können robuste industrietaugliche Sensoren für zahlreiche Messgrößen wie Temperatur, Gaszusammensetzung, Volumen, Abstand u.s.w. entwickelt werden. Bei diesen Sensoren werden Schallwellen in einem definierten Messraum elektrisch angeregt und erfasst. Zur Auswertung kommt beim frequenzanalogen Messverfahren die Oszillatorfreuquenz . Diese ist im Idealfall direkt bzw. indirekt linear über eine Oszillatorkonstante  mit der Messgröße  verknüpft ( bzw. ). Es zeigt sich jedoch, dass die Art der Anregung und Erfassung erheblichen Einfluss auf die gewünschte Messgrößenempfindlichkeit, die Dynamik, das Messfehlerverhalten und die zulässigen Umgebungsbedingungen hat.

Im Beitrag werden diese Zusammenhänge theoretisch und experimentell untersucht und dabei die Möglichkeiten und Grenzen der Entwicklung elektrisch-akustischer Sensoren aufgezeigt und diskutiert. Als Grundlage dafür dienen abstrakte Systemmodelle, Simulationen und Messungen an vereinfachten Labormustern.

Vecchio, A.

• Transfer Path Analysis in the Critical Path of Vehicle Refinement
  S. Dom, H. van der Auweraer, P. Mas, A. Vecchio, K. Janssens and P. van de Ponseele
[A]

Transfer Path Analysis has now been used in automotive engine and road noise applications for more than 15 years. Many cases are documented and the impression may rise that TPA has become a commodity tool in the vehicle troubleshooting and refinement process. However, a closer look at the purpose and results of these studies reveals that this is not the case and that TPA remains an expert tool with a number of critical issues that impede a more widespread use. These issues basically relate to the following interrelated challenges: - How to improve the efficiency of the TPA process, to make it more attractive to applications in the critical path of the vehicle refinement? - What are the key accuracy bottlenecks (and resulting performance limits), and how can these be addressed without compromising the efficiency? Several procedures are used today based on different assumptions regarding loads, invariant parameters and impact of non-measured system behaviour. A critical review will illustrate the merits and limits of the main procedures in the light of usefullness to solve problems. These challenges should however not keep us from further investigating the expansion of the scope of TPA from an experimental troubleshooting tool for stationary noise problems to new application domains. Examples are in the analysis of transient noise and vibration problems, the use of time-domain TPA in relation to sound replay and synthesis, the extension of TPA to CAE and hybrid models etc. A number of these potential ''next steps'' will be outlined and illustrated.

Veit, G.

• Einsatz von Schwingungsdämpfern an Eisenbahnschienen und Stahlbrücken [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Venghaus and G. Veit
[A]

Schwingungsdämpfer werden an den Räder von Wagen und Lokomotiven zunehmend eingebaut, um die nach den neuen Richtlinien notwendige Begrenzung der Schallemissionen der Fahrzeuge zu erreichen. Seit einigen Jahren werden daneben nun auch Schwingungsdämpfer an Schienen mit steigendem Erfolg eingesetzt. Mehrere Feldversuche in den Niederlanden und Frankreich zeigten derartig gute Wirkungen, daß diese Dämpfer an Schienenstrecken zur zusätzlichen Lärmminderung standardmäßig verwendet werden. Die Emissionspegel der Züge können bei guter Anpassung der Dämpfer an die jeweilige Schiene heute schon um bis zu 4 dB(A) gesenkt werden. Nach theoretischen Berechnungen sollen Lärmreduktionen über 5 dB(A) möglich sein. Modifizierte Formen der Schwingungsdämpfer eignen sich zur Reduktion der Schallabstrahlung von Stahlbrücken. Im ersten Versuch konnte im Jahr 2000 die Schallemission die Wasserparkbrücke in Wien durch den Einsatz solcher Dämpfer um 6 dB(A) verrringert werden. In einer Weiterentwicklung wurde in Kombination mit neuen Schienenbefestigungen die Schallemission der Gavignot-Brücke bei Paris um 11 dB(A) gesenkt. Der Vortrag stellt den Fortschritt dieser Technologie zur Diskussion.

Veit, I.

• Über die Entstehung von Geräuschen in Hubkolben-Kompressoren und Möglichkeiten zur Verringerung derselben [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  I. Veit
[A]

Die Geräuschemission von Hubkolben-Kompressoren ist auf verschiedene Entstehungsmechanismen zurückzuführen. In der Hauptsache sind das a) Pulsationsgeräusche, d.h. der Drehklang mit periodischen Ansaug- und Auslassvorgängen, b) mechanische Geräusche, verursacht insbesondere durch das Anschlagen von Ventilteilen, c) Unwuchten und d) falls der antreibende Motor integrierter Bestandteil des gesamten Kompressor- aggregats ist, auch noch Motorgeräusche. Neben den bereits in der VDI- Richtlinie 3731, Blatt 1, empfohlenen Massnahmen zur Geräuschminderung bei Kompressoren (z.B.: Redzierung der Kurbelwellendrehzeahl, etc.) werden hier weitere erprobte und bewährte Möglichkeiten zur Senkung des Kompressorgeräuschs vorgestellt und erläutert. Untersucht und geprüft wurden sowohl körperschall- als auch luftschallreduzierende Massnahmen.

Veit, J.

• Ein optimiertes Verfahren zur Bestimmung der Motorgeräuschanregung in Bezug auf Verbrennung und Mechanik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Arndt, M. Katter, F. Brandl and J. Veit
[A]

Die steigenden Anforderungen an die Reduktion von Kraftstoffverbrauch und Emissionen führen großteils zum Einsatz härterer Verbrennungsverfahren. Damit einher geht auch der Anstieg des Verbrennungsgeräusches. Im Gegensatz dazu steht der Kundenwunsch nach Komfort und Geräuschreduktion. Um entsprechende Akustikmaßnahmen zur Motorgeräuschverringerung bewerten zu können, ist die Kenntnis der Anregung durch die Verbrennung sowie durch die Mechanik an Otto- und Dieselmotoren im Detail erforderlich.

Die bestehenden Verfahren zur Ermittlung des Verbrennungsgeräusches beruhen entweder auf einem offenen Steuergerät zur Modifikation der Verbrennungsanregung oder es sind komplexe Auswerteverfahren (z.B. Regressionsanalysen) notwendig. Diese Verfahren benötigen zum einen einen hohen Zeitaufwand bzw. es ist nur eine geringe Genauigkeit erreichbar.

Im Rahmen eines von AVL beauftragten Forschungsprojektes bei ACC wurde in Zusammenarbeit mit AVL ein Verfahren erarbeitet, mit dem auf Basis der zeitgleich gemessenen Zylinderdruckanregung und Luftschallabstrahlung die Anteile von Verbrennungs- und mechanischem Geräusch sowie die Strukturübertragungsfunktionen schnell und einfach bestimmt werden können. Erfolgreich wurde dafür eine Methode, die die Kohärenz zwischen Zylinderdruckanregung und Luftschall bewertet, entwickelt.

In diesem Vortrag wird das Verfahren erläutert und es wird gezeigt, welche Signalbearbeitung (Filterung, Fensterung,...) zum Erhalt optimaler Ergebnisse vorgenommen wird.

Das Verfahren wurde programmtechnisch in Matlab umgesetzt, d.h. die Analyse von Verbrennungs- und mechanischem Geräusch kann daher bei AVL an Diesel- und Ottomotoren sehr schnell und effizient vorgenommen werden.

Veitinger, A.

• Zur Varianz der Kopfhörer-Außenohr-Übertragungsfunktionen seitens infantiler und erwachsener Probanden [DAGA 2005 (München)]
  F.M. König and A. Veitinger
[A]

Aufgrund der rasanten Entwicklung in der Elektroakustik sind heute Tonaufnahme-Wiedergabe-Darbietungen von bislang undenkbar hoher Qualität möglich. Allerdings werden hierbei alle Kriterien und Randbedingungen für den erwachsenen Hörer angelegt, Unterschiede zu Kindern und Jugendlichen werden jedoch nicht berücksichtigt (s. Audiologie, Kunstkopf, Kopfhörer)! Wie der Mensch sein räumliches Hörvermögen im Kleinkindalter erlernt hat, ist inzwischen nachvollziehbar. Ebenso sind infantile Höreffekte, wie eine 6 dB einnehmende Hörempfindlichkeitsreduktion um die C5-Senke und die Tatsache, daß die kindliche Sprachstimmlage 2 bis 3 Oktaven höher als bei Männern oder Frauen liegt, bekannt. Welchen Einfluß die deutlich kleinere Kinderhöranatomie während der Nutzung von binauralen, kopfbezogenen 'Erwachsenen-Beschallungsvorrichtungen' auf das Hörergebnis nimmt, ist dagegen unbekannt. Anders gesagt: Was passiert, wenn Kinder Kopfhörer benutzen, die eigentlich für Erwachsene konzipiert sind? Lauschen Kinder damit ihre Tonkonserven unter Anwendung der 'mittleren' Klangbildentzerrung für Erwachsene? Der vorliegende Beitrag soll die meßtechnisch erfaßbaren Unterschiede zwischen Kindern und Erwachsenen bezüglich des Audiosignal-Übertragungsverhalten erstmals aufzeigen. Hierfür wurden Messungen über zwei größere Personengruppen beiderlei Geschlechts durchgeführt, zum einen Kinder im ''Kindergarten''-Alter sowie erwachsene Personen über 20 Jahre. Als Ergebnis zeigte sich, daß Kinder und Erwachsene jeweils unterschiedliche spektrale Inhalte zu Gehör bekommen.

Vejvoda, M.

• The influence of nocturnal aircraft noise on humans – a new comprehensive approach [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Basner, H. Buess, N. Luks, H. Maass, L. Mawet, E. Mueller, U. Mueller, C. Piehler, G. Plath, E. Rey, A. Samel, M. Schulze, M. Vejvoda and J. Wenzel
[A]

Aufgrund des stetig steigenden Luftverkehrsaufkommens nimmt die Nachtfluglärm-Problematik einen immer größeren Stellenwert ein. Das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin untersucht seit 1999 den Einfluss von Nachtfluglärm auf den menschlichen Schlaf, die Leistungsfähigkeit und das Befinden. In vier repräsentativen Laborstudien werden insgesamt 128 Probanden über 13 aufeinanderfolgende Nächte im Schlaflabor untersucht. Neben den physiologischen Messgrößen Polysomnographie (EEG, EOG, EMG), Atmung, EKG, Fingerpulsamplitude und Aktometrie werden computergestützte Leistungstests durchgeführt, mit denen fluglärmbedingte Einflüsse auf die Merkfähigkeit, die Reaktionsgeschwindigkeit und die Hand-Auge-Koordination überprüft werden. Das subjektive Empfinden wird mit standardisierten Fragebögen erfasst. Zusätzliche werden die Stresshormone Adrenalin, Noradrenalin und Kortisol im nächtlichen Sammelurin bestimmt. Die Fluggeräusche wurden mit Klasse-1-Schallpegelmessern in den Schlafräumen von Flughafenanwohnern aufgezeichnet. Die korrekte Wiedergabe im Schlaflabor wird durch das individuelle akustische Einmessen jeder Schlafkabine garantiert. Die Versuchspersonen erhalten nach zwei Gewöhnungsnächten über neun aufeinander folgende Nächte in der Zeit von 23:00 bis 7:00 Uhr zwischen 4 und 128 Fluggeräusche pro Nacht mit Maximalpegeln zwischen 50 und 80 dB(A). Durch die gleichzeitige Ausgabe eines Triggersignals ist erstmals eine ereigniskorrelierte Auswertung mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu 5 msec möglich. Die Ergebnisse aus den Laborstudien werden in zwei Feldstudien an 64 Versuchspersonen mit derselben Messtechnik, wie sie im Labor zum Einsatz kommt, validiert. Insgesamt werden über 2200 Probandennächte aufgezeichnet, anhand derer ein belastbarer Kriterienkatalog für die Beurteilung und Bewertung von Nachtfluglärmwirkungen auf den Menschen erstellt werden soll. Zwischenergebnisse der ersten beiden Laborstudien mit 64 Probanden (832 Nächte) liegen bereits vor und werden auszugsweise auf der Tagung präsentiert.

Venghaus, H.

• Neue Schallabsorber in Abgasanlagen [DAGA 2002 (Bochum)]
  H. Venghaus, G. Elfinger, U. Waag, G. Stephani and H. Schneidereit
[A]

Die bislang als Absorptionsmaterialien in Schalldämpfern verwendeten langfaserigen Materialien besitzen den Nachteil, daß sie wegen der hohen Pulsationen im Abgasstrom aus ihren Positionen herausgeblasen werden können. Es müssen also Schutzmaßnahmen ergriffen werden, die wiederum akustische Nachteile bewirken können bzw. die Kosten erhöhen. In der Entwicklung bei Zeuna Stärker werden Anstrengungen dahingehend unternommen, Absorptionsmaterialien zu entwickeln, die aus einer festen Struktur heraus die Schalldämpfung im Gasstrom über einen breiten Frequenzbereich hin bewirken. Aus der Entwicklungsarbeit mit Glatt Systemtechnik und den Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Materialforschung wurden metallische Hohlkugeln zu einem stabilen gesinterten Körper geformt, deren Schallabsorptionsvermögen im Vergleich zu langfaserigen Werkstoffen gleichwertig ist. Aus den derzeitg laufenden Versuchen mit gesinterten Hohlkugelstrukturen werden erste Ergebnisse vorgestellt und diskutiert.

• Valves in exhaust-systems [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Venghaus
[A]

For controlling the acoustics or for sounddesign in exhaust-systems today valves are increasingly used. The modes of operation of valves are very specific. On one hand they can be operated by an external steering-system to react on special engine conditions. The other valves are driven by the engine massflow. They can be activated by backpressure or the impact of the exhaust gas. This presentation will give an overview on different types of valves and their modes of operation. The influence on sound and on backpressure will be discussed.

• Einsatz von Schwingungsdämpfern an Eisenbahnschienen und Stahlbrücken [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Venghaus and G. Veit
[A]

Schwingungsdämpfer werden an den Räder von Wagen und Lokomotiven zunehmend eingebaut, um die nach den neuen Richtlinien notwendige Begrenzung der Schallemissionen der Fahrzeuge zu erreichen. Seit einigen Jahren werden daneben nun auch Schwingungsdämpfer an Schienen mit steigendem Erfolg eingesetzt. Mehrere Feldversuche in den Niederlanden und Frankreich zeigten derartig gute Wirkungen, daß diese Dämpfer an Schienenstrecken zur zusätzlichen Lärmminderung standardmäßig verwendet werden. Die Emissionspegel der Züge können bei guter Anpassung der Dämpfer an die jeweilige Schiene heute schon um bis zu 4 dB(A) gesenkt werden. Nach theoretischen Berechnungen sollen Lärmreduktionen über 5 dB(A) möglich sein. Modifizierte Formen der Schwingungsdämpfer eignen sich zur Reduktion der Schallabstrahlung von Stahlbrücken. Im ersten Versuch konnte im Jahr 2000 die Schallemission die Wasserparkbrücke in Wien durch den Einsatz solcher Dämpfer um 6 dB(A) verrringert werden. In einer Weiterentwicklung wurde in Kombination mit neuen Schienenbefestigungen die Schallemission der Gavignot-Brücke bei Paris um 11 dB(A) gesenkt. Der Vortrag stellt den Fortschritt dieser Technologie zur Diskussion.

Vercammen, M.

• Vom Klopfgeist zu einer hervorragenden Akustik (1)- Die neue Tonhalle Düsseldorf: Kreatives Raumakustik-Design einer Konzertsaal-Totalsanierung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Vercammen, K.-H. Lorenz-Kierakiewitz and S. Mercier
[A]

Wegen einer Brandschutzsanierung wurde die Tonhalle Düsseldorf renoviert - eine eine ideale Gelegenheit, die lange bekannten Probleme der Akustik zu lösen. Das wichtigste Problem war der berüchtigte Klopfgeist - ein starkes Echo, verursacht durch die Kuppelform des Saales. Gerade diese Form macht den Saalcharakter so außerordentlich anziehend. Die Frage war, wie das Echoproblem die Architektur respektierend zu lösen sei. Wir schlugen einen kreativen Ansatz vor, der auf die frühere Nutzung der Tonhalle als Planetarium zurückgreift: Die Lösungsidee bestand aus einer visuell geschlossenen, akustisch jedoch transparenten Innenkuppel, hinter der Schallumlenkkörper verhindern, dass der Schall sich wie in Brennpunkt eines Hohlspiegels im Parkett sammelt. So erreicht der Schall gleichmäßig im Raum verteilt das Publikum - das Echo wird vermindert und der Klang verbessert. Es wurden umfangreiche Untersuchungen an einem akustischen Maßstabsmodell durchgeführt, um die richtige Form der Umlenkkörper zu bestimmen (siehe auch Vortrag ''Die akustische Quadratur des Kreises''). Verbesserungen der Akustik auf dem Podium wurden realisiert, und die erneuerte Bestuhlung akustisch optimiert, so dass sich gemeinsam mit der Volumenvergrößerung eine längere Nachhallzeit ergibt. Der akustische Entwurf wurde gemeinsam mit den Architekten von HPP und anderen beteiligten Fachplanern umgesetzt, wobei die ebenfalls erneuerten technischen Einrichtungen in eine sehr komplexe Geometrie integriert werden mussten. Das Ergebnis ist nicht eine architektonische Bereicherung und Erneuerung , sondern auch in akustischer Hinsicht besonders gut gelungen: Neben der Austreibung des Klopfgeistes gelang die Realisation einer merklichen Verbesserung der Akustik, durch die die Tonhalle Düsseldorf sich mit anderen Konzertsälen mit hervorragender Akustik messen kann.

• Vom Klopfgeist zu einer hervorragenden Akustik (2)- Die neue Tonhalle Düsseldorf: Die akustische Quadratur des Kreises [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K.-H. Lorenz-Kierakiewitz, M. Vercammen and S. Mercier
[A]

Im Rahmen der Totalsanierung der Tonhalle Düsseldorf ergab sich eine ideale Gelegenheit, zu versuchen, die lange bekannten Probleme der Akustik des großen Saales zu lösen. Da es sich um einen Kuppelsaal handelt, war das wichtigste, wenngleich nicht einzige Problem der berüchtigte Klopfgeist - ein starkes Kollektivecho von allen Teilen der beinahe Halbkugelförmigen Kuppel. Der kreative Ansatz zur Lösung des Echoproblems beestand aus einer visuell geschlossenen, akustisch jedoch transparenten Innenkuppel, hinter der Schallumlenkkörper angebracht sind, die brechen und verhindern sollen, dass der Schall wie in Brennpunkt eines Hohlspiegels im Parkett gesammelt wird, sondern oberhalb des Publikums ein 2-dimensionales Horizontalfeld bildet. Hierzu wurden umfangreiche Untersuchungen (insgesamt 182 Varianten von 3 Basisgeometrien!) an einem akustischen Maßstabsmodell der Tonhalle im Maßstab 1:12 durchgeführt, um die richtige - das Echo am stärksten vermindernde - Form der Umlenkkörper zu bestimmen. Hierbei mussten auch die vielen, ebenfalls erneuerten technischen Einrichtungen und Installation in eine sehr komplexe Geometrie integriert werden. Gleichzeitig war es notwendig, messtechnisch ein geeignetes visuell geschlossenes Wandmaterial für die Innenkuppel zu bestimmen, welches über eine ausreichende akustische Transparenz verfügt. Neben der Austreibung des Klopfgeistes gelang so die Realisation einer merklichen Erhöhung der Nachhhallzeit, Verbesserung der allgemeinen und der Podiums-Akustik im besonderen, was hier messtechnisch gezeigt werden soll.

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

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

• Simulation von Auditorien mit CATT: Fallstudien und Erfahrungen
  K.-H. Lorenz-Kierakiewitz, M. Vercammen and P. Mees
[A]

Die Simulation akustischer Schallfelder von Auditorien durch Computerprogramme wird als Planungs- und Vorhersagewerkzeug der raumakustischen Beratung mittlerweile häufig eingesetzt. In diesem Vortrag werden eine Reihe aktueller Fallstudien aus der Praxis vorgestellt, welche u.a. mithilfe von CATT-Simulationsmodellen beraten wurden, darunter z. B. großer und kleiner Saal der Tonhalle Düsseldorf und das flämische Parlament. In den betreffenden Auditorien wurden akustische Messungen, darunter auch Impulsantwortmessungen durchgeführt und für diese Messpfade in den Simulationsmodellen Impulsantworten berechnet. Die Ergebnisse der Computersimulationen sollen hier mit den Resultaten der Messungen in den realen Sälen verglichen werden. Anhand des Beispiels CATT sollen aus der Praxis der Modellierung und Simulation sowie aus der Qualität der Übereinstimmung der Simulationsmodelle mit den messtechnischen Realitäten Schlussfolgerungen gezogen werden, welche Einsatzgebiete und Grenzen das Prognosewerkzeug Computersimulation bei der Simulation von Auditorien besitzen kann.

• Podienakustik und Sprachverständlichkeit in Konzertsälen [DAGA 2008 (Dresden)]
  K.-H. Lorenz-Kierakiewitz and M. Vercammen
[A]

Die akustischen Bedingungen auf den Podien von Konzertsälen sind entscheidend dafür, ob Musiker (Solisten wie auch Ensemblemitglieder) dort geeignete Arbeitsbedingungen vorfinden. Auf der DAGA 2005 wurden neuere Forschungen vorgestellt, bei welchen im Rahmen einer laufenden Dissertation zum Thema ''Sprachverständlichkeit und Hörsamkeit in europäischen Konzertsälen'' Impulsantwortmessungen an äquivalenten Positionen auf den Podien von über 30 europäischen Konzertsälen vorgenommen werden konnten. Die aus zwei jeweils analog gewählten Messpfaden resultierenden akustischen Parameter wurden mit globalen Urteilen der dort regelmäßig spielenden Orchester korreliert, wobei sich als mit einer als gut beurteilten Qualität sehr gut korrelierter Parameter der Articulation Loss of Consonants (ALcons) herausstellte. Diese Tendenz legte nahe, dass die Aspekte einer guten Podienakustik, welche beschreiben, wie gut die Musiker sich selbst und die anderen Ensemblemitglieder bzw. -gruppen hören können, in einem engem Zusammenhang stehen könnte mit einer guten Sprachverständlichkeit dort, repräsentiert durch geringe ALcons-Werte. Diese These wurde nun anhand der Auswertung der übrigen Messpfade in allen gemessenen Sälen und die Korrelation von Einzelbefragungen mit Platz-für-Platz Messungen auf den Podien zweier der Konzertsäle ergänzend geprüft. Die Ergebnisse der Auswertung sollen hier präsentiert werden und zeigen, inwieweit von Musikern als gut beurteilte Podienakustiken mit guten Werten für Sprachverständlichkeitsindikatoren korrelieren.

• Durch gekrümmte Flächen modifizierte Schallfelder [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Vercammen
[A]

Viele Räume weisen gekrümmte Geometrien wie Wände oder Decke auf. Mit Modebewegungen in der Architektur (''Blobs'') und fortschreitender Bautechnologie entstehen hierdurch mehr und mehr akustische Probleme aus der Verwendung konkaver Geometrien. Wenn Schall an konkav gekrümmten Flächen reflektiert wird, wird die Schallenergie durch diese Geometrie in bestimmten Raumbereichen konzentriert. In der Raumakustik wird das Schallfeld in solchen Fällen üblicherweise angenähert, indem die reflektierte Energie über Simulationsprogramme mit Raytracing- oder Spiegelquellen-Algorithmen näherungsweise berechnet wird, wobei die gekrümmten Flächen polygonal segmentiert modelliert werden. Eine alternative Berechnungsmethode ist ein geometrisches Verfahren. Die Resultate beider Methoden stimmen nicht mit der Wirklichkeit überein. Die einzige Methode, welche korrekte Ergebnisse liefert, ist die Berechnung der lokalen Schallpegel aus einer Extrapolation des Schallfeldes. Für den Fokus wird eine analytische Lösung des Kirchhoffintegrals präsentiert. Für andere Punkte im Schallfeld sollte der Schallpegel numerisch berechnet werden. Aus numerischen Ergebnisen wurde eine empirische Näherung abgeleitet, womit das Schallfeld in praktischen Fällen berechnet werden kann.

Veres, E.

• Raumakustische Phänomene in Kirchen – Wechselwirkungen zwischen Orgel und Raum [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Veres
[A]

Im Zusammenhang mit der Aufstellung und Intonation von Orgeln in Kirchen wird von Orgelbauern, Musikern und Zuhörern eine Reihe von raumakustischen Phänomenen beobachtet, die noch nicht ausreichend bekannt und erklärbar sind. Ein Beispiel für derartige Erscheinungen ist, dass einzelne Pfeifen eines Registers nach der endgültigen Anordnung an ihrem Bestimmungsort lauter oder leiser erklingen, als es aufgrund der Vorintonation in der Werkstatt zu erwarten wäre. Im Rahmen des Vortrages wird die Frage gestellt, ob es möglich ist, solche Phänomene, die aufgrund der Geometrie und der akustischen Eigenschaften der Raumbegrenzungsflächen in jedem Raum unterschiedlich in Erscheinung treten, durch messtechnische Untersuchungen vorauszusehen. Hierzu werden mithilfe der Maximalfolgentechnik Raumimpulsantworten in sechs Kirchen aus verschiedenen Stilepochen gemessen und daraus die Übertragungsfunktionen bestimmt. Aus den Unregelmäßigkeiten im Frequenzgang der Raumantwort in der Nähe von musikalischen Frequenzen können Hinweise auf die Rückwirkung des Raumes auf den Orgelklang gefunden werden.

• Raumakustische Qualität von Universitäts-Hörsälen [DAGA 2005 (München)]
  E. Veres
[A]

Die neuen Informations- und Kommunikationstechnologien gewinnen immer mehr an Bedeutung auch in der universitären Lehre. Ein Grund dafür, warum manche Studierenden das Lernen via Computer außerhalb der Hochschule bevorzugen, ist die mangelhafte Akustik der Hörsäle. Deshalb wird die Frage gestellt, ob Online-Learning die Präsenzlehre sogar verdrängen wird. Obwohl sich zurzeit verschiedene Studien mit der Akustik von Schulzimmern und Auditorien befassen, die sich das Ziel gesetzt haben, die raumakustischen Anforderungen dort strenger zu formulieren, gibt es noch wenige Daten über die akustische Qualität von Hörsälen an Hochschulen. Es ist jedoch erwiesen, dass eine Verbesserung der Präsenzlehre, die von den Hochschulen auch angestrebt wird, mit der Gewährleistung von guten raum- und bauakustischen Bedingungen verknüpft ist. Deshalb ist eine Bestandsaufnahme der akustischen Qualität von Hörsälen an Hochschulen eine wesentliche Komponente der Evaluation der Lehre. Im Rahmen des Vortrages wird über die Ergebnisse von raumakustischen Messungen in verschiedenen Universitäts-Hörsälen, die unterschiedliche Raumvolumina, Grundrissform und Ausstattung haben, berichtet.

Verheijen, E.

• Rolling Noise Reduction by applying an Acoustical Grinding Criterion [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  E. Verheijen and C. Kootwijk
[A]

The relation between rail/wheel roughness and rolling noise of trains has been established in the past decades. By means of a new rail roughness monitoring system and an acoustical criterion for rail grinding, it is possible to determine where rail grinding is an effective measure to reduce rolling noise emission. In this way, periodical grinding could serve as an alternative to fitting noise barriers. The monitoring system (on a measuring coach) is used to build a large database with rail roughness spectra of the entire Dutch railway network. These roughness data are then coupled to a database with noise emission numbers. By taking account of train intensities, train speeds and typical wheel roughness spectra, an acoustically effective grinding programme can be composed.

Verhey, J.L.

• Modulationsverarbeitung im Gehör: Autokorrelation versus Filterbank [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J.L. Verhey, S. Ewert and T. Dau
[A]

Physiologische Experimente haben gezeigt, daß es neben der bekannten tonotopen Abbildung im Gehr auch eine systematische topographische Abbildung von Modulationsfrequenzen gibt. Verschiedene Modulationsfrequenzen werden an verschiedenen Orten maximal abgebildet. Die Übertragungsfunktion einzelner Neurone kann dabei als Modulationsfilter aufgefaßt werden. Psychoakustische Arbeiten haben gezeigt, daß bei Annahme einer solchen Modulationsfilterbank am Ausgang jedes peripheren Filters eine Vielzahl von Modulationsdetektions- und Modulationsmaskierungsdaten sehr gut quantitativ modelliert werden können. Während jedoch die prinzipielle Idee der frequenzselektiven Abbildung abgesichert zu sein scheint, sind die genauen zugrundeliegenden (neuronalen) Mechanismen noch unklar. Wird die beobachtete Selektivität neuronal durch eine auf rein zeitlicher Analyse basierte Autokorrelation und Koinzidenz-Detektion erreicht, oder findet eine ''rein'' spektrale Modulationsfrequenz-Orts-Transformation statt, bei der Modulationskomponenten in verschiedenen ''Bändern'' unabhängig voneinander verarbeitet werden? Im vorliegenden Beitrag werden neue psychoakustische Experimente vorgestellt und diskutiert, die kritisch zwischen den bestehenden Modellvorstellungen zur Modulationsverarbeitung unterscheiden können.

• Reaktionen auditorischer Mittelhirnneurone auf Schwebungen im Modulationsraum [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  U.W. Biebel, G. Langner and J.L. Verhey
[A]

Zeitliche Schwankungen der Umhüllenden in akustischen Signalen werden zum großen Teil auch zeitlich in das Gehirn übertragen. Diese zeitliche Codierung geschieht parallel zur bekannten spektralen Ortsabbildung der Cochlea durch die Fähigkeit der Hörnervenneurone, phasengekoppelt auf zeitliche Veränderungen der Schallsignale reagieren zu können. Im Gehirn von Vögeln und Säugetieren lassen sich vor allem im auditorischen Mittelhirn Neurone finden, die sensitiv und selektiv sind für bestimmte Modulationsfrequenzen. Sie haben dadurch gewisse Ähnlichkeiten mit Modulationsfiltern. In Modellvorstellungen zur neuronalen Analyse zeitlicher Signalaspekte wird postuliert, dass Neurone Signalperiodizitäten durch Autokorrelationsverfahren von zeitlich synchronen Aktionspotentialen detektieren können. Ein rein zeitliches Autokorrelationsmodell lässt nicht nur erwarten, dass sinusförmige amplitudenmodulierte Sinustöne (SAM) aufgrund ihrer Modulationsfrequenz zur Anregung bestimmter Zellen führen könnten. Darüber hinaus müssten alle komplexe Signale, die identische Zeitintervalle enthalten, die selben Zellen anregen. Das gilt auch für solche Signale, die nicht explizit die Modulationsfrequenz enthalten auf die diese Zellen unter SAM Stimu lation abgestimmt sind. Wir beschallten im Experiment daher mit Sinustöne die entweder mit einem oder mit zwei Sinustönen moduliert waren. Im ersten Fall reagierten einige Zellen im auditorischen Mittelhirn von Chinchillas wie erwartet auf bestimmte Modulationen im Signal mit besonders starker Synchronisation. Daraufhin wurde mit dem selben Trägerton beschallt, der aber mit zwei Tönen moduliert war, die einerseits für sich alleine keine Synchronisation auslösten, andererseits aber einen Abstand voneinander hatten, welcher der zuvor bestimmten besten Modulationsfrequenz entsprach. In den meisten Fällen wurden mit diesem Stimulus Entladungen erzeugt, die Synchronisation an die Differenzfrequenz zeigten, in einigen Fällen erhöhte sich auch die Entladungsrate. Die Ergebnisse werden im Zusammenhang mit den in Psychophysik und Physiologie vorhandenen Modellvorstellungen diskutiert (siehe Verhey et al., DAGA2000)

• Ein adaptives Verfahren zur Bestimmung der subjektiven Tonhaltigkeit [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Vormann, J.L. Verhey, V. Mellert and A. Schick
[A]

Bereits auf der DAGA 1999 in Berlin wurde ein adaptives 1-up-1-down-Verfahren mit interleavten Tracks zur Messung der subjektiven Tonhaltgkeit vorgestellt. Mit diesem Verfahren wurde der Einfluß verschiedner Signalparameter von syhthetischen Geräuschen auf die Tonhatigkeit ermittelt. Diese Messungen wurden auf weitere Parameter ausgedehnt und das Verfahren in einigen Punkten geändert. Schon in Berlin konnte gezeigt werden, daß die DIN45681(Entwurf) in vielen Punkten nicht mit den Daten diser Messungen in Einklang stehen. Die auf diese Weise erhobenen Daten sollen die Grundlage zum kritischen Vergleich mit der DIN45681 sein und als Basis für ein alternatives, im Vergleich zur DIN45681 erweitertes und robusteres Berechnungsmodell der Tonhatigkeit dienen.

• Across-channel processing of amplitude modulation [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Ewert, J.L. Verhey and T. Dau
[A]

In typischen psychoakustischen Experimenten zur Modulationsdetektion wird eine sinusförmige Amplitudenmodulation auf einen breitbandigen Rauschträger aufgeprägt. Die verschiedenen Frequenzgruppen werden in solchen Konditionen durch nahezu unkorreliertes Rauschen und eine kohärente Signalmodulation angeregt. In Signalverarbeitungsmodellen wird oft angenommen, dass die Information über die Signalmodulation im Sinne der Signalentdeckungstheorie über alle angeregten Frequenzgruppen hinweg optimal kombiniert wird, wobei die ''`Beobachtungen''' in den einzelnen Frequenzgruppen als unabhängig voneinander betrachtet werden. In anderen Experimenten wurde allerdings gezeigt, dass Amplitudenmodulationen, die auf spektral separierte Trägersignale aufgeprägt wurden, interferieren und damit zu erhöhten Detektionsschwellen führen können. Dies deutet auf eine nicht unabhängige Verarbeitung von Amplitudenmodulation (AM) in verschiedenen Frequenzgruppen hin. Im vorliegenden Beitrag werden kritische AM-Detektions- und Maskierungsexperimente mit Trägersignalen unterschiedlicher Bandbreite gezeigt, wobei Test- und Maskiermodulation entweder auf den gleichen Träger oder auf spektral weit entfernte Träger aufgeprägt wurden. Zusätzlich wurden entsprechende Simulationen mit einem Energiedetektormodell auf Ebene der Einhüllenden der Signale [Ewert and Dau, 1999, Subm. to JASA] durchgeführt. In diesem Modell wird die Energie der Signaleinhüllenden am Ausgang eines auf die Signalmodulation abgestimmten Modulationsfilters bestimmt. Der Einfluss der peripheren Filterung (linear und nichtlinear) und der Informationskombination auf der Verarbeitungsebene der Einhüllenden wird diskutiert.

• Methodenvergleich zwischen Lautheitsskalierung und Lautheitsvergleichsmessung am Beispiel von Messungen der Lautheitssummation [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J.-E. Appell, G. Grimm, J.L. Verhey and V. Hohmann
[A]

Das Phänomen, daß bei gleichem physikalischen Pegel Schalle größerer Frequenzbandbreite von Menschen als lauter beurteilt werden als Schalle mit geringerer Bandbreite, wird als Lautheitssummation bezeichnet. Eine Quantifizierung der Lautheitssummation kann anhand des physikalischen Pegelunterschiedes zweier Signale, welche als gleich laut empfunden werden, vorgenommen werden. In dem Beitrag wird dargestellt, daß solche als Lautheitsvergleichsmessungen bezeichneten Untersuchungen stark von der Meßmethode beeinflußt werden und daß der Einfluß der Meßmethode individuell unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Die Ergebnisse werden in Beziehung zu Messungen mit der Methode der kategorialen Lautheitsskalierung gesetzt.

• Lautheit zeitlich fluktuierender Geräusche [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Grimm, J.L. Verhey and V. Hohmann
[A]

Viele Geräusche in unserer Umwelt sind instationär und unterliegen zeitlichen Pegelschwankungen (Modulationen). In der Literatur finden sich widersprüchliche Daten zur Lautheit von instationären Geräuschen. Während ältere Literaturdaten auf eine gegenüber stationären Geräuschen erhöhten Lautheit von langsam schwankenden Signalen hindeuten fanden neuere Studien einen nur geringen Einfluss von Pegelschwankungen auf die Lautheit (z.B. Moore. B.C.J. et al., J. Acoust. Soc. Am. 105(5), May 1999). In diesem Beitrag werden neue Messdaten zur Lautheit modulierter Signale vorgestellt. Die Daten wurden mit Hilfe von Lautheitsvergleichsmessungen bei Normalhörenden erhoben. Es wurden sowohl periodische als auch statistische Modulatoren und Träger verschiedener Bandbreiten verwendet. Unabhängig von der Art der Modulation und der Bandbreite des Trägers zeigen die Messungen eine signifikante Abhängigkeit der Lautheit von der mittleren Modulationsfrequenz. Die Lautheit ist bei einer Modulationsfrequenz von 16 Hz maximal und nimmt zu höheren und niedrigeren Modulationsfrequenzen ab. Ein Lautheitsmodell, das eine zeitliche Integration und nachfolgende Perzentilbewertung beinhaltet, kann die Messergebnisse qualitativ beschreiben.

• Zeitlich-spektrale Effekte bei der Lautheitswahrnehmung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J.L. Verhey and B. Kollmeier
[A]

Die spektrale Zerlegung von Schall in Frequenzgruppen ist ein fundamentaler Mechanismus des Geh''ors. Er beinflusst sowohl das H''oren mit einem Ohr (monaural) als auch die beidohrige (binaurale) Wahrnehmung. W''ahrend eine Reihe von Experimenten zur binauralen Wahrnehmung die gleiche spektralen Selektivit''at beim monauralen und binauralen H''oren nahelegen, deuten einige Experimente auf eine vergr''osserte binaurale Frequenzgruppe hin. Diese vergr''osserte Bandbreite wird im allgemeinen als Konsequenz eines frequenzgruppen''ubergreifenden Prozesses gedeutet. Der genaue Mechanismus und der Effekt ist dabei jedoch noch umstritten. Im Beitrag wird untersucht, welche binauralen und monauralen Experimente, bei denen die spektrale Verteilung von Testton und Maskierer eine Rolle spielen, durch die Annahme ad''aquater monauraler Filter beschrieben werden k''onnen. Dazu wird ein Modell mit monauralen und binauralen Verarbeitungstufen (siehe Zerbs, Daga' 98 ) verwendet, das sowohl monaurale als auch binaurale Schwellen vorhersagen kann. Der G''ultigkeitsbereich und Grenzen des Modells werden aufgezeigt und ein modifizierter Ansatz binauraler Signalverarbeitung skizziert, der die unterschiedlichen {it effektiven} monauralen und binauralen Frequenzgruppenbreiten erkl''aren kann.

• Spektrale Selektivität und frequenzgruppenübergreifende Verarbeitung beim binauralen Hören [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J.L. Verhey and C. Zerbs
[A]

Die Lautheit von einem Geräusch hängt nicht nur vom seinem Pegel sondern auch von seiner Dauer und seinem spektralen Gehalt ab. Lautheitsmodelle zur Beschreibung dieser zeitlichen und spektralen Effekte gehen im Allgemeinen von einer instantanen nichtlinearen spektralen Integration aus, während die Dauerabhängigkeit durch eine nachgeschaltete einfache Integrationsstufe beschrieben wird. Die spektrale und zeitliche Integration wird als unabhängig angenommen. Eigene auf der DAGA 98 vorgestellte Messungen zeigen jedoch, dass die spektrale Lautheitssummation von der Signaldauer abhängt. Es wurden die Lautheitsvergleichsmessungen mit Referenzstimuli gleicher Leistung (und gleichem spektralen Gehalt) für verschiedene Signaldauern durchgeführt. In diesem Beitrag werden neue Messergebnisse vorgestellt, bei denen die spektrale Lautheitssummation für kurze und lange Signale sowohl bei gleichem Pegel als auch bei gleicher Lautheit verglichen wird. Es zeigt sich, dass der Effekt der Signaldauer auf die spektrale Lautheitssummation für den betrachteten (mittleren) Pegelbereich pegelunabhängig ist, sofern man die Daten bei gleicher Leistung des Referenzsignals vergleicht. Bei gleicher Lautheit nimmt jedoch der Unterschied zwischen der spektralen Lautheitssummation für kurze und langen Signale mit zunehmender Lautheit ab. Die Ergebnisse werden im Rahmen neuer Literaturdaten zur zeitlichen Lautheitssummation für schmalbandige und breitbandige Stimuli diskutiert.

• The processing of complex envelopes in the normal-hearing and the hearing-impaired auditory system [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J.L. Verhey, S. Ewert and T. Dau
[A]

Many natural sounds including speech exhibit a complex temporal envelope. Psychoacoustical and physiological studies showed that the auditory system is sensitive to the envelope pattern. Recent modulation-detection experiments using complex envelopes indicate that the auditory envelope processing is nonlinear. However, the nature of the nonlinearity is still unclear. In the present study, psychoacoustical modulation masking data for normal-hearing and hearing-impaired subjects are presented, together with model predictions testing different types of nonlinear processing. The model predictions and the similarity in the experimental patterns obtained for normal-hearing and hearing-impaired subjects demonstrate that cochlear compression does not play a major role in the processing of amplitude modulation, in contrast to findings previously published by Moore et al. [Moore et al., 1999, J. Acoust. Soc. Am., 106, 908-918]. A model for the processing of complex envelopes in normal-hearing and hearing-impaired subjects is proposed.

• Frequenzübergreifende Prozesse bis zu 4 Oktaven [DAGA 2005 (München)]
  S.M.A. Ernst and J.L. Verhey
[A]

Psychoakustische Messungen zeigen, dass Stimuli mit unterschiedlichem spektralen Gehalt zu einem Objekt zusammengefasst werden, wenn ihre zeitlichen Pegelschwankungen (Einhüllende) gleich sind. Ein Effekt, den man auf diesen Mechanismus zurückführt, ist ''Comodulation Masking Release'' (CMR). In CMR Experimenten stellt man fest, dass ein Sinuston durch einen schmalbandigen Maskierer an der Signalfrequenz (on-frequency masker, OFM) schlechter maskiert wird, wenn an einer anderen Frequenz ein zusätzlicher Maskierer (flanking band, FB) mit der gleichen Einhüllenden dargeboten wird. Die meisten in der Literatur dargestellten Experimente dieser Art hatten einen maximalen Frequenzabstand zwischen OFM und FB von bis zu einer Oktave. Ein CMR über drei Oktaven wurden nur von Cohen ([Cohen, M. (1991), JASA 90(3), 1381-1384]) gemessen. Der CMR in ihren Messungen war besonders groß, wenn der FB Pegel größer als der OFM Pegel war. In diesem Beitrag werden neue Ergebnisse mit spektralen Abständen bis zu vier Oktaven und Pegelunterschieden bis zu 60 dB vorgestellt. Ein deutlicher CMR konnte im Mittel über fünf normalhörende Versuchspersonen bis zu einem Abstand von vier Oktaven gemessen werden, sofern der Pegelunterschied zwischen FB und OFM groß genug war. Der Einfluss frequenzübergreifender Prozesse und peripherer Nichtlinearitäten wird im Zusammenhang mit den gemessenen Daten diskutiert.

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

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

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

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

• Innenohrnichtlinearitäten und frequenzübergreifende Prozesse [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S.M.A. Ernst and J.L. Verhey
[A]

Viele psychoakustische Versuche zeigen eine Frequenzselektivität des menschlichen Gehörs. Allerdings konnten auch frequenzübergreifende Prozesse nachgewiesen werden. So kann die Maskierwirkung eines schmalbandigen Maskierers an der Signalfrequenz (''signal centred band'' SCB) deutlich verringert werden, wenn zusätzlich spektral weit entfernte Maskiererkomponenten (''flanking bands'' FBs) dargeboten werden. Dieses ist jedoch nur der Fall, wenn die FBs und das SCB die gleichen Pegelschwankungen aufweisen, d.h. komoduliert sind. Der Effekt heißt dementsprechend ''comodulation masking release'' (CMR). Im letzten Jahr konnten Ernst und Verhey (DAGA 05, S. 567-568) einen solchen frequenzübergreifenden Prozess über einen spektralen Bereich bis zu vier Oktaven nachweisen. Ein Teil des Effektes konnte durch ein Modell nachgebildet werden, welches lediglich die peripheren Nichtlinearitäten (Suppression) berücksichtigte. In diesem Beitrag wird zum einen untersucht, ob CMR auch über einen noch größeren Frequenzbereich gefunden werden kann und wie CMR mit der Signalfrequenz zusammenhängt. Es konnte CMR über 6 Oktaven nachgewiesen werden, vorausgesetzt der Pegel des FB wurde entsprechend hoch gewählt. Auf Basis der neuen Daten werden die Möglichkeiten und Grenzen des Suppressions-Modells diskutiert. Außerdem wird untersucht, inwieweit das Modell sensitiv für die Anwesenheit unkorrelierter FBs ist.

• Kombination beidohriger und frequenzübergreifender Verarbeitung im Freifeld [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Epp and J.L. Verhey
[A]

Wie das visuelle System die Umwelt in visuelle Objekte (z.B. Tisch oder Stuhl) einteilt, ist auch das Gehör in der Lage, seine Umwelt in auditorische Objekte zu ordnen. Ein auditorisches Objekt kann etwa eine Schallquelle im Raum sein. Der Schall natürlicher Schallquellen, wie beispielsweise Sprache, weist zudem häufig über Frequenzen hinweg gleiche charakteristische Pegelschwankungen auf, die zusätzlich zur Objekttrennung genutzt werden. Das letztere Merkmal der Komodulation verschiedener Frequenzkomponenten kann allein durch frequenzübergreifende Prozesse innerhalb eines Ohres (monaural) analysiert werden. Beim räumlichen Hören ist jedoch auch der Vergleich zwischen beiden Ohrsignalen wichtig (binaural).
In diesem Beitrag werden verschiedene räumliche Konstellationen von komoduliertem Störgeräusch und Nutzsignal mit dem Ziel untersucht, Aussagen über eine mögliche Interaktion der monauralen, frequenzübergreifenden und binauralen Verarbeitung zu erlangen. Eine mögliche Dominanz eines der beiden Merkmale Komodulation und räumliche Position kann über die Abfolge monauraler und binauraler Prozesse im Gehör Aufschluss geben. Ein Teil der Messungen im Freifeld wird zur besseren Kontrolle der beidohrigen Parameter mit Kopfhörern wiederholt und mit den Freifeldmessungen verglichen.

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

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

• Messungen und Simulationen zur Kombination monauraler und binauraler Effekte [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Epp and J.L. Verhey
[A]

Die Mithörschwelle eines Sinustones in Anwesenheit eines Rauschmaskierers wird im Wesentlichen von seiner Rauschenergie im auditorischen Filter an der Signalfrequenz bestimmt. Die Mithörschwelle kann jedoch deutlich verbessert werden, wenn der Maskierer komoduliert ist, d.h. kohärente Pegelschwankung über Frequenzen hinweg aufweist. Dieser einohrige (monaurale) Effekt wird ''Comodulation Masking Release'' (CMR) genannt. Die Mithörschwelle kann auch verbessert werden wenn das Signal eine Phasenverschiebung zwischen den Ohren, so genannte interaurale Phasendifferenzen, aufweist. Dieser Effekt ist als ''Binaural masking level difference'' (BMLD) bekannt.
In diesem Beitrag werden Experimente zu CMR und BMLD vorgestellt, bei denen sowohl der binaurale Parameter der interauralen Signalphasendifferenz als auch der monaurale Parameter der Komodulation systematisch variiert wurden. Die Ergebnisse dieser und der schon berichteten Experimente (Epp und Verhey, DAGA 2006, 297-298) auf eine direkte Kombination monauraler und binauraler Verarbeitung hin, was auf eine serielle Anordnung der zugrunde liegenden Prozesse schließen lässt. Auf Basis dieser Annahme wurde ein Modell entwickelt, welches in der Lage ist, die wesentlichen Aspekte der Messergebnisse vorherzusagen.

• Spektrale Lautheitssummation von pulsierenden Geräuschen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J.L. Verhey and M. Uhlemann
[A]

Breitbandige Signale haben gegenüber gleich lauten schmalbandigen Signalen im Allgemeinen einen niedrigeren physikalischen Pegel. Neuere Messungen zeigen, dass dieser als spektrale Lautheitssummation bezeichnete Effekt bei kurzen Schallimpulsen (10 ms) größer als bei langen Signalen (1000 ms) ist. In diesem Beitrag wird untersucht, ob eine erhöhte spektrale Lautheitssummation auch bei Folgen von 10ms langen Rauschpulsen zu finden ist. Hierzu werden Pegel für Testsignale mit Bandbreiten von 200 bis 6400 Hz bestimmt, die als gleich laut wie ein Referenzsignal mit einer Bandbreite von 400 Hz und einem Pegel von 70 dB empfunden wurden. Referenz und Testsignal hatten immer die gleiche zeitliche Struktur, d.h. die gleiche Pulswiederholrate. Es wurden Pulsraten von 3 bis 100 Hz untersucht. Es zeigt sich, dass die spektrale Lautheitssummation bei Pulsfolgen mit Pulsraten von bis zu 50 Hz der für einen 10ms Einzelpuls entspricht. Die Daten werden im Rahmen eines dynamischen Lautheitsmodells diskutiert.

• Frequenzübergreifende nichtlineare Prozesse in Nach- und Simultanverdeckungsexperimenten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S.M.A. Ernst and J.L. Verhey
[A]

Psychoakustische Messungen zeigen, dass Stimuli mit unterschiedlichem spektralen Gehalt zu einem Objekt zusammengefasst werden, wenn ihre zeitlichen Pegelschwankungen (Einhüllende) gleich sind. Ein Effekt, den man auf diesen Mechanismus zurückführt, ist ''Comodulation Masking Release'' (CMR). In CMR Experimenten stellt man fest, dass ein Sinuston durch einen schmalbandigen Maskierer an der Signalfrequenz (on-frequency masker, OFM) schlechter maskiert wird, wenn an einer anderen Frequenz ein zusätzlicher Maskierer (flanking band, FB) mit der gleichen Einhüllenden dargeboten wird. In Nachverdeckungsexperimenten kann ein verwandter Effekt beobachtet werden. Auch hier wird eine Verbesserung der Wahrnehmungsschwelle beobachtet, wenn zum Maskierer an der Signalfrequenz ein weiterer Maskierton an einer anderen Frequenz dargeboten wird. Dies wird in der Regel auf periphere Nichtlinearitäten wie Suppression zurückgeführt. Auf der vorletzten DAGA wurde ein Modell vorgestellt welches Teile des CMR auch mit Hilfe Suppression simuliert (Ernst und Verhey, DAGA 05, S. 567-568). In diesem Beitrag wird nun experimentell der Zusammenhang von in Nachverdeckungsexperimenten nachgewiesenen Suppressionsbereichen und CMR untersucht. Hierzu wurden zunächst die Suppressionsbereiche vermessen und dann auf Basis dieser Daten CMR Versuche durchgeführt. Es zeigt sich, dass in den Bereichen starker Suppression auch ein deutlicher CMR gefunden wird. Die Ergebnisse unterstützen die den Modellrechnungen zugrunde liegende Annahme, dass bereits nichtlinear Prozesse auf der Basilarmembran einen großen Teil frequenzübergreifender Effekte wie CMR erklären können.

• Einfluss von Einhüllendenstatistiken auf Signaldetektion [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Rennies, S.M.A. Ernst and J.L. Verhey
[A]

Im vorliegenden Beitrag wird die Hypothese untersucht, ob Änderungen der Rauschstatistik bei der Signalerkennung genutzt werden können. Dieses wurde unter Anderem von zwei der Autoren des Beitrages im Zusammenhang mit Across-channel masking (ACM) vorgeschlagen (Ernst und Verhey, 2005, Acta Acust./Acustica, 91:998-1006). Im vorliegenden Beitrag wurde die Schwelle eines 4 kHz Sinustones gemessen, der von einem 100 Hz breiten an der Signalfrequenz zentrierten Schmalbandrauschen maskiert wurde. Als Maskierer dienten drei Arten von Rauschen, die sich in ihrer Einhüllendenstatistik unterschieden: Gaußsches Rauschen, Multiplikationsrauschen und ein Mischrauschen aus diesen beiden Rauscharten. Für Multiplikations- und Mischrauschen wurde der Ton sowohl mit zufälliger Anfangsphase als auch in Phase zum Träger des Multiplikationsrauschens addiert. Die höchsten Schwellen wurden mit Gaußschem Rauschen gemessen, während ähnliche Schwellen mit Multiplikations- und Mischrauschen gefunden wurden. Die Schwellen für einen mit Zufallsphase addierten Ton waren niedriger als bei einer Addition des Tones in Phase zum Rauschträger. Ein auf dem Schwerpunkt der gemittelten Rauschstatistiken beruhendes Modell konnte die Messergebnisse qualitativ simulieren. Die Messergebnisse und Modellrechnungen deuten darauf hin, dass das menschliche Gehör in der Lage ist, Unterschiede in Rauschstatistiken bei der Signaldetektion zu nutzen.

• Einfluss der Irregularität der Pegelschwankungen auf die Mithörschwelle von Sinustönen in Rauschen [DAGA 2008 (Dresden)]
  S.M.A. Ernst, S. Uppenkamp and J.L. Verhey
[A]

Psychoakustische Messungen zeigen, dass Maskierer, denen eine Pegelschwankung aufgeprägt wurde, eine niedrigere Verdeckungsleistung aufweisen als unmodulierte Maskierer. Diese Reduktion der Verdeckungsleistung, d.h. die Differenz der Mithörschwellen aus Experimenten mit modulierten und unmodulierten Maskierern wird üblicherweise als ''Comodulation Masking Release'' (CMR) bezeichnet. Der Vergleich von Versuchsergebnissen aus der Literatur mit verschiedenen Modulatoren legt nahe, dass die Größe des CMR eine starke Abhängigkeit vom Grad der Regularität des Maskierers aufweist: Je irregulärer ein modulierter Maskierer ist, desto kleiner ist der CMR-Effekt. Dieser Schluss ist in der Hinsicht problematisch, da sehr verschiede Modulatoren - z.B. rechteckförmig und Tiefpassrauschen - miteinander verglichen wurden, die sich neben der Regularität auch bezüglich anderer Stimulusparameter, wie z.B. des Anteils der Momentanamplituden nahe Null, unterscheiden. In diesem Beitrag wird der Einfluss von Modulationsstatistik und Bandbreite rechteckförmig amplitudenmodulierter Maskierer auf die Mithörschwellen und somit auf den CMR experimentell untersucht. Hierzu wird sowohl bei schmalbandigen als auch bei breitbandigen Maskierern die Mithörschwelle bei modulierten Maskierern mit einer mittleren Modulationsfrequenz von 40 Hz für verschiedene Grade der Irregularität gemessen. Die Ergebnisse werden mit Vorhersagen eines Modells verglichen, das die Pegelschwankungen mit einer Modulationsfilterbank analysiert, um zu klären, inwieweit die Ergebnisse bereits durch Änderungen im Modulationsspektrum erklärt werden können.

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

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

• Repräsentation von psychoakustischer Maskierung bei modulierten und unmodulierten Störgeräuschen im auditorischen Kortex [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Uppenkamp, S.M.A. Ernst and J.L. Verhey
[A]

In einem Beitrag zur DAGA 2007 (Uppenkamp und Ernst, Fortschritte der Akustik - DAGA 2007, S. 569-570) wurde mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) gezeigt, daß globale Pegeländerungen und Änderungen des Signal-Rauschverhältnisses bei konstantem Gesamtpege für einen Testton in maskierendem Rauschen im auditorischen Kortex in räumlich getrennten Regionen repräsentiert sind. Dieser bisherige Hinweis auf unterschiedliche Kodierungsmechanismen für die generelle Lautstärke und für die Hörbarkeit von periodischen Signalen wurde in der nun vorgestellten Studie im Detail weiter untersucht. Als Maskierer wurde neben unmoduliertem Rauschen auch irregulär rechteckförmig amplitudenmoduliertes Rauschen mit einer mittleren Modulationsfrequenz von 40 Hz verwendet. Aus der Psychoakustik ist für vergleichbare Signale bekannt, daß die Mithörschwelle eines Tones für einen solchen komodulierten Rauschmaskierer um bis zu 20 dB besser ist als für unmodulierte Maskierer (comodulation masking reslease, CMR). Der Vergleich der gemessenen Aktivierungskarten für modulierte und unmodulierte Störgeräusche zeigt, daß das die Aktivierung in den Arealen, in denen die Hörbarkeit des Testtones repräsentiert ist, bei gleichem Signal-Rauschverhältnis für modulierte Störgeräusche stärker ist. Dieses Ergebnis wird als physiologisches Korrelat des psychoakustischen CMR-Effektes im Kortex interpretiert.

• Untersuchungen zum Einfluss der Harmonizität auf die Bindung von Frequenzkomponenten mit kohärenten Pegelschwankungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J.L. Verhey and W. Zineddin
[A]

Im akustischen Alltag sind wir häufig von einer Vielzahl von Schallquellen umgeben, der Spektren sich überlagern. Die Aufgabe des auditorischen Systems ist es in diesen Situationen, die Signale der Schallquellen zu trennen, um zum Beispiel einem Gespräch an einer belebten Straße zu folgen. Man geht heutzutage davon aus, dass hierzu häufige Eigenschaften natürlicher Signale wie die harmonische Relation oder kohärente Pegelschwankungen ihrer Frequenzkomponenten (Komodulation) genutzt werden. Während die Verarbeitungsmechanismen für nur eine der Eigenschaften (Komodulation oder Harmonizität) schon häufig untersucht wurden, ist wenig darüber bekannt, wie das auditorische System die Kombination der beiden Eigenschaften nutzt. Hierzu werden in diesem Beitrag eigene Messungen vorgestellt, bei denen die Stärke der Bindung von Einzelkomponenten in einer Mischung aus Schmalbandrauschen untersucht wird. Es zeigt sich, ähnlich zu Tonkomplexen, dass die Bindung auch bei Schmalbandrauschen am stärksten ist, wenn die Mittenfrequenzen der Rauschenbänder Teil einer harmonischen Reihe sind. Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt, wenn alle Schmalbandrauschen die gleichen Pegelschwankungen aufweisen, also komoduliert sind. Aufbauend auf diesen Messungen wird bei Verdeckungsexperimente mit einer Mischung von Schmalbandrauschen untersucht, ob eine Kombination von Harmonizität und Komodulation auch Auswirkungen auf die Verdeckungsleistung hat.

• Schwellenverbesserung durch frequenzübergreifende und beidohrige Verarbeitung bei verschiedenen Frequenzen [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Epp and J.L. Verhey
[A]

Die Mithörschwelle eines maskierten Signals hängt nicht nur von dem Signal-Rausch-Verhältnis in einem kritischen Band um die Signalfrequenz ab, sondern kann durch Ausnutzen zeitlich-frequenzübergreifender oder interauraler Eigenschaften deutlich verbessert werden. So liegt die Mithörschwelle eines Sinustones, welcher durch ein um die Signalfrequenz zentriertes Rauschen maskiert ist, deutlich niedriger, wenn weitere Rauschmaskierer in spektral entfernten Bändern hinzugefügt werden, sofern diese zum Maskierer an der Signalfrequenz kohärente Pegelschwankungen aufweisen. Dieser Effekt wird ``Comodulation Masking Release'' (CMR) genannt. Ausserdem können Unterschiede zwischen den Ohrsignalen (interaurale Unterschiede), welche etwa zur Lokalisation genutzt werden können, auch zu einer deutlichen Verbesserung der Mithörschwelle führen. Ein Effekt der auf dieser Signaleigenschaft beruht ist ``Binaural Masking Level difference'' (BMLD). Ergebnisse aus psychoakustischen Experimenten bei einer Signalfrequenz von 700 Hz und Simulationen mit einem effektiven Modell deuten auf eine Addition der Verbesserungen durch Komodulation und interaurale Unterschiede hin, und somit auf eine effiziente, serielle Verarbeitung im auditorischen System (Epp & Verhey, Fortschritte der Akustik-DAGA 2007, 373-374 (2007)). In diesem Beitrag wird die Kombination von interauraler und frequenzübergreifender Information durch Messungen bei verschiedenen Signalfrequenzen weiter untersucht und durch Vergleich mit Modellvorhersagen die Additivitätshypothese für einen größeren Frequenzbereich getestet.

• Modellierung der Dynamik der spektralen Lautheitssummation [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Rennies, J.L. Verhey and H. Fastl
[A]

Die Lautheit stationärer Signale ist bereits intensiv untersucht worden und konnte erfolgreich modelliert werden. Natürliche Schalle zeichnen sich jedoch durch zeitliche Fluktuationen ihrer Intensität aus. Die für das Lautheitsempfinden solcher im Pegel schwankenden Signale maßgebenden Mechanismen sind bislang nicht vollständig verstanden. So zeigen neuere Messungen, dass der Anstieg der Lautheit mit der Bandbreite des Stimulus von der Stimulusdauer abhängt und bei kurzen Signalen stärker ausgeprägt ist als bei langen. Im vorliegenden Beitrag wird zunächst gezeigt, dass bestehende Modellansätze zur dynamischen Lautheit diesen Effekt nicht zufrieden stellend simulieren können. In einem zweiten Schritt werden verschiedene zur Dauerabhängigkeit der spektralen Lautheitssummation vorgeschlagene Mechanismen im Rahmen eines modifizierten dynamischen Lautheitsmodells durch Vergleich von Modellvorhersagen und Messdaten kritisch getestet. Von besonderer Bedeutung sind hierbei die auf der letzten DAGA vorgestellten Daten zur spektralen Lautheitssummation bei Pulsfolgen [Verhey, J.L. und Uhlemann, M., Spektrale Lautheitssummation von pulsierenden Geräuschen, Fortschritte der Akustik - DAGA 2007, S.847-848] zu, die eine Abschätzung der relevanten Zeitkonstanten erlauben.

Vermeir, G.

• On the road to new Belgian prescriptions for sound insulation [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Vermeir and B. Ingelaere
[A]

Vespermann, W.

• „Beschallungstechnik eingebunden in die Medientechnik“ Projektkoordination und Zielkonflikte [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Torkler and W. Vespermann
[A]

Die TU HH hat vor kurzem neue Hörsäle für Multi-Media-Unterricht nach dem Stand der Technik einrichten können. So möchten wir berichten über - die Integration der Beschallungstechnik in die Raumplanung - die Integration in die Videotechnik und Mediensteuerung - die Abstimmung mit den beteiligten Planern und Anwendern.

• Ein Hörsaal als Kreißsaal von Spiegelschallquellen – was nun? Was tun? [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  W. Vespermann
[A]

Schullesebuch 1957: Wege des Geistes: Richard vom Schaukal: ''Vom Snob: Ein Snob ist ein Mensch, der scheinen möchte, wovon er weiß, daß er es nicht ist. Ein Mensch, der erkannt hat, worauf es ihm ankommt, was ihm aber fehlt. ... Denn Snob sein, heißt vor allem eitel sein. ... Der Snob - und das kennzeichnet ihn vor anderen Eitlen - will als das gelten, was er, wie er weiß, nicht ist ...'' Reclams Univ.-Bibl. Nr. 8438 1996: ''Idiotie 1. Schwachsinn (Med.), 2. Dummheit'' Die gesunde Mischung aus beiden trifft hier zu. Ich nenne Roß und Reiter quer durch die Lande. Die Fälle sind alle so dokumentiert, daß sie als Referenzen gelten können.

Vetesnik, A.

• A new imaging system for evaluating disordered vibration of the vocal folds [DAGA 2005 (München)]
  Q. Qiu, A. Vetesnik and H.K. Schutte
[A]

Introduction Videokymography registers the movements of the vocal folds with a high time resolution on a line perpendicular to the glottis and provides an applicable solution. Aims The new imaging system will implement the following functions: 1. The two dimensional video, on which the position of the scanning line is shown, and a line scan without the blanking interval will be obtained synchronously. 2. a stroboscopic function with a high image resolution in a two-dimensional color video registration will show the movements of the vocal folds in still or slow motion. Methods Two kinds of image sensor are applied, one of which, color matrix CCD, is used to capture two-dimensional stroboscopic image, and the other one, monochrome linear CCD, is for kymographic sampling. For triggering the stroboscopic function, a digital signal processor (DSP) platform is adopted, in which a robust pitch detection algorithm (PDA), based on autocorrelation. This system provides output triggering pulses related to the fundamental frequency (F0). Results The first prototype of the new imaging system is built In high-speed mode, it can provide 7812.5 lines with 768 pixels and 25 two-dimensional frames with 384 x 288 pixels per second at the same time. In stroboscopic function, it shows 25 two-dimensional color frames per second with768 x 576 pixels. The range of fundamental frequency determination is from 50 to 500 Hz.

This research is supported by the Technology Foundation STW, applied science division of NWO and the technology programme of the Ministry of Economic Affairs in the Netherlands.

Vian, J.-P.

• CARMEN: a physical approach for Room Acoustic Enhancement System [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  I. Schmich and J.-P. Vian
[A]

It is very common that the acoustic of ancient performing halls or musical spaces cannot be improved by refurbishment works, because of the high cost or because of the registered building. Even for high standing performing halls, demand of multipurpose halls, which require variable acoustic, is also growing. A new Acoustic Enhancement System has been developed and experienced in several halls. The physical statements on which CARMEN is based are presented, as well as objective and subjective assessment of the enhanced acoustics.

• Acoustic Design of the National Grand Theatre of China
  J.-P. Vian
[A]

When designing a new opera or concert hall, the architectural requirements for excellence are most of the times conflicting with the similar acoustic requirements for excellence. Good compromises have to be sought; with the well known difficulty that seeing mostly predominates over hearing.

The National Grand Theatre of China, Beijing, under construction is composed of three large performing halls: the Opera (2400 seats), the Concert Hall (2000 seats), the Theatre (1500 seats). During the design of the Opera, the architect became unhappy with the layout proposed for the international competition providing optimal first lateral reflections to the public. Series of curved walls were desired by the architect from architectural points of view that create a lot of acoustic shortcomings. Decision has been made to dissociate the visible walls made acoustically transparent from the acoustic ones. The acoustic design of the opera, including computer modelling is presented.

Viaud-Delmon, I.

• Binaural rendering assessment in the context of augmented reality
  O. Warusfel, O. Delerue and I. Viaud-Delmon
[A]

The paper presents recent work undertaken on binaural rendering in the context of the European project LISTEN, dedicated to augmented reality (AR) and museum applications. Thanks to wireless technology applied to audio transmission and tracking systems, binaural synthesis, up to now confined to laboratory contexts, may be applied to create large scale immersive and interactive virtual sound scenes. In these applications, the visitor, equipped with motion-tracked wireless headphones, explores a real space seamlessly augmented by an interactive audio content. The virtual sound scene, composed of sound sources disseminated in the space and of associated room effects, is rendered using binaural synthesis, the only technique allowing fully controlled localization cues. The paper reminds the different implementation approaches for binaural rendering and the remaining issues often commented in the litterature, such as the front-back localization ambiguity and the need for an individual morphological adaptation. However, the introduction of the 3D sound modality in augmented environments highlights the need for a better understanding of multi-sensorial integration mechanisms, since the context involves user's navigation and perception-action mechanisms linked to auditory versus idiothetic interactions. Moreover, augmented reality also allows the use of non physical or realistic laws, when modelling distance effects, auditory perception field or room reflexions. Therefore, conventional localization performance tests, usually applied for assessing binaural rendering quality, should be replaced in a multimodal scheme focusing on the congruence of the virtual world and on the user's ability to fulfil a navigation task or to build a cognitive spatial map of the proposed world.

• Virtual Ventriloquism [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  I. Viaud-Delmon, L. Sarlat and O. Warusfel
[A]

Virtual reality (VR) represents a set of computer technologies, which allow users to interact with a three-dimensional, computer-generated environment in real time. VR is starting to be used in psychophysics experiments as well as in psychological therapy around the world. VR provides a way to immerse a user in an environment in which the interaction between different sensory modalities can be controlled. Therefore VR represents an interesting tool to study the integration of space-related multisensory information in human and its disorders. Incorporating real-time updated 3-D sound to virtual reality technologies addresses several issues. If there seems to be a consensus on the fact that 'presence' is improved by 3-D sound, little is known about how an auditory virtual environment (VE) should be designed so that it does not interfere with the visual VE. It is well known that discrepancies in the location of synchronized auditory and visual events can lead to mislocalizations of the auditory source, so-called ventriloquism. In two experiments, we tested whether such cross-modal influences on auditory localization could be observed after an immersion in a VE. Auditory stimuli were presented via headphones (HRTFs) and were presented in synchrony with virtual visual events. We observed that the association of virtual auditory and visual stimuli could lead to a 'complete' remapping of auditory space, including stimulus locations not presented during the VR immersion. It is therefore possible to induce a ventriloquist effect with VR, which can not be interpreted in terms of a simple visual biasing of auditory localization.

Vich, R.

• Comparison of speech signal reconstruction enhanced in the spectral domain by overlap-and-add and using the cepstral vocoder [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Vich and M. Vondra
[A]

In classical speech enhancement in the spectral domain the OverLapAdd (OLA) is as a rule employed. In this approach after the modification of the short-time magnitude spectrum the inverse Fourier Transform is performed, whereby the original phase spectrum is used. The reconstructed speech frame is added to the given part of the preceding speech frame in correspondence with the segmentation used in the analysis. For the reconstruction of the speech signal also the vocoder approach can be applied. In this case the phase spectrum is not needed, but the enhanced speech model parameters must be estimated. Nevertheless the estimation of the speech parameters may be optimized to be robust to artifacts originating in spectral speech enhancement, e.g. to residual noise, musical noise, etc. In the contribution the cepstral reconstruction of the speech spectrum enhanced by the MMSE LSA proposed by Ephraim a Malah will be presented. The cepstral reconstruction has been originally proposed for parametric speech synthesis in Text-to-Speech Systems. The proposed approach will be compared with signal reconstruction using OLA and evaluated by listening tests using automatic speech recognition.

Vicinus, P.

• Directional Microphones in Automotive Applications (Adaptive Beamforming) [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Vicinus
[A]

Handsfree communication in car environement becomes more and more common for the general public. The acceptance depends directly from the achieved audio-quality during phoning and error rate in speech recognition. Signal processing can enhance these factors. To take advantage out of a multi channel processing, this paper will present a dual silicon microphone array and its algorithm, which combines adaptive beamforming and dual channel noise cancellation. It analyses measurements of the microphones and the array in various scenarious of car environment and discusses the benefits of directional silicon microphones in automotive array applications.

• 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.

• Verteilte Mikrofone im Kraftfahrzeug [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  P. Vicinus and W. Baumann
[A]

Freisprechtelefonie findet zunehmende Anwendung beim Automobilkunden. Die Positionierung der Mikrofone durch den Fahrzeughersteller wird dabei leider immer weniger durch akustische Gegebenheiten als durch Vorgaben der Designer festgesetzt. Daraus resultieren oftmals schlechte '`Signal zu St'or''-Abst'ande und zerkl'uftete Frequenzg'ange an den akustischen Wandlern.

Diese Arbeit besch'aftigt sich mit Algorithmen, die w'ahrend des Freisprechens bzw. einer Spracherkennung das Nutzsignal maximieren und die St'orung minimieren. Dabei unterliegt die Platzierung der Mikrofone grunds'atzlich keiner geometrischen Nebenbedingung. Des Weiteren wird an die Richtcharakterstik der Mikrofonkapseln zun'achst keine explizite Forderung gestellt. Ausgew'ahlte Verfahren werden auf ihre theoretischen und praktischen F'ahigkeiten analysiert. Aus ihren Vorteilen werden Ans'atze f'ur ein kombiniertes Verfahren extrahiert und ein Algorithmus entworfen.

• 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.

• 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.

Vidal, M.C.

• Acoustical Post-Evaluation applied to the neighborhoods of a small airport [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M.R.V. Macedo, J.G. Slama and M.C. Vidal
[A]

During the year 2001, ICAO, the International Civil Aviation Organization has proposed the A33/7 resolution where the multi-disciplinary concept of balanced approach is presented. Then it become important to develop new tools to be used for a general analysis of the environmental noise impact produced on airport surrounding populations. The Acoustical Post-occupation Evaluation (POE Acoustics) applied to the airports surroundings constitutes an appropriate tool which can be used to understand the interrelation between the many factors that constitute this complex matter. The post-occupancy evaluation is compost of a set of actions destined to study a urban or architectural situation. In Acoustical POE, four approaches, technical-constructive, technical-physical, technical-functional and technical-behavioral, are considered, from which it is possible to study the many elements that constitute the sonorous environmental impact in an airport surroundings This work, presents a case study for Jacarepaguá Airport, a small airport which is situated in the city of Rio de Janeiro and in which an increasing demand of small airplanes and helicopters flights exists. In addition, it is being studied the possibility of increasing its track from 900 m to 1200 m. The noise footprints for the studied area were developed using INM and HNM software's, considering the noise levels in L and L , respectively adopted by the Brazilian aeronautical legislation and the NBR - 10151 Acoustics - Evaluation of noise in inhabited areas aiming the comfort of the community - Procedure, willing to identify the affected areas.

Vietoris, A.

• Eins aus 10 hoch 23 - über die Akustikoptimierung des derzeit leistungsstärksten PKW-CVT-Getriebes [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Mohr, P. Schmid and A. Vietoris
[A]

Die multitronic von Audi stellt das aktuell anspruchsvollste CVT -Getriebe (Continuously-Variable-Transmission) mit 310 Nm Motormoment und Spreizung 6 dar und erzielt erstmals bessere Beschleunigungs- und Verbrauchswerte als das bislang unerreichte Handschaltgetriebe. Das Herzstück der multitronic ist ein Variator, bei dem eine Laschenkette als Umschlingungsmittel zum Einsatz kommt. Beim Einlaufen der Kette in die Kegelscheiben des Variators ergibt sich aufgrund ihres gliedrigen Aufbaus eine Abfolge von Auftreffimpulsen und damit eine Strukturanregung der Scheibensätze. Diese Anregung kann über verschiedene Übertragungswege zur Abstrahlung eines Laufgeräusches führen, zu dessen Optimierung das akustische Gesamtsystem bestehend aus Kette, Variator, Lagerung und Gehäuse betrachtet werden muss. Der akustischen Optimierung der Laschenkette kommt eine maßgebliche Bedeutung zu, weshalb Laschen unterschiedlicher Längen verbaut werden. Die verschiedenen Möglichkeiten zur Aneinanderreihung dieser unterschiedlich langen Laschen (sog. Teilungsfolgen) bewirken völlig unterschiedliche Geräuschverhalten. Mittels einer simulationstechnischen Nachbildung werden viele Millionen solcher Teilungsfolgen bewertet und einige Favoriten als Prototypen im Fahrzeug gegengemessen. Die Beurteilung erfolgt sowohl hinsichtlich der Einzeltonhaltigkeit als auch bezüglich einer Amplitudenmodulation der einzelnen Frequenzbänder. Die Schritte der Simulationsrechnung sowie die Verifikation mit Fahrzeugmessungen werden gezeigt. Beispielhaft wird anhand von Grundlagenuntersuchungen das akustische Optimierungs-Potential von Struktur-Maßnahmen wie Sandwich-Scheibensätzen und Entkopplung der Wälzlager dargestellt.

Vietzke, P.

• Umwelt und Gebrauchseigenschaften moderner PKW-Reifen (Stand der Technik) [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Stenschke and P. Vietzke
[A]

Um die bei Reifen vorhandenen Minderungspotentiale in Hinblick auf Lärm und Rollwiderstand (Kraftstoffverbrauch) optimal nutzen zu können, hat das Umweltbundesamt zusammen mit Vertretern der Reifenindustrie die Vergabe für das ''Umweltzeichen - weil lärmarm und kraftstoffsparend'', zunächst für Pkw-Reifen erarbeitet. Um sicherzustellen, daß die beiden herausgehobenen Umwelteigenschaften der Reifen nicht zu Lasten der ebenfalls wichtigen Sicherheits- und Gebrauchseigenschaften gehen, wurden in der Vergabegrundlage zusätzliche Kriterien für Laufleistung, Gewicht, Naßbremsverhalten und Aquaplaning aufgenommen. Zur Vorbereitung der Vergabe des Umweltzeichens war es erforderlich, den Stand der Technik auf Basis einer repräsentativen Auswahl von insgesamt 48 Reifen-Typen für die genannten Eigenschaften (mit Ausnahme der Laufleistung) zu ermitteln. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Untersuchung, auch in Hinblick auf Streuung der Meßergebnisse bei verschiedenen ISO-Teststrecken auf das Geräusch bzw. verschiedenen Prüfständen für den Rollwiderstand, werden dargestellt.

• Umwelt- und Gebrauchseigenschaften moderner Nutzfahrzeugreifen (Stand der Technik) [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Stenschke and P. Vietzke
[A]

Nach Veröffentlichung aktueller Ergebnisse hinsichtlich Umwelt- und Gebrauchseigenschaften moderner Pkw-Reifen bei der DAGA 2000 liegen jetzt entsprechende Daten für Nutzfahrzeugreifen vor. An 32 aktuellen und marktrelevanten Reifentypen verschiedener Hersteller wurden in den gängigen Reifendimensionen für Lkw und Omnibusse Abrollgeräusch, Rollwiderstand sowie das Nassbremsverhalten sowohl an Lenkachs- als auch an Antriebsreifen ermittelt. Neben der Darstellung der Messwerte selbst werden auch die Zusammenhänge zwischen Abrollgeräusch und Nassbremsverhalten sowie zwischen Rollwiderstand und Nassbremsverhalten dargestellt. Damit wird die Frage beantwortet, ob rollwiderstandsarme bzw. lärmarme Nutzfahrzeugreifen schlechtere Nassbremseigenschaften haben oder nicht. Die Messergebnisse sind eine wichtige Grundlage zur Fortschreibung der EU- Vorschriften zur Begrenzung der Abrollgeräusche sowie für die Diskussion zur Festlegung verschärfter Anforderungen z.B. für das Umweltzeichen. Abschließend wird auch dargestellt, welches Kraftstoffeinsparungspotential sich bei Verwendung rollwiderstandsarmer Nutzfahrzeugreifen ergibt.

Vignon, F.

• Suppression of intra-plate echoes induced by a titanium Fabry Perot: the Stokes equations linking time-reversal and the inverse filter [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Vignon, J.F. Aubry, A. Saez, M. Tanter, D. Cassereau and M. Fink
[A]

When focusing through plates or tubes the presence of multiple interfaces induces reflected wave fronts that follow the main wave front. Adaptive focusing techniques can be used to cancel the echoes. For that purpose, two linear arrays of transducers have been placed on each side of a titanium plate acting like an ultrasonic Fabry-Perot. Three propagation operators have been acquired: the transmission H from one array to the other and the two reflection operators K1 and K2 acquired by each array.
Theoretically, the echoes can be suppressed by using a complete cavity with transducers surrounding the plate. In this experiment, the two arrays are recording the field along a sufficient surface to cancel the echoes (20dB decrease). Parallel to this work, thanks to the inversion of the H matrix, the echoes have been cancelled by using the inverse filter technique. Thus, the inverse filter achieves echoes cancellation by using only the transmitted fields, whereas time reversal also needs the reflected fields. Signals emitted with both techniques are compared in order to explain how the focusing is achieved in both cases. In fact, transmit and reflected wave fronts are related by the Stokes relations, explaining how the transmitted wavefront includes information on the reflected one.
Thanks to finite differences simulations, the experiment has been numerically modeled. The reconstructed movie of the propagation of the emitted wave fronts inside the plate gives a clear illustration of the focusing techniques.

Viktorovitch, M.

• Umsetzung einer neuen Metrik zur Ermittlung und Optimierung der Sprachverständlichkeit im Fahrzeuginneren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Viktorovitch and O. Wolff
[A]

Der Speech-Transmission-Index (STI), der ursprünglich für die Raumakustik und Telekommunikationssysteme vorgesehen war, hat das Ziel, die Qualität der Sprachübertragung innerhalb eines vorgegebenen akustischen Systems zu ermitteln. Der Hauptunterschied zwischen dem STI und dem gemeinhin genutzten Articulation Index (AI) ist, dass die Berechnung des STI sowohl das Hintergrundgeräusch an der Position des Sprechers, als auch die Änderung des Sprachsignals durch seine Übertragung vom Sprecher zum Hörer in Betracht zieht.

Rieter Automotive AG hat die Anwendung dieser Metrik auf die Automobilindustrie erweitert. Zunächst wurde der Mehrwert dieses neuen Indexes für die Fahrzeugakustik ermittelt. Dann wurde eine für den industriellen Hintergrund geeignete Messmethode entwickelt.

Rieter Automotive AG nutzt diesen Index jetzt zur Ermittlung der Sprachverständlichkeit in Fahrzeugen. Ausserdem ist zur Zeit eine Methode zur Optimierung der Sprachverständlichkeit in Entwicklung.

Es werden die Entwicklungen vorgestellt, die bei der Rieter Automotive AG ausgeführt wurden, um die neue Vorgehensweise zur Messung des STI innerhalb der Firma erfolgreich umzusetzen. Konkrete Beispiele der Nutzung des Indexes werden vorgestellt.

Vila, M.

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

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

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

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

Vilimek, R.

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

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

Ville, J.-M.

• Elaboration of a scattering matrix measurement procedure for higher order acoustic duct modes propagation conditions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Sitel, J.-M. Ville and F. Foucart
[A]

A method for measuring the scattering-matrix of duct discontinuities for higher order acoustic modes propagation conditions is being developed and progress is presented in this paper. The technique, as this previously used for measuring transmission and reflection matrices, is based on measurement of acoustic pressure in two closed cross sections which separate incident and reflected modes after a modal decomposition by Fourier-Lommel's transform for N linearly independent pressure source distributions on N cut-on modes. Following works already achieved for plane wave propagation conditions, the determination of the scattering matrix coefficients is deduced after repeating all the experiment for two inlet charges which create the conditions for solving the system of equations. The experimental set-up, the signal processing and the data treatment process are described. Experimental results of the scattering matrix coefficients of a hard wall duct test section without any discontinuity for pressure distributed on the first three cut-on modes (0, 0); (1, 0); (-1, 0) are discussed.

Villot, M.

• Structure-borne noise from railways - a case study [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Villot
[A]

The case of the Massena train station in Paris is presented. In this station, the train tracks are at ground level and a passenger transit room (going to an underground subway nearby) is located right under the tracks, under a thick concrete floor. The insertion of a ballast mat between ballast and concrete floor has been studied in order to decrease the vibration levels of the floor and the noise radiated into the transit room. A simplified (infinite) multilayer model ballast - ballast mat - concrete floor has been used to choose the proper mat. Moreover, it has been possible to make measurements before and after inserting the ballast mat and to compare the experimental insertion loss with the theoretical one given by the ballast mat producer.

• Predicting the acoustic performance of multi-layered structures submitted to structural excitation [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Guigou-Carter and M. Villot
[A]

In this paper, the modeling of multi-layered isotropic structures submitted to structural excitation is discussed. The behavior of the multi-layered system is predicted using a wave approach, the structural excitation being decomposed into normal stress plane waves. Two different types of structural excitation are considered: tapping machine and rainfall. The performance of floating systems (either heavy concrete or lightweight) in terms of impact noise is studied both experimentally and analytically. Such systems are composed of a floating floor (either concrete or wood) separated from a heavy concrete base floor by a simple or multi-layered elastic interlayer. The performance of multi-layered roofing systems with respect to rainfall noise is also presented both experimentally and analytically. The different layers are described by their dynamic characteristics; the evaluation of the elastic characteristics by measurements is also discussed. This prediction tool can be used to help industrial partners to improve their products or develop new ones.

Viollon, S.

• Annoyance due to industrial noise: perceptual assessment of legislation standard [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Viollon, C. Marquis-Favre and C. Baumann
[A]

In France, the legislation standard for characterizing annoyance due to industrial noise is the ''sound emergence'', measured as the difference between the A-weighted equivalent sound pressure level of the ambient noise (installation on) and the A-weighted equivalent sound pressure level of the residual background noise (installation off). Besides in some conditions of noise exposure, this criterion seems to be inadequate to assess noise annoyance as it is actually perceived by the surrounding population and is worth examining in a more-in-depth way. Indeed, EDF, concerned with developing a global policy of sustainable development, is interested in a perceptual assessment of noise annoyance due to its installations. The aim of our research work is to examine the legislation standard ''sound emergence'', through a perceptive test. Subjects have to evaluate the perceived annoyance when listening to industrial sources, mixed with background noises according to an environmental approach. Our experiment involved: 3 background noises (natural sound environment, quiet environment and road traffic noise), mixed with 4 industrial sources noises (cooling tower, power plant turbine, transformer with fans and wind turbine), controlling the sound emergence (+3dB and +5dB). Results are presented and the experimental parameters are discussed.

Virnich, B.

• ASAM ODS NVH, standardisierte Vielfalt [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Virnich, J. Hobelsberger and C. Rucker
[A]

Der ASAM e.V. ist ein Vereins zur Förderung der internationalen Standardisierung von Automatisierungs- und Meßsystemen. Sein Ziel ist:

- Modularisierung von Systemen

- Definition herstellerunabhängiger Schnittstellen

- Schaffung von Rahmenbedingungen für den Einsatz der Standardschnittstellen in möglichst vielen Branchen und Ländern

- Internationale Verbreitung der Standards

Für den Fachausschuss Fahrzeugakustik ist der ASAM ODS Standard interessant. ODS bedeutet Open Data Service. Seit dem 30.12.2003 ist das NVH Application Modell festgelegt. Ziel ist es, beschreibende Daten und Ergebnisse einer Messung unabhängig vom eingesetzten Mess-System auch abteilungsübergreifend zu nutzen. Der Beitrag beschreibt das NVH Application Modell.

Vjästfäll, D.

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

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

Vjästfjäll, D.

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

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

Vlahopoulos, N.

• Energy Finite Element Analysis of the NASA Aluminium Test-Bed Cylinder
  K. de Langhe, N. Vlahopoulos and G. Zhang
[A]

A formulation was developed in the Energy Finite Element Analysis (EFEA) for modeling the vibration of cylindrical structures with periodic axial and circumferential stiffeners. Appropriate power transfer coefficients are computed from the values of the propagation constants. The joint matrices of the EFEA formulation are computed based on the power transfer coefficients derived from periodic structure theory. EFEA analyses are performed for the NASA aluminum test-bed cylinder and simulations are compared to experiments. Excitation is applied on the test-bed cylinder by four shakers and the vibration is measured at forty bays formed by axial and circumferential stiffeners. The EFEA results are compared successfully to test data between the 1/3 octave bands of 315Hz to 6,300Hz. [Work sponsored by NASA Langley Structural Acoustics Branch]

• Combining an EBEA with an EFEA for Computing Airborne Noise Inside a Flexible Structure due to an Exterior Acoustic Source
  K. de Langhe, N. Vlahopoulos and G. Zhang
[A]

The Energy Boundary Element Analysis (EBEA) has been utilized in the past for computing the exterior acoustic field at high frequencies (above 400Hz) around vehicle structures and numerical results have been compared successfully to test data [Wang, et. al. Journal of Sound and Vibration, Vol. 278, 2004; Wang, et. al. Internoise 2002]. The EFEA has been developed for computing the structural vibration of complex structures at high frequencies and validation has been presented [Zhang, et. al., Journal of Sound and Vibration, Vol. 282, April 22 2005; Zhang, et. al., Finite Elements in Analysis and Design, v 41, n 11-12, June, 2005; Wang, et. al., SAE Paper No. 2005-01-2372]. In this presentation the EBEA is utilized for computing the acoustic field around a complex structure from an external acoustic noise source. The computed exterior acoustic field comprises the excitation for the EFEA analysis. The structural vibration and the interior noise levels are computed, demonstrating how the EBEA and the EFEA can be combined in airborne noise applications for performing a complete vibro-acoustic analysis. [Work supported by ONR Code 334, SBIR program, TPOC: Dr. Luise Couchman]

Vlaming, M.

• Erstellung eines Testsignals mit Sprachcharakteristik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  I. Holube, S. Fredelake, J. Bitzer and M. Vlaming
[A]

Zur Analyse und Charakterisierung der Übertragung von Sprache durch ein System (z.B. ein Hörgerät oder ein Telekommunikationsgerät) wird ein Testsignal benötigt, das möglichst alle Eigenschaften von Sprache aufweist. Zu diesen Eigenschaften zählen neben dem Spektrum u. a. auch das Modulationsspektrum und der Grundfrequenzverlauf sowie dessen Harmonische. Künstlich erzeugte Signale erfüllen diese Anforderungen nur unzureichend. Aufnahmen mit realen Sprechern repräsentieren dagegen nur eine Sprache und sind deshalb u. U. nicht international einsetzbar. Deshalb wurde in Zusammenarbeit mit der European Hearing Instrument Manufacturing Association (EHIMA) ein Testsignal erstellt, das auf natürlicher Sprache beruht, aber trotzdem im Wesentlichen unverständlich ist. Das Testsignal wurde aus Aufnahmen von sechs verschiedenen Sprecherinnen mit unterschiedlicher Muttersprache (Englisch, Arabisch, Chinesisch, Deutsch, Französisch, Spanisch) gewonnen. Alle Sprecherinnen wiesen eine ähnliche Grundfrequenz auf und lasen die Geschichte ''Nordwind und Sonne'' in ihrer Muttersprache vor. Die Aufnahmen wurden auf das gleiche Langzeit-Sprachspektrum angepasst, in kurze Abschnitte zwischen 100 und 600 ms zerlegt und in zufälliger Reihenfolge wieder aneinander gehängt. Dadurch blieben alle relevanten Eigenschaften von Sprache erhalten. Eine mögliche Anwendung des neuen Testsignals ist die Bestimmung der Verstärkung von Sprache in Hörgeräten. Viele weitere Anwendungen, bei denen Sprache übertragen, verarbeitet oder als Störer verwendet wird, sind denkbar. [Gefördert durch EHIMA]

Vlasenko, B.

• Tuning Hidden Markov Model for Speech Emotion Recognition [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Vlasenko and A. Wendemuth
[A]

In this article we introduce a speech emotion recognition method based on Hidden Markov Models. Low-level features, which are quite popular in Automatic Speech Recognition systems, are used in this method. Two strategies are considered and compared in this paper. Within the first strategy a one-from-all recognition model for each emotional state is constructed. A second strategy is a one-against-other recognition where each emotional state has its own model and background model (model for other emotional states). Optimal values of the number of HMM-states and the number of Gaussian mixture components that increase robustness of speech emotion recognition system were found. For proof-of-concept experiments we use the Berlin Database of Emotional Speech (EMO-DB). Results in recognition of seven discrete emotions exceeded 83% recognition rate. As a basis of comparison the similar judgment of human decision makers rating the naturalness of emotion for the same corpus at 78.83% recognition rate was analyzed.

Vöhringer, T.

• Transmission acoustics in the overall automobile system [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Vöhringer and A. Mors
[A]

'If audible at all, the audibility of a transmission inside the vehicle must not be disturbing!' On account of this development goal, the acoustics engineers of transmission suppliers and vehicle manufacturers are again and again faced with new challenges. ZF Friedrichshafen AG, an independent transmission producer, is represented in a variety of vehicles of various vehicle manufacturers with largely similar transmission types, which is due to the company's modular system. Invariably, acoustical optimization in and on the transmission is carried out in the initial stage of development work. Often, the development goal mentioned above needs to be pursued simultaneously for the most diverse installation conditions. At the department for acoustics engineering of ZF Friedrichshafen AG, such necessity gave rise to an efficient tool, which allows the acoustically effective system environment of a transmission to be determined as a vehicle-characteristic variable: airborne-sound sensitivity (LSE). The process involves investigation of the acoustic 'quality' of the automotive body, starting from the interfaces of the drive train and including the passenger compartment. With regard to many noise phenomena, an essential share of noise can be attributed to noise transmission. If, for example, gearing excitation on the transmission end is present across a broad operating-speed range, then audibility within only narrow speed ranges is due to body-related structural resonance. For the overall system to be optimized in ever shorter development cycles, suppliers and vehicle manufacturers have to cooperate on a very close and trusting basis.Getriebe

• Verfahren zur Ermittlung von belastbaren Körperschall-Zielwerten im Rahmen der Pkw-Getriebeentwicklung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Vöhringer
[A]

Fahrzeughersteller und ihre Zulieferer stehen immer häufiger vor dem Problem, bereits in der frühen Entwicklungsphase belastbare Zielvorgaben für die Körperschallemission eines Aggregats zu definieren, die letztlich zu einem optimalen akustischen Produkt führen sollen. Hier wird ein Verfahren vorgestellt, das solche Zielvorgaben unter Berücksichtigung von vereinfachenden Annahmen liefern kann.

Es wird angenommen, dass das gewünschte Zielgeräuschniveau für eine neue Fahrzeuggeneration anhand von Innenraummessungen an bestehenden Serienfahrzeugen ermittelt werden kann. Außerdem soll die maßgebliche akustische Übertragungseigenschaft des Fahrzeugs auf einen dominanten Übertragungsweg reduziert werden können und näherungsweise konstant bleiben. In Form einer Pseudo-Transferfunktion (PTF) wird diese Übertragungseigenschaft gemessen. Diese PTF kann in einem TPA-Synthese Modell als Faltungskern für die Zielgeräusche dienen, so dass dann maximal zulässige Körperschallpegel ermittelt werden, beispielsweise für ein Getriebe nahe der Lagerstelle. Die Zielvorgaben für das Aggregat hängen also maßgeblich von den angenommenen Übertragungseigenschaften des Fahrzeugs ab. Daher erscheint es im Abstimmungsprozess zwischen OEM und Zulieferer sinnvoll, den Zielvorgaben jene Übertragungseigenschaften explizit zugrunde zu legen.

Völk, F.

• Psychoakustische Untersuchungen zu Inharmonizitäten von Gitarrensaiten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  F. Völk, H. Fastl, M. Fruhmann and S. Kerber
[A]

Gitarrenklänge weisen leicht inharmonische Spektren auf. In diesem Beitrag wird dargestellt, welche Unterschiede zwischen rein harmonischen und leicht inharmonischen Gitarrenklängen wahrnehmbar sind, und ob Präferenzen auftreten. Zunächst wurden sowohl rein harmonische als auch leicht inharmonische Gitarrenklänge mittels MATLAB synthetisiert. In psychoakustischen Experimenten wurde dann ermittelt, dass 1)Gitarrenklänge mit harmonischen bzw. inharmonischen Spektren unterschieden werden können, 2)Bei inharmonischen Gitarrenklängen die zugehörigen Schwebungen in der Regel erkannt werden, 3) Kurze Melodien aus inharmonischem Tonmaterial etwas bevorzugt werden, insbesondere von Musikern, die selbst ein Saiteninstrument spielen, 4)Harmonische und leicht inharmonische Gitarrenklänge die gleiche Tonhöhe hervorrufen. Die Ergebnisse werden im Poster visuell dargestellt sowie über Kopfhörer hörbar gemacht.

• Design und Realisierung von virtueller Akustik für ein Augmented-Reality-Labor [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  F. Völk, S. Kerber, H. Fastl and S. Reifinger
[A]

In diesem Beitrag wird ein System vorgestellt, das es erlaubt, virtuelle akustische Umgebungen mit bis zu acht verschiedenen ruhenden oder bewegten Schallquellen zu generieren.

Dazu werden Quellsignale mit vorher in ähnlicher Konstellation gemessenen Raumimpulsantworten gefaltet und über Kopfhörer wiedergegeben. Die Auswahl der zur aktuellen Hörsituation passenden Impulsantworten geschieht dynamisch, wozu ein Trackingsystem ständig Position und Blickrichtung des Nutzers ermittelt.

Die Realisierung erfolgte auf Softwarebasis, um eine einfache Integration in Augmented-Reality-Umgebungen zu ermöglichen. Virtuelle akustische Szenen können entweder von einer graphischen Benutzeroberfläche aus oder mittels eines definierten Netzwerkbefehlssatzes über Ethernet zusammengestellt werden.

Das komplette System läuft als eigenständiges Modul und kann somit sowohl zur Generierung virtueller akustischer Umgebungen als auch zur Durchführung psychoakustischer Experimente unter Berücksichtigung von Kopfbewegungen benutzt werden.

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

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

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

Völker, C.

• Akustische Optimierung blasgeformter Resonanzabsorber - eine Kombination von Prozeß- und Akustik-Simulation [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  C. Völker and U. Thesing
[A]

Der Einsatz von Motorkapseln ermöglicht die Einhaltung des vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Grenzwertes für das Außengeräusch von Personenkraftwagen. Üblicherweise bestehen dies Kapseln, die unterhalb des Motors positioniert sind, aus einen Trägerteil und einem dem Motor zugewandten Absorber; dieser wird zumeist aus Schaum gefertigt. Vor mehr als einem Jahr wurden diese ''klassischen'' Motorkapseln durch ein neues Kapselsystem erweitert. Träger und Absorber werden aus einem Material und in einem Prozeßschritt hergestellt. Bei den Absorbern handelt es sich um blasgeformte Platten-Resonatoren in Form von ''Kästchen''. Unser Entwicklungsziel war es, die Absorption der Resonatoren in Abhängigkeit von Resonator-Geometrien und Prozeß vorherzusagen, um - darauf aufbauend - die akustische Leistung zu optimieren. Da jegliche Geometrieänderung (z.B. Änderung der Höhe) einen direkten Einfluß auf das sich einstellende Wanddickenprofil hat, war es nötig, zwei Simulationswerkzeuge miteinander zu verknüpfen. Zum einen die Blow-Simulation (Prozeß), die den Resonator in Abhängigkeit von Blasformprozeß, Werkzeug und Material beschreibt und als Resulat das Wanddickenprofil liefert, sowie die darauf basierende Akustik-Simulation, die die Absorption vorhersagt, wie sie bei einer entsprechenden Hallraum-Messung ermittelt werden würde. Eine besondere Herausforderung war die fach- und firmenübergreifende Projektarbeit, in der sich die Theorie nutzbringend für die Praxis anwenden ließ. Mithilfe der Simulationstools wurden bisher sowohl Optimierung der schon bestehenden Resonanzabsorber durchgeführt, als auch deren Wirkungsbereich zu höheren Frequenzen hin erweitert. Nach einer kurzen Vorstellung des Blasformprozesses, werden die einzelnen Entwicklungs- und Simulationsschritte im Vergleich zu experimentellen Ergebnissen vorgestellt.

• Vergleichsmessung im Impedanzmessrohr [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Krämer, H. Krummheuer, R. Bungenberg, C. Völker and A. Uygun
[A]

Vergleichsmessung der Schallabsorption im Impedanzmessrohr

Völker, E.-J.

• Störgeräusche und Schallschutz am Büroarbeitsplatz – akustische Gestaltung und Privacy [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  E.-J. Völker, W. Teuber and S. Fischer
[A]

Am Büroarbeitsplatz sind akustische Optimierungen erforderlich, die an der Art der Tätigkeit orientiert sind. Der Anspruch auf Privacy glit nicht nur für den Mitarbeiter am Arbeitsplatz, sondern auch für die Kommunikation mit den Kunden. Aus den Pegelverhältnissen leiten sich Schallschutzmassnahemn ab, die letzlich auf die Einhaltung eines Behaglichkeitsfeldes hinauslaufen. Dieses wird bestimmt durch den Abstand zwischen den Arbeitsplätzen, Ort der Schallquelle, Abschirmung und verdeckendes Umgebungsgeräusch, das bereits früher in seiner frequenten Zusammensetzung festgelegt und seit dem vielfach angewendet worden ist. Durch die Telefonkommunikation in Call-Centern ergeben sich besondere akustische Verhältnisse, die das bisherige Behaglichkeitsfeld ausweiten.

• Zur Einstellung von Limitern in Gaststätten zum Schutz benachbarter Wohnungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  T. Korte, W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

Der Ruheschutz in Wohnungen kann verletzt werden, wenn Störschall aus Räumen mit Lautsprecheranlagen eindringt. Je nach der Größe des vorhandenen Schallschutzes treten erhebliche Störungen auf, so daß entweder akustische Verbesserungen durch bautechnische Maßnahmen oder eine Limitierung des erzeugten Lautsprecherschalls notwendig ist. Meßtechnische Untersuchungen betreffen die Erfassung der vorhandenen Schalldämmung. Hinsichtlich des Frequenzspektrums der Musik wird auf Pegelstatistik zurückgegriffen. Aus den gewonnenen Pegeldifferenzen zwischen Gaststätte und Wohnraum kann die maximal zulässige Verstärkung eingestellt werden. Über Meßergebnisse und Erfahrungen bei Einstellungen des Limiters wird berichtet.

• Ein Konzertsaal für Jazz und Klassik – Kompromisse zwischen akustischer Transparenz und Klangfülle? [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

Säle für ein breites Spektrum kultureller Veranstaltungen, von Lesungen, Theater über Jazz bis zur klassischen Musik einschließlich Kammerkonzerten werden allgemein als Kompromiss hinsichtlich Nachhallzeit und anderer raumakustischer Parameter verstanden. Vorgestellt wird ein Konzertsaal im Gebäude der Centralstation Darmstadt mit vergleichsweise niedriger Nachhallzeit, jedoch zahlreichen Flächen für gezielte Schallreflexionen und damit geringer entfernungsbedingter Pegelabnahme von der Bühne zu Plätzen der ca. 400 Zuhörer. Positive Kritiken nach Konzerten sowohl klassischer als auch moderner Musik waren Anlaß zahlreicher weiterführender Untersuchungen zur Raumakustik, deren Ergebnisse dargestellt und mit Resultaten anderer Mehrzweck-/Konzertsäle verglichen

• Über Modelle als Entscheidungshilfe für raumakustische Maßnahmen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  E.-J. Völker and T. Langlotz
[A]

Entscheidungen, die dem Fortgang des Projektes sehr konsequent folgen und zu schriftlichen Festlegungen führen. Der Akustiker erklärt seine Planung und sucht den bestmöglichen Konsens mit den anderen Baubeteiligten. Die Zustimmung zum Konzept und zu einzelnen Maßnahmen beruht auf Nachweisen und auf ihrer Dokumentation. Sie sind Bestandteile der Entscheidungskette. Werden sie ausgelassen oder kommen zu spät, können eventuell die Arbeitsschritte im Leistungsbild des Akustikers nicht eingehalten werden /1/. Nach §85 der HOAI sind in den Leistungen für die Raumakustik auch Modelluntersuchungen eingeschlossen. Auf Vorschlag des Akustikers und mit Zustimmung des Auftraggebers kann auf diese Leistung verzichtet werden,was häufig wegen der hohen Kosten geschieht. Dennoch wird die Bedeutung des Modells sichtbar. Der Verzicht heißt auch, daß aus dem Modell keine zusätzlichen Informationen gewonnen werden können. Ist diese Erklärung richtig? Ist die notwendige Aufkärung des Bauherrn und des Architekten auch ohne Modell gewährleistet? Die raumakustischen Kriterien aus Nachhallzeiten und Impulsantworten sind definiert und beziehen sich auf sehr unterschiedliche Konzertsäle, Hallen, Studios und Theater /2/3/4/. Wie bei einem realen Raum wird im Modell nachempfunden, welche Schallverteilungen, Schallfelder, Echos und eingeschobenen Reflexionen vorhanden sind. Cremer spricht vom ''sit in'' und meint die Imagination, den Raum mit seinen Besonderheiten, einzelne Schallwege und akustischen Maßnahmen aus der Nähe zu erleben /5/. Der Akustiker hört Nachhall wie der Dirigent die Musik aus der Partitur. Er weiß, was ''Wärme'' oder ''Brillanz'' bedeuten /2/ und erkennt die Feinstruktur des Schalles mit Direktschall, ersten Reflexionen und Nachhall /6/. Die Stärke erster Reflexionen kann durch Ausleuchten erkannt werden, z.B.mit kleinem Scheinwerfer beim Ausrichten der ''Cremerschen Ohren'' im Stadttheater in Wolfsburg /7/ oder mit Laser-Pointer für die Diffusoren im Modell der Festhalle in Landau, worüber unten berichtet wird. Das Verhältnis der Energien früher und später Anteile wird verschoben /8/ zu mehr Deutlichkeit oder stärkeren lateralen Reflexionen /9/. Den Akustiker reizt die meßtechnische Bestätigung seiner Empfindungen, wozu Schallerzeugung durch Anregung mit Funkenstrecke oder Preßluft gehören /10/, ebenso der Mini-Kunstkopf als zweikanaliger Empfänger /3/11/ oder die Anwendung der TDS Technologie von Dick Heyser/12/13/. Die Nachbildung der vielfältigen Schallabsorptionen, z.B. unterschiedlich für Gestühl mit teilweise reflektierenden und absorbierenden Eigenschaften, macht die Meßtechnik im Modell schwierig. Frequenzbereiche sind eingeschränkt, Luftabsorptionen nur z.T. berücksichtigt, Nachhallzeiten zu lang und Klangeindrücke unbefriedigend. Geißler kommt zu dem Ergebnis, daß dennoch ''Unterschiede zwischen verschiedenen Plätzen deutlich gehört werden konnten''. Reicht das? Die Impulsantworten werden häufig nur für Oktavbereiche von 500 und 1000 Hz gemessen, in /13/ bis 2000Hz. Daraus läßt sich keine Aussage über den Nachhallzeitverlauf im Saal gewinnen /14/, der von 50 Hz bis 12000 Hz reicht.

• Zum Störschall bei Mikrofonaufnahmen - Anforderungen an Mikrofone und Studios [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  E.-J. Völker and W. Teuber
[A]

Die digitale Übertragung mit größerem Dynamikbereich zwingt dazu, leise Studios und Regieräume zu bauen. Die Abhörlautstärke wird aus Gründen des Gehörschutzes eher reduziert. Die Mikrofonaufnahmen sowie die gewünschten Abhörpegel verlangen die sorgfältige Berücksichtigung der Störgeräusche, die herrühren vom Aufnahmeort wie jedoch auch vom Mikrofon selbst. Die vom Mikrofon erzeugte Fremdspannung, die sowohl von einem Quellwiderstand wie auch von einer Verstärkerschaltung herrühren kann, entspricht einem Störgeräusch mit zum Teil unangenehmer frequenter Zusammensetzung. Verstärkung im Übertragungsweg ist gleichbedeutend mit der Anhebung des Geräuschpegels. Die Konsequenzen sind weitreichend und führen im Mikrofonbau zu hochempfindlichen Mikrofonen. Die Störgeräusche am Mikrofonort werden reduziert. Die international bekannten Geräuschbewertungskurven, die zum Teil als Grenzwerte für erlaubte Störschallpegel in Studios angegeben werden, beschreiben nicht ausreichend die neue Qualität digitaler Übertragungen. Das Low Noise-Studio stellt daher eine Herausforderung an alle Planer und Gerätehersteller dar. Für die elektroakustische Übertragungstechnik müssen modifizierte Aufnahmeverfahren berücksichtigt werden. Der Regie- oder Abhörraum muß die Qualität des Studios aufweisen und die Beurteilung des Schallereignisses möglich machen.

• Fluglärm - Messungen mit Tonsignalaufzeichnung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

Im Umfeld von Verkehrsflughäfen sind Überwachungsmessungen nach Fluglärmgesetz vorgeschrieben. Die meisten derartiger Meßanlagen arbeiten mit Übertragung von 1-Sekunden-Pegelwerten und Auswertung zur Bestimmung des Beurteilungspegels, nach Fluglärmgesetz über einen Zeitraum von 3 Monaten. Aufgliederungen des Pegelzeitverlaufs beispielsweise als Mittelwert über Stunden am Tage und der Nacht, sind kaum zu finden, ähnlich der Aussagen zur frequenten Zusammensetzung und Differenzierung einzelner Schallereignisse. Vorgestellt wird eine Meßanlage, welche neben der Aufzeichnung einzelner Schallereignisse zusätzlich Tondokumentation für spätere Auswertungen als Vergleiche oder Frequenzanalysen erlaubt. Digitale Nachbearbeitungen auf einem Protool-Mehrspursystem erlauben den direkten Vergleich sowie hörmäßige Unterscheidungen hinsichtlich verschiedener Meßorte oder Überflüge. Das Abhören eines Schallereignisses ermöglicht darüber hinaus die eindeutige Aussage, ob es sich um einen Überflug oder Fremdgeräusch handelt; ein wichtiges Entscheidungskriterium bei der Beurteilung und Aussage über Relevanz aufgenommener Meßwerte.

• Der Lautsprecher im Regieraum unter Berücksichtigung der Mikrofonaufnahme [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  E.-J. Völker
[A]

Der Lautsprecher ist ein Teil des Übertragungssystems zwischen dem Mikrofon in der Aufnahmesituation und dem Abhörplatz. Der Lautsprecher kann nur so gut sein wie das ankommende Signal, das auf dem Übertragungsweg vielfältige Veränderungen erfährt. Es stellt sich die Frage, wie gut ist die Reproduktion und wie gut sind die Abhörbedingungen im Regieraum. Die Erkennung sehr früher Schallanteile und die Beurteilung von späteren eingeschwungenen Schallereignissen verlangen die hochwertige Lautsprecherwiedergabe. Für den Abhörplatz müssen akustische Bedingungen geschaffen sein (z. B. V-Kriterium), um Störfaktoren auszuschalten. Ausgangspunkt ist die Mikrofonaufnahme, die am geeigneten Ort stattfinden muß. Die Lautsprecherwiedergabe beantwortet zugleich die Frage nach der Qualität der Aufnahme, wie sie insbesondere von Musikern und Dirigenten häufig bemängelt wird. Zeitverzögerungen bei digitalen Berechnungs- und Übertragungsabläufen bedeuten eine Verwischung im frühen Zeitbereich, wodurch sich impulsgetreue Schallereignisse beim natürlichen Hören (z. B. am Ort des Dirigenten) nicht erreichen lassen. Für Lautsprecher und Wiedergabeverhältnisse im Abhörraum werden Anforderungsprofile definiert.

• Zur Akustik und Bauphysik des zukünftigen Wohnzentrums - Ende des traditionellen Wohnungsbaus [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  T. Langlotz and E.-J. Völker
[A]

Das Wohnzentrum der Zukunft ist eine multimediale Ereigniswelt. Interaktive Kommunikation einschließlich Sendung und Empfang von Audio- und Videodaten sowie eine Spiel- und Erlebniswelt prägen Freizeit- und Berufsaktivitäten. Es wird Arbeitsplätze für konzentrierte Tätigkeiten sowie Ruhezonen geben. Auszugehen ist von hochmotivierter Tätigkeit in völliger Eigenverantwortung und persönlicher Freiheit. Neue Strukturen der beruflichen Aktivität ergeben sich aus größerer Mobilität, Flexibilität und Dienstleistungsangebot. Die Realisierung des Wohnzentrums beinhaltet wichtige akustische und bauphysikalische Aufgabenstellungen, die Auswirkungen haben auf Baustoffe, Raumformen und Nutzungen. Der winterliche und sommerliche Wärmeschutz, natürliche Be- und Entlüftung und die gezielte Nutzung von Speichermassen sind wichtige Ansätze im Sinne einer thermischen und hygrischen Raumanalyse. Die Akustik erfordert raumakustische Maßnahmen zur Unterdrückung störender Schallreflektionen. Der Schallschutz gegenüber benachbarten Wohnungen und Nachbarschaften erfordert neue Bauweisen bei gleichzeitiger Limitierung von Baukosten. Die Energieeinsparverordnung 2000 und erhöhter Schallschutz nach DIN 4109 setzen neue Akzente und erfordern ein Umdenken am Bau.

• Zu Schallpegeln am Kopf – Grenzwerte für qualitatives Abhören [DAGA 2002 (Bochum)]
  E.-J. Völker and W. Teuber
[A]

Höchstzulässige Schallpegel am Kopf sind zum Schutz vor Hörschäden festgelegt. Dieses gilt für Arbeitsstätten ebenso wie für Anlagen, bei denen die Betreiber oder Hersteller Schallpegel am Kopf erzeugen, die zu Hörschäden führen können. In den vergangenen Jahrzehnten stellte sich immer wieder die Frage, ob durch Musizieren in einem Orchester oder durch Abhören in Regieräumen eine unzulässige Überschreitung der Grenzwerte vorliegt. Mit Hilfe von Pegelstatistiken über mehrere Tage konnte das Verhältnis von Spitzenpegeln zu Mittelungspegeln oder zu Beurteilungspegeln festgestellt werden. Untersuchungen liegen auch über Schallpegel von Tanzmusik vor. Eigene Untersuchungen von Pop- und Rockgruppen im Studio und beim Abhören im Regieraum führten zu erheblich höheren Belastungen der Musiker und Toningenieure. Der Schallpegel großer Orchester im Konzertsaal wird in die Untersuchungen einbezogen. Es kann festgestellt werden, daß die Grenzwerte von 85-90 dB (A) für einzelne Zeitabschnitte, aber auch für Beurteilungspegel deutlich überschritten werden.

• Fluglärm – Messergebnisse – Auswertungen unter Einbeziehen des Hintergrund- und Allgemeingeräuschpegels [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

Zur DAGA 2001 wurde über Messungen von Fluglärm einschließlich Tonsignal-Aufzeichnungen berichtet. Zwischenzeitlich fanden weitere Messreihen statt und im Rahmen der Auswertungen sind Gegenüberstellungen zum Grundgeräuschpegel und der generellen Geräuschsituation am Messort vorgenommen worden. Die Darstellung des Stundenmittels für den Fluglärm als Leq(4), Leq(3) und LAS,max jedes Überfluges wird in Bezug gesetzt zur allgemeinen Geräuschbelastung, darunter Straßen- und Schienenverkehr mit zugehörigen Mittelungs- und Grundgeräuschpegeln. Diskutiert werden standort- und tageszeitabhängige Unterschiede des Fluglärmpegels zur Vorbelastung, auch im Hinblick auf subjektive Wahrnehmung und Lästigkeit in Gebieten mit bisher geringem Fluglärmanteil.

• Audio-Video-Konferenztechnik für Europäische Zentralbank - Anforderungen und Erfahrungen [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

• Phlipp Reis 1861 - die Geburtsstunde der Elektroakustik [DAGA 2003 (Aachen)]
  E.-J. Völker and W. Teuber
[A]

Philipp Reis kannte die Übertragung von Morsezeichen über lange Telegraphenleitungen. Er träumte davon, daß sich eines Tages Töne und Sprache von Ort zu Ort mittels des galvanischen Stromes fortpflanzen. 1861 präsentierte er seine Erfindung, die er Telefon nannte. Der Physikalische Verein von Frankfurt hatte eingeladen. Die Besucher staunten über die Töne, die aus dem kleinen Holzkasten , dem Empfänger, kamen. Sie waren in 150 m Entfernung mit einer Geige in das Telefon gespielt worden. Der unterbrochene Strom machte es möglich. Reis hatte es dem menschliche Ohr abgekuckt und dort die Übertragung über Hammer, Ambos und Steigbügel zum Anlaß genommen, am Trommelfell eines künstlichen Ohres einen genau justierten Kontakt anzubringen. Dieser besorgte nicht nur das Öffnen und Schließen beim Eintreffen des Schalles. Es überlagerten sich auch Schwingungen, die zugleich in einer Addition oder Subtraktion hörbar wurden. Dieses einfache Kontaktprinzip übertrug auch Sprache mit breitem Frequenzspektrum, das Reis mit F bis f'' angab, was etwa 100-800 Hz entspricht. Reis ließ über 100 seiner Telefone mit Empfänger in Frankfurt am Main vom Mechanicus Albert herstellen,der sie in die ganze Welt verschickte. Auch Graham Bell kannte 1876 das Reis'sche Telefon. Die Feinjustage des Kontaktes besorgte Reis jedoch immer selbst. Er wurde ''Meister des Freien Deutschen Hochstiftes'', der Gründungszelle der späteren Frankfurter Universität. Reis lebte in Friedrichsdorf in gesicherten Verhältnissen , wo er eine Lehrerstelle am Technikum, der Höheren Schule Garnier, übernommen hatte. Seine ''Fortpflanzung von Tönen mit Hilfe des galvanischen Stroms'' war 1861 fast 20 Jahre zu früh für eine Anwendung. Reis hatte erkannt, was sie eines Tages bedeuten würde, als er am Sterbebett 1874 sagte:'' Ich haber der Welt eine große Erfindung geschenkt, anderen muß ich überlassen, sie weiterzuführen''.

• Sechs Lautsprecher im Wohnzimmer - stimmt die Akustik? [DAGA 2003 (Aachen)]
  E.-J. Völker and W. Teuber
[A]

Die stereofone, zweikanalige Übertragung mit zwei Abhörlautsprechern ist üblich für Wohnräume, obwohl viele Rundfunkgeräte auf monofone Wiedergabe für Hintergrundmusik, Werbung oder Sprachsendungen eingestellt sind. Mit 6 Lautsprechern soll das große Klangerlebnis ins Haus gebracht werden. Es wird der Surround Sound erzeugt, der das Miterleben vermittelt, etwa beim Fußballspiel, beim Autorennen oder beim DVD- Film mit 5.1 Lautsprecherwiedergabe. Ist hierfür die Akustik des Raumes gut genug? Was sagt der Nachbar, der ein Buch lesen möchte oder früh ins Bett geht? Ist der Schallschutz ausreichend? Oder gilt dieser Fortschritt der Technik nur im freistehenden Einfamilienhaus, wenn die Eltern den Kindern das Haus überlassen und selbst die Flucht ergreifen? Die 5.1 Wiedergabetechnik im Regieraum des IAB (Institut für Akustik und Bauphysik) wurde in einer Untersuchung verglichen mit der gleichen Anordnung in einem Wohnraum. Der bedämpfte Regieraum mit ca. 0,2s Nachhallzeit unterscheidet sich vom Wohnraum mit 0,6s, was gleichbedeutend ist mit vielen Schallreflexionen, die von den 5 bzw. 6 Lautsprechern verursacht werden. Gegenüber dem ungestörten Regieraum ist die Ortung im Wohnraum beeinträchtigt. Wiedergegebene Schallereignisse erscheinen verschwommen und an anderen Orten. Sie sind in die Lautsprecher verschoben, wenn die Abhörposition gewechselt wird. Manche Versuchspersonen haben dieses verschwommene Klangbild für bestimmte Musikgattungen bevorzugt. Die Abhörlautstärke war in beiden Räumen gleich groß auf 80 dB(A) eingestellt.Es wurden 5 gleiche Abhörboxen der Fa. Fostex, Typ FN-1, in Ohrhöhe nach dem bekannten Muster positioniert. Während im Regierraum die Lautsprecher in die Wandgestaltung und Technik des Raumes integriert werden konnten, bestehen im Wohnzimmer Probleme, weil andere Nutzungen wichtiger sind. Ein Wandel kann erst durch das ''Moderne zukünftige Wohnzentrum'' erreicht werden, in dem auch der größere Raum mit Medientechnik zur Verfügung steht.

• Medea technique and Sound Systems in Churches [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E.-J. Völker and W. Teuber
[A]

The paper will deal with the medea technique in churches. Video transmission with access to internet, recordings of services or of a special speech are increasingly required. Microphone technique and sound reinforcement must be of a high standard to obtain a better intellegibility of words for the congregation present in the church and for the listeners at home, in hospitals or in old people's homes. The installations depend on different activities in the church, when e.g. the choir and soloists are singing, when 6 microphones are required near the altar, additionaly wireless microphones, when services or processions take place in other parts auf the church, when a brass group is playing or a gospel choir would like to perform on one side of the church. The audio und video equitment will be described including the routing of signals, recordings and both life transmission and post production for videos. The access to internet is included.

• Design of Loudspeaker Systems for Reverberant Rooms [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

Improvements of speech intelligibility in acoustic difficult rooms with long reverberation times (churches, concert halls) require carefully designed loudspeaker systems. To select adequate speaker systems and their positions in the room acoustic criteria have to be taken into consideration such as sound absorbing areas, listener positions, parallel walls and reflections as well as technical data of loudspeaker systems like frequency response, Q-factor etc. Calculations, computer simulations and results of measurements are presented to show the influence of loudspeaker characteristics to the direct / diffuse sound field and speech intelligibility.

• Roomacoustical Conditions for the Landau Festival Hall, Germany [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E.-J. Völker and W. Teuber
[A]

The 850 seats concert hall has been totally rebuild during the last years and was reopened on February 12, 2003 with a concert of the Rheinland Pfalz Philharmonic Orchestra. The great evening was an another milestone in the long history of the hall, now again in the glamour of the former Fugendstil when the hall was build in 1908. In the fifties, more direct sound was prefered with a reverberation time of around 1,5 seconds and 800 seats, unoccupied. Furtwängler conducted the Berlin Philharmonic Orchestra in 1956 and was enthusiastic about the great acoustics. For the authors, the acoustical design was a judge challenge. The hall should again sound bigger with mutch more reverberation. But, what about theater, musicals, jazz and popmusic, rock-bands and congresses? The achievements will be presented including model studies and first experiences.

• Schalldämm - Messungen nach der Intensitätsmethode an Wellenbälgen für Schienenfahrzeuge [DAGA 2005 (München)]
  W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

Wellenbälge als bewegliche Verbindungen zwischen Zugwaggons sollen neben hohen Anforderungen der mechanischen Stabilität, Druck-dichtheit, Langlebigkeit usw. auch gute Schalldämm - Eigenschaften aufweisen. Außenpegel an Schienenfahrzeugen mit wesentlichen Unter-schieden zwischen Boden, Wand und Waggondach sind im Rahmen von Messungen des Schalldämm - Wertes getrennt zu beurteilen. Übliche Untersuchungen zwischen 2 Hallräumen lassen derartige Aussagen nicht zu und es sind Messungen an Teilflächen nach dem Intensitätsverfahren vorzunehmen. Die Anordnung eines Wellenbalgs zwischen Hallraum und Freifeld wird beschrieben und Ausführungen in DIN EN ISO 15186-1 (Bestimmung der Schalldämmung in Gebäuden und von Bauteilen aus Schallintensitätsmessungen) gegenübergestellt. Erfahrungen und begründete Abweichungen zur Norm aufgrund von Abmessungen und Geometrien untersuchter Wellenbälge werden zusammen mit Ergebnissen aufgezeigt.

• Intelligente Beschallungs- und Steuerungstechnik – neue Anforderungen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

Mediensteuerungen bieten in Kombination mit digitaler Signalverarbeitung vielfältige Möglichkeiten der Anpassung eines Beschallungssystems an unterschiedliche, auch akustisch problematische Randbedingungen. Über Touch - Panels werden Presets abgerufen und Parameter der Beschallung, wie Frequenzgang, Laufzeitverzögerung und Zuteilung von Lautsprechergruppen einschließlich Pegelwerten angepasst. Kriterien für hochwertige Musikwiedergabe und Sprachverständlichkeit sind einzubeziehen, vielfach auch Einbindung des Systems als Notfallwarnanlage nach DIN EN 60849. Der Anlagenplaner erhält zusätzliche Aufgaben, nicht nur zum Einarbeiten zahlreicher akustischer Randbedingungen, sondern auch zur Integration von Video, Projektion, Beleuchtungstechnik sowie Anbindung der Mediensteuerung an hausinterne Netzwerke. Erfahrungen bei Planung, Einmessen und Abnahme werden zusammen mit Anlagenkonzepten vorgestellt.

• Zur akustischen Behaglichkeit im Büro - Ist Abschirmung möglich? [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E.-J. Völker, W. Teuber and S. Fischer
[A]

Beim Um- und Neubau von Büros werden häufig die Mindestanforderungen bei der akustischen Ausgestaltung nicht oder nur zum Teil berücksichtigt. Anforderungen leiten sich ab aus der VDI- Richtlinie 2569, die auch das allgemeine Umgebungsgeräusch einbezieht und daraus erzielbare Abschirmungen ableitet. Akustische Maßnahmen ergeben sich aus dem Behaglichkeitsfeld, das den jeweiligen Ansprüchen (geforderte Privacy) gerecht werden muss. Über Klagen und schalltechnische Verbesserungen in Neu- und Umbauten wird berichtet. Die neue DIN 18041:2004 wird ebenso in die Beurteilungen einbezogen wie DIN EN 60849 über geforderte Wortverständlichkeiten bei Durchsagen.

• Körperschalldämmung eines Bürogebäudes gegen U-Bahntunnel – Schwingungsentkopplung und Langzeitverhalten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

Materialien zur Schwingungsentkopplung finden seit längerer Zeit Anwendung zwischen Tunnelbauwerken und angrenzenden Wohn- / Geschäftshäusern. Es besteht die Frage, inwieweit Umwelteinflüsse auf das Dämmmaterial und dessen Lage im Grundwasser langfristig zur Erhöhung der Schwingungsbelastung am Gebäude führen. Messergebnissen aus 1996 und an gleicher Position der Gebäude - Außenwand 2006 werden gegenübergestellt und verglichen. Resultate und Bedingungen der Messungen sind zusammen mit Aufbau sowie Eigenschaften verwendeter Dämmlagen beschrieben.

• Akustische und elektroakustische Konzepte für große und kleine Säle – Prinzipien und Probleme [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E.-J. Völker and W. Teuber
[A]

Neubau- und Umbauten erfordern die Bestandsaufnahme und sorgfältige Planung, die von einem Nutzungsprofil ausgehen muss. Beschallungskonfigurationen schließen die raumakustischen Gegebenheiten ein. Dieses gilt auch für Neubauten, gleichermaßen für große und kleine Räume, wenn es z. B. um Notdurchsagen nach E DIN VDE 0833-4:2006-5 geht. Über Schallfelder mit und ohne Lautsprecheranlage, Direktschall, Reflektionen und erforderliche Verzögerungen sowie Einstellung der Frequenzgänge wird berichtet.

• Zur Raumakustik eines kreisrunden Kuppelbaus mit einer seitlichen und einer zentralen Bühne und Hinweis auf Beschallungstechnik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E.-J. Völker and W. Teuber
[A]

Am Beispiel der Kulturhalle Ochtendung wird verdeutlicht, dass ein kreisrunder Kuppelsaal im Sinne der ''gezielten Akustik'' für viele Veranstaltungen des Nutzers im Sinne eines Mehrzweckraumes gebaut werden kann. Die Autoren machen deutlich, dass bei diesem Saal mit 32 m Durchmesser und einer Kuppelhöhe von 12 m mit sehr gezielten Maßnahmen gearbeitet werden muss. Diese beziehen sich vor allem auf die Verfolgung gefährlicher Schallreflexionen, ihrer Umlenkung oder ihrer Verdeckung durch zwischengestellte Reflektoren. Die Stärkung von günstigen Direktschallanteilen ist einbezogen. Dabei spielt die Anordnung von Lautsprechern eine wichtige Rolle, wenn die Raumakustik Lautsprecherschall unterstützt. Vergleiche mit ähnlichen Bauten werden angestellt.

• Pegelbegrenzung in Gaststätten - Kriterien und Verfahren zur Einmessung des Limiters [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Teuber and E.-J. Völker
[A]

Der Einbau von Schallpegelbegrenzern (Limiter) ist für zahlreiche Musikanlagen in Gaststätten vorgeschrieben. Ziel ist es, Immissionsrichtwerte in benachbarten Wohnräumen zu erfüllen. Zur Festlegung des Maximalpegels im Gastraum wird ein Verfahren praktiziert, das von Messergebnissen der Schallpegeldifferenz zwischen Gast- und Wohnraum ausgeht. Hierbei werden Gegenüberstellungen zum mittleren Musikspektrum vorgenommen. Vorteile bestehen gegenüber dem vereinfachten Vorgehen mit Messung lediglich des A-bewerteten Schalldruckpegels. Vergleiche beider Verfahren sind aufgezeigt, ergänzt durch Untersuchungen zum mittleren Frequenzspektrum und der zeitlichen Verteilung (Pegelstatistik) von Musik, speziell Disco-Musik.

Völl, S.

• Speech Quality Assessement for Wideband Systems [DAGA 2005 (München)]
  H.W. Gierlich, S. Völl, P. Jax and F. Kettler
[A]

The integration of wideband communication for future telecommunication systems is of critical importance. Without wideband communication Voice over IP-configurations and future wireless systems might not be able to differentiate from traditional speech services. Besides the use of speech codecs already standardized (AMR-WB, ITU-T G.722) bandwidth extension procedures maybe introduced in order to ''virtually'' increase the perceived bandwidth of the signal. Wideband systems will introduce specific distortions and artifacts which mainly may influence the one way listening speech quality. Furthermore, echo disturbances and background noise are transmitted over the wideband channel. Speech quality determination is more complex than in narrow band systems and needs to consider the different perception of the communication transmitted over the wideband channel. Objective measurements are currently investigated in order to provide appropriate analysis tools for wideband scenarios accordingly. The contribution will discuss new testing procedures and analysis methods with focus on the transmission quality of background noise.

• 3rd ETSI Speech Quality Test Event for VoIP Equipment [DAGA 2005 (München)]
  F. Kettler, F. Rosenberger, H.W. Gierlich, S. Völl and P. Cousin
[A]

ETSI, the European Telecommunication Standards Institute together with HEAD acoustics as test lab organized the 3rd Speech Quality Test Event for VoIP-Equipment this year. These single vendor tests continued the success of the 1st and 2nd SQTE, carried out in 2000 and 2002. Due to the high interest of the VoIP community, especially equipment manufacturers and network administrations in these kinds of tests, the event was organized as a ''twin'' event in June 2004 in Europe and September 2004 in the US. Both, VoIP gateway manufacturers and VoIP terminal manufacturers participated in this anonymous test. The results are anonymously compared providing a benchmark of current implementations. The comparison of results to the previous Test Events provides an interesting view about the speech quality development.

This presentation discusses some results and gives an overview about the current speech quality on this market. For background information the measurement methods used during this test event are briefly introduced.

Vössing, T.

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

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

Vogelsang, B.

• Modell zu Gesamtlärmbeurteilung von Verkehrsgeräuschen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  B. Vogelsang
[A]

Obwohl sich allmählich allgemein die Erkenntnis durchsetzt, wonach der §3 Abs. 1 BImSchG eine Beurteilung der Gesamtbelastung erfordert, und zwar aufgrund der Legaldefinition ohne Anlagenbezug, besteht anscheinend weiterhin eine Bestandsgarantie für eine rechtliche ''Segmentierung der Lärmquellen''. Bisher ist nur in beschränktem Umfang und erstmalig in der TA-Lärm 1998 diesem Anspruch einer summativen akzeptorbezogenen Betrachtungsweise Rechnung getragen worden. Obwohl der Verkehrslärm (Straßen-, Flug- und Schienenverkehrslärm) auch weiterhin bei repräsentativen Befragungen zur Belästigung die Rangliste einsam anführt, stellt sich weder die 16. BImSchV noch das Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm diesem Problem der Summenbetrachtung. Unter Berücksichtigung von Forderungen aus der Lärmwirkungsforschung (SCHULTE-FORTKAMP 1996) wird ein modifizierte dominant-source-model vorgestellt, und für den Verkehrslärm in einem Ballungsraum unter Rückgriff auf Ergebnisse von MIEDMA 1998 umgesetzt. Die Ergebnisse werden sowohl im Hinblick àuf die Novellierung des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm - trotz § 2 Abs. 2 BImSchG, als auch im Kontext anderer Modelle (TEGEDER 2000) diskutiert. Abschließend wird, die europäischen Aktivitäten (Grünbuch) aufgreifend, eine Vorgehensweise für die Umsetzung des Verursacherprinzips bei der Lärmminderung (Aktionspläne) von Verkehrslärm vorgeschlagen.

• Komitee-Entwurf ISO/CD 1996-2 „Akustik – Beschreibung, Messung und Beurteilung von Umweltgeräuschen – Teil 2: Ermittlung von Umweltgeräuschen“ [DAGA 2002 (Bochum)]
  B. Vogelsang
[A]

Die Internationale Normenreihe ISO 1996 ''Akustik - Beschreibung, Messung und Beurteilung von Umweltgeräuschen'' wird zur Zeit überarbeitet. Der Teil 2 '' Ermittlung von Umweltgeräuschen'' ist im Gegensatz zu Teil 1 noch ein Komitee-Entwurf und steht somit mit seinen umfangreichen Anhängen in einem intensiven fachlichen Diskussionsprozess. Ausgehend von einer grundsätzlichen Unterscheidung von Geräuschquellen, und zwar zwischen Verkehr (Straße, Schiene und Luft) und Industrie, werden messtechnische Anforderungen unter besonderer Berücksichtigung des GUM formuliert. Einen herausragenden Stellenwert nimmt dabei die explizite Berücksichtigung von Wetterbedingungen ein. Anschließend werden Messbedingungen hinsichtlich Messwertart und Messort präzisiert, sowie kurze Hinweise für die weitere Auswertung zur abschließenden Bildung von Beurteilungskenngrößen gemäß Teil 1 der ISO 1996 angegeben. In diesem Zusammenhang kommt der Bestimmung eines Tonzuschlages vergleichbar der DIN 45681 eine besondere Aufmerksamkeit zu. Bisher stößt der Komitee-Entwurf bei einigen Mitgliedstaaten der ISO noch auf starke Ablehnung. Es bleibt abzuwarten, ob eine normative Einigung auf bestimmte Messverfahren bzw. Messbedingungen erzielt werden kann. Im Rahmen des Vortrages wird der Komitee-Entwurf vorgestellt, und kritische Punkte aus deutscher Sicht für die internationale Diskussion kurz erörtert.

• TA-Lärm oder wer muss eigentlich wem wie was sicher nachweisen? [DAGA 2002 (Bochum)]
  B. Vogelsang
[A]

Obwohl die in einem langen Prozess gereifte neue TA-Lärm aus dem Jahre 1998 unter Anhörung der beteiligten Kreise als eine normkonkretisierende Verwaltungsvorschrift zu verstehen ist, hielt dies schon nach kurzer Zeit keineswegs zahlreiche Autoren davon ab, umfangreiche Kommentare zu verfassen. Selbst die zuständigen Verwaltungsbehörden beteiligten sich eifrig an diesem Deutungskartell, indem sie z. B. ein eigenes Kompendium von Hilfestellungen als Interpretationshinweise herausgaben. Insofern verstehen sich die eigenen Ausführungen nur als eine Fortsetzung mit anderen Mitteln, in dem die erstmalig geforderte Angabe einer Qualität sowohl für die Prognose (TA-Lärm A.2.6) als auch die Messung (TA-Lärm A.3.5) in einen entscheidungstheoretischen Zusammenhang mit den Forderungen zur Sicherstellung der Nicht-Überschreitung (TA-Lärm 3.2.1 u. 4.2) sowie zur Einhaltung (TA-Lärm 6.9) gestellt wird. Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei den grundsätzlichen Qualitätsanforderungen durch die expliziten Durchführungshinweise unter Einbeziehung der DIN 45645 -1 sowie der indirekten Berücksichtigung der VDI 3723 -1. Dieses Problemfeld erhält dadurch eine zusätzliche Bedeutung, als sich die anfängliche Sicherheit der Immissionsschutzbehörden bei der Unterscheidung von erstmaligen Messungen nach § 28 BImSchG und Überwachungsmessung nach § 52 BImSchG in Verbindung mit TA-Lärm 6.9 durch die aktuellen Gerichtsurteile zu verflüchtigen scheint.

• Alternativkonzept zur Bestimmung des Impulszuschlages im Vergleich zum Taktmaximalpegel-Verfahren [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Köster and B. Vogelsang
[A]

Bei Geräuschen mit einer besonderen zeitlichen Struktur wird die höhere Lästigkeit gegenüber Geräuschen mit gleichem Energieinhalt durch den so genannten Impulszuschlag KI berücksichtigt. Für Geräusche von gewerblichen Anlagen errechnet sich der Zuschlag aus der Differenz LpAFTeq - LpAFeq. Darüber hinaus existieren andere Verfahren, wie z.B. LpAIeq - LpAFeq (DIN 45 645-2) oder werden weitere Verfahren diskutiert, die z.B. auf dem Überschreitungspegel LpAF1% basieren. Ein Ausgangspunkt für häufige Beurteilungsdifferenzen von Gutachten liegt nun darin begründet, dass die Definition, ob es sich um ein impulshaltiges oder nur um ein auffälliges Geräusch handelt auf einer phänomenologischen Entscheidung beruht. Um dieses Problem zu umgehen, wurde von dänischer Seite ein Verfahren vorgeschlagen, dass die Definition der Impulshaltigkeit bereits implizit enthält. Angepasst an deutsche Verfahren lassen sich damit Entscheidungen nach TA-Lärm (A 3. 3.6) objektivieren. Anhand von 59 untersuchten Geräuschbeispielen werden die Auswirkungen des Alternativkonzeptes dargestellt und diskutiert.

• Akustische Kennzeichnung von örtlich und/oder zeitlich veränderlichen Schallquellen [DAGA 2003 (Aachen)]
  B. Vogelsang
[A]

Während sich mittlerweile die akustische Kennzeichnung von ortsfesten, kontinuierlich emittierenden Schallquellen durch einen Schallleistungspegel durchgesetzt hat, bereitet die Anwendung auf örtlich und/oder zeitlich veränderliche Schallquellen anscheinend größere Schwierigkeiten, wie es sich z.B. in DIN 45 642 (E) oder DIN 45 684 (E) zeigt. Die Verwendung der Pseudo-Einheit ''dB'' oder ''dB pro Meter'' anstelle von physikalischen Einheiten verschleiert nur die Problematik. Daher schwören einige Sachverständige auf den bewährten 7,5 m -, 25 m -, 250 m - oder 300 m - Emissionsschalldruckpegel je nach Schallquelle zur Kennzeichnung, andere weisen zu Recht darauf hin, dass der Schallleistungspegel einer transienten Schallquelle per defitionem gegen Null geht und der Rest verwendet erfolgreich z.B. den Pegel der längenbezogenen Schallleistung bei der Erstellung von ihrer Gutachten. Insofern sollen die Ausführungen einen Vermittlungsversuch darstellen, der physikalisch grundsätzlich nichts Neues darstellt. ''Und doch muss das, was Menschen schon immer wissen, von Zeit zu Zeit neu gedacht werden.

• Auf der Suche nach dem höchsten Beurteilungspegel [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Vogelsang
[A]

In der Auseinandersetzung zwischen Anlagenbetreibern und Anwohner im Rahmen des akustischen Immissionsschutzes wollen alle Beteiligten ihre 'Ruhe' haben. Die Wege dorthin unterscheiden sich je nach Interessenslage mitunter erheblich. Während Anlagenbetreiber für beschleunigte Genehmigungsverfahren oder wenigstens für die Streichung einer Spalte in der 4. BImSchV starke Sympathien zeigen, fordern Anwohner vehement eine 'worst-case' Betrachtung bei der Beurteilung der Störwirkung statt der heute festgelegten Mittelung. Dies gilt insbesondere bei der Genehmigung von Flugplätzen. Die Gerichte unterstützten durchweg die Anwohner in ihrem Anliegen des Schutzes vor einer erheblichen Belästigung: Die Ermittlung der Geräuschbelastung habe auf der 'sicheren Seite' zu liegen.

So fordert z.B. die TA-Lärm für alle Anlagen in ihrem Anwendungsbereich, die bestimmungsgemäße Betriebsart zu ermitteln, die den höchsten Beurteilungspegel erzeugt. Sofern verschiedene solcher Betriebsarten im Hinblick auf die Lärmbelastung ununterscheidbar sind, tritt kein Problem auf. Welche Betriebsart ist aber einer Genehmigung zugrunde zu legen, wenn die Anlage deutliche, wetterbedingte Schwankungen aufweist, auf die der Anlagenbetreiber keinen Einfluß hat? Bei Flugplätzen konkurrieren mehrer Antworten auf diese entscheidende Frage: beispielsweise die Berücksichtung nur der 6 verkehrsreichsten Monate im Prognosejahr oder die Verwendung der 100%- Regelung oder die Zugrundelegung der Bahn- oder Umweltkapazität. Der Beitrag entwickelt auf Basis der besonderen Regelungen der TA-Lärm einen einheitlicher Lösungansatz. Dieser Lösungsansatz wird exemplarisch an Windenergieanlagen, Badeanstalten und Flugplätzen vorgestellt und diskutiert.

• Zur Wahl des maßgeblichen Immissionsortes unter Berücksichtigung der Phänomene der Bodenreflexion [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Vogelsang and K.-W. Hirsch
[A]

Die Wahl des Messortes für eine Schallimmissionsmessung aber auch die Wahl der Höhe der Immissionspunkte bei der Ermittlung von flächenhaften Gerduschbelastungen wird häufig durch praktische Erwägungen bestimmt. Die in älteren oder auch noch gültigen Normen niedergelegte Vorschrift, 0,5 m vor dem geöffneten Fenster und oder in 4 m Höhe zu messen, ist einerseits der Begründung nach (Vermeidung von Gebäudereflexionen) schwach, solange es sich um mittlere bzw. tiefe Frequenzen handelt, andererseits aber auch völlig unpraktisch, da heute mehr Langzeitmessungen gefordert werden, um den geforderten Aussagen zur Qualität der Ergebnisse hinreichend gerecht zu werden.

Bei der Berechnung von Schallimmissionsplänen ist es häufig die Rechenzeit und der Dokumentationsaufwand oder die pauschale Forderung nach Vergleichbarkeit, die die Wahl des Immissionshöhe auf eine einzige Höhe beschränkt. Der Vortrag möchte im Hinblick auf die Einflüsse der Bodenreflexion aufzeigen, welchen Einfluss die Empfängerhöhe auf den Immissionspegel haben kann. Dies wird anhand von Messungen und Modellrechnungen exemplarisch an mehreren Beispielen wie Windenergieanlagen, Knallen und Vorbeifahrten bzw. überflügen dargestellt.

• Gesamtgeräuschbewertung in Rahmen der Regelsetzung [DAGA 2005 (München)]
  B. Vogelsang
[A]

Die Bewertung der Beeinträchtigung durch Umweltgeräusche mehrerer Quellenarten ist seit ca. einem Vierteljahrhundert Gegenstand der Lärmwirkungsforschung. Untersuchungen und umfassende Literatur zur Beeinträchtigung durch die Einwirkung mehrerer Geräuschquellenarten dokumentiert einerseits die generelle Notwendigkeit der Behandlung, andererseits jedoch auch die Unterschiedlichkeit der Herangehensweisen und Berechnungsverfahren und somit die Streuung erzielter Resultate. Beispielhaft seien als Gründe dafür unterschiedliche Befragungstechniken, Erhebungssituationen und verwendeten Skalen zu benennen. Die Streubreite der Ergebnisse ist aber auch beeinflusst durch Feld- oder Laborstudien, die Art und Weise der Validierung, die Zeit- und Frequenzbewertung von Geräuschquellenarten und deren Ort der Erfassung. Die Vielfalt der Ergebnisse zeigt die Notwendigkeit, mögliche Vorgehensweisen in Expertenkreisen zu bewerten und zu selektieren, mit dem Ziel, ein einvernehmlich getragenes Verfahren zur Anwendung zu empfehlen. Der Normenausschuss Akustik, Lärmminderung und Schwingungstechnik (NALS) A2 ''Geräuschimmission - Ermittlung, Bewertung, Beurteilung'' im DIN und VDI hat sich dieser Aufgabe unter Mitwirkung aller interessierten Kreise gestellt. Dabei waren neben vorstehend genanten Faktoren auch die allgemeine Rechtslage und die Europäische Umgebungslärmrichtlinie von wesentlicher Bedeutung. Der lange, teils steinige Weg zum Erreichen des Ziels, d. h. dem Verfassen der Richtlinie VDI 3722 Blatt 2' Bewertung von Verkehrsgeräuschen beim Einwirken mehrerer Geräuschquellenarten', wird im Rahmen der DAGA 2005 aufgezeigt und der erreichte Stand dokumentiert.

• AzB und Maximalpegel - Oder es waren zwei Königskinder [DAGA 2005 (München)]
  B. Vogelsang
[A]

Das Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm aus dem Jahre 1971, das ausdrücklich auf den Schutz der Allgemeinheit vor Gefahren, erheblichen Nachteilen und erheblichen Belästigungen durch Flug-lärm in der Umgebung von Flugplätzen abzielt, konnte sich ohne gravierende Änderung in das neue Jahrtausend retten. Aufgrund der weitreichenden Folgen des Gesetzes zum Schutz gegen Flug-lärm wurden Regelungen geschaffen, die eine ermessensfreie Berechnung und Festsetzung von Lärmschutzbereichen (Zonen gleichen äquivalenten Dauerschallpegels) gewährleisten. Hierbei handelt es sich um das Datenerfassungssystem für die Ermittlung von Lärmschutzbereichen an zivilen bzw. militärischen Flugplätzen (DES bzw. DES-MIL) und dem eigentlichen 'Rechenkern', und zwar der Anleitung zur Berechnung (AzB). Das eigentliche Berechnungsverfahren wurde in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Flugsicherheit von der Gruppe Koppe/Matschat/Müller vom Max-Planck Institut für Strömungsforschung in Göttingen konzipiert und entwickelt. In erster Näherung geht dieses Verfahren davon aus, dass der Maximalpegel vom kürzesten Vorbeiflugabstand (Distance of Closest Approach, DCA) abhängt. Unter Berücksichtigung der Geräuschdauer als Funktion sowohl der Fluggeschwindigkeit als auch des DCA wird der Schallexpositionspegel berechnet und anschließend zum äquivalenten Dauerschallpegel aufsummiert. Im Entwurf von 2004 zur Novellierung des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm wurde erstmalig auch die Berechnung eines NAT-Kriteriums (Number Above Threshold) zwingend vorgeschrieben ohne vorher aber die ''Eignung und Befähigung'' der AzB geprüft zu haben. Dies soll daher im Rahmen des Vortrages nachgeholt werden und gleichzeitig die DIN 45 684 als Alternative zur Lösung der Schwachpunkte der AzB zur Berechnung eines NAT-Kriteriums vorgestellt werden.

• Mathematische Aspekte der gesundheitlichen Beeinträchtigung durch transiente Geräuschereignisse auf der Grundlage von zeitlich veränderlichen Cortisol-Konzentrationen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Windelberg and B. Vogelsang
[A]

Nächtliche transiente Geräuschereignisse wie Schienen-Güterverkehr oder Flugverkehr führen oft bei Anwohnern zu Stressreaktionen, die durch eine Erhöhung der Cortisol-Konzentration im menschlichen Körper messbar werden. Spreng hat in [1] gezeigt, dass diese Cortisol-Konzentration einerseits mit der Tageszeit nach einer festen Gesetzmäßigkeit variiert und andererseits zusätzlich durch transiente Geräuschereignisse anwächst. Ferner wurde erkannt, dass während des Schlafes die Überschreitung einer (individuellen) Cortisol-Konzentrations-Schwelle Aufweckreaktionen hervorruft. Windelberg hat in [2] Aufweck-Wahrscheinlichkeiten in Abhängigkeit von der Höhe und Dauer einzelner Geräuschereignisse mathematisch beschrieben. Insgesamt kann damit berechnet werden, ob zu einem bestimmten Zeitpunkt die Gesamt-Cortisol-Konzentration einen Schwellenwert überschreitet. Mit diesem Berchnungsverfahren kann untersucht werden, wie unterschiedlich Geräusch-Szenarien sein können, obwohl sie die gleichen Aufweckreaktionen verursachen; es kann aber auch untersucht werden, ob es einen Zusammenhang zwischen der durch Geräuschereignisse erhöhten Cortisol-Konzentration und dem Nacht-Mittelungspegel gibt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden vorgestellt. Literatur: [1] M.Spreng: Cortical Excitation, Cortisol Excretion and Estimation of Tolerable Nightly Over-Flights. Noise & Health 4 (2002), 39-46. [2] D.Windelberg: Aufweck-Pegel und Lärmpausen bei Schienen- und Fluglärm. Immissionsschutz 8 (2004), 114-124.

• Das kooperative Lärmmanagement: Ein neues Konzept für einen fairen Ausgleich zwischen Betreiber- und Anwohnerinteressen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K.-W. Hirsch and B. Vogelsang
[A]

In der Regel findet heute ein ''administratives Lärmmanagement'' statt. Der Managementprozess besteht aus einem Genehmigungsverfahren auf der Grundlage von den zum Zeitpunkt der Beantragung erkennbaren Betriebzuständen der Gesamtanlage. Die Genehmigung formuliert dann Auflagen nach Maßgabe von Betriebsparametern, deren Einhaltung von Behörden regelmäßig oder stichprobenartig überwacht wird. Dieses Lärmmanagement ist also ein Verwaltungshandeln, das letztlich nicht den Lärm kontingentiert, sondern den Betrieb der Anlage.

Das im Beitrag vorgestellte ''kooperative Lärmmanagement'' kontingentiert dagegen tatsächlich den Lärm in einem für den Betreiber, die Anwohner und die Überwachungsbehörde transparenten, andauernden Verfahren. Der Betreiber plant und steuert den täglichen Betrieb der Anlage so, dass die Lärmkriterien eingehalten werden. Das Verfahren ist kooperativ, weil die Überwachungsbehörde die Entscheidungskriterien, nach denen der Betreiber seine Anlage steuert, festlegt und überwacht und so auch in die Verantwortung für die Einhaltung der Lärmkriterien einbezogen ist.

Dieses Verfahren ist besonders dann vorteilhaft, wenn es beispielsweise nicht möglich ist, die bestimmungsgemäße Betriebsart zu ermitteln, die den höchsten Beurteilungspegel erzeugt, weil der Betrieb der Anlage selbst sich letztlich weder täglich noch in einer längeren Periode wiederholt. Am Beispiel des Schießlärms von Schießplätzen wird das Verfahren beschrieben und entlang einer Sonderfallprüfung in Anlehnung an die TA Lärm begründet.

• Aspekte einer Klassifizierung von gerichteten Fluggeräuschemissionen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Vogelsang
[A]

Im Rahmen der Novellierung des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm hat die Bundesregierung im Mai 2005 einen Gesetzentwurf vorgelegt. Die Konkretisierung der Gesetzesnovelle soll in einem untergesetzliche Regelwerk erfolgen, in dem vor allem das Verfahren zur Berechnung der Lärmschutzbereiche detailliert festgelegt wird. Die bisherige Anleitung zur Berechnung (AzB) kann verfahrensbedingt die Richtwirkung nur unzureichend durch einen Richtungsfaktor Rn berücksichtigen. Der Einfluss auf den Einzelereignispegel geschieht pauschal durch Einführung von Konstanten bei der Berechnung der Geräuschdauer. Die DIN 45684 -1 über die Ermittlung von Fluggeräuschimmissionen an Landeplätzen beschreibt hingegen die Richtwirkung - ähnlich dem ECAC-Doc. 29R - näherungsweise durch ein rotationssymmetrisches, flugphasen- und frequenzunabhängiges Richtwirkungsmaß in Form einer Dipolverteilung. Sowohl Strahlflugzeuge als auch Hubschrauber weisen jedoch deutliche Abweichungen auf. Die einfachste Methode der Erweiterung läge in der Übernahme zweier zusätzlicher tabellarisch eingeführter Richtwirkungen des jeweils am häufigsten geflogenen Flugzeugmusters. Mittlerweile liegen jedoch umfangreiche Messungen von Richtwirkungen (EMPA) vor, die es, auch im Hinblick auf die Fortschreibung der AzB-Flugzeugklassen, sinnvoll erscheinen lassen, auch die Richtwirkungen zu klassieren und dabei gleichzeitig auf bessere physikalische Beschreibungsmodelle zurück zu greifen. Das vorgeschlagene Verfahren zur Klassifizierung von Richtwirkungen greift auf Erkenntnisse der ISO 17201 über Geräusche an Schießplätzen zurück, die in ihrem Teil 5 vor einem vergleichbaren Problem steht. Falls an dem Verfahren der AzB bei der Novellierung festgehalten werden sollte, könnten aus den klassierten Richtwirkungen auch die Konstanten für die Berechnung der Geräuschdauer abgeleitet werden.

• Vorschlag für die Berücksichtigung der Bewegungs-, Betriebsrichtung- und Bahnnutzungsverteilung bei der Fluglärmberechnung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Vogelsang
[A]

Im Rahmen der Novellierung des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm hat die Bundesregierung im Mai 2005 einen Gesetzentwurf vorgelegt. Die Konkretisierung der Gesetzesnovelle soll in einem untergesetzliche Regelwerk erfolgen, in dem vor allem das Verfahren zur Berechnung der Lärmschutzbereiche detailliert festgelegt wird. Bisher wurde im Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm die rechnerische Berücksichtigung einer Streuung ausschließlich auf den Einfluss der Bewegungsverteilung bezogen, indem anstelle eines Jahresmittelwertes der Mittelwert der 6 verkehrsreichsten Monate eines Jahres verwendet wurde. Zwischenzeitlich hat sich im Rahmen von Raumordnungs- und luftrechtlichen Genehmigungsverfahren eingebürgert, auch die Betriebsrichtungsverteilung in Form der so genannten ''100 % Regelung'' zu berücksichtigen. Im Gesetzentwurf der Bundesregierung wurde die ''100 % Regelung'' zur Berücksichtigung des Einflusse der Betriebsrichtungsverteilung durch eine ''2 bzw. 3-Sigma Regelung'' ersetzt, die sich sofort als stark interpretationsbedürftig erwiesen hat (z. B. beim Neubau von Start- und Landebahnen). Ausgehend von Messungen wird gezeigt, dass eine wirkungsgerechte Berücksichtigung der Streuungen besser durch den ''Maximalen Monat'' erzielt werden kann. Gleichzeitig könnte, da die für das Verfahren notwendigen Daten von den Flughäfen im Regelfall veröffentlicht werden, die Transparenz für den Bürger erhöht werden. Exemplarisch werden an einem Flughafen die flächenhaften Auswirkungen des vorgeschlagenen Verfahrens diskutiert.

• Fortschreibung der zivilen Flugzeugklassen für die Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB) [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Myck and B. Vogelsang
[A]

Zur deutlichen Verbesserung des Lärmschutzes an zivilen und militärischen Flugplätzen beabsichtigt die Bundesregierung, das Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm vom 30.03.1971 zu novellieren. Hierzu hat die Bundesregierung im Mai 2005 einen Gesetzentwurf vorgelegt, der in der 16. Legislaturperiode im Deutschen Bundestag beraten werden soll. Die Konkretisierung der Gesetzesnovelle erfolgt im untergesetzliche Regelwerk, in dem vor allem das Verfahren zur Berechnung der Lärmschutzbereiche detailliert festgelegt wird. Die Berechnungsvorschrift (AzB) enthält insbesondere die akustischen und flugbetrieblichen Daten der zivilen und militärischen Flugzeugklassen.

Die in der zurzeit noch gültigen (alten) AzB angegebenen Flugzeugklassen beschreiben die Geräuschemission und die Flugleistungen moderner Luftfahrzeuge nur unzureichend. Für die zivilen Flugzeugklassen wurde deshalb Ende der 90er Jahre eine Aktualisierung vorgenommen, die für verschiedene Fälle angewendet wird. So werden die neuen Flugzeugklassen nicht nur für Arbeiten zur Novellierung des Fluglärmgesetzes benutzt, sondern auch in verschiedenen Fluglärmgutachten verwendet. Aufgrund der dabei gewonnenen Erfahrungen und der Fortschritte im Luftfahrzeugbau und in der Flugbetriebstechnik werden Vorschläge für eine Fortschreibung der AzB-Flugzeugklassendaten unterbreitet.

• Sigma-Regelung Fluglärm [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Kühner and B. Vogelsang
[A]

Im Mai 2005 wurde vom Bundesministerium für Umwelt und Reaktorsicherheit ein Gesetzesentwurf zur Verbesserung des Schutzes vor Fluglärm in der Umgebung von Flugplätzen vorgelegt. Diese Novelle erfordert erhebliche Veränderungen des Berechnungsverfahrens der Beurteilungspegel gegenüber der AzB, sowie ein neues Verfahren zur Berechnung der NAT-Werte. Weiter enthält diese Novelle eine Vorgabe zur Berücksichtigung der jährlich schwankenden Nutzung der Bahnsysteme eines Flughafens, die als Sigma-Regelung bezeichnet wird. Im Folgenden soll die Umsetzung dieser Vorgabe in ein Berechnungsverfahren dargestellt werden.

• Die neue „Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB)“ [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Vogelsang and T. Myck
[A]

Zur deutlichen Verbesserung des Lärmschutzes an zivilen und militärischen Flugplätzen beabsichtigt die Bundesregierung, das Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm von 1971 zu novellieren. Hierzu hat die Bundesregierung einen Gesetzentwurf in den Deutschen Bundestag eingebracht, der zurzeit in den zuständigen Ausschüssen beraten wird. Der Gesetzentwurf verweist u. a. auf verschiedene Rechtsverordnungen, in denen die näheren Einzelheiten der Gesetzesnovelle geregelt werden sollen. Zu den Verordnungen gehört insbesondere das neue Fluglärm-Berechnungsverfahren, das die bisherige ''Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB)'' ablösen soll. Das neue Berechnungsverfahren wurde von einer Expertengruppe unter Leitung des Umweltbundesamtes erarbeitet und basiert auf dem Dokument 29 der Europäischen Zivilluftfahrt-Konferenz (ECAC) und der DIN 45684-1. Es sieht ein Segmentierungsverfahren vor, bei dem die dreidimensionale Flugbahn des Luftfahrzeugs in Linienquellen im Sinne der DIN ISO 9613-2 zerlegt wird. Die neue AzB ermöglicht entsprechend dem Gesetzentwurf die Bestimmung von äquivalenten Dauerschallpegeln für den Tag und für die Nacht sowie des Häufigkeits-Maximalpegelkriteriums (NAT) in der Umgebung eines Flugplatzes. In die Berechnung des Lärmschutzbereichs gehen insbesondere die Geräuschemissionsdaten der Luftfahrzeuge, die Zahl der Flugbewegungen in den sechs verkehrsreichsten Monaten des Prognosejahres sowie die Verläufe der Flugstrecken ein. Darüber hinaus wird der Rollverkehr auf dem Flughafengelände im erforderlichen Umfang berücksichtigt. Die Auswirkungen der neuen AzB werden am Beispiel eines deutschen Verkehrsflughafens vorgestellt.

• Vorschläge zur Verschärfung der Lärmgrenzwerte von Verkehrsflugzeugen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Lindmaier, T. Myck and B. Vogelsang
[A]

Die zulässigen Geräuschemissionen von Luftfahrzeugen sind international im Anhang 16, Band I, zum Luftfahrtabkommen der Internationalen Zivilluftfahrt-Organisation ICAO geregelt. Die ICAO hat im Jahr 2001 eine Verschärfung der Lärmgrenzwerte für zivile Unterschall-Strahlflugzeuge und schwere Propellerflugzeuge beschlossen. Es wurde ein Lärmgrenzwert festgelegt, der 10 dB unter der Summe der im Kapitel 3 des ICAO-Anhangs 16 festgelegten drei Lärmgrenzwerte liegt. Die Lärmgrenzwerte gelten für neue Luftfahrzeugmuster, die ab dem 1. Januar 2006 zugelassen werden. Diese Luftfahrzeuge werden allgemein als Kapitel-4-Flugzeuge bezeichnet, weil die Lärmvorschriften in einem neuen Kapitel 4 des ICAO-Anhangs 16 festgelegt sind.

Die Kapitel-4-Lärmgrenzwerte werden bereits heute von zahlreichen Luftfahrzeugen erreicht bzw. unterschritten. Um trotz eines weiter deutlich zunehmenden Luftverkehrs zukünftig eine Verringerung der Fluglärmbelastung an den Flughäfen zu erzielen, ist eine Verschärfung der Lärmgrenzwerte für strahlgetriebene Verkehrsflugzeuge dringend notwendig. Das Umweltbundesamt hat deshalb ein Forschungsvorhaben an das Öko-Institut e.V. vergeben, in dem fundierte Vorschläge zur Fortschreibung der Lärmgrenzwerte für diese Flugzeuge erarbeitet werden sollten. Das Vorhaben hat insbesondere ergeben, dass mittelfristig eine Herabsetzung des neuen Kapitel-4-Lärmgrenzwerts um bis zu 22 dB technisch realisierbar ist. Die Auswirkungen der vorgeschlagenen Grenzwertabsenkung auf die Fluglärmsituation an Flughäfen mit unterschiedlichem Verkehrsaufkommen und verschiedenem Flugzeugmix werden vorgestellt.

• Qualitätsanforderungen an die Datengrundlage zur Berechnung von Lärmschutzbereichen [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Myck and B. Vogelsang
[A]

Im Juni 2007 ist das novellierte Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm in Kraft getreten. Das Gesetz sieht die Festsetzung von Lärmschutzbereichen an zahlreichen zivilen und militärischen Flugplätzen vor. Die Berechnung der Lärmschutzbereiche erfolgt auf der Grundlage detaillierter Prognosedaten über den zukünftigen Flugbetrieb des jeweiligen Flugplatzes. Diese Daten werden mit einem sogenannten Datenerfassungssystem (DES) erhoben, das die Flugbewegungszahlen für die sechs verkehrsreichsten Monaten des Prognosejahres sowie die genaue Beschreibung der Flugstrecken in der Flugplatzumgebung enthält. Darüber hinaus werden die Rollwege der Flugzeuge auf dem Flughafengelände berücksichtigt. Die Qualität der Angaben des Datenerfassungssystems ist von wesentlicher Bedeutung für die realistische Berechnung der Fluglärmbelastung und damit für die Form und Größe des Lärmschutzbereichs. Im Beitrag werden die qualitativen Anforderungen an die Datengrundlage dargestellt und Möglichkeiten zur Erfüllung dieser Anforderungen aufgezeigt. Hierzu gehört beispielsweise die sachgerechte Festlegung von Korridorbreiten entlang der Flugstrecken. Die Korridorbreiten beschreiben die Abweichung der Luftfahrzeuge von der vorgegebenen Flugstrecke und sollten aufgrund fundierter Erkenntnisse im Datenerfassungssystem angegeben werden.

Vogt, M.

• Morphologische Abbildung der Haut und Blutflussabbildung in kleinen Gefäßen mit hochfrequentem (50/100MHz) Ultraschall [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Vogt, H. Ermert, S. El Gammal, K. Hoffmann, M. Stücker and P. Altmeyer
[A]

Zur hochaufgelösten morphologischen Abbildung der Haut ist ein im 100 MHz-Bereich arbeitendes Ultraschallabbildungssystem (axiale Auflösung 9 m, laterale Auflösung 27 m) entwickelt worden. Ferner ist ein 50 MHz-Ultraschall-Doppler-System zur hochaufgelösten Blutflußabbildung in kleinen Gefäßen realisiert worden (axiale Auflösung 17 m, laterale Auflösung 54 m). In beiden Systemansätzen kommen sphärisch fokussierte Einzelelementschallwandler zum Einsatz, die zur räumlichen Abtastung mit Hilfe von Schrittmotoren mechanisch verfahren werden. Zur Generierung eines Sendesignals wird ein Arbiträrgenerator mit nachgeschalteten linearen Leistungsverstärker eingesetzt, womit eine Kompensation der frequenzabhängigen Dämpfung des Gewebes durch inverse Filterung des Sendesignals möglich ist. Das Echosignal wird mit einem Transientenrekorder (Abtastfrequenz 500 MHz) abgetastet. Ferner wird mit Hilfe eines schnellen, breitbandigen Abtast-Halte-Gliedes das Echosignal innerhalb eines einzelnen axialen Meßtores abgetastet. Das damit vorliegende Dopplersignal wird über einen Lautsprecher hörbar gemacht, und es werden Spektrogramme des Dopplersignals in Echtzeit berechnet. Zur Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses ist in dem System ein Ansatz zur Pulskompression realisiert worden. Mit Hilfe des Arbiträrgenerators wird dabei ein frequenzmoduliertes Sendesignal erzeugt, und das Echosignal wird mit einem analogen Pulskompressionsfilters verarbeitet. Die Abbildungseigenschaften der realisierten Abbildungssysteme sind mit Hilfe von Messungen an Phantomen (Fadenphantom, Flußphantom) charakterisiert worden. Es werden Ergebnisse von Messungen an Probanden mit gesunder Haut sowie pathologischen Befunden vorgestellt. Die hochfrequente 100 MHz-Sonographie erlaubt die hochaufgelöste Abbildung der obersten Hautschichten. Die Ergebnisse von Messungen an Probanden zeigen, daß mit dem realisierten 50 MHz Ultraschall-Puls-Doppler-System die Abbildung von Blutfluß in kleinsten Gefäßen mit Durchmessern bis hinab zu 400 m und mit Flußgeschwindigkeiten in der Größe weniger mm/s möglich ist. Ein Beitrag aus dem Kompetenzzentrum Medizintechnik Ruhr (KMR), Bochum, gefördert vom BMBF, Aktenzeichen 13N8079

Voigt, A.

• PPB-Level Organic Gas Detection with Surface Acoustic Wave Based Sensor Systems [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Rapp, K. Lubert, F. Bender and A. Voigt
[A]

A very powerful new analytical sensor system (electronic nose) based on polymer coated surface acoustic wave (SAW) sensors for the detection of even trace levels of organic gases in ambient air has been developed. The system involves an especially developed ultra fast enrichment unit allowing very short sample cycles, typically between 2 and 4 minutes. It increases the sensitivity of the instrument by factors of 1.000-10.000 with respect to the type of analyte and sorbent resin. The sensor system itself is based on a micro array of eight SAW sensors directly integrated into its electronic setup. This leads to low manufacturing costs, small sampling volumes (50l) and to a high time resolution of the chemical responses.

Vokurka, K.

• Are shock fronts always present in pressure waves radiated by cavitation bubbles? [DAGA 2008 (Dresden)]
  K. Vokurka and S. Buogo
[A]

Oscillations of cavitation bubbles can be extremely intensive. During these oscillations pressure waves of very high amplitude may be radiated, and it is common to refer to such waves as shock waves. But are these waves really shock waves? Shock waves, such as those generated in shock tubes or by explosive sources, can be characterized by a very steep shock front and by a supersonic velocity of propagation. However, no steep shock fronts have been observed in experimental pressure records yet, while there is only evidence of supersonic velocities of propagation near the bubble wall. In the presentation we want to discuss the subject of shock waves in cavitation research in greater detail. The discussion will be based on a large set of pressure waves radiated by violently oscillating spark bubbles and measured recently by the authors. For intensities of bubble oscillations occurring in these experiments no shock waves have been observed. However, this does not imply that shock waves cannot be present in waves radiated by more intensively oscillating bubbles. But the question is: how intensively a bubble must oscillate to observe shock waves? [Work has been supported by the Czech Ministry of Education as the research project MSM46747878501]

Volberg, L.

• Ergonomische Bewertung der Sprachverständlichkeit [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  L. Volberg, M. Kulka, C.A. Sust and H. Lazarus
[A]

Störungsfreie Sprachkommunikation am Arbeitsplatz ist eine wesentliche Voraussetzung für einen reibungslosen Arbeitsablauf und eine menschengerecht gestaltete Arbeitstätigkeit. Eine gestörte Sprachverständlichkeit vermindert die Arbeitsqualität und beeinflusst Befindlichkeit, Verhalten und allgemeine Gesundheit. Durch die in ISO 9921 festgelegten Standards soll das Mindestmaß an benötigter Sprachverständlichkeit in unterschiedlichen Kommunikationssituationen sichergestellt werden. In bisherigen Untersuchungen zur Sprachverständlichkeit wurde vorwiegend der Prozentsatz der vom Hörer richtig wiedergegebenen verrauschten Sprachreize (sinnlose Silben, Wörter oder Sätze) erhoben. Die zur Aufnahme der Sprachreize herangezogenen Sprecher waren zumeist trainiert. Häufig wurde das verwendete Sprachmaterial von nur wenigen oder sogar nur einem einzigen Sprecher aufgezeichnet. In der hier vorzustellenden Untersuchung sollten verschiedene alltagsrelevante Kommunikationsbedingungen berücksichtigt werden. Deshalb wurde den Hörern nicht nur von einem Profi-Sprecher aufgesprochenes Sprachmaterial dargeboten, sondern auch das von verschiedenen nicht-trainierten Sprechern. Erfaßt wurde der Prozentsatz der richtig wiedergegebenen Sprachreize. Zusätzlich wurde die subjektive Bewertung der Sprachverständlichkeit durch die Hörer mittels Fragen zu den Bereichen Coping, Konzentration, Belästigung, Verständlichkeit und Aufmerksamkeit erhoben. Es zeigte sich, daß sowohl die Ergebnisse zur objektiven Sprachverständlichkeit (Prozentsatz richtig wiedergegebener Sprachreize) als auch die subjektiven Bewertungen in hohem Maße sprecherabhängig waren. Weiterhin ergab die Prognose der Antworten auf die Bewertungsfrage ''Wie gut haben Sie die Sprache verstanden?'' durch die objektive Sprachverständlichkeit eine Varianzaufklärung von lediglich 71%.

Volk, H.

• Kontaktfreie Evaluation von akustischen Mikrophänomenen bei Rhinophobia aperta mit Hilfe der akustischen Nahfeldholographie SONAH [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E.-U. Saemann, M. Ptok and H. Volk
[A]

Several methods of quantifying nasal or denals speech have been proposed. All methods, though valuable for certain aspects of nasality, have failed to be truly useful for clinical purposes, partly because they do not allow differentiating between different aspects of nasality or they work in a contact mode. The latter proved to be a severe drawback in examining small children, e.g. with cleft palate prior to surgery to reduce nasality.

Acoustic holography is known to be useful for studying any instant, i.e. transient or averaged periods of a radiated sound field in detail. Specifically, analyses of sound fields generated by microphenomena such as the effects of individual parts of complex sound are possible. Theoretically, these features set the stage to make acoustic holography an ideal candidate for analysis of complex sound fields irradiating from lips and nares.

The paper presents first results of acoustic holography measurements to analyse quantitative and qualitative aspects of nasal and denasal speech sounds.

Volkenborn, D.

• Neue Aussengeäuschgesetzgebung für PKW [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Volkenborn and H.-M. Gerhard
[A]

Seit Einführung der Aussengeräuschgesetzgebung ECE51.02 im Jahre 1970 wurden im Laufe der Jahre die Grenzwerte für PKW mehrmals gesenkt und das Gesetz an den technischen Fortschritt angepasst. In der Bevölkerung wird trotz Grenzwertsenkungen das Straßenverkehrsgeräusch noch immer als störend empfunden. Nach der letzten Grenzwertsenkung 1995 wurden Untersuchungen von verschiedenen Instituten zum Fahrverhalten von PKW im urbanen Verkehr durchgeführt und führten letztendlich zu den Grundlagen einer kompletten Neufassung der Geräuschgesetzgebung ECE51.03. Die Prüfbedingung ändern sich mit der ECE 51.03 grundlegend, die äußeren Gegebenheiten wie Fahrbahn nach ISO 10844 und Abmaße bleiben jedoch unverändert. Das heutige designabhängige Verfahren wird durch eine performanceorientierte Gesetzgebung ersetzt, bei der die bisherige starre Vorgabe der zu prüfenden Gänge durch die Lösung einer Fahraufgabe ersetzt wird. Während das Verfahren feststeht, sind die neuen Grenzwerte noch nicht festgelegt. Messwerte für die neue Typprüfung werden im Zuge der Geräuschtypprüfung von den typprüfenden Behörden ermittelt und bilden die Grundlage für die Grenzwertvorschläge der EU Kommission. Ergänzend wird für Drehzahlen oberhalb des geprüften Drehzahlbereiches an einem Zusatztest gearbeitet, der die bisher erzielten akustischen Fortschritte im Automobilbau absichern und andererseits Unstetigkeiten im Geräuschverhalten reglementieren soll.

Volz, R.

• Aufsätze für Schallschirme – Messungen an einer Lärmschutzwand [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Die mögliche Verbesserung der Abschirmwirkung von Schallschirmen durch Maßnahmen im Bereich der Schirmoberkante ist seit 1995 Gegenstand von theoretischen und praktischen Untersuchungen am Institut für Technische Akustik der TU Berlin. Die theoretischen Grundlagen und erste Ergebnisse wurden auf der DAGA 95, 97 und 98 bereits vorgestellt. Im wesentlichen lassen sich danach Verbesserungen in Frequenzbereichen betragsmäßig kleiner Impedanz erwarten, wie sie z.B. bei einem Resonatoraufsatz auftreten. In diesem Vortrag sollen Ergebnisse einer Außenmessung vorgestellt werden. In einem weiteren Vortrag bei dieser Tagung werden Ergebnisse aus Simulationen präsentiert, bei denen der Einfluß einer unterschiedlichen Abstimmfrequenz der Resonatoren untersucht wurde. Der bereits vorgestellte Aufsatz mit oben offenen Rohrstücken (lambda/4 Resonatoren) wurde weiterentwickelt und auf einer Länge von 10 m an einer vorhanden Lärmschutzwand befestigt, die sich an einer Bahnstrecke befand. Die Höhe der Lärmschutzwand wurde im Bereich des Aufsatzes reduziert, um Beugungseffekte um die Oberkante ohne Aufsatz zu vermeiden. Die Anregung erfolgte mit einem Lautsprecher an zwei unterschiedlichen Positionen. Die betrachteten Empfangsorte befanden sich in einem Abstand von bis zu ca. 20 m von der Wand auf der quellabgewandten Seite in sechs unterschiedlichen Höhen. Die Messungen wurden durch die Kooperation mit dem Forschungszentrum der DB in München ermöglicht. Die Ergebnisse dieser Messungen werden mit den Labormessungen eines verwandten Aufsatzes verglichen und diskutiert.

• Aufsätze für Schallschirme – verschieden abgestimmte Resonatoren [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Am Institut für Technische Akustik der TU Berlin werden seit 1995 theoretische und praktische Untersuchungen zur möglichen Verbesserung der Abschirmwirkung von Schallschirmen durch Maßnahmen im Bereich der Schirmoberkante untersucht. Die Vorstellung der theoretischen Grundlagen und erste Ergebnisse aus Labormessungen erfolgte auf der DAGA 95, 97 und 98. Im wesentlichen lassen sich danach Verbesserungen in Frequenzbereichen betragsmäßig kleiner Impedanz erwarten, wie sie z.B. bei einem Resonatoraufsatz auftreten. In Hinblick auf die Ergebnisse an einem Aufsatz mit oben offenen Rohrstücken (lambda/4 Resonatoren) soll in diesem Vortrag die Frage behandelt werden, ob durch eine unterschiedliche Abstimmung der Resonatoren (durch verschiedene Rohrlängen) eine breitbandig bessere Abschirmwirkung erzielt werden kann. Im Rahmen von numerischen Parametervariationen wurden bis zu fünf verschiedene Rohrlängen berücksichtigt. Zum Vergleich wurde der von T. Okubo und K. Fujiwara in der JASA 105(6) vorgestellte Aufsatz für die Berechnungen herangezogen. Als Anregespektrum wurden Güterzugvorbeifahrten verwendet. Die Ergebnisse dieser Simulationen werden dargestellt und diskutiert. In einem weiteren Vortrag auf dieser Tagung werden Ergebnisse einer Außenmessung eines Aufsatzes mit konstanter Rohrlänge präsentiert.

• Aufsätze für Schallschirme – Einfluß der Kammerbreite [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Die Verbesserung der Abschirmwirkung von Schallschirmen durch Maßnahmen im Bereich der Schirmoberkante ist seit 1995 Gegenstand von theoretischen und praktischen Untersuchungen am Institut für Technische Akustik der TU Berlin. Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden auf der DAGA 95, 97, 98 und 2000, auf dem ICSV 7 sowie in der Acustica (1995) und JASA (1999) vorgestellt. In den letzten Jahren wurden dabei $lambda/4$-Resonatoren untersucht. Als Resonatoren wurden dabei halboffene Röhren verwendet. In diesem Vortrag werden Ergebnisse von Labormessungen vorgestellt, die den Einfluß der Breite der einzelnen Rohre untersuchen. Dazu wurde die Breite von 68 mm der 158 Röhren (Rohrlänge: 205 mm) eines bereits vorhandenen 3 m langen Aufsatzes durch Einbringung von Trennplatten halbiert. Die Untersuchungen fanden im reflexionsarmen Raum des Institutes für Technische Akustik statt. Dabei fanden jeweils zwei Meßserien an 35 Mikrofonpositionen mit und ohne eingefügte Trennplatten statt, um lediglich den Einfluß der halbierten Rohrbreite erfassen zu können. Bei mittleren und hohen Frequenzen (ab ca. 1500 Hz) läßt sich eine Verbesserung der Abschirmwirkung durch die reduzierte Kammerbreite der Röhren nachweisen. Der Einfluß der Kammerbreite eines Aufsatzes mit $lambda/4$-Resonatoren wurde 1998 auch von Okubo und Fujiwara mit Hilfe der BEM untersucht. Dabei wurde ebenfalls ein signifikanter Einfluß dieses Parameters auf die Abschirmwirkung festgestellt.

• Berechnung der Abstrahlung eines Plattenstreifens durch Lösung des gemischten Randwertproblems [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Wird die Abstrahlung eines Plattenstreifens bei bekannter Schnelleverteilung auf der Oberfläche durch Verwendung des Rayleigh'schen Strahlungsintegrals angenähert, so wird im Bereich außerhalb des Streifens die Schnelle zu Null gesetzt. Dies entspricht anschaulich dem Einfügen des Plattenstreifens in eine unendlich große schallharte Wand. Dabei findet die akustische Kopplung zwischen Vorder- und Rückseite über den Rand des Plattenstreifens keine Berücksichtigung. Diese Kopplung besteht aber gerade bei tiefen Frequenzen im ''akustischen Kurzschluß'', bei dem nur eine geringe Abstrahlung erfolgt. Dieser physikalische Effekt findet bei der Berechnung über das Rayleigh'sche Strahlungsintegral keine Berücksichtigung. Daher wird für tiefe Frequenzen eine zu große Schallabstrahlung prognostiziert und besonders die Richtwirkung in der Axialebene der Radscheibe überschätzt. Ein neuer Ansatz behebt diesen Fehler. Bei dünnen Streifen kann aus Symmetriegründen von einem Schalldruck p=0 in der Ebene außerhalb des Plattenstreifens ausgegangen werden. Damit liegt ein gemischtes Randwertproblem vor, bei dem außerhalb des Plattenstreifens der Druck und innerhalb des Streifens die Schnelle vorgegeben ist. Zur Lösung des Problems wird der obere Halbraum in zwei Teilräume aufgeteilt, an deren Grenzfläche Druck und Schnelle übereinstimmen müssen. Die Ergebnisse werden in Form der Richtcharakteristik im Fernfeld bei verschiedenen Frequenzen vorgestellt und mit dem Rayleigh-Vefahren verglichen.

• Berechnung der Abstrahlung einer Kreisscheibe durch Lösung des gemischten Randwertproblems [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Wird die Abstrahlung einer Kreisscheibe bei bekannter Schnelleverteilung auf der Oberfläche durch Verwendung des Rayleigh'schen Strahlungsintegrals angenähert, so wird im Bereich außerhalb der Kreisscheibe in deren Ebene die Schnelle zu Null gesetzt. Dies entspricht anschaulich dem Einfügen der Kreisscheibe in eine unendlich große schallharte Wand. Dabei findet die akustische Kopplung zwischen Vorder- und Rückseite über den Rand der Kreisscheibe keine Berücksichtigung. Diese Kopplung besteht aber gerade bei tiefen Frequenzen im ''akustischen Kurzschluß'', bei dem nur eine geringe Abstrahlung erfolgt. Dieser physikalische Effekt findet bei der Berechnung über das Rayleigh'sche Strahlungsintegral keine Berücksichtigung. Daher wird für tiefe Frequenzen eine zu große Schallabstrahlung prognostiziert und besonders die Richtwirkung in der Axialebene der Kreisscheibe überschätzt. Der bereits für das zweidimensionale Problem anhand eines Plattenstreifens auf der DAGA'02 vorgestellte neue Ansatz behebt diesen Fehler. Bei einer dünnen Kreisscheibe kann aus Symmetriegründen von einem Schalldruck p=0 in der Ebene außerhalb der Kreisscheibe ausgegangen werden. Damit liegt ein gemischtes Randwertproblem vor, bei dem außerhalb der Kreisscheibe der Druck und innerhalb des Scheibe die Schnelle vorgegeben ist. Zur Lösung des Problems wird der obere Halbraum in zwei Teilräume aufgeteilt. An der Grenzfläche auf der Halbkugel müssen Druck und Schnelle übereinstimmen. Da nur rotationssymmetrische Anregemoden untersucht werden reicht dabei die Übereinstimmung auf der senkrecht zur Kreisscheibe stehenden Schnittebene des Halbraumes aus. Die Ergebnisse werden in Form von Richtcharakteristiken im Fernfeld bei verschiedenen Frequenzen vorgestellt und mit dem Rayleigh-Vefahren verglichen.

• Der physikalische Mechanismus der Gehschallabstrahlung von Laminat-Fußböden mit und ohne Unterschicht [DAGA 2005 (München)]
  R. Volz, A. Jakob and M. Möser
[A]

Laminat-Fußbodenbeläge sind heute sehr beliebte Alternativen zu Parkett oder Teppichbodenbelägen. Dieser Markt erfreut sich zur Zeit an zweistelligen Zuwachsraten. Im Laufe der Jahre ist die Laminat-Qualität stark gestiegen. So gilt heute die Laminatoberfläche als 'quasi unverwüstlich', die Optik ist von natur-belassenem Holz kaum zu unterscheiden, ja sogar die Maserung wird heute 'reliefartig' in die oberste Laminatschicht eingeprägt, so dass sich der Boden wie Holzfußboden anfühlt. Nur die Akustik von Laminat-Böden konnte sich bisher kaum verbessern. Laminat ist verhältnismäßig laut, d.h. der Schall, der beim Begehen ('Gehschall') oder beim 'Etwas-Fallen-lassen' vom Nutzer gehört wird ist relativ stark und damit störend. Die Laminat-Hersteller sind daher intensiv bestrebt die Akustik von Laminat-Fußbodenbelägen zu verbessern, vor allem durch die Anbringung von schwingungsdämpfenden Schichten auf der Unterseite des Laminates. Im Vortrag wird über Untersuchungen im Auftrag eines Laminat-Herstellers berichtet, bei denen das primäre Ziel darin bestand den Hauptmechanismus der Gehschallabstrahlung zu klären. Hierzu wurden umfangreiche Luft- und Körperschallmessungen an Laminat durchgeführt. Die durchgeführten Messungen deuten auf einen einzigen und sehr einfachen Hauptmechanismus der Gehschallabstrahlung hin. Dieser wird im Vortrag erläutert und die Begründung dieser Annahme ausführlich dargestellt.

• Luft- und Körperschallmessungen am Fahrweg von Straßenbahnen bei Kurvenfahrt (Kurvenquietschen) [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Volz and J. Feldmann
[A]

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsvorhabens 'Leiser Verkehr - Kurvengeräusche: Entwicklung von anwendungsreifen und wirksamen Maßnahmen zur Reduzierung von Kurvenquietschen an Rad und Schiene' wurden umfangreiche Messungen an Straßenbahnzügen durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines validierten Simulationstools zur Berechnung von Kurvengeräuschen (Kurvenkreischen, Quietschen, Spurkranzlauf) beim Rad-Schiene-System. Damit sollen neben dem Erkenntnisgewinn über die wichtigsten Einflussgrößen und Mechanismen, Parameterstudien und Prognoserechnungen möglich sein. Die Ergebnisse sollen in ein Handbuch 'Kurvengeräusche' einfließen, mit dessen Hilfe insbesondere die Betreiber spurgebundener Verkehrssysteme in die Lage versetzt werden sollen, Maßnahmen zur nachhaltigen Minderung von Kurvengeräuschen abzuleiten. Das Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik (Fachgebiet Signale und Systeme der Akustik) hatte dabei die Aufgabe Luft- und Körperschallmessungen am Fahrweg durchzuführen. Dazu wurden in verschiedenen Abständen des Gleises der Luftschall erfasst und an mehreren Punkten an der Schiene die Beschleunigungen gemessen. Die Signale wurden bei Zugvorbeifahrten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufgezeichnet. Die Messungen fanden sowohl auf dem geraden Teilstück sowie in der sich anschließenden Kurve statt. Die Messergebnisse werden dargestellt und ausführlich diskutiert.

• Der Doppler-Effekt im Körperschall bei Kurvengeräuschen am Fahrweg von Straßenbahnen [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Volz
[A]

Im Rahmen des vom BMWi geförderten Forschungsvorhabens ''Leiser Verkehr - Kurvengeräusche: Entwicklung von anwendungsreifen und wirksamen Maßnahmen zur Reduzierung von Kurvenquietschen an Rad und Schiene'' wurden vom Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik (Fachgebiet Signale und Systeme der Akustik) Körperschallmessungen am Fahrweg bei der Vorbeifahrt von Straßenbahnzügen durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, dass das Kurvenquietschen im Luftschall bei der Vorbeifahrt am Mikrofon zu einer Frequenzverschiebung aufgrund des Doppler-Effekts führt. Erste Ergebnisse wurden auf der letzten DAGA 2007 in Stuttgart gezeigt. Auch im Körperschall schien der Doppler-Effekt aufzutreten. In diesem Vortrag soll erläutert werden, ob und wie mit einer detaillierteren Datenanalyse die Frequenzverschiebung in den Körperschallsignalen dem Doppler-Effekt zugeordnet werden kann.

von Bülow, P.

• Ein hochempfindliches Viskosimeter auf Basis akustischer Oberflächenwellen-Bauteile [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Wagner, S. Wilms, P. von Bülow and M. von Schickfus
[A]

In der vorliegenden Arbeit präsentieren wir ein hochempfindliches Sensorsystem auf Basis von Oberflächenwellen-Bauelementen zur Bestimmung der Viskosität von Flüssigkeiten, insbesondere von Schmierstoffen. Als Sensoren werden induktiv gekoppelte, horizontal-polarisierte LiTaO3 OFW-Bauteile beschichtet mit etwa 1m SiO2 verwendet. Der Einsatz von induktiv gekoppelten Bauteilen ist gerade für die Flüssigkeitssensorik von großem Vorteil, da diese Bauteile keine Bondverbindungen besitzen und somit sehr einfach mit der Flüssigkeit belegt werden können. Desweiteren erlaubt die einfach durchzuführende Reinigung der Bauteile eine nahezu unbegrenzte Wiederverwendung. Die Mittenfrequenzen liegen bei 80 MHz, 247 MHz bzw. 433 MHz. Die Bestimmung der Viskosität basiert allein auf der Messung der Einfügungsdämpfung des Sensors. Dies hat den Vorteil, dass störende Temperaturfluktuationen weit weniger ins Gewicht fallen als bei der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit. Als Testsubstanzen wurden verschiedene Polyalphaolefine, ein Grundmaterial für synthetische Schmierstoffe, wie auch kommerzielle Motorenöle verwendet. Zur Variierung der Viskosität der Testzubstanzen wurden Messungen bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt und mit Eichmessungen eines Kapillarviskosimeters verglichen. Die aus störungstheoretischen Überlegungen vorausgesagte wurzelförmige Abhängigkeit des Produkts aus dynamischer Viskosität und Dichte einer newtonschen Flüssigkeit konnte sehr gut bestätigt werden. Des weiteren wurden auch Messungen mit maxwellschen Flüssigkeiten durchgeführt. Auch hier konnten die theoretischen Überlegungen unter Berücksichtigung der Schersteifigkeit der Testsubstanzen experimentell bestätigt werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt im Nachweis von Additiven. Wird die Sensoroberfläche mit einem speziellen Film beschichtet, der spezifische Wechsewirkungen mit einem Additiv eingehen kann, so läßt sich dieser Stoff aus der Sensorreaktion detektieren. So haben Messungen gezeigt, dass sich mit dem Sensorsystem z.B. Haftvermittler nachweisen lassen.

von Buol, A.

• Speech intelligibility as a function of temporal resolution and the number of stimulation channels for signal processing using the sinusoidal speech model [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  O. Timms, S. Allegro, V. Kühnel, A. von Buol and N. Dillier
[A]

In the investigation of a sinusoidal speech signal processing scheme, the number of stimulation channels as well as the temporal and spectral resolution required for 100% speech intelligibility were determined. German vowels, consonants and sentences (MACarena test and Oldenburg sentence test) spoken by a male speaker were processed with an algorithm based on the sinusoidal speech model of Quatieri and McAulay (T.F. Quatieri and R.J. McAulay, ''Audio signal processing based on sinusoidal analysis / synthesis'', chapter 9 of ''Applications of Digital signal processing to audio and acoustics'', edited by M. Kahrs and K. Brandenburg, Kluwer Academic Publishers, 1998). The algorithm uses a limited number of stimulation channels (1-5) as well as different temporal and spectral resolutions (FFT frame length 128, 256 and 512 points sampling frequency 22050 Hz). Speech intelligibility tests in quiet were performed with normal hearing native German speaking adults using conventional diagnostic speech perception tests as well as paired comparison vowel and consonant tests. The test results show that different numbers of stimulation channels are required for 100% speech recognition in sentences processed with different temporal and spectral resolution. A tendency of increased speech intelligibility was observed by either increasing temporal resolution or decreasing spectral resolution. In addition significant learning effects were observed. The results of this study will be presented and discussed in detail.

von Estorff, O.

• Zur effektiven numerischen Modellierung des Schalldurchgangs durch Strukturen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  C.F. McCulloch and O. von Estorff
[A]

Zwecks Untersuchung des Schalldurchgangs durch eine Struktur wird diese oftmals schalldicht in die fensterähnliche Öffnung einer massiven Wand eingesetzt, welche zwei Meßräumen akustisch voneinander trennt. Wird in dem einen Meßraum eine Schallquelle eingesetzt und in dem anderen Meßraum der über die Struktur übertragene Schalldruck gemessen, lassen sich wichtige Aussagen über das akustische Übertragungsverhalten der Struktur machen. In dem gegenwärtigen Beitrag wird ein numerisches Verfahren vorgestellt, das auf einem Finite-Elemente-Modell für die Struktur und einem Boundary-Elemente-Modell für den Luftraum basiert. Dabei kommt eine neue Formulierung zum Einsatz, die es erlaubt, eine Struktur eingespannt in eine unendlich ausgedehnte starre Wand (Baffle) zu untersuchen. Ein solches Vorgehen hat den Vorteil, daß die beiden Meßräume nicht komplett modelliert werden müssen. Die Struktur kann dabei sehr komplex sein, d.h. zum Beispiel aus mehreren Schichten bestehen oder Löcher und Rippen aufweisen. In dem Beitrag wird die neue Formulierung vorgestellt und deren Einsatzmöglichkeiten anhand von repräsentativen Beispielen diskutiert.

• Diskretisierungsmethoden in der Akustik - eine Einführung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  O. von Estorff
[A]

Zeit- und Kostenersparnis bei der Entwicklung von Produkten zählen zu den wichtigsten Faktoren wenn es darum geht, die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens zu verbessern. Berechnungsverfahren, wie die Methode der Finiten Elemente zur Untersuchung der Festigkeit und des Schwingungsverhaltens von technischen Systemen, sind aus vielen Unternehmen kaum noch wegzudenken. Seit einigen Jahren ist es nun auch möglich, gezielte Aussagen über die akustischen Eigenschaften dieser Systeme zu machen. Die Frage, welches Berechnungsmodell für eine bestimmte akustische Problemstellung besonders geeignet ist und was man als Ergebnis erwarten kann, wird immer schwieriger zu beantworten. In dem vorliegenden Beitrag wird versucht, einen einführenden Überblick über die derzeit wichtigsten Verfahren zu geben. Hierzu werden zunächst die Eigenschaften und grundlegenden Merkmale der einzelnen Methoden kurz aufgezeigt. Anhand von repräsentativen Beispielen erfolgt dann eine Diskussion von deren Möglichkeiten und Grenzen.

• Halbunendliche Finite Elemente: Umhüllende, Genauigkeit, Kondition und Polynomwahl [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  D. Dreyer and O. von Estorff
[A]

Auf dem Gebiet der numerischen Simulation von Schallabstrahlungsvorgängen entwickelt sich die Finite-Elemente-Methode (FEM), in Verbindung mit sogenannten halbunendlichen Finiten Elementen, zu einer interessanten Alternative zur etablierten Boundary-Elemente-Methode (BEM). Die Vorteile der konventionellen FEM, insbesondere die Kompaktheit der Approximation und die Bandstruktur der Systemmatrizen, konnten bis auf wenige Modifikationen auch in die Simulation von Schallabstrahlungsvorgängen übernommen werden. Dazu werden halbunendliche Finite Elemente in einem zu definierenden Abstand von der schallabstrahlenden Struktur (Umhüllende) an ein konventionelles FE-Netz angeschlossen, welches unmittelbar an die Strukturoberfläche gekoppelt ist. Mittlerweile existieren verschiedene Formulierungen für halbunendliche Finite Elemente mit unterschiedlichen Ansätzen und Approximationen. Für den verläßlichen Einsatz dieser Elemente in der Praxis sind genaue Untersuchungen erforderlich, die sowohl über den erforderlichen Approximationsgrad in radialer Richtung als auch über die Form der Umhüllenden, an welche die speziellen Elemente angeschlossen werden, Aufschluss geben. Insbesondere die Form der Umhüllenden bestimmt direkt die Größe des zu lösenden Gleichungssystems. Eine gezielte Reduktion der Anzahl der konventionellen Fluidelemente in der Nähe der Struktur kann jedoch die Genauigkeit der Berechnung erheblich beeinflussen. Zu dieser Fragestellung werden Ergebnisse einer vergleichenden Studie vorgestellt.

• Zur Anwendung akustischer Übertragungsfunktionen bei der Berechung von Schallfeldern mit der Boundary-Elemente-Methode [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  O. Zaleski, L. Cremers and O. von Estorff
[A]

Bei der Entwicklung von technischen Systemen unter dynamischer Belastung kommt der rechnerischen Vorhersage des akustischen Abstrahlverhaltens eine besondere Bedeutung zu. Die für die Behandlung derartiger Fragestellungen prinzipiell gut geeigneten Berechnungsverfahren, wie z.B. die Boundary-Elemente-Methode (BEM), werden jedoch oft nicht eingesetzt, da deren Verbrauch an Ressourcen eine wirtschaftliche Untersuchung komplexer Systeme kaum zulässt. In zahlreichen Untersuchungen werden daher Anstrengungen unternommen, die konventionell formulierte BEM um neue Ansätze so zu ergänzen, dass der Arbeitsspeicher und die Berechnungszeit reduziert werden können. Eine interessante Möglichkeit, die Simulation zu beschleunigen, sind Akustische Trans-fervektoren (ATV). Hierbei handelt es sich um frequenzabhängige Übertragungsfunktio-nen, die einen Zusammenhang zwischen oberflächennormalen Verschiebungen (bzw. Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen) einer schallabstrahlenden Struktur und dem Schalldruck in einem Feldpunkt darstellen. Unter Einhaltung der Form und der Eigenschaften des betrachteten Fluidgebietes in einem Modell mit gegebener Lage der Feldpunkte und konstanten akustischen Randbedingungen, erlauben einmal berechnete ATV, Schalldrücke für eine beliebige Verteilung der Oberflächenschnelle sehr effizient zu ermitteln. In diesem Beitrag wird die Formulierung der akustischen Transfervektoren vorgestellt und Möglichkeiten ihrer Anwendung anhand von praxisnahen numerischen Beispielen aufgezeigt. Es wird deutlich, dass mit Hilfe von ATV komplexe Sätze mit Eingangsdaten (z.B. Wasserfalldiagramme einzelner Motorkomponenten) wirtschaftlich verarbeitet werden können. Darüber hinaus wird auf den Einsatz der ATV bei der Gestaltoptimierung schallabstrahlender Strukturen näher eingegangen.

• Zum Einfluss nichtlinearen Strukturverhaltens auf die Schallabstrahlung bei gekoppelten Systemen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  O. Czygan and O. von Estorff
[A]

Bei der Untersuchung des vibroakustischen Verhaltens linearer gekoppelter Fluid/Struktur-Systeme hat sich eine Kombination der Finite-Elemente-Methode (FEM) mit der Boundary-Elemente- Methode (BEM) bewährt. Während die Finiten Elemente zur Beschreibung von komplexen Strukturen, Inhomogenitäten oder anisotropem Materialverhalten gut geeignet sind, ermöglicht die Verwendung von Boundary Elementen die Modellierung eines akustischen Fluids mit halbunendlicher Ausdehnung. Die Fundamentallösung der BEM berücksichtigt hierbei die Energieabstrahlung ins Unendliche, wohingegen konventionelle Finite Elemente für unbegrenzte Gebiete nicht zufriedenstellend angewendet werden können: an den Rändern des diskretisierten Bereichs werden Wellen reflektiert, sofern nicht spezielle halbunendliche Elemente zum Einsatz kommen. Finite Elemente ermöglichen jedoch nicht nur die Nachbildung linearen Strukturverhaltens, es können darüber hinaus auch nichtlineare Effekte, z. B. infolge großer Verformungen oder eines nichtlinearen Stoffgesetzes, erfaßt werden. In diesem Beitrag werden beide Methoden - die FEM für die schallabstrahlende Struktur und die BEM für das akustische Fluid - direkt im Zeitbereich formuliert. Somit kann nicht nur die Reaktion des Systems auf dynamische, nichtharmonische Anregungen untersucht werden, sondern es sind auch nichtlineare Effekte im Strukturbereich erfaßbar. Die Kopplungsstrategie wird dargestellt und die Anwendbarkeit des hier vorgeschlagenen Algorithmus anhand von numerischen Beispielen gezeigt. Es fällt auf, daß Nichtlinearitäten durchaus einen signifikanten Einfluß auf das Gesamtverhalten des gekoppelten Systems und damit auf die Schalldruckverteilung im Fluid haben können.

• Einsatz von Diskretisierungsmethoden zur Berechnung von Reifen-Fahrbahngeräuschen [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Petersen and O. von Estorff
[A]

Das Vorbeifahrgeräusch von Kraftfahrzeugen wird schon bei relativ geringen Geschwindigkeiten hauptsächlich vom Reifen-Fahrbahngeräusch bestimmt. Hier liegt daher ein besonders großes Potential im Hinblick auf die Lärmreduzierung des Fahrzeugs und die Erhöhung des Fahrkomforts. Bei der Untersuchung des akustischen Verhaltens von Reifen werden seit einiger Zeit Diskretisierungsmethoden wie die FEM und die BEM erfolgreich eingesetzt. Auf diese Weise ist es möglich, schon in einem sehr frühen Entwurfsstadium konkrete Aussagen zu den akustischen Eigenschaften des Systems Reifen/Straße zu machen, ohne dass ein Prototyp existieren muss. In dem vorliegenden Beitrag wird ein Modell zur Berechnung von Reifen-Fahrbahngeräuschen vorgestellt, das auf der Methode der Finiten Elemente beruht. Hierbei wird zunächst das Schwingungsverhalten des Reifens mit Hilfe von detaillierten FE-Modellen untersucht. Die Schwingungsdaten werden dann als Eingangsgrößen in das akustische Modell übernommen. Die Analyse der Schallabstrahlung des Systems erfolgt vorzugsweise mit halbunendlichen Finiten Elementen, da diese, gegenüber Boundary Elementen, deutlich bessere Möglichkeiten bei der Berücksichtigung von Nichtlinearitäten und Inhomogenitäten bieten.

• Iterative Lösung von Außenraumproblemen mit halbunendlichen Finiten Elementen [DAGA 2002 (Bochum)]
  D. Dreyer and O. von Estorff
[A]

Die Finite-Elemente-Methode (FEM) gilt als das bekannteste und meistgenutzte Diskretisierungsverfahren. Trotzdem wurde in der Vergangenheit für spezielle Probleme der akustischen Abstrahlung hauptsächlich die Boundary-Elemente-Methode (BEM) verwendet. Diese ist jedoch zur Simulation von nichtlinearen Vorgängen und zur Berechnung von Fragestellungen direkt im Zeitbereich nicht gut geeignet. Um die weitreichenden Vorteile der FEM auch für die Abstrahlungsrechnungen in der Akustik nutzen zu können, sind spezielle Formulierungen zur Erfüllung der Sommerfeldschen Abstrahlungsbedingung erforderlich. Hier scheint das Konzept der halbunendlichen Finiten Elemente (IFEM) besonders vielversprechend, welches in der jüngsten Vergangenheit ständig weiterentwickelt wurde. Mit der deutlichen Verbesserung der Kondition, die bei den ansonsten erfolgreichen Astley-Leis-IFEM zunächst noch zu unwirtschaftlichen (d.h. sehr großen) Modellen geführt hat, sind die halbunendlichen Elemente nunmehr eine interessante Alternative zu den Boundary Elementen geworden. In diesem Beitrag wird ein robustes, konditions-optimales Astley-Leis Element für 3-dimensionale Abstrahlungsrechnungen vorgestellt. Der Einfluß der Konditionsoptimierung auf den Einsatz iterativer Gleichungslöser wird untersucht. Erste Studien zum Verhalten der optimierten Elemente mit iterativen Lösern, wie z. B. GMRES, BiCGSTAB und QMR werden präsentiert.

• Effiziente Schallabstrahlungsberechnung mit der BEM und interpolierten akustischen Transferfunktionen [DAGA 2003 (Aachen)]
  O. von Estorff and O. Zaleski
[A]

Bei der numerischen Untersuchung akustischer Fragestellungen kommt häufig die Boundary-Elemente-Methode (BEM) zum Einsatz. Sie zeichnet sich durch eine Reihe von Vorteilen aus, zu denen insbesondere die implizite Erfüllung der Sommerfeldschen Abstrahlbedingung und eine im Vergleich zu der akustischen FEM deutlich kleinere Anzahl erforderlicher Freiheitsgrade zählen. Die physikalischen Vorgänge innerhalb eines akustischen Gebietes werden bei der BEM nur durch die Größen auf dessen Berandung beschrieben, so dass die bei der FEM notwendige 3D-Diskretisierung des Gebietes selbst entfällt. Nachteilig in Bezug auf die Anwendung der BEM ist die Tatsache, dass die Matrizen der zu lösenden Gleichungssysteme vollbesetzt und in einigen Fällen auch nicht symmetrisch sind, was eine schnelle Berechnung der BEM-Modelle erheblich erschwert. Methoden zur Steigerung der Effektivität stehen daher bei vielen aktuellen BEM-Entwicklungen im Vordergrund. Ein viel versprechender neuer Ansatz zur Beschleunigung einer BEM-Simulation sind Akustische Transferfunktionen (ATF). Hierbei handelt es sich um frequenzabhängige Übertragungsfunktionen, die einen Zusammenhang zwischen der Oberflächenschnelle einer schallabstrahlenden Struktur und dem Schalldruck in einem Feldpunkt darstellen. Die Vorzüge ihrer Anwendung resultieren grundsätzlich daraus, dass in Modellen mit bekannten ATF die teure BEM-Berechnung für eine beliebige Verteilung der Oberflächenschnelle durch eine Multiplikation zweier Matrizen ersetzt werden kann. In dem gegenwärtigen Beitrag wird eine Vorgehensweise vorgestellt, mit der sich ATF/BEM-Berechnungen deutlich beschleunigen lassen. Sie beruht auf einer Kombination der indirekten BEM mit einer speziellen Formulierung der Quellsimulationstechnik. Das Ergebnis ist ein Interpolationsverfahren, mit dem vor allem die Berechnung größerer Frequenzbereiche deutlich effizienter durchgeführt werden kann. Die vorgeschlagene Vorgehensweise wird anhand von repräsentativen Beispielen erläutert.

• Sound Radiation of a Gear Box Using Acoustic Transfer Functions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz, R.J. May and O. Zaleski
[A]

Measurement techniques combined with numerical methods can be seen as an important step towards an acceleration of the development cycle of vehicles. In particular, by such combinations it is possible to investigate the future performance of a system and to cor-rect weaknesses in a very early design stage. This paper presents an example for the integrated usage of measurements and simulation techniques in order to improve the sound radiation of a gear box. Although the focus is placed on the numerical procedure, the essential input gained by related measurements will be discussed as well. An advanced BEM formulation, rapid re-meshing tools and newly developed Acoustic Transfer Functions (ATF) are used to improve the acoustic behavior of the gear box. It will be shown that the ATFs provide a very efficient way to compute the sound radiation behavior of a vibrating system when several design alternatives need to be investigated. Moreover, the ATF concept will be employed to access directly those parts of the gear box which are responsible for certain maxima of the sound pressure level.

• Hydrodynamic Pressure on Multiple Vertical Cylinders in a Compressible Fluid [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz and O. Zaleski
[A]

The numerical study of the acoustic interaction among several obstacles in a compressible fluid is a challenging task, especially if the amount of interacting bodies is given by a two-digit number. Typical examples of such systems include the tube bundles in heat exchangers, underwater pipelines, arrays of cylinders in seabed offshore structures, and mega-float structures. Due to the complexity of these systems, the standard Finite Element or Boundary Element codes are practically inapplicable. The acoustic pressure and the associated forces on such structure assemblies can effectively be predicted by using the so-called ''exact algebraic method''. The methodology belongs to the group of numerical-analytical methods. The numerical part includes the computation of the so-called diffraction matrices for all members of the assembly and it can be accomplished by using any commercial FE or BE code. The kernel of the method is the solution of the interaction problem which is formulated analytically using an expansion of the wave fields radiated and scattered by each system member into elementary incoming wave components. The total incoming wave and the radiated wave by each member are then combined using diffraction matrices. This yields the final system of linear algebraic equations for the unknown expansion coefficients of the total interaction problem. After a general presentation of the method, some computational examples for the arrays of vertical cylinders in water of constant depth will be presented.

• Practical considerations of the acoustic FEM for higher frequencies [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Petersen, D. Dreyer and O. von Estorff
[A]

The Finite Element Method (FEM) is an indispensable tool in today's simulation tasks. It is at the core of any concept that attempts to reduce time-to-market and/or enforces virtual prototyping in almost every engineering field. However, when simulating time harmonic acoustics using the FEM, an efficient tool for bridging the 'mid-frequency gap' is still missing. The lower frequency range is well covered through element-based methods, like domain- or boundary-integral based formulations. The higher frequency range, in turn, benefits from the development of energy averaging methods. However in between, the mode density is too low to render the high-frequency methods effective, and the FEM suffers with increasing wave number from the so-called pollution effect.

Several approaches exist, that attempt to extend the element-based methods to the mid-frequency range. These generally rely on knowledge-based concepts, i.e. incorporating a-priori-knowledge of the solution into the numerical method itself. However, these concepts appear to still lack sufficient maturity for reliable and stable simulations. In this contribution, a more straightforward approach to tackle the pollution effect is suggested, namely through still relying on the conventional FEM, but including the latest developments and most efficient tools currently available. Studies concerning the best combination of several polynomial shape function families, efficient solvers, and means to suppress pollution are presented.

• Effiziente Finite-Elemente-Methoden zur Lösung der Helmholtzgleichung [DAGA 2005 (München)]
  S. Petersen, O. von Estorff and C. Wenterodt
[A]

Zur Simulation akustischer Probleme werden heutzutage vorwiegend Diskretisierungsmethoden wie die Finite-Elemente-Methode (FEM) eingesetzt. Da jedoch mit wachsender Größe des akustischen Gebietes und mit höher werdender Frequenz auch der Rechenaufwand steigt, verhindern inakzeptable Rechenzeiten in vielen Fällen den praktischen Einsatz der Methode. Insbesondere für Berechnungen im höheren Frequenzbereich ist die Genauigkeit der Finiten Elemente stark von der Ordnung der verwendeten Basispolynome abhängig. Untersuchungen haben hierbei gezeigt, dass Freiheitsgrade, die sich auf interne Elementformfunktionen beziehen, im Allgemeinen einen sehr geringen Anteil an der Lösung haben. Durch Vernachlässigung dieser Freiheitsgrade lässt sich demnach die Größe des resultierenden Systems verringern, ohne dass die Genauigkeit der Lösung nennenswert beeinträchtigt wird. Zur Lösung großer linearer Gleichungssysteme, wie sie bei Untersuchungen mit der FEM auftreten, wurden in den letzten Jahren verstärkt iterative Verfahren verwendet, da sich die Algorithmen relativ einfach auf mehrere Rechner bzw. Prozessoren verteilen lassen. Die Stabilität und die Effizienz dieser Verfahren hängen in erster Linie von der Eigenwertverteilung der resultierenden Systemmatrizen ab. Die FE-Formulierungen zur Lösung der Helmholtzgleichung führen im Allgemeinen zu komplexen und indefiniten Systemmatrizen, was die Konvergenz der iterativen Gleichungslöser stark beeinträchtigt und bei höheren Frequenzen zum Versagen des Lösungsverfahrens führt. Im Rahmen der vorgestellten Arbeit werden zunächst Elemente formuliert die auf nicht-vollständigen Polynomen basieren. Hierbei werden Ansatzpolynome verwendet, die sich besonders günstig auf die Eigenwertverteilung der Systemmatrix auswirken und damit entsprechend effiziente akustische Simulationen ermöglichen. Anschließend werden die neuen Elemente im Zusammenhang mit iterativen Gleichungslösern eingesetzt und das Lösungsverhalten diskutiert.

• Bestimmung der Fernfeldcharakteristik schallabstrahlender Körper mit einem Hybride-Finite-Elemente-Verfahren [DAGA 2005 (München)]
  O. von Estorff, W.-C. von Karstedt and M. Markiewicz
[A]

Bei der Behandlung von Schallabstrahlungsproblemen gilt es, aus den Randbedingungen an der Oberfläche eines Körpers auf die Eigenschaften des von ihm verursachten Schallfeldes zu schließen. Die Multipol-Strahler-Synthese stellt ein bewährtes Verfahren zur Ermittlung der Schallabstrahlung von Körpern dar. Mit einer Multipollösung lässt sich das Schallfeld in sehr effizienter Weise als eine gewichtete Summe exakter Lösungen der Helmholtzgleichung beschreiben. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch in der schlechten Kondition des zu lösenden Gleichungssystems und in der demzufolge aufwändigen Lösung z.B. mit einer Singularwertzerlegung. Als eine Alternative zu den bestehenden Verfahren wird eine Kopplung der Multipol-Strahler-Synthese mit einer Finite-Elemente-Formulierung vorgestellt, bei der nur das Fernfeld mit Multipolen, das Nahfeld jedoch mit FE-Ansätzen beschrieben wird. Auf diese Weise erhält man ein sehr effizientes Verfahren für die Ermittlung der Multipollösung.

• Numerische Simulation von strömungsbedingtem Lärm
  A. Schulze and O. von Estorff
[A]

Umströmungslärm tritt in zahlreichen technischen Anwendungen als negative Begleiterscheinung auf, die es aus Lärmschutzgründen oder zur Steigerung des Komforts zu minimieren gilt. Durch die Reduktion herkömmlicher Geräuschquellen, wie z.B. Motorengeräusche, nimmt der strömungsbedingte Anteil am Gesamt- lärm zu und kann sich sogar zur dominierenden Geräuschquelle entwickeln.

Basierend auf den Erhaltungsgleichungen von Masse, Impuls und Energie lassen sich prinzipiell sowohl das instationäre Strömungsverhalten als auch die Ausbreitung von Druckwellen in der Strömung beschreiben. Eine direkte numerische Simulation ist jedoch aufgrund hoher Unterschiede in den Längen- und Energieskalen des hydrodynamischen und akustischen Feldes äußerst rechenaufwendig. Gegenwärtig scheinen daher vor allem hybride Methoden, die die Disparitäten der verschiedenen Skalen durch Splittung des Lösungsgebietes zu bewältigen versuchen, eine sinnvolle Vorgehensweise zu sein.

Im gegenwärtigen Beitrag wird, dem Ansatz von Shen und Sorensen folgend, das Lösungsgebiet in ein inkompressibles/viskoses hydrodynamisches Feld und in ein kompressibles/nicht viskoses akustisches Feld gesplittet. Die Lösung des akustischen nichtlinearen Gleichungssystems erfolgt mittels eines Finite-Differenzen-Verfahrens. Die Vorgehensweise wird anhand von ausgewählten Beispielen vorgestellt und kritisch diskutiert. Vor allem wird die Genauigkeit der Lösung in Abhängigkeit von der Diskretisierung und verschiedenen anderen Einflussparametern aufgezeigt.

• Numerische Berechnungen in der Akustik: Brauchen wir demnächst keine Messungen mehr? [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  O. von Estorff
[A]

Der Wunsch der Kunden nach besserer Klangqualität, höherem akustischen Komfort und geringerer Belastung durch Lärm zwingt viele Unternehmen dazu, sich ständig nach neuen Möglichkeiten umzusehen, ihre Produkte akustisch zu verbessern. Hierbei werden oftmals auch die numerischen Berechnungsmethoden, mit denen es vielfach möglich ist, Aussagen über die Akustik schon im frühen Entwurfsstadium zu machen, kritisch unter die Lupe genommen. Zu den eingeführten Verfahren gehören die Finite-Elemente-Methode (FEM) und die Boundary-Elemente-Methode (BEM). Doch was leisten diese Verfahren wirklich? Wo liegen ihre Einsatzgrenzen? Brauchen wir zukünftig keine Messungen mehr?

Im Rahmen des Vortrags wird der Einsatz von FEM und BEM für unterschiedlichste Fragestellungen gezeigt und ausführlich diskutiert. Auch neueste Entwicklungen und die erreichbare Genauigkeit der Verfahren werden behandelt. Es zeigt sich, dass vor allem die für ein Modell erforderlichen Eingangsgrößen von signifikanter Bedeutung für die Qualität der Berechnung sind.

• Ein iteratives Verfahren zur Erfassung der reflexionsfreien Schallabstrahlung in den Freiraum [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W.-C. von Karstedt, O. von Estorff and M. Markiewicz
[A]

Schallabstrahlungsprobleme in unendlich ausgedehnten Räumen stellen ein wichtiges Feld im Bereich der numerischen Behandlung akustischer Fragestellungen dar. Neben den Randbedingungen auf der schallabstrahlenden Oberfläche muss bei solchen Fragestellungen die Sommerfeldsche Abstrahlbedingung erfüllt werden, welche eine reflexionsfreie Abstrahlung in den Freiraum sicherstellt. Die am weitesten verbreiteten Verfahren, die diese Randbedingung berücksichtigen, sind die Boundary-Elemente-Methode und die Infinite-Elemente-Methode. Im Falle der Boundary-Elemente-Methode wird die Abstrahlbedingung implizit durch die Greenschen Funktionen erfüllt, während sie bei der Infinite-Elemente-Methode durch die radialen Ansatzfunktionen der Infiniten Elementen berücksichtigt wird. Bei dem vorgestellten Verfahren wird die Sommerfeldbedingung durch iterative Anpassung des Nahfeldproblems an exakte Lösungen im Fernfeld erfüllt. In Verbindung mit einem iterativen Gleichungslöser kann so ein sehr effizientes Verfahren als Alternative zu den oben genannten Methoden realisiert werden.

• Infinite Elemente variabler Ordnung zur Untersuchung akustischer Außenraumprobleme [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Petersen, O. von Estorff and C. Wenterodt
[A]

Zur Untersuchung von akustischen Außenraumproblemen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM), bedarf es spezieller Verfahren, um die Sommerfeldbedingung zu erfüllen. Häufig werden hierfür so genannte Infinite Elemente eingesetzt. Dabei wird die Schallabstrahlungsbedingung in den unendlichen Raum durch spezielle Ansatzfunktionen in radialer (unendlicher) Richtung berücksichtigt. Heutzutage sind verschiedene Infinite-Elemente-Formulierungen verfügbar, wobei die so genannten Astley-Leis Elemente wohl am weitesten verbreitet sind.

Die infiniten Elemente sind so formuliert, dass sich die Ansatzfunktionen mit steigender radialer Ordnung der Fundamentallösung für die Helmholtzgleichung im Außenraum nähern. Bei vielen Problemstellungen, wie beispielsweise Untersuchungen zur Schallabstrahlung schlanker Strukturen, ist eine hohe radiale Ordnung jedoch nur lokal in bestimmten Bereichen der Diskretisierung notwendig. Um die Anzahl der Freiheitsgrade im System zu reduzieren, erscheint es daher sinnvoll, die Ordnung der Infiniten Elemente innerhalb der Diskretisierung zu variieren. Eine derartige Anpassung der Diskretisierung kann dabei mit Hilfe von üblichen (und ggf. modifizierten) Fehlerabschätzungen erfolgen. In dem Beitrag wird ein entsprechendes Berechnungsverfahren vorgestellt und dessen Anwendbarkeit diskutiert.

• Simulation von strömungsinduziertem Lärm mit Hilfe des EIF-Ansatzes [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Schulze and O. von Estorff
[A]

Die direkte numerische Simulation (DNS) von Schallentstehung und -ausbreitung durch Strömungen ist aufgrund hoher Unterschiede in den Längen- und Energieskalen des lärmerzeugenden, hydrodynamischen und strömungsinduzierten akustischen Feldes extrem rechenaufwendig. Alternativ kommen deshalb hybride Verfahren zum Einsatz, die unter vereinfachenden Annahmen eine Splittung des Lösungsgebietes ermöglichen und auf diese Weise die Disparitäten der verschiedenen Skalen zu bewältigen versuchen.

In dem Beitrag wird die ''Expansion about Incompressible Flow'' (EIF) -Methode nach Shen und Sorensen verwendet. Ausgehend von der Lösung des inkompressiblen viskosen Strömungsgebietes (erster Schritt) wird hierbei mittels eines expliziten Finite-Differenzen-Verfahrens das akustische Feld berechnet (zweiter Schritt). Dieses nichtlineare Verfahren wird anhand ausgewählter Beispiele vorgestellt und diskutiert. Insbesondere wird dabei auf den Einfluss der gewählten Diskretisierung und auf den Einsatz eines numerischen Filters zur Stabilisierung des Verfahrens eingegangen.

• Optimierung der Schallabstrahlung eines Pkw-Getriebes [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz, R.J. May and O. Zaleski
[A]

Im Rahmen der Entwicklung von Antrieben spielen deren vibroakustische Eigenschaften eine wichtige Rolle und es kommen vermehrt Berechnungsverfahren zum Einsatz. Dabei wird in vielen Fällen zunächst nur die sich in Folge von Betriebsschwingungen ergebende Schallabstrahlung untersucht und es werden eventuell sinnvolle Änderungen erneut berechnet. In dem hier vorgestellten Beitrag geht es um eine Optimierung der Schallabstrahlung eines Getriebegehäuses. Es wird eine geometrische Form des Getriebegehäuses gesucht, mit der sich die abgestrahlte Schallleistung deutlich verringern lässt. Hierbei sind Ergebnisse vorangegangener Untersuchungen zu berücksichtigen, aus denen sich die kritischen Betriebszustände des zu untersuchenden Getriebes ergeben. Zudem lassen sich diejenigen Bereiche der Gehäuseoberfläche eingrenzen, die den größten Einfluss auf die Schallabstrahlung haben. Es wird ein effizientes Vorgehen vorgestellt, welches auf der Boundary-Elemente-Methode und Verfahren der multidisziplinären Optimierung basiert. Im vorliegenden Fall konnte eine deutliche Verringerung der Schallabstrahlung erreicht werden.

• Ein numerisches Modell zur Untersuchung von Reifen-Fahrbahn-Geräuschen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  O. von Estorff, J. Biermann and S. Petersen
[A]

Im Rahmen der Geräuschreduzierung von Kraftfahrzeugen kommt dem Reifen-Fahrbahngeräusch eine besondere Bedeutung zu. Im Gegensatz zu anderen Schallquellen am Fahrzeug sind hier kaum passiven Maßnahmen möglich, so dass für eine Verringerung der Schallemission die Entwicklung von geräuschoptimierten Reifen und Fahrbahnoberflächen zwingend erforderlich ist. Für eine zielgerichtete und kostengünstig Geräuschoptimierung des Systems Reifen-Fahrbahn ist dabei die Entwicklung von Berechnungsmodellen sinnvoll, die es ermöglichen die Schallabstrahlung für bestimmte Reifen-Fahrbahnkombinationen zu simulieren.

Im Rahmen des gegenwärtigen Beitrags wird ein Berechnungsverfahren vorgestellt, das es ermöglicht, das akustische Verhalten von Reifen-Fahrbahnsystemen mit Hilfe von virtuellen Prototypen zu simulieren. Die Anwendungsmöglichkeiten des Modells werden anhand von numerischen Beispielen mit realitätsnahen Reifenmodellen diskutiert. Ein Schwerpunkt der Simulationen liegt auf der Validierung des vorgestellten Berechnungsmodells. Vergleiche der numerisch ermittelten Schallabstrahlung mit Ergebnissen von entsprechenden Messungen auf dem Trommelprüfstand werden vorgestellt.

• Ein iteratives geometrisches Verfahren zur Berechnung von Schallfeldern im hohen Frequenzbereich [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  O. von Estorff and W.-C. von Karstedt
[A]

Im hohen Frequenzbereich (Wellenlänge kurz gegenüber der Größe des Objektes) stellen geometrische Verfahren derzeit den Standard bei der numerischen Behandlung akustischer Fragestellungen dar. Neben dem ''klassischen Raytracing'', bei dem die Strahlen von einer Punktquelle ausgehend bis zu einem Empfänger (Detektor) verfolgt werden, haben sich in der Vergangenheit auch die Spiegelquellen-Methode und die Beamtracing-Methode durchgesetzt. Ein Nachteil dieser Verfahren besteht jedoch in deren Einschränkung auf durch ebene Teilflächen modellierbare Strukturen. Beim klassischen Raytracing besteht diese Einschränkung nicht. Stattdessen muss bei diesem Verfahren zwischen der Genauigkeit der Pfade und deren unvollständiger Reproduktion abgewogen werden. Denn bei einem zu klein gewählten Detektor kann es vorkommen, dass vorhandene Pfade nicht erkannt werden, während ein zu großer Detektor zu sehr ungenauen oder falschen Pfaden führen kann. In dem gegenwärtigen Beitrag wird eine iterative Erweiterung des klassischen Raytracing Verfahrens vorgestellt die es ermöglicht, die Schallausbreitungspfade für beliebig geformte Objekte mit geringen Aufwand zu bestimmen. Hierbei wird, ausgehend von der Lösung eines klassischen Raytracers, mit Hilfe eines iterativen Algorithmus die gefundenen Schallpfade auf ihre Genauigkeit und Richtigkeit überprüft und gegebenenfalls verbessert oder verworfen. Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, die Anforderungen hinsichtlich der Größe des Detektors und somit der Anzahl der zu überprüfenden Strahlrichtungen der Quelle bei gleicher Anforderung an die Genauigkeit stark zu reduzieren, was zu einem effizienten Phasen-Raytracing-Verfahren führt.

• Numerische Untersuchungen zur Entstehung und Ausbreitung von Schall in einer Kreiselpumpe [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Schulze, O. von Estorff, A. Jantzen and R. Schilling
[A]

Die Geräuschentstehung beim Betrieb von Kreiselpumpen ist sehr komplex und bis heute noch nicht hinreichend bekannt. Basierend auf den Strömungsvorgängen im Inneren der Pumpe erfolgt die Ausbreitung und Abstrahlung des Schalls sowohl durch die Pumpe selbst als auch durch das Fördermedium und die sich anschließenden Rohrleitungen.

Im Rahmen eines gemeinsamen Projektes der TU München und der TU Hamburg-Harburg wurden Möglichkeiten zur Modellierung des strömungsinduzierten Lärms mit Hilfe einer gekoppelten Berechnung aus inkompressibler Strömungslösung und akustischer Analogie untersucht.

In dem gegenwärtigen Beitrag werden erste Ergebnisse der numerischen Simulation von Schallentstehung und -ausbreitung in einer Kreiselpumpe vorgestellt. Aufbauend auf den Ergebnissen einer dreidimensionalen inkompressiblen Strömungssimulation, die mit der Software NS3D der TU München erfolgte, werden zunächst die akustischen Quellterme im Pumpeninneren ermittelt. Anschließend wird mit Hilfe der Boundary-Elemente-Methode (BEM) die Schallausbreitung im Fluid basierend auf der aeroakustischen Analogie nach Lighthill modelliert. Die Ergebnisse aus der gekoppelten Simulation werden mit Messergebnissen verglichen und die Möglichkeiten und Grenzen dieses Vorgehens diskutiert.

• OpenSourceSEA – Projektfortschritt und Verifikationsberechnungen für die Schalltransmission von Sandwichpaneelen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Callsen, O. von Estorff and A. Peiffer
[A]

Aufgrund des großen Interesses von Anwendern und Entwicklern akustischer Berechnungsverfahren an einer offenen Softwareplattform, die es erlaubt gemeinschaftlich SEA basierte Berechnungsalgorithmen zu implementieren und zu nutzen, wurde vor einiger Zeit die Entwicklung des JAVA-Tools OpenSourceSEA initiiert. Aufbauend auf den Ausführungen zur DAGA 2006, bei denen die Grundstruktur der neuen Software aufgezeigt wurde, erfolgt im Rahmen dieses Beitrags die Vorstellung der inzwischen umgesetzten weiteren Berechnungsmöglichkeiten. Ziel ist es zudem, eine Diskussion in Bezug auf zukünftige Weiterentwicklungen anzuregen und Möglichkeiten zur Mitarbeit und Unterstützung des Vorhabens aufzuzeigen. Um die neuen Einsatzmöglichkeiten von OpenSourceSEA sowie die aktuell implementierten Erweiterungen darstellen zu können, werden zunächst die zugrunde liegenden theoretischen Ansätze aufgezeigt, die für die Berechnung von Sandwichstrukturen gewählt wurden. Zudem werden die Berechnungsansätze, die zur Bestimmung der SEA Parameter benötigt werden, vorgestellt. Anhand von Berechnungen realer Sandwichstrukturen, wie sie unter anderem im Flugzeugbau eingesetzt werden, erfolgt abschließend eine Verifikation von OpenSourceSEA mit Hilfe eines kommerziellen SEA-Tools und einem elementbasierten Berechnungsansatz sowie eine Validierung der Ergebnisse durch Messdaten.

• Zum Dispersionseffekt bei der Lösung der Helmholtzgleichung mit gitterfreien Methoden [DAGA 2008 (Dresden)]
  O. von Estorff and C. Wenterodt
[A]

Zur numerischen Lösung akustischer Probleme wird heutzutage häufig die Finite-Elemente-Methode (FEM) eingesetzt. Diese liefert jedoch für hohe Wellenzahlen oft fehlerbehaftete Ergebnisse, die hauptsächlich auf den so genannten Dispersionseffekt zurückzuführen sind.

Eine relativ neue Gruppe numerischer Methoden sind die gitterfreien Verfahren, die im Gegensatz zu der FEM keine Elemente zur Konstruktion der Ansatzfunktionen benötigen. Insbesondere die so genannte ''Element Free Galerkin Method (EFGM)'' wurde bereits auf diverse Problemstellungen angewendet, wobei unter anderem nachgewiesen werden konnte, dass hierbei der Dispersionseffekt im Vergleich zur FEM deutlich verringert ist.

Eine weitere gitterfreie Methode, die ''Radial Point Interpolation Method (RPIM)'', hat gegenüber der EFGM einige Vorteile, unter anderem erfüllen die Ansatzfunktionen der RPIM, im Gegensatz zur EFGM, die Kronecker-Delta-Eigenschaft. Eine Untersuchung zur Anwendbarkeit auf akustische Probleme und insbesondere eine Analyse des Dispersionseffekts wurde jedoch bislang noch nicht durchgeführt.

In dem vorliegenden Beitrag wird die RPIM hinsichtlich ihrer Dispersionseigenschaften untersucht und mit der FEM verglichen. Betrachtet wird dabei der zweidimensionale Fall, wobei eine Variation des Ausbreitungswinkels durchgeführt wird. Es wird gezeigt, dass sich für die RPIM bei gleicher Diskretisierung ein deutlich geringerer Dispersionsfehler als bei der FEM ergibt.

• Simulation des vibroakustischen Verhaltens einer Geige mit Hilfe von Finite-Elemente- und Boundary-Elemente-Methoden [DAGA 2008 (Dresden)]
  K. Hoge, U. Feldmann, W.-C. von Karstedt and O. von Estorff
[A]

Der heutige Geigenbau gründet hauptsächlich auf Tradition und Handwerk, wobei die Meinungsbildung über die Güte eines Instruments vor allem auf subjektive Faktoren zurückzuführen ist. Mit der Entwicklung leistungsfähiger Rechenanlagen und -programme besteht seit einiger Zeit die Möglichkeit, auch numerische Berechnungsmethoden beim Instrumentenbau einzusetzen. Diese ermöglichen schon in einem sehr frühen Entwurfsstadium grundlegende Parameter zu bestimmen und physikalische Zusammenhänge gezielt zu erforschen. In dem gegenwärtigen Beitrag soll die Simulation der vibroakustischen Eigenschaften einer Mustergeige mittels gekoppelter Finite-Elemente- und Boundary-Elemente-Methoden vorgestellt werden. Dabei wird bewusst der Einfluss des Spielers vernachlässigt und an übliche Herangehensweisen der Geigenbauer angeknüpft. Eine gängige Untersuchungsmethode ist die Ermittlung von Übertragungsfunktionen. Als Eingang in das System dienen hier die auf den Steg wirkenden Kräfte (durch Impulshammeranregung des Stegs, sowie Zupf- und Streichanregung der Saiten) und als Ausgangssignal fungiert der Schalldruck an drei Positionen auf einer Kugeloberfläche (Radius 1 m) über dem Stegmittelpunkt. Diese Übertragungsfunktionen wurden sowohl berechnet als auch im Rahmen von Messungen am Institut für Musikinstrumentenbau Zwota, ermittelt. Ziel der Untersuchungen ist es, ein validiertes numerisches Modell zu erarbeiten, mit dem zukünftig die Einflüsse z.B. der verwendeten Materialien, der Vorspannungskräfte oder der Wanddicken effizient untersucht werden können.

• Berücksichtigung unsicherer Eingangsparameter bei der vibro-akustischen FE-Berechnung von Flugzeugkabinenkomponenten [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Lippert and O. von Estorff
[A]

Viele Fragestellungen in der Akustik werden heute mit Hilfe von Diskretisierungsmethoden, wie beispielsweise der Finite-Elemente-Methode (FEM) oder der Boundary-Elemente-Methode (BEM), gelöst. Insbesondere die stetige Weiterentwicklung der Computertechnologie erlaubt dabei die Verwendung immer feinerer und vermeintlich genauerer Modelle. Vielfach unberücksichtigt bleiben dabei jedoch Ungenauigkeiten, die durch die Verwendung unsicherer oder streuender Eingangsdaten entstehen und teilweise zu erheblichen Abweichungen zwischen vorhergesagtem und realem Bauteilverhalten führen. Ein häufiger Grund für ungenaue Eingangsdaten ist die produktionsbedingte Streuung beispielsweise der Werkstoffparameter oder der Bauteilgeometrie. Zusätzlich stehen während der Entwicklung neuer Bauteile oft keine exakten Angaben zu Geometrie und Werkstoffverhalten zur Verfügung.

In dem vorliegenden Beitrag wird beispielhaft an einem Honeycomb-Paneel der Flugzeuginnenraumverkleidung gezeigt, wie trotz schwankender Eingangsgrößen das Schalldämmmaß des Bauteils zuverlässig bestimmt werden kann. In einem ersten Schritt wurde ein gekoppeltes FEM/FEM-Modell des Paneels und einer Empfangskavität in MSC.NASTRAN erzeugt und die mit Unsicherheiten behafteten Eingangsparameter definiert (E-Modul der Deckschicht, Wabenkerndicke, Lackschichtdicke und Dämpfung). Aufgrund der Anzahl der Parameter und der hohen Rechenzeit des Modells ist eine Auswertung mit der weitverbreiteten stochastischen Monte-Carlo-Methode nur noch schwer möglich. Stattdessen wurde die auf der Fuzzy-Arithmetik basierende Transformationsmethode verwendet, um Aussagen über die Streuung des Schalldämmmaßes des Bauteils und die Sensitivitäten der einzelnen Parameter zu erhalten.

• Zur numerischen Vorhersage des Zuschlaggeräusches einer Fahrzeugtür [DAGA 2008 (Dresden)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz, L. Miranda and O. Zaleski
[A]

Eine besondere Herausforderung im Hinblick auf die Simulation vibroakustischer Fragestellungen ist seit einiger Zeit die Erstellung von Modellen, die - neben der Ergebnissauswertung im Frequenz- und Zeitbereich - auch das Hörbarmachen des Berechnungsergebnisses in Form eines möglichst realitätsgetreuen Geräusches ermöglichen. Ein solches Modell ist dann besonders anspruchsvoll, wenn neben der impulsartigen Strukturanregung auch die akustischen Eigenschaften einer geschlossenen Kavität, z.B. eines Fahrzeuginnenraumes, zu berücksichtigen sind. Von Bedeutung ist auch das zum Einsatz kommende Berechnungsverfahren. Es muss die für die Schallentstehung und -übertragung wesentlichen Effekte ausreichend genau erfassen, eine effiziente Datenübertragung zwischen einzelnen Teilmodellen sicherstellen und den Einsatz von zum Teil messtechnisch ermittelten Modellparameter erlauben. Im gegenwärtigen Beitrag werden Berechnungsmodelle erläutert, die zur Berechnung und zwecks Hörbarmachen des Geräusches einer ins Schloss fallenden Fahrzeugtür zum Einsatz kommen können. Bei der vorgeschlagenen Modellierung werden eine Mehrkörpersimulation und eine Schallfeldberechung mit der FEM im Zeitbereich kombiniert. Erste Ergebnisse, die mittels LMS Virtual.Lab in Kombination mit speziell entwickelten Matlab-Routinen berechnet wurden, werden vorgestellt und diskutiert.

• Schalltransmissionsalgorithmen für gekrümmte Strukturen in OpenSourceSEA [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Callsen and O. von Estorff
[A]

OpenSourceSEA wurde im Jahre 2005 als offene Softwareplattform für die Implementierung von Problemstellungen der Akustik initiiert. Maßgebende Entwicklungsschritte erfolgen seither in enger Zusammenarbeit zwischen der TU Hamburg-Harburg und der EADS Ottobrunn. Bereits existierende Module der Software ermöglichen u. a. die Erstellung von SEA-Schalltransmissionsmodellen für ebene Paneele. Hierbei können Materialgesetze sowohl für einen isotropen Aufbau als auch für Laminat- und Sandwichstrukturen beschrieben werden.

Insbesondere im Flugzeugbau treten jedoch vielfach Strukturen mit gekrümmter Gestalt und großen räumlichen Abmessungen auf. Im Rahmen dieses Beitrags wird die Entwicklung von SEA-Subsystemen diskutiert, die einfachgekrümmte und vollzylindrische Schalenelemente darstellen und zur Erstellung von Schalltransmissionsmodellen genutzt werden können. Dabei wurden in einem ersten Schritt die für die SEA relevanten Struktureigenschaften, welche durch die Parameter Wellenzahl und Bandmodenzahlen von Scherwellen, Longitudinalwellen und Biegewellen gegeben sind, implementiert. In einem zweiten Schritt erfolgte dann die Einführung der Kopplungsverlustfaktoren für die Beschreibung von massedominierten sowie resonanten Transmissionspfaden. Abschließend wurde eine Verifikation der in OpenSourceSEA eingebrachten physikalischen Beziehungen anhand von Berechnungsergebnissen für Schalltransmissionsmodelle vorgenommen, wobei die kommerzielle Software AutoSEA zum Einsatz kam.

von Gablenz, P.

• Der erste Psychoakustiker: Gustav Theodor Fechner, 1801-1887 [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. von Gablenz and M. Blau
[A]

Gustav Theodor Fechner (1801-1887) zählte zu den vielseitigsten und publizistisch aktivsten deutschen Gelehrten des 19. Jahrhunderts. Dem wissenschaftlichen Experiment und dem philosophischen Räsonnement gleichermaßen zugewandt, eröffnete Fechner mit seinen Arbeiten zum Zusammenhang von physikalisch beschreibbaren Reizen und menschlicher Empfindung ein neues Forschungsfeld: die Psychophysik. Es war Fechners wesentliche Leistung, zur zündenden Idee auch ein methodologisch reflektiertes Grundsatzprogramm zu formulieren, das in seinem Kern bis heute Bestand hat.

Mit einfachsten Experimentalaufbauten und teils sehr umfangreichen Versuchsreihen bewies Fechner für verschiedene Sinneswahrnehmungen die Gültigkeit des Weber-Fechnerschen Gesetzes, d.h. die logarithmische Beziehung von Empfindungsstärke und Reizintensität. Fechner unternahm Experimente zur Lautheitswahrnehmung mit einem eigens konstruierten Schallpendel, beschäftigte sich mit der vermuteten Lateralisierung der Lautheitswahrnehmung und suchte nach einer Formel, die Lautheit in Abhängigkeit von Frequenz und Schwingungsamplitude einer angeschlagenen Saite beschreibt.

Der Begründer der Psychophysik arbeitete die längste Zeit seines Lebens als klassischer Stubengelehrter, verfügte jedoch in der Universitätsstadt Leipzig über ein tragfähiges und inspirierendes wissenschaftliches Netzwerk. Der Beitrag versucht die Schwerpunkte der Forschungen Fechners in einem wissenschaftshistorischen Rückblick und - ergänzend - vor dem Hintergrund der Lebens- und Arbeitsbedingungen dieses Ausnahmewissenschaftlers zu skizzieren.

von Heesen, W.

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

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

• Abnormale tonale Geräusche bei Axialventilatoren [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. von Heesen
[A]

Auf der DAGA'92 wurde über abnormale tonale Störgeräusche bei Axialventilatoren berichtet [1], deren Pegel um mehr als 20 dB über den Drehklangpegeln liegen und die bei bestimmten Betriebszuständen des Ventilators auftreten. Diese Geräusche können mit der klassischen Theorie der Geräuscherzeugung bei Axialventilatoren nicht erklärt werden; der Erzeugungsmechanismus war zum damaligen Zeitpunkt unbekannt. Inzwischen ist im Rahmen eines Forschungsprojektes [2] die physikalische Natur des Erzeugungsmechanismus' aufgeklärt. Die Störgeräusche entstehen durch periodische Wirbelablösung an den Leitschaufelhinterkanten, die auf eine Azimutalmode des Kanals synchronisiert sind. Es wird über Messungen zur Identifizierung des Geräuscherzeugungsmechanismus und über Maßnahmen zur Beseitigung der Störgeräusche berichtet. [1] W. von Heesen, Nicht-drehklangbezogene tonale Störgeräusche bei Ventilatoren, DAGA'92 [2] W. von Heesen, Abschlußbericht zum Forschungsvorhaben AiF 10047

• Aktive Verminderung tieffrequenter Strahlpulsationen an Freistrahlwindkanälen [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. von Heesen, G. Wickern and S. Wallmann
[A]

Tieffrequente Strahlpulsationen sind eine unerwünschte Eigenschaft vieler Freistrahl-Windkanäle. Die Modulation der Strahlgeschwindigkeit verfälscht die aerodynamischen und die akustischen Messungen. Üblicherweise werden die Kanalpulsationen durch soganannte ''Seiferth-Flügel'' an der Düse vermieden, die die großvolumigen Wirbelstrukturen der Strahlgrenzschicht zerstören. Für aeroakustische Windkanäle sind Seiferth-Flügel jedoch unakzeptabel, da sie hochfrequente Störgeräusche erzeugen. Es werden experimentelle Untersuchungen über die Ursache der Pulsationen vorgestellt. An einem 1:20-Modell des neuen Aeroakustik Windkanals der Audi AG wurde ein neuartiges aktives System erprobt, das die Strahlinstabilitäten beseitigt, ohne zusätzliche Störgeräusche zu produzieren. Aufgrund der Erfahrungen mit dem Modellkanal wurde der 1:1-Kanal bei Audi mit einem aktiven System ausgerüstet. Dieses System ermöglicht zuverlässige aerodynamische und aeroakustische Messungen über den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Kanals.

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

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

• Drehklangarme Axialventilatoren durch Optimierung konstruktiver Parameter
  W. von Heesen
[A]

Das Betriebsgeräusch von Axialventilatoren wird dominiert von ausgeprägten harmonischen Einzeltönen, die durch Interferenz zwischen den rotierenden Laufschaufeln und den ortsfesten Leitschaufeln verursacht werden (interaction noise). Die Drehklangkomponenten breiten sich in angeschlossenen zylindrischen Rohrleitungen in Form von sogenannten 'spinning modes' aus. Durch geeignete Wahl der Parameter Laufschaufelzahl, Leitschaufelzahl, Drehzahl und Kanaldurchmesser ist es möglich, die Cuton-Frequenz der vom Ventilator erzeugten Moden über die Signalfrequenz zu heben. In diesem Fall wird die Schallenergie mit zunehmendem Abstand vom Ventilator exponentiell gedämpft. Die grundlegende Theorie wird kurz dargestellt und es wird ein Optimierungsverfahren beschrieben. Anhand eines Versuchsventilators wird das Verfahren experimentell verifiziert. Dabei werden durch geringfügige Drehzahländerungen Pegelminderungen von 20 dB beim Drehklanggrundton und 15 dB beim ersten Oberton erreicht. Darüberhinaus wird die Wirksamkeit des Verfahrens an weiteren Beispielen aus der Praxis gezeigt. Bei einem großen Industrieventilator mit einer Antriebsleistung von 2,3 MW und einem Laufraddurchmesser 2,9 m wurde durch geeignete Wahl der Laufschaufelzahl eine Minderung des Drehklanggrundtons bei 100 Hz um mehr als 40 dB erreicht.

• Schallmessungen in Strömungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. von Heesen
[A]

Mikrofone sind Druckempfänger. Sie wandeln den an der Mikrofonmembran herrschenden Wechseldruck in eine elektrische Wechselspannung um. Befindet sich das Mikrofon in einer Strömung, so treten zwei Phänomene auf, die die Schallmessung verfälschen. (1) Durch die Umströmung des Mikrofons entsteht der sogenannte ''self-noise''. Das Mikrofon stellt einen Störkörper in der Strömung dar, an dem sich Wirbel ablösen. Diese Wirbel erzeugen Druckschwankungen, die vom Mikrofon gemessen werden. (2) In der freien Strömung sind in der Regel Turbulenzen vorhanden, die sich als Schwankungen des Drucks und der Strömungsgeschwindigkeit manifestieren. Diese werden gleichfalls vom Mikrofon gemessen. Die Verfälschung von Schallmessungen in Strömungen kann durch verschiedene Mikrofonvorsätze vermindert werden. Übliche Mikrofonvorsätze sind Nasenkonus, Windschirme aus offenporigem Schaumstoff oder die Schlitzrohrsonde nach ISO 5136. Letztere hat einen signifikanten Einfluss auf den Frequenzgang des Mikrofons und erfordert eine entsprechende Korrektur. Es wird über Praxiserfahrungen mit den verschiedenen Mikrofonvorsätzen berichtet. Der Schwerpunkt liegt auf der Beschreibung der Eigenschaften der Schlitzrohrsonde. Es wird ein Verfahren zur Trennung der von Strömungsturbulenzen und von Schall verursachten Drucksschwankungen beschrieben.

von Hofe, R.

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

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

von Karstedt, W.-C.

• Bestimmung der Fernfeldcharakteristik schallabstrahlender Körper mit einem Hybride-Finite-Elemente-Verfahren [DAGA 2005 (München)]
  O. von Estorff, W.-C. von Karstedt and M. Markiewicz
[A]

Bei der Behandlung von Schallabstrahlungsproblemen gilt es, aus den Randbedingungen an der Oberfläche eines Körpers auf die Eigenschaften des von ihm verursachten Schallfeldes zu schließen. Die Multipol-Strahler-Synthese stellt ein bewährtes Verfahren zur Ermittlung der Schallabstrahlung von Körpern dar. Mit einer Multipollösung lässt sich das Schallfeld in sehr effizienter Weise als eine gewichtete Summe exakter Lösungen der Helmholtzgleichung beschreiben. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch in der schlechten Kondition des zu lösenden Gleichungssystems und in der demzufolge aufwändigen Lösung z.B. mit einer Singularwertzerlegung. Als eine Alternative zu den bestehenden Verfahren wird eine Kopplung der Multipol-Strahler-Synthese mit einer Finite-Elemente-Formulierung vorgestellt, bei der nur das Fernfeld mit Multipolen, das Nahfeld jedoch mit FE-Ansätzen beschrieben wird. Auf diese Weise erhält man ein sehr effizientes Verfahren für die Ermittlung der Multipollösung.

• Ein iteratives Verfahren zur Erfassung der reflexionsfreien Schallabstrahlung in den Freiraum [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W.-C. von Karstedt, O. von Estorff and M. Markiewicz
[A]

Schallabstrahlungsprobleme in unendlich ausgedehnten Räumen stellen ein wichtiges Feld im Bereich der numerischen Behandlung akustischer Fragestellungen dar. Neben den Randbedingungen auf der schallabstrahlenden Oberfläche muss bei solchen Fragestellungen die Sommerfeldsche Abstrahlbedingung erfüllt werden, welche eine reflexionsfreie Abstrahlung in den Freiraum sicherstellt. Die am weitesten verbreiteten Verfahren, die diese Randbedingung berücksichtigen, sind die Boundary-Elemente-Methode und die Infinite-Elemente-Methode. Im Falle der Boundary-Elemente-Methode wird die Abstrahlbedingung implizit durch die Greenschen Funktionen erfüllt, während sie bei der Infinite-Elemente-Methode durch die radialen Ansatzfunktionen der Infiniten Elementen berücksichtigt wird. Bei dem vorgestellten Verfahren wird die Sommerfeldbedingung durch iterative Anpassung des Nahfeldproblems an exakte Lösungen im Fernfeld erfüllt. In Verbindung mit einem iterativen Gleichungslöser kann so ein sehr effizientes Verfahren als Alternative zu den oben genannten Methoden realisiert werden.

• Ein iteratives geometrisches Verfahren zur Berechnung von Schallfeldern im hohen Frequenzbereich [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  O. von Estorff and W.-C. von Karstedt
[A]

Im hohen Frequenzbereich (Wellenlänge kurz gegenüber der Größe des Objektes) stellen geometrische Verfahren derzeit den Standard bei der numerischen Behandlung akustischer Fragestellungen dar. Neben dem ''klassischen Raytracing'', bei dem die Strahlen von einer Punktquelle ausgehend bis zu einem Empfänger (Detektor) verfolgt werden, haben sich in der Vergangenheit auch die Spiegelquellen-Methode und die Beamtracing-Methode durchgesetzt. Ein Nachteil dieser Verfahren besteht jedoch in deren Einschränkung auf durch ebene Teilflächen modellierbare Strukturen. Beim klassischen Raytracing besteht diese Einschränkung nicht. Stattdessen muss bei diesem Verfahren zwischen der Genauigkeit der Pfade und deren unvollständiger Reproduktion abgewogen werden. Denn bei einem zu klein gewählten Detektor kann es vorkommen, dass vorhandene Pfade nicht erkannt werden, während ein zu großer Detektor zu sehr ungenauen oder falschen Pfaden führen kann. In dem gegenwärtigen Beitrag wird eine iterative Erweiterung des klassischen Raytracing Verfahrens vorgestellt die es ermöglicht, die Schallausbreitungspfade für beliebig geformte Objekte mit geringen Aufwand zu bestimmen. Hierbei wird, ausgehend von der Lösung eines klassischen Raytracers, mit Hilfe eines iterativen Algorithmus die gefundenen Schallpfade auf ihre Genauigkeit und Richtigkeit überprüft und gegebenenfalls verbessert oder verworfen. Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, die Anforderungen hinsichtlich der Größe des Detektors und somit der Anzahl der zu überprüfenden Strahlrichtungen der Quelle bei gleicher Anforderung an die Genauigkeit stark zu reduzieren, was zu einem effizienten Phasen-Raytracing-Verfahren führt.

• ECircus: Spoken Interaction of Autonomous Agents in Educational Virtual Environments
  C. Weiss, W.-C. von Karstedt, A. Paiva and E. Andre
[A]

ECircus is an ongoing interdisciplinary EU-project focusing on novel conceptual models and innovative technology to support social and emotional learning through role-play and affective engagement for Personal and Social Education. Main aspects are to create a virtual environment for emotional and social learning focusing on the domains of bullying and refugee integration.

This paper describes our work integrating automatic speech generation into an virtual enviroment where autonoumous agents are enabled to interact by natural spoken language. As we are adressing an elementary school environment one specification of the generated voice was building an age-corresponding young school kids voice. The second specification adresses building a low-ressource speech generatipon system which is capable to run on older school computers but is still fast enough in response time to guaranty a fluent conversation between the agents. Third requirement was including audio-visual synchronisation with the agents.

The article focus problems arising in building unit-selection based childs' voice TTS and shows alternative methods to childs voice recording by deploying voice transformation methods. Furthermore we describe the speech generation system itself and point out possible implementation issues in building non-controlled speech interaction in virtual environments.

• Simulation des vibroakustischen Verhaltens einer Geige mit Hilfe von Finite-Elemente- und Boundary-Elemente-Methoden [DAGA 2008 (Dresden)]
  K. Hoge, U. Feldmann, W.-C. von Karstedt and O. von Estorff
[A]

Der heutige Geigenbau gründet hauptsächlich auf Tradition und Handwerk, wobei die Meinungsbildung über die Güte eines Instruments vor allem auf subjektive Faktoren zurückzuführen ist. Mit der Entwicklung leistungsfähiger Rechenanlagen und -programme besteht seit einiger Zeit die Möglichkeit, auch numerische Berechnungsmethoden beim Instrumentenbau einzusetzen. Diese ermöglichen schon in einem sehr frühen Entwurfsstadium grundlegende Parameter zu bestimmen und physikalische Zusammenhänge gezielt zu erforschen. In dem gegenwärtigen Beitrag soll die Simulation der vibroakustischen Eigenschaften einer Mustergeige mittels gekoppelter Finite-Elemente- und Boundary-Elemente-Methoden vorgestellt werden. Dabei wird bewusst der Einfluss des Spielers vernachlässigt und an übliche Herangehensweisen der Geigenbauer angeknüpft. Eine gängige Untersuchungsmethode ist die Ermittlung von Übertragungsfunktionen. Als Eingang in das System dienen hier die auf den Steg wirkenden Kräfte (durch Impulshammeranregung des Stegs, sowie Zupf- und Streichanregung der Saiten) und als Ausgangssignal fungiert der Schalldruck an drei Positionen auf einer Kugeloberfläche (Radius 1 m) über dem Stegmittelpunkt. Diese Übertragungsfunktionen wurden sowohl berechnet als auch im Rahmen von Messungen am Institut für Musikinstrumentenbau Zwota, ermittelt. Ziel der Untersuchungen ist es, ein validiertes numerisches Modell zu erarbeiten, mit dem zukünftig die Einflüsse z.B. der verwendeten Materialien, der Vorspannungskräfte oder der Wanddicken effizient untersucht werden können.

von Schickfus, M.

• Ein hochempfindliches Viskosimeter auf Basis akustischer Oberflächenwellen-Bauteile [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Wagner, S. Wilms, P. von Bülow and M. von Schickfus
[A]

In der vorliegenden Arbeit präsentieren wir ein hochempfindliches Sensorsystem auf Basis von Oberflächenwellen-Bauelementen zur Bestimmung der Viskosität von Flüssigkeiten, insbesondere von Schmierstoffen. Als Sensoren werden induktiv gekoppelte, horizontal-polarisierte LiTaO3 OFW-Bauteile beschichtet mit etwa 1m SiO2 verwendet. Der Einsatz von induktiv gekoppelten Bauteilen ist gerade für die Flüssigkeitssensorik von großem Vorteil, da diese Bauteile keine Bondverbindungen besitzen und somit sehr einfach mit der Flüssigkeit belegt werden können. Desweiteren erlaubt die einfach durchzuführende Reinigung der Bauteile eine nahezu unbegrenzte Wiederverwendung. Die Mittenfrequenzen liegen bei 80 MHz, 247 MHz bzw. 433 MHz. Die Bestimmung der Viskosität basiert allein auf der Messung der Einfügungsdämpfung des Sensors. Dies hat den Vorteil, dass störende Temperaturfluktuationen weit weniger ins Gewicht fallen als bei der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit. Als Testsubstanzen wurden verschiedene Polyalphaolefine, ein Grundmaterial für synthetische Schmierstoffe, wie auch kommerzielle Motorenöle verwendet. Zur Variierung der Viskosität der Testzubstanzen wurden Messungen bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt und mit Eichmessungen eines Kapillarviskosimeters verglichen. Die aus störungstheoretischen Überlegungen vorausgesagte wurzelförmige Abhängigkeit des Produkts aus dynamischer Viskosität und Dichte einer newtonschen Flüssigkeit konnte sehr gut bestätigt werden. Des weiteren wurden auch Messungen mit maxwellschen Flüssigkeiten durchgeführt. Auch hier konnten die theoretischen Überlegungen unter Berücksichtigung der Schersteifigkeit der Testsubstanzen experimentell bestätigt werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt im Nachweis von Additiven. Wird die Sensoroberfläche mit einem speziellen Film beschichtet, der spezifische Wechsewirkungen mit einem Additiv eingehen kann, so läßt sich dieser Stoff aus der Sensorreaktion detektieren. So haben Messungen gezeigt, dass sich mit dem Sensorsystem z.B. Haftvermittler nachweisen lassen.

• Medizinische Diagnostik mit Oberflächenwellen-Bauteilen zur Bestimmung von Antigen–Antikörper-Reaktionen [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Rupp, M. von Schickfus, A. Priebe, D. Enders and A. Pucci
[A]

Für Nachweis und Analyse von krankheitsspezifischen Antikörpern in Blut oder Plasma für die Diagnostik werden Sensoren benötigt, die kleinste Mengen dieser Antikörper, im g-Bereich quantitativ nachweisen können. Hierbei zeichnet sich besonders die Verwendung von Oberflächenwellensensoren aus. Zur Führung der Oberflächenwelle wird ein neues Beschichtungsmaterial ein sogenanntes Spin-On-Glas [SPO-Glas] verwendet, das aus seiner Verwendung als Dielektrikum in der Halbleiterindustrie bekannt ist. Da das SPO-Glas wie Fotolack aufgebracht wird, ist seine Handhabung sehr einfach und damit kostengünstig. Es ermöglicht durch seine Wellenführungseigenschaften eine Optimierung der Sensitivität des Sensors durch einfache Dickenvariation der wellenführenden Schicht. Desweiteren schützt es die induktiv gekoppelten Schallwandler vor chemisch nicht allzu aggressiven Medien. Die chemische Ankopplungsmethode von Antikörpern auf der Sensoroberfläche wird durch ein neues Immobilisierungsverfahren ermöglicht, bei dem ein Polymer Verwendung findet, das bei der Papierherstellung eingesetzt wird. Dieses Polymer besitzt die Eigenschaft, Sensorreaktionen die mit der Anlagerung von unspezifischen Antikörpern, Zellen oder Fremdproteinen verbunden sind zu verhindern. Die Reproduzierbarkeit der einzelnen Messergebnisse und die Menge der gebundenen Antikörper wird durch das verwendetete Immobilisierungspolymer stark erhöht.

von Sivers, R.

• Akustikingenieure im Spannungsfeld der Gesamtfahrzeugentwicklung
  R. von Sivers
[A]

In den vergangenen 20 Jahren sind durch die gestiegenen Kundenwünsche nach verbessertem Schwingungs- und Geräuschkomfort, einen interessanten Soundeindruck vom Fahrzeug sowohl innen als auch außen, bis hin zur perfekten akustischen Qualität, sowie aufgrund der weltweiten schärferen Verkehrsgeräuschgrenzwerte sind die Aufgaben der Akustikingenieure deutlich gewachsen. Heute ist die Erreichung der schwingungstechnisch - akustischen Gesamtfahrzeugziele oberstes Gebot. Der Akustikingenieur ist in den Fahrzeugentwicklungsprozess dazu über die Baureihe eng und eigenverantwortlich eingebunden, um neben dem akustischen Fahrzeugverhalten und hinsichtlich der Gewicht/ Kosten/ Package/ Prozesssicherheit die gesteckten Entwicklungsziele zu erreichen. Im Entwicklungsalltag wird der Akustiker so zum Allrounder mit tieferem Physikwissen, EDV- und Meßsystemkenntnissen, Prozessverständnis, Teamplayerfähigkeiten und Gesamtfahrzeug - Beurteiler mit Mechanik - Knowhow. Bei dieser Herausforderung helfen ihm die verbesserten, vielkanaligen Computersysteme zur Identifizierung schwingungstechnischer Phänomene und Abhängigkeiten. Die genauer werdenden CAX-Möglichkeiten und Vorhersagen erlauben dabei heute schon Konzeptbewertungen im immer höheren Frequenzbereich im frühen Entwicklungsprozess. Durch diese CAX - Vorhersagen und begleitende Prinzipuntersuchungen im Vorfeld an so genannten Aggregateträgern beeinflusst der Akustikingenieur Karosseriestrukturauslegungen, packagerelevante Außenkonturen und viele Lagerungskonzepte von Achsen, Aggregaten und Schalldämpferanlagen mit. Sein Engagement trägt entscheidend mit dazu bei, ob der Kunde mit dem erworbenen Fahrzeug ''nur'' von Ort A nach Ort B fährt, oder seine fünf Sinne ihm positiv reizvolles signalisieren. Die Ohren, das Gespür, die Augen, ja der ganze Körper fährt schließlich mit, - der Akustikingeieur ist gefordert.

von Türckheim, F.

• Parametrisches Multipeak-Filtersystem als Grundlage für neue Klangästhetik-Studien an virtuellen Streichinstrumenten [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. von Türckheim and R. Mores
[A]

In diesem Beitrag wird das Konzept eines parametrischen Multipeak-Filtersystems vorgestellt, anhand dessen weiterführende Studien an einer virtuellen Violine in Echtzeit durchgeführt werden sollen. Die vielfältigen Ansätze elektronischer Streichinstrumente nach dem Stand der Technik verfolgen in der Regel entweder möglichst genaue physikalische Abbildungen bei hohem Rechenaufwand oder Echtzeitfähigkeit bei bescheidenerem klangästhetischen Anspruch. Hier wird dagegen der Ansatz verfolgt, dass der Klang nicht allein dem Instrument geschuldet ist sondern dass er vielmehr das Ergebnis einer differenzierten Arbeit des Musikers am Instrument darstellt. Welche akustischen Eigenschaften oder Modulationsfähigkeiten muss letzteres also besitzen, um die technischen und interpretatorischen Feinheiten umsetzen zu können? Ein virtuelles Instrument, das auf diese tongestalterische Feinarbeit des Musikers reagiert, kann dann später auf klangliche und spielbeeinflussende Charakteristika untersucht werden. Ausgangspunkt ist eine stumme Geige mit einem nachgeschaltetem virtuellen Resonanzprofil, welches sich an hochwertigen natürlichen Instrumenten orientiert. Das Konzept des hier diskutierten Filterdesigns bietet einen Ansatz für die widersprüchlichen Forderungen nach komplexem, reichhaltigem Klang einerseits und geringster Latenzzeit andererseits. Einen Beitrag leistet hierbei - neben allgemein gültigen systemtheoretischen Entwurfsverfahren für eine effiziente, echtzeitfähige Implementierung - die Irrelevanzreduktion nach bekannten psychoakustischen Kriterien.

von Wedel, H.

• Modellierung verschiedener Meßverfahren zur Erfassung der Ordnungsschwelle [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Meister, H. Klüser, M. Walger and H. von Wedel
[A]

Die Ordnungsschwelle (OS) beschreibt den zeitlichen Abstand zweier Sinnesreize, die mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit hinsichtlich ihres Auftretens erkannt und in eine Reihenfolge gebracht werden können. Sie wird als Diagnoseverfahren im Rahmen zentral auditiver Verarbeitungsstörungen genannt, bezüglich ihrer Ergebnisse und Aussagefähigkeit jedoch kontrovers diskutiert. Ein wichtiger Grund hierfür kann darin zu suchen sein, daß sehr unterschiedliche Meßverfahren zum Einsatz kommen, die z.T. aus theoretischen Gründen (z.B. Konvergenz auf verschiedene Richtig-Antwortwahrscheinlichkeiten) voneinander abweichende Ergebnisse produzieren. Eine Reihe von in der Literatur beschriebenen Methoden zur Erfassung der OS wurde systematisch untersucht. Hierbei wurden die Verfahren mittels Monte-Carlo-Simulationen modelliert und die Ergebnisse miteinander verglichen. Es wurde besonderes Augenmerk auf die Abweichung vom theoretischen Zielwert (''Bias'') und die Genauigkeit der Methoden gelegt. Auch hinsichtlich der Effizienz der Verfahren konnten Aussagen getroffen werden. Es zeigte sich, daß einige Verfahren einen deutlichen positiven oder negativen Bias aufwiesen. Ebenfalls war teilweise eine hohe Streuung der Ergebnisse und somit eine niedrige Genauigkeit der Meßmethoden zu beobachten. Es konnte festgestellt werden, daß einfache adaptive 2AFC 2- oder 3-Schritt-Algorithmen bzw. gewichtete adaptive Verfahren bei geeigneter Parameterwahl und Auswertung der Ergebnisse eine valide Messung der Ordnungsschwelle erlaubten, während andere der angewendeten Methoden nicht sehr geeignet erschienen. Mit einem der validierten Verfahren wurden zusätzlich empirische Untersuchungen mit normalhörenden Probanden durchgeführt, wobei sich - bei niedriger intraindividueller - eine hohe interindividuelle Streuung der OS-Werte im Bereich von 20 bis 100 ms zeigte.

• Speech processing in noise for cochlear implants using a modified channel picking strategy [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Meister, M. Walger and H. von Wedel
[A]

Speech perception in noise is a crucial problem for hearing impaired persons. Modern conventional hearing aids offer various techniques, such as beamforming or one-microphone noise suppression methods. These techniques are not established in cochlear implants (CI). Commercially available CIs have up to 22 channels or electrodes, respectively. Various processing strategies such as CIS or SPEAK are used. Since not all of the electrodes must be stimulated at the same time in order to yield optimum speech intelligibility, channel picking strategies choosing a limited number of electrodes are applied.

The presentation describes an approach towards speech processing in cochlear implants based on a modified channel picking strategy. The experiments were conducted using a simulation of the signal processing of cochlear implants and were performed with normal hearing subjects. The stimulation of the cochlea via electrodes was modelled with amplitude-modulated sinusoidal carriers of constant frequencies representing a 20 channel CI. Thus, the technique is comparable to methods described by McAulay and Quatiery, also referred to as MQ-models. The rationale behind testing the signal processing with normal hearing subjects is that performance of implanted patients depends on various parameters and commonly shows large interindividual scatter.

The experiments were conducted with several noise-signals (narrow band, speech-like) and various signal-to-noise ratios. It turned out that the modified strategy reveals improvement of speech intelligibility for narrow-band noises and unfavourable SNRs. Since the method reveals further potential for improvement it might be promising for enhancing speech perception in cochlear implants. Refinement of the strategy and evaluation with CI users is subject to subsequent studies.

• Der Einfluss von Kompressionsparametern auf das Richtungshören in der horizontalen Ebene [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Musa Shufani, M. Walger, H. von Wedel and H. Meister
[A]

The perception of the direction of sounds depends on several parameters, such as interaural time differences (ITD) and interaural level differences (ILD). In order to restore loudness perception a dynamic compression is installed in nonlinear hearing aids. Since compression alters the signal levels presented to both ears, influences on directional hearing are possible.

The effects of compression time constants and compression ratios were examined using a hearing aid simulator based on a digital signal processor (Motorola DSP 56009 AVM). The two audio-channels of the DSP simulate bilateral hearing aid provision. The acoustic stimuli were generated via soundcard and processed by the DSP using different compression parameters (compression ratios of 3:1 and 8:1, attack time constants of 2, 20, and 200 ms). Release time was held constant at 500 ms.

Measurements with normal hearing subjects revealed decreased lateralisation when ILDs were used as cues whilst no effect occurred when applying ITDs. This held true for high compression ratios and short attack times and can be explained with the altered amplitudes of the signals.

In an additional investigation, the position of a sound source was simulated using head-related transfer functions (HRTF), thus considering ILDs and ITDs simultaneously. HRTFs from -60 to +60 deg. with steps of 15 deg. were considered. Again, the ability to localise sounds was decreased with increasing compression ratio and shorter attack time constants mainly due to the effect on the ILDs.

The presentation shows the results of the various experiments and discusses outcomes gained with hearing impaired subjects.

von Wichert, P.

• Die Wavelet-Transformation zur Analyse von Lungengeräuschen bei Pneumonie-Patienten [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  V. Gross, P. Fachinger, M. Fröhlich, J. Sulzer, T. Penzel and P. von Wichert
[A]

Bronchial-breathing sounds often contain important diagnostic information. A simple method has been developed to extract a parameter from lung-sound recordings that could determine the probability of a developing pneumonia from the detection of bronchial sound patterns at standardised air flow. The lung sounds of 12 patients with one-sided pneumonia were recorded. The exact position of the patient's microphones was chosen by ordinary auscultation based on sufficient sound intensity. A symmetric position to the median-sagital plane was kept in all cases as there own control. All sound signals as well as the airflow were digitally recorded. The respiratory signals were analysed by a discrete wavelet transformation (MATLAB 5.3). The coefficients of the frequency band: 345-690 Hz were computed for each respiratory cycle. We integrated the coefficients over the same time-span inspiratory and expiratory phase. Then we calculated the ratio between these two phases (R=Exp/Insp). The values of the ratio R were computed for both lung sides and were compared. Lung sounds display large inter-individual variations, so every patient needs to be his own control. For all 12 patients, the ratio R was higher on the pneumonia side then on the healthy side. The R-differences between the two lung-sides are significantly higher (p

• Einfluss der subcutanen Fettschicht auf die Schalleitung normaler Lungengeräusche [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  P. Fachinger, V. Gross, M. Fröhlich, J. Sulzer, T. Penzel and P. von Wichert
[A]

Relations between normal lung sounds and subcutaneous fat layer on the back have not been investigated. It was suspected that the fat layer has a filter function for the lung sounds. The lung sounds of 100 volunteers (50 male and 50 female) were recorded with four Sony ECM77 air-coupled-microphones on the back. Skinfold thickness was measured with a Holtain Skinfold Caliper at the same positions as lung sounds were recorded. The absence of lung diseases was checked by lung function. The sounds were prefiltered in an analogue way. The air flow was measured with a pneumotachograph and simultaneously presented on a computer- screen to allow breathing at a standardized flow of 1.5 l/sec. All signals were digitized with 5512 Hz and 12 Bit resolution. A time segment of 0.1 sec with constant flow was used for further frequency analysis with Fast-Fourier-Transformation (Matlab 5.3). The power spectrum was characterized by median frequency and the ratio R of two different frequency bands [f1 = 60-330 Hz, f2 = 330-600 Hz; R = rel. Power(f2) / rel. Power(f1)]. There are no significant changes of breathing sounds with an increase of subcutaneous fat layer on the back. In healthy persons breathing sounds are not dependent on skinfold thickness.

Vondra, M.

• Comparison of speech signal reconstruction enhanced in the spectral domain by overlap-and-add and using the cepstral vocoder [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Vich and M. Vondra
[A]

In classical speech enhancement in the spectral domain the OverLapAdd (OLA) is as a rule employed. In this approach after the modification of the short-time magnitude spectrum the inverse Fourier Transform is performed, whereby the original phase spectrum is used. The reconstructed speech frame is added to the given part of the preceding speech frame in correspondence with the segmentation used in the analysis. For the reconstruction of the speech signal also the vocoder approach can be applied. In this case the phase spectrum is not needed, but the enhanced speech model parameters must be estimated. Nevertheless the estimation of the speech parameters may be optimized to be robust to artifacts originating in spectral speech enhancement, e.g. to residual noise, musical noise, etc. In the contribution the cepstral reconstruction of the speech spectrum enhanced by the MMSE LSA proposed by Ephraim a Malah will be presented. The cepstral reconstruction has been originally proposed for parametric speech synthesis in Text-to-Speech Systems. The proposed approach will be compared with signal reconstruction using OLA and evaluated by listening tests using automatic speech recognition.

Vorländer, M.

• Subjective evaluation of sound in workplaces [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  L. Kortchmar, M. Vorländer and J.G. Slama
[A]

Der negative Einfluss von hochpegeligem Lärm am Arbeitsplatz auf die menschliche Leistungsfähigkeit und Gesundheit ist bereits vielfach untersucht worden. Weniger bekannt ist hingegen, wie sich die Eigenschaften des räumlichen Schallfeldes auf subjektive Klangattribute auswirken. Diese Arbeit beschäftigt sich mit einigen praktischen Erfahrungen, die aus der Verbindung von Computerexperimenten mit Hörtests der subjektiven Wahrnehmung an Arbeitsplätzen gewonnen wurden. Untersucht werden die Eigenschaften von Schallfeldern an typischen Arbeitsplätzen durch Analyse ihrer physikalischen Eigenschaften, objektiver Messergebnisse und subjektiver Geräuschparameter. Dazu werden drei verschiedene Raumtypen (kubisch, flach und lang) mit gleichem Volumen in ein binaurales raumakustisches Simulationssystem eingegeben. Die frühe Nachhallzeit (EDT) und der Schallpegel wird in jedem Raum konstant gehalten und nur die Positionierung der Absorberflächen geändert. Der Einfluss dieser Änderungen auf die Klangqualität wird mittels semantischer Differentiale und Methoden der mehrdimensionalen Skalierung beschrieben. Dadurch konnten Unterschiede in der räumlichen Einwirkung des Lärms am Immissionspunkt hinsichtlich der Raumform und der Plazierung von Absorbern untersucht werden. Es stellt sich dabei heraus, dass bei gleicher Nachhallzeit und Pegel allein die Raumform teilweise signifikanten Einfluss auf die Geräuschqualität hat. Das Verständnis all dieser Aspekte ist wichtig, um weiterreichende Strategien zur Verbesserung der Geräuschqualität an Arbeitsplätzen entwickeln zu können.

• Messung der „Offenheit“ von Kopfhörern [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Vorländer
[A]

Sowohl Lautsprecher als auch Kopfhörer haben einen hohen technischen Stand erreicht. Bei der Wiedergabe binauraler Schalle sind jedoch deutliche Qualitätsunterschiede zwischen Kopfhörer- und Lautsprecheranordnungen zu verzeichnen. Insbesondere tritt die Im-Kopf-Lokalisation bei Kopfhörerwiedergabe immer noch wesentlich häufiger auf als bei Lautsprecherwiedergabe, und zwar auch bei optimaler linearer Entzerrung. Ein Grund für derartige Probleme wird im Verschluß des Ohres, d.h. in der akustischen Belastung des Gehörganges vermutet, die selbst bei einem ''offenen'' Kopfhörer spürbar anders ist als beim freien Ohr. In diesem Beitrag wird ein Meßverfahren für die komplexe Impedanz vorgestellt, mit der das Ohr belastet wird. Es ist anwendbar für die Bestimmung der Quellimpedanz von beliebigen ohrnahen Schallwandlern. Diese Quellimpedanzen können somit mit der Strahlungsimpedanz des freien Ohres verglichen werden. Ergebnisse von Messungen an einer Reihe von Kopfhörern sowie Perspektiven für Anwendungen und Grundlagenforschung werden diskutiert.

• Hörversuche zum Vergleich unterschiedlicher Bewertungsverfahren für Luftschalldämmaße [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Thaden and M. Vorländer
[A]

Die Größen zur Kennzeichnung der Schalldämmung von Bauteilen sind frequenzabhängig. In der bauakustischen Praxis werden zur einfacheren Handhabung Einzahlkennwerte angegeben. Zur Berechnung dieser Kennwerte existieren in den europäischen Ländern unterschiedliche Verfahren, die verschiedene Ergebnisse zur Folge haben. Das in Deutschland verwendete Verfahren zur Ermittlung des bewerteten Luftschalldämmaßes ist teilweise problematisch, da es tiefe Frequenzen gering, hohe Frequenzen jedoch sehr stark bewertet. Unter 100 Hz wird überhaupt keine Aussage getroffen. Diese Bewertung entspricht nicht den typischen Lärmsituationen wie z.B. Verkehrs- oder Wohnlärm. Die Spektrum-Anpassungswerte C bzw Ctr oder sogar die alte ''8 dB-Regel'' könnten dieses Manko ausgleichen. Im Zuge der europäischen Harmonisierung ist es wünschenswert, sich auf ein Verfahren zur Ermittlung von Einzahlkennwerten zu einigen. Mit Hilfe eines am Institut für Technische Akustik entwickelten Algorithmus zur Auralisation von Schalldämmaßen wurden Hörversuche durchgeführt, die Vergleiche zwischen den objektiven Einzahlkennwerten und den subjektiven Wahrnehmungen der Versuchspersonen erlauben. Einige vorläufige Ergebnisse werden in Ton und Bild präsentiert.

• Grundlagen raumakustischer Rechenverfahren und ihre Validie-rung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  O. Schmitz, M. Vorländer, S. Feistel and W. Ahnert
[A]

Raumakustische Simulationsprogramme werden zunehmend tagtäglich bei der Arbeit eines beratenden Akustik-Ingenieurs verwendet. Der Nut-zen dieser Programme steht und fällt aber mit der Qualität und der Ver-läßlichkeit der gelieferten Ergebnisse. Diese sind natürlich von ver-schiedenen Faktoren abhängig. Neben der Qualifikation des Benutzers, die eine notwendige Voraussetzung für eine sinnvolle Anwendung sol-cher Systeme ist, sind die zugrundeliegenden akustischen Modelle und deren Umsetzung in Algorithmen entscheidend. Im Rahmen dieses Vor-trages werden daher zunächst die Grundlagen der raumakustischen Simulation kurz zusammengefaßt. Damit werden den Anwendern die notwendigen Entscheidungskriterien für die Bewertung der Simulati-onsergebnisse an die Hand gegeben.Dank der von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braun-schweig in den letzten Jahren durchgeführten Ringvergleiche stehen jetzt zwei Räume verschiedener Größe zur Verfügung, für die sowohl Messungen als auch Simulationsdaten vorhanden sind. Mit Hilfe dieser Daten können nun raumakustische Simulationsprogramme validiert werden.Das am Institut für Technische Akustik in den letzten 15 Jahren entwi-ckelte Simulationsprogramm CAESAR hat bei den bisherigen Ringver-gleichen gut abgeschnitten. Im Rahmen einer Kooperation mit ADA A-coustic Design Ahnert wurden die in CAESAR verwendeten Algorith-men nun als Windows DLL für das weltweit verbreitete Softwaresystem EASE zur Stärkung der raumakustischen Komponente neu implemen-tiert. Zur Verifikation des neuen EASE Raumakustik-Moduls gegenüber den bisherigen CAESAR-Ergebnissen und den Meßergebnissen wur-den nun die Daten der PTB verwendet. Über die Vorteile dieser Imple-mentation und über die Ergebnisse der Vergleichsrechnungen wird in diesem Beitrag berichtet.

• Ist „Swing“ messbar ? [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Vorländer
[A]

Im Jazz ist ''swing'' ein ganz wesentliches rhythmisches Element. Der ''swing'' entsteht durch eine Spannung, die durch Zeitversätze der Anschlagzeitpunkte gegenüber einem exakten Metrum verursacht wird. Insbesondere wichtig ist dabei das Zusammenspiel zwischen Bass (b) und Schlagzeug (dr). Beispielsweise im 4/4-Takt werden die Viertel von beiden Instrumenten durchgespielt, allerdings b gegenüber dr leicht verzögert. Im Gegensatz zu früheren Untersuchungen, in denen das Timing des ''pickup-beat'' des Schlagzeugs im Vordergrund stand (Friberg, Sundström, Berlin 99), soll in dieser Studie die Interaktion innerhalb der Rhythmusgruppe meßtechnisch ermittelt werden. Dazu wurden Hörversuche zur Frage des subjektiv wahrgenommenen Anschlagzeitpunktes des Basses und des Beckens durchgeführt, ferner Messungen an mehrkanaligen Aufnahmen sowie Messungen an historischen (Mono-) Aufnahmen. Die Art und Weise der Separation von b und dr sowie die Meßergebnisse werden diskutiert.

• Uncertainties in the ISO method for measuring random-incidence scattering coefficients [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M.H. de Avelar Gomes and M. Vorländer
[A]

Für die Messung des Streugrades im Hallraum ist die Mommertz/Vorländer-Methode der bevorzugte Kandidat für eine internationale Standardisierung. Bei dieser Methode wird die Impulsantwort eines Hallraums gemessen, und zwar zunächst ohne und später mit zahlreichen verschiedenen Positionen der Probefläche. Addiert man die Impulsantworten, so erhält man eine ''geometrisch reflektierte'' Impulsantwort, deren Energie im Vergleich zu einem Einzelmessergebnis schneller mit der Zeit abklingt. Daraus ist der Absorptionsgrad und der ''geometrische Absorptionsgrad'' zu ermitteln. Schließlich wird der Streugrad berechnet. Zur Zeit entwickelt eine ISO-Arbeitsgruppe die betreffende Methode weiter und einige Fragen sind noch zu beantworten. Zum Beispiel, wie wird eine durch den Kanteneffekt gestört? Bei Messungen im maßstäblichen Modellen spielt außerdem die Luftabsorption eine wichtige Rolle. Unterschiedliche Gleichungen, mit denen man die Unsicherheit einer Messung vorhersagen kann, wurden benutzt und die Ergebnisse mit Messergebnissen verglichen. Die Benutzung dieser Fehlergleichungen wird weiter diskutiert.

• Anforderungen an die Probeflächengeometrie bei der Messung des Streugrades im Diffusfeld [DAGA 2002 (Bochum)]
  M.H. de Avelar Gomes, M. Vorländer and S.N.Y. Gerges
[A]

Der Streugrad (''Scattering Coefficient'') ist geeignet für raumakustische Simulationen mit Ray-tracing. Er kann relativ einfach durch die Korrelationsmesstechnik im diffusen Feld bestimmt werden. Das experimentelle Verfahren ist sehr ähnlich der Absorptionsmesstechnik im Hallraum. Diese Methode erfordert derzeit Einschränkungen in Bezug auf die äquivalente Absorptionsfläche (die vom Absorptionsgrad der Probefläche selbst und auch von der Luftabsorption abhängt) und in Bezug auf die Geometrie der Probefläche. In dieser Arbeit werden zwei Aspekte zur Sprache gebracht, die mit der Probenform verbunden sind. Zuerst wird der Einfluss der Verwendung von eckigen und runden Probeflächen untersucht und ebenso der Einfluss der Zahl der Perioden (wenn die zu messende Struktur periodisch ist). Es wird festgestellt, dass eckige Probeflächen den Streugrad verzerren können. Die Effekte von eckigen Probeflächen und die Möglichkeiten, die entsprechenden Ergebnisse zu korrigieren, werden vorgeschlagen und diskutiert. In einem weiterem Schritt werden Ergebnisse von Messungen an gleichartigen periodischen Oberflächen verglichen, die in verschiedenen Maßstäben gebaut sind.

• Geometrische Akustik in kleinen Räumen? [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Vorländer
[A]

Die geometrische Akustik ermöglicht schnelle Berechnungen oder Simulationen von Schallfeldern in Räumen und im Freien. Bekannte Modellansätze sind Spiegelschallquellen und Ray Tracing. Diese Modelle führen unter gewissen Umständen zu exakten Lösungen der Schalldruckfelder, d.h. zu exakten Lösungen, die auch die Wellengleichung unter den gegebenen Randbedingungen erfüllen. In den allermeisten praktischen Fällen bietet die geometrische Akustik aber nur Näherungen. Diese Näherungen sind allerdings für große Räume, große Abstände und/oder hohe Frequenzen normalerweise vollkommen hinreichend. Erweiterungen der geometrischen Akustik, insbesondere die Berücksichtigung komplexer Flächenimpedanzen, verführen allerdings zu unbedachten Anwendungen und insbesondere zum irrigen Glauben, dass man nun auch Eigenschwingungen in kleinen Räumen ermitteln oder andere modale Probleme lösen kann. In diesem Beitrag werden die Grundlagen der geometrischen Akustik kurz klargestellt, und an einigen Beispielen werden Fälle demonstriert, die zu guten Ergebnissen führen, aber auch einige Fälle mit vollkommen falschen Lösungen.

• Calculation of the reflected field from an impedance plane [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Romanenko and M. Vorländer
[A]

Radiation from a source in the presence of plane surface is a classical problem in room acoustics. The reflection of radiated sound is frequently described by the plane wave reflection coefficient, despite the fact that the source is of spherical symmetry. It has a good agreement with experimental results if the source and receivers positions are located far from a surface. However the development of a general model of reflections requires the spherical wave reflection coefficient. It is especially important in small rooms at low frequency when the curvature of spherical waves becomes significant. In this paper the spherical wave reflections coefficient was used to simulate the reflections waves radiated by a spherical source above an infinite plane boundary. The reflected spherical wave was expressed as a superposition of infinite number of plane waves. To compare the receiving results the reflection field was also modelled with the spherically radiating image source. The strength of image is multiplied by the plane wave reflections coefficient. The plane boundary with finite impedance and with impedance discontinuities based on the Frenel-zone approximation is employed. The reflected field at various positions of a source and receiver for a range of frequencies and different impedance was calculated. It was known that error given by model with plane reflection coefficients becomes more significant when the angle of incidence is closed to grazing and absorption coefficient of surface is increased. However application of wave reflection coefficient is more complicated and requires the much greater CPU-time for calculations. The aim of our work was to define the computation time of reflected field and estimate as far as is justified to use spherical wave reflection coefficient instead of plane wave reflection coefficient for simulation of sound field in rooms.

• Interaktion visueller und auditiver Wahrnehmungen in der Raumakustik [DAGA 2003 (Aachen)]
  E. Abou-Elleal and M. Vorländer
[A]

Welcher Gesamteindruck entsteht, wenn zwischen der visuellen und auditiven Wahrnehmung eine Diskrepanz besteht? Zur Beantwortung dieser Frage soll die Interaktion von Innenarchitektur und Raumakustik untersucht werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit o.g. Interaktion in einem mobilen Theater, das von den Studierenden der Fakultät für Architektur der RWTH Aachen entworfen wurde. Der Schwerpunkt des Entwurfs war die Möglichkeit, den Vorstellungsraum als ganz geschlossenes, teilweise geöffnetes Theater, oder als Freilichtbühne verändern zu können. Man erwartet z.B. bei einer Darbietung im geschlossenen Theater Klänge mit einer Nachhallzeit länger als bei der Freilichtbühne. Mit Hilfe von elektro-akustischen Maßnahmen könnte die Nachhallzeit für die Freilichtbühne verlängert werden ohne den visuellen Eindruck zu verändern. Zur Untersuchung dieser Fragestellung wird der Entwurf erstens mit Hilfe von Computerunterstützungen möglichst realistisch visuell und auditiv simuliert, zweitens wird mit mehreren Personen ein Seh-Hörversuch durchgeführt. Anhand der Ergebnisse kann die Interaktion von Innenarchitektur und Raumakustik subjektiv beurteilt und in der ersten Phase der Planung von Räumen, in denen Sprache vorgetragen oder Musik aufgeführt wird (z.B. Klassenräume, Hörsäle, Theater, Konzertsäle, Kirchenräume, usw.), berücksichtigt werden.

• Der Einfluss der Quellenrichtcharakteristik auf raumakustische Parameter [DAGA 2005 (München)]
  I. Witew, R. San Martin Murugarren, G. Behler and M. Vorländer
[A]

Für die Bestimmung raumakustischer Kenngrößen in Konzertsälen werden spezielle Lautsprecher benutzt, die eine möglichst gleichmäßige Schallabstrahlung in alle Raumrichtungen aufweisen sollen. In der ISO-3382 Norm werden neben der Messvorschrift für die Parameterbestimmung auch Qualitätsanforderungen an die Dodekaeder-Messlautsprecher festgelegt.

Dieser Beitrag befasst sich mit dem Einfluss der Quellenrichtcharakteristik auf das Ergebnis des raumakustischen Parameters. In akustischen Messungen wurden verschiedene Dodekaeder-Lautsprecher auf einem Drehteller positioniert und raumakustische Kenngrößen in Abhängigkeit des Drehwinkels bestimmt. Neben dem Vergleich der verschiedenen Lautsprecher ergibt sich so eine Aussage über den Einfluss der Richtcharakteristik auf die raumakustische Messgröße. Trotz der in der Norm verankerten Qualitätsanforderungen ist das Messergebnis mit nennenswerten Unsicherheiten behaftet, die sich auf die Richtcharakteristik des Lautsprechers zurückführen lassen.

• Raumakustische Simulation mit der BEM am Beispiel des Musikaufnahmestudios der Physikalisch technischen Bundesanstalt [DAGA 2005 (München)]
  A. Franck, I. Witew, M. Vorländer, S. Schneider and S. Marburg
[A]

Das Musikaufnahmestudio der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig wurde vor einigen Jahren für raumakustische Simulationen als Benchmark-Problem genutzt. Für diesen Beitrag wurde eben dieser Raum mit einem wellenbasierten numerischen Verfahren, der BEM, und hier speziell dem schnellen Multipolverfahren (MLFMA=Multilevel Fast Multipole Analysis) mit den im Benchmark-Test vorliegenden Lastfällen berechnet. Für den großen Frequenzbereich von 80 bis 1450 Hz, der etwa vier Oktaven umfaßt, wurden drei Randelementemodelle entworfen, eines mit ca. 10000, eines mit ca. 35000 und eines mit ca. 100000 konstanten Elementen. Die Ergebnisse von sechs Übertragungsfunktionen (zwei Anregungen, drei Empfänger) wurden in den Zeitbereich und somit in oktavenbezogene raumakustische Kenngrößen (Nachhallzeit, Deutlichkeit usw.) transformiert. Im Vergleich der Ergebnisse mit Messungen ergab sich eine gute Übereinstimmung in den unteren Oktaven, wobei insbesondere im tieffrequenten Bereich Modellverbesserungen, z.B. durch komplexe Wandadmittanzen, sinnvoll erscheinen. Weiterhin werden die Ergebnisse der BEM denen, die mit Hilfe von strahlenbasierten Verfahren (Raytracing) erzielt wurden, gegenübergestellt.

• Bewertung der Geräuschqualität von Geschalteten Reluktanzmaschinen durch psychoakustische Größen [DAGA 2005 (München)]
  S. Fingerhuth, K. Kasper, M. Klemenz, J. Fiedler, M. Vorländer and R. De Doncker
[A]

Geschaltete Reluktanzmaschinen (GRM) sind aus Kostengründen (Fertigung und Wartung) eine interessante Alternative zu anderen elektrischen (bürstenlosen) Maschinen. Die Geräuschentwicklung von GRM ist das größte Hindernis für ihre weitere Verbreitung in der Industrie. Die Geräusche entstehen bei langsamen und mittleren Drehzahlen vor allem wegen der impulsartigen elektromagnetischen Kräfte in der Maschine und bei hoher Drehzahl auch durch aerodynamische Prozesse.

In dieser Arbeit soll gezeigt werden, inwiefern die Lästigkeit des Geräuschs einer GRM durch psychoakustische Größen (Lautheit, Rauigkeit, Schärfe, Tonhaltigkeit, usw.) erklärt werden kann. Dazu wird ein Hörversuch mit anschließender multiplen Regression durchgeführt. Als Stimuli dienen Aufnahmen von GRM unterschiedlicher Leistung und Größe in verschiedenen Betriebspunkten. Die Ergebnisse sollen letztendlich ermöglichen, Maßnahmen zur Geräuschoptimierung von GRM (Änderung der Steuerungsverfahren oder der Maschinengeometrie) gehörrichtig zu bewerten.

• Vergleich von subjektiver und berechneter Tonhaltigkeit bei Geschalteten Reluktanzmaschinen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Fingerhuth, K. Kasper, M. Vorländer and R. De Doncker
[A]

In dieser Arbeit wird die subjektiv bewertete Tonhaltigkeit mit einer berechneten Tonhaltigkeit verglichen. Als Geräuschquelle dienten Aufnahmen und synthetisierte Signale einer Geschalteten Reluktanzmaschine (GRM ca. 2.7kW) welche in mehreren Arbeitspunkten mit unterschiedlichen Steuerungsansätzen betrieben wurde.

Die Geräuschentwicklung ist ein Nachteil dieses Maschinentyp, welcher ansonsten in vielerlei Hinsicht effizient und kostengünstig ist. Jeder Statorpol einer Geschalteten Reluktanzmaschine wird mit pulsartigem Strom gespeist. Vor allem beim Abschalten der Stromphasen entstehen impulsartige Kraftstöße am Stator, welche üblicherweise als deutlich hörbare (komplex harmonische) Töne abgestrahlt werden.

Die berechnete Tonhaltigkeit (nach DIN45681 von März 2005 und Prominence Ratio) und andere psychoakustische Größen wurden mit der mittels Hörversuchen gewonnenen subjektiven Bewertung der Tonhaltigkeit und der Geräuschqualität verglichen.

• Quellcharakterisierung durch Multipolsynthese [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Vorländer and G. Behler
[A]

Für die binaurale Transferpfadsynthese, BTPS, ist eine Separierung von Teilkomponenten der Schall- und Schwingungsübertragung notwendig. Bei der Beschreibung von Luftschallübertragung ist dabei die Dreidimensionalität der Quellen, deren Komplexität und die Reduktion auf eine begrenzte Anzahl von Ersatzquellen eine große Herausforderung. Sobald die Quelle ausreichend genau beschrieben ist, können unter Einrechnung von gemessenen oder berechneten Übertragungsfunktionen bis zum Empfänger (typischerweise ein Kunstkopf) Signale erzeugt (auralisiert) und, z.B. in Vergleichsstudien an verschiedenen Quellen weiter untersucht werden. Die Luftschallübertragung von Verbrennungsmotoren in den dicht gepackten Motorraum und über die Schottwand zum Fahrerohr ist dabei besonders schwierig, denn es muss eine robuste Schnittstelle zwischen Quelle und Übertragungsfunktion definiert werden. In diesem Beitrag wird als Schnittstelle die Oberflächenschnelle des Motors aus einer Prüfstandsmessung im Freifeld mit Hilfe von Multipolen rekonstruiert. Die Genauigkeit und die Verwendbarkeit wird untersucht und hinsichtlich einer Weiterentwicklung der BTPS diskutiert.

• Kann man in Klassenräumen mit Kunstköpfen messen? [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Vorländer, J. Fels, D. Schröder and T. Lentz
[A]

Zur Bewertung der akustischen Qualität von Klassenräumen sind mehrere Ansätze, die über die Angabe der Nachhallzeit und des Störpegels, hinausgehen, im Gespräch. Bei der Diskussion der akustischen Planung und Verbesserung von Klassenräumen müssen die Wahl der Lehrsituation und die Art der Kommunikation (Frontalunterricht oder Kleingruppenarbeit) berücksichtigt werden. Aus akustischer Sicht ist dabei die Sprachwahrnehmung unter Störschall und Nachhall relevant, und zwar unter verschiedenen Bedingungen der räumlichen Konfigurationen von Sprecher und Störquellen. Die einzig konsequente Vorgehensweise besteht in der Aufnahme und Bewertung der binauralen raumakustischen Situation. Es werden experimentelle und numerische Untersuchungen zum Einfluss spezifischer HRTF von Schulkindern und Erwachsenen vorgestellt. Ziel dieser Arbeit ist die Klärung der Frage, ob die heute verfügbaren (erwachsenen) Standard-Kunstköpfe überhaupt für Untersuchungen in Klassenräumen sinnvoll verwendbar sind.

• Echtzeitfähiger Nachhallschätzer für virtuelle Umgebungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Schröder, P. Dross and M. Vorländer
[A]

Eine Erweiterung multimodaler virtueller Umgebungen stellt die korrekte raumakustische Simulation dar. Gerade bei der Darstellung von virtuellen Räumen, wie z. B einem Theater, einem Konzertsaal oder einer Kirche, unterstützt der auditive Stimulus den räumlichen Eindruck des visuell dargebotenen. Im Gegensatz zur Qualität der visuellen Komponente fehlt es der raumakustischen Simulation allerdings immer noch an einer realistischen und zumindest perzeptiv korrekten Darstellung, wenn die Bedingungen der Echtzeit erfüllt werden sollen. Eine der markantesten akustischen Größen eines Raumes ist sein Nachhall, da er ihm seine individuelle Klangcharakteristik verleiht. Theoretisch sollte der späte Nachhall einen sehr hohen Diffusitätsgrad aufweisen. In Echtzeit-Systemen wird daher, aufgrund der begrenzten Rechenzeit, der späte Nachhall kostengünstig durch einen exponentiell abklingenden Nachhallschwanz simuliert, wobei beim Bau der binauralen Filter von einer direktionalen Gleichverteilung der empfangenen Schallenergie ausgegangen wird. Die Praxis zeigt allerdings, dass die Annahme eines völlig diffusen Schallfelds in einer Vielzahl von Raumtypen, z.B. Flachräume, Korridore, L-Form, usw., nicht gültig ist. Möglich auftretende Flatter-Echos oder verzerrte Nachhallkurven würden daher unerkannt bleiben. Für eine verbesserte Echtzeit-Auralisation bieten sich Verfahren der geometrischen Raumakustik an, die mittlerweile durch den Einsatz von z.B. BSP-gestützten Suchalgorithmen die Bedingungen der Echtzeit in gewissen Grenzen erfüllen. Vorgestellt wird die Implementierung und Evaluierung eines echtzeitfähigen Nachhallschätzers. Zeitliche und spektrale Informationen über den empfangenen Schall werden dabei zur Laufzeit in den momentanen Filterbau einbezogen, wodurch eine realistischere Auralisation der virtuellen Umgebung ermöglicht wird.

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

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

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

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

• Raumakustik in VR
  M. Vorländer and D. Schröder
[A]

Die Technik der ''Virtuellen Realität'' (VR) hat sich im letzten Jahrzehnt als Werkzeug für Anwendungen in Forschung und Entwicklung gut etabliert. Im Allgemeinen beschränkt man sich bei VR lediglich auf eine 3D-Visualisierung in Echtzeit, obwohl sie im multimodalen Konzept von Sehen, Hören, Tasten und Kraftrückwirkung zu verstehen ist. Applikationen wie die Exploration von virtuellen Umgebungen benötigen daher auch eine klare, physikalisch und psychoakustisch plausible Schnittstelle für die Erzeugung des auditiven Stimulus (Rendering) um dem Benutzer einen plausiblen Eindruck der virtuellen Szene zu vermitteln. Akustisches Rendering ist mit handelsüblichen PCs heute in Echtzeit möglich. Dies beinhaltet die binaurale Synthese ebenso wie die Raumakustik im Speziellen. In diesem Beitrag werden die Anforderungen an Raumakustik-Simulationen vorgestellt, ferner die Leistungsfähigkeit der Algorithmen, mögliche Anwendungen in der VR-Forschung und der Architektur.

• Neue Kunstköpfe [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Vorländer and J. Fels
[A]

Standardisierte Kunstköpfe sind ein unverzichtbares Werkzeug zur Charakterisierung der binauralen Übertragung aus dem Schallfeld in den Gehörgang bzw. an das Trommelfell. Auf Grundlage der Kopfgeometrie in IEC TR 959, ursprünglich für Untersuchungen an Hörgeräten konzipiert, wurden in den letzten Jahren zahlreiche andere Anwendungen entwickelt, wie beispielsweise in der Raumakustik, dem Produkt Sound-Design und der Telekommunikation. Nun ist seit einiger Zeit bekannt, dass a) Standard-Kunstköpfe speziellen Abhörköpfen in Bezug auf die Qualität des räumlichen Hörens unterlegen sind, und b) die Köpfe nicht mit den Abmessungen einer mittleren Population im Einklang sind (die Standard-Köpfe sind zu klein). In diesem Beitrag wird von einer Bestandsaufnahme ausgehend eine Planung entwickelt, mit welcher eine neue internationale Kunstkopf-Norm geschaffen werden kann. Dies umfasst eine bessere Abbildung einer Population von Erwachsenen, aber auch neue Ansätze wie Kinder-Kunstköpfe zur Messung und Anpassung von Hörgeräten und zur Messung der Akustik von Klassenräumen.

Vormann, M.

• Ein adaptives Verfahren zur Bestimmung der subjektiven Tonhaltigkeit [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Vormann, J.L. Verhey, V. Mellert and A. Schick
[A]

Bereits auf der DAGA 1999 in Berlin wurde ein adaptives 1-up-1-down-Verfahren mit interleavten Tracks zur Messung der subjektiven Tonhaltgkeit vorgestellt. Mit diesem Verfahren wurde der Einfluß verschiedner Signalparameter von syhthetischen Geräuschen auf die Tonhatigkeit ermittelt. Diese Messungen wurden auf weitere Parameter ausgedehnt und das Verfahren in einigen Punkten geändert. Schon in Berlin konnte gezeigt werden, daß die DIN45681(Entwurf) in vielen Punkten nicht mit den Daten diser Messungen in Einklang stehen. Die auf diese Weise erhobenen Daten sollen die Grundlage zum kritischen Vergleich mit der DIN45681 sein und als Basis für ein alternatives, im Vergleich zur DIN45681 erweitertes und robusteres Berechnungsmodell der Tonhatigkeit dienen.

Vorraber, M.

• A combined modelling approach for improved SEA predictions in automotive applications [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Bartosch, C. Fankhauser, M. Vorraber and A. Glettler
[A]

For automotive engineers the predictive SEA with tools like AutoSEA and the measuring method of the experimental SEA with e.g. LMS ESEA are often two worlds. SEA prediction is used to check well-known parameters like the sound insulation of a material/layer combination and to detect some of the main sound transmission paths to the driver's ear. The experimental SEA is fundamentally based on transfer functions and allows under certain well-known SEA assumptions the calibration of internal and coupling loss factors between subsystems. A new aspect, which seems very promising, is the combination of the analytical modelling and the experimental modelling in order to gain a better simulation accuracy. This goal can easily be achieved if the experimental and the analytical modelling processes result in an identical subsystem partitioning. On the other hand Magna Steyr's practise shows that this strict modelling instruction cannot be fulfilled in daily work. Therefore special techniques for merging the two worlds are outlined in the following. Besides experimental SEA it is further shown how a new hybrid FEM-SEA approach can be used in order to improve analytical SEA models. This contribution will give a brief overview over applied SEA modelling techniques and then point out the power of combined simulation. A strongly reduced AutoSEA model for airborne as well as structural noise is proposed and the results are discussed. From the authors' point of view the combined analytical and experimental approach is very likely to become the SEA modelling technique of the future.

Vorwerk, W.

• Kategoriale Sprachwahrnehmungsexperimente in der Diagnostik der Auditiven Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörungen (AVWS) [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Mühlhaus, W. Vorwerk, S. Bartel-Friedrich and B.J. Kröger
[A]

Zielsetzung: In diesem Beitrag wird ein neues diagnostisches Verfahren zur kategorialen Wahrnehmung ambivalenter Konsonant-Vokal-Silben (CV-Silben) bei auditiv unauffälligen, gesunden Grundschulkindern und diagnostizierten AVWS-Kindern bzw. Kindern mit Verdacht auf AVWS vorgestellt. Hintergrund: Die Diskrimination und Identifikation sinnfreier Silben ist ein wichtiger Bestandteil in der Diagnostik der AVWS, um Gruppendifferenzierungen zwischen auditiv auffälligen und nicht-auffälligen Kindern vornehmen zu können. Dafür wurden zwei Stimulusgruppen (S1: Formant-Synthese-Stimuli nach Stevens et al., 1978 und S2: Sinewave-Synthese-Stimuli nach Serniclaes et al., 2001) mit ambivalenten akustischen Stimuli erstellt. Die Stimuli der Gruppe S1 wurden bereits in Experimenten zur kategorialen Wahrnehmung normalhörender Personen, die der Gruppe S2 wurden bereits in der Dyslexie-Forschung genutzt. Mit Hilfe der Testverfahren sollen AVWS-Kinder von auditiv unauffälligen Kindern abgegrenzt werden können. Methode: Es wurden 28 Grundschulkinder (6;6-10;7 Jahre; 11 männlich und 17 weiblich) und 14 Patienten (7;0-10;6 Jahre; 12 männlich, 2 weiblich) der ersten bis vierten Klasse mit beiden Stimulusgruppen untersucht. Von jeder Stimulusgruppe wurden zunächst ein Diskriminationstest und anschließend ein Identifikationstest mit randomisierter Reihenfolge der einzelnen Stimuli durchgeführt. Die Stimuli wurden via Kopfhörer angeboten und konnten benannt oder gezeigt werden. Zur Vermeidung semantischer Assoziationen wurde sinnleeres Bildmaterial angeboten. Ergebnisse: Das Diagnoseverfahren unter Nutzung der Stimulusgruppe S2 scheint als Baustein in der AVWS-Diagnostikbatterie geeignet zu sein, da es die Gruppen differenzieren kann und damit die Patienten als auffällig erkennt. Schlussfolgerung: Die hier vorgestellte Methode der Identifikation und Diskrimination ambivalenter akustischer Stimuli in der Diagnostik der AVWS scheint eine sinnvolle Ergänzung zu sein und soll als möglicher Bestandteil einer zukünftigen AVWS-Diagnostik zur Diskussion gestellt werden.

Vos, J.

• Untersuchungen zum Einfluss der räumlichen Schallfeldverteilung auf die Lästigkeit gleichzeitig präsenter Schallereignisse [DAGA 2002 (Bochum)]
  T. Fedtke and J. Vos
[A]

In vielen Fällen setzen sich lästige Schallereignisse aus den Beiträgen mehrerer Quellen zusammen. Das können sowohl feststehende (z.B. Kettensäge) als auch sich bewegende (z.B. Straßenverkehr) Quellen sein. Es kann angenommen werden, daß die Lästigkeit solcher zusammengesetzter Schalle von der räumlichen Verteilung der Quellen abhängt. Beispielsweise könnten an verschiedenen Positionen (vorn und hinten oder rechts und links) befindliche Schallquellen lästiger erscheinen als an der selben Position konzentrierte Quellen. Um Aussagen zu dieser Hypothese zu erhalten, wurden in einer Labor-Untersuchung Versuchspersonen in einem synthetischen Schallfeld mit solchen räumlichen Schallereignissen konfrontiert und bezüglich ihrer Lästigkeitsbewertung befragt. Über die Ergebnisse wird berichtet.

Vugt, J.

• An extension of PESQ for assessing the quality of speech degraded by severe time clipping and linear frequency response distortions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Beerends and J. Vugt
[A]

PESQ (ITU-T recommendation P.861) has been established as a world standard for assessing speech quality. This paper shows its limitations when it is used for assessing the quality of speech that has been degraded by large amounts of time clipping and linear frequency distortions. For both types of distortion an extension to PESQ has been developed. Two types of extensions were investigated, using a separate indicator for quantifying distortions, and using a modification of the PESQ algorithm without introducing separate quality indicators. A significant improvement in correlation could be obtained with these types of distortions without degrading the PESQ performance on other types of distortion.

Vykoupil, P.

• Verknüpfung der Eigenabschirmung nach der Richtlinie VDI 2714 Schallausbreitung im Freien mit der Abschirmung nach Richtlinie VDI 2720 Schallschutz durch Abschirmung im Freien [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  P. Vykoupil
[A]

In der Richtlinie VDI 2714 ist die Eigenabschirmung von Gebäudeflächen für den Abstrahlbereich von 0 bis 180 mit lediglich 4 Stützwerten definiert. Der Verlauf der Eigenabschirmung zwischen diesen Stützwerten ist von der Richtlinie her nicht abgedeckt und wird dem Anwender überlassen. Mit Hilfe eines neuronalen Netzes wird der gesamte Abstrahlverlauf objektiviert. In maschinellen Ausbreitungsrechnungen kann jedoch kaum die in der Richtlinie 2714 empfohlene Methode verwendet werden, weil in der Regel auch andere Hindernisse auf dem Schallausbreitungsweg berücksichtigt werden müssen. Bevor ein unsicherer Algorithmus für die Berücksichtigung anderer Hindernisse aufgebaut wird, führt man die Berechnung lieber unter Verwendung der Richtlinie VDI 2720 aus. Die Arbeitsgrundlagen für die Berechnungen nach beiden Verfahren und die Ergebnisse der Berechnungen werden diskutiert.

• Entwicklung der Bestimmung des Bodeneinflusses in Schallausbreitungsrechnungen ausgehend von Richtlinien 2714 E „Schallausbreitung im Freien“ bis zu DIN ISO 9613-2 „Dämpfung des Schalls bei der Ausbreitung im Freien“ [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  P. Vykoupil
[A]

Die Korrektur für die Bodeneffekte ist ein wichtiger Bestandteil der Schallausbreitungsrechnungen. Nachvollziehbar sind daher die Bemühungen, den praktischen Erfahrungen zu folgen und praktikable Regeln für die Bestimmung der Bodeneffekte zu entwickeln. Gezeigt wird die Entwicklung von Anfang an bis zum heutigen Tage. Diskutiert werden der Schallstrahl als Hilfsmittel für das Verständnis der Problematik, der Einfluß verschiedener Bodenarten, und die theoretische und praktische Absicherung der Verfahren. Ein breiter Raum wird dem Verfahren nach DIN ISO 9613-2 eingeräumt.

• Fahrzeugtyperkennung mit neuronalem Netz und lernender Vektorquantisierung – ein Vergleich [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Altmann, S. Linev and P. Vykoupil
[A]

Im Rahmen des Bochumer Verifikationsprojekts wurden im Herbst 2000 akustische und seismische Signale militärischer Fahrzeuge gemessen (4 Fahrbahnen, 5 Ketten-, 5 Radfahrzeuge, je ca. 60 Durchfahrten zwischen zwei Messstationen mit etwa 100 m Abstand). Zur möglichst invarianten Beschreibung des akustischen Fahrzeugsignals wurden die relativen Leistungen bei den ersten 15 Harmonischen der Motorgrundfrequenz bestimmt, das gelang bei 4+4 Fahrzeugen (Altmann/Linev/Weiß DAGA 01). Zur Fahrzeugtyperkennung wurden von jeder Durchfahrt 10 aufeinanderfolgende Spektren um die Zeit des stärksten Signals verwendet: 7 zum Lernen, 3 zum Testen, insgesamt etwa 4500 Datensätze. Erkennung - nach Ketten- und Radfahrzeugen getrennt - wurde durchgeführt mit einem neuronalen Netz (1 Zwischenschicht) sowie lernender Vektorquantisierung (mit verschiedenen Anzahlen repräsentativer Vektoren pro Musterklasse). Wir vergleichen die Leistungsfähigkeit beider Verfahren unter Variation wichtiger Parameter sowie ihren Rechenaufwand.