Autorenverzeichnis

Aballea, F.

• Simple and multi-reflections using the PE method with a complementary Kirchhoff approximation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Aballea and J. Defrance
[A]

Sound impact of road and railway infrastructures are more and more severely regulated by European laws: acceptable thresholds in emission and reception are decreasing. This implies to develop propagation models able to take many phenomena into account at the same time (meteorology, uneven ground, impedances discontinuities...). The parabolic equation (PE) is one of the numerical methods used for sound propagation simulation in complex outdoor situations. It neglects backscattering. Even if this assumption is effective in many configurations, it does not allow to use PE for studies of acoustic wave propagation between a source and a receiver when an obstacle (rigid barrier, building) is located just before the source, or just behind the receiver. In those cases, energy reflected by obstacle is not negligible and results obtained with PE may be incorrect. This paper aims at presenting a new method able to integrate backscattering in GFPE (Green's Function Parabolic Equation method). In this approach a complementary Kirchhoff approximation is used by setting to zero the sound pressure above the vertical obstacle. Thus, new configuration as the multi-reflections can be studied with this new method. In order to point out the role played by backscattering, we first study a barrier located just behind a source. Then, comparison with BEM (Boundary Element Method) calculations is presented in the case of a simple reflection in homogeneous and inhomogeneous atmosphere. A more complex road traffic noise configuration made with two parallel barriers and meteorological effects is also studied. Results show that the complementary Kirchhoff approach seems to be promising.

Abbühl, F.

• Empfehlung für Fluglärmberechnungsverfahren unter Beachtung der Methodenfreiheit: Initiierung einer standardisierten Testumgebung (SANCTE) [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Balmer, H. Bögli, F. Abbühl, D. Hiltbrunner and W. Krebs
[A]

Fluglärmimmissionen werden gemäss schweizerischer Lärmschutz-Verordnung (LSV) grundsätzlich rechnerisch ermittelt. Dies schliesst eine Ermittlung via Messungen zwar nicht vollkommen aus, dennoch kommt der Berechnung ein grosser Stellenwert zu. Die LSV schreibt denn auch vor, dass die Berechnungen nach dem anerkannten Stand der Technik durchzuführen sind und übergibt dem Bundesamt für Umwelt BAFU (vor 1.1.2006: Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft BUWAL)die Aufgabe, geeignete Berechnungsverfahren zu empfehlen. Zur Ausarbeitung einer entsprechenden Empfehlung wurde eine Arbeitsgruppe eingesetzt. Darin sind die wichtigsten involvierten Bundesstellen vertreten, sowie Entwickler und Nutzer von Fluglärmberechnungsprogram-men.

Die Arbeitsgruppe geht von folgender Ausgangslage aus: Berechnungen werden heute mit den beiden Programmen FLULA der EMPA sowie dem IMMPAC durchgeführt, einer unab-hängigen Entwicklung des Physikers E. Lobsiger. Keines von beiden gilt als schweizeri-sches Referenzprogramm.

U. a. werden folgende Zielsetzungen für die Empfehlung angestrebt: Unter Beachtung der Methodenfreiheit soll kein Referenzverfahren festgelegt werden. Aus Gründen der Voll-zugskontinuität sollen die beiden Programme FLULA und IMMPAC Eingang in die Empfeh-lung finden. Darüber hinaus sollen nach gängigen Normen erstellte Verfahren aufgenommen werden. Damit soll die Möglichkeit Fluglärmimmissionen zu berechnen, nicht von staatlicher Seite auf zwei Bü-ros begrenzt werden. Um die Gleichwertigkeit verschiedener Verfahren bzw. Programme in Bezug auf rechtlich relevante Ergebnisse sicher zu stellen, sollen verschiedene Instrumente zur Verfügung gestellt werden. Eines davon ist eine standardisierte Testumgebung (SANCTE). Siehe Beitrag ''SANCTE: Eine standardisierte Testumgebung zur Überprüfung von Flug-lärmberechnungsprogrammen'' von W. Krebs et al.

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

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

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

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

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

• Swiss Aircraft Noise Database (SAND) als Teil der Empfehlung für Fluglärmberechnungsverfahren [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Balmer, F. Abbühl, D. Hiltbrunner and W. Krebs
[A]

Fluglärmimmissionen werden gemäss schweizerischer Lärmschutz-Verordnung (LSV) grundsätzlich rechnerisch ermittelt. Dies schliesst eine Ermittlung via Messungen zwar nicht vollkommen aus, dennoch kommt der Berechnung ein grosser Stellenwert zu. Die LSV übergibt dem Bundesamt für Umwelt BAFU die Aufgabe, geeignete Berechnungsverfahren zu empfehlen. Die Arbeitsgruppe zur Ausarbeitung einer entsprechenden Empfehlung geht von folgender Ausgangslage aus: Berechnungen werden heute mit den beiden Programmen FLULA der EMPA sowie dem IMMPAC durchgeführt, einer unabhängigen Entwicklung des Physikers E. Lobsiger. Keines von beiden gilt als schweizerisches Referenzprogramm. U. a. werden folgende Zielsetzungen für die Empfehlung angestrebt: Unter Beachtung der Methodenfreiheit soll kein Referenzverfahren festgelegt werden. Aus Gründen der Vollzugskontinuität sollen die beiden Programme FLULA und IMMPAC Eingang in die Empfehlung finden. Darüber hinaus sollen genormte Verfahren aufgenommen werden. Damit soll die Möglichkeit Fluglärmimmissionen zu berechnen, nicht von staatlicher Seite auf zwei Büros begrenzt werden. Um die Gleichwertigkeit verschiedener Verfahren bzw. Programme in Bezug auf rechtlich relevante Ergebnisse sicher zu stellen, wurden mit der standardisierten Testumgebung SANCTE verschiedene Programme miteinander verglichen. Die Bereitstellung von standardisierten akustischen Quellendaten Swiss Aircraft Noise Database SAND als zwingend notwendiger Teil der Empfehlung für Fluglärmberechnungsverfahren ergab sich als ein Fazit aus diesen Vergleichsrechnungen (1). Siehe Beitrag von W. Krebs et al.

_____

(1)Siehe DAGA-Beitrag ''Standardisierte Quellendaten für Fluglärmberechnungen (SAND)'' von W. Krebs et al.

• CBT-Lehrgang “Fluglärmminderung“ - computer based training for pilots [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Menk, D. Hiltbrunner, F. Abbühl and M. Liechti
[A]

Fluglärm ist nicht nur bei internationalen Flughäfen, sondern auch bei kleineren Flugplätzen der Schweiz immer wieder ein Thema. Obwohl Piloten während ihrer Ausbildung lernen, möglichst lärmarm zu fliegen, besteht in diesem Bereich Verbesserungspotenzial. Um dieses Potenzial ausschöpfen zu können, wurde ein computerbasierter Pilotenlehrgang entwickelt.

Der CBT-Lehrgang ''Fluglärmminderung'' bietet den interessierten Piloten und Flugschülern die Möglichkeit, am PC zu lernen wie sie ein Flugzeug möglichst lärmarm betreiben können, ohne dabei die Sicherheit zu vernachlässigen. Von den akustischen Grundlagen über die technischen Massnahmen bis hin zu den operativen Möglichkeiten werden alle Belange der Entstehung, Ausbreitung, Verminderung und Wahrnehmung von Fluglärm ausgeleuchtet. Je nach Bedürfnis des einzelnen Piloten können die verschiedenen Kapitel des Lehrganges in unterschiedlicher Tiefe bearbeitet und das Wissen am Schluss durch einen kleinen Test überprüft werden.

Der CBT-Lehrgang steigert nicht nur bei den Piloten die Sensibilisierung für lärmarmes Fliegen, sondern auch bei den Flugplatzhaltern. Diese können für ihren Flugplatz die optimale An- und Abflugroute ermitteln lassen und diese dem CBT-Lehrgang zur Verfügung stellen. Dadurch sind für die interessieren Piloten auf Modulbasis alle optimalen Flugrouten der erhobenen Flugplätze erhältlich. Schliesslich profitieren von diesem verbesserten Flugregime vor allem die Flugplatzanwohner, die durch eine grössere Akzeptanz eine bessere Lebensqualität erreichen können.

• Vollzugshilfe zur Beurteilung von Alltagslärm [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Wschiansky, F. Abbühl and H. Bögli
[A]

Immer häufiger sind die Behörden mit Klagen über Alltagslärm konfrontiert. Oft entsteht Alltagslärm durch Freizeitbeschäftigungen. Beispiele sind rasenmähende Nachbarn, übermässig laute Discogänger oder Jugendliche mit Skateboards. Aber auch ganz traditionelle Geräusche wie Kirchenglocken, Brunnengeplätscher oder die Glocken weidender Kühe können zu empfundenen Störungen und somit zu Lärmklagen führen.

Nach dem schweizerischen Umweltschutzgesetz (USG) sollen Menschen, Tiere, Pflanzen und ihre Lebensgemeinschaften vor schädlichen oder lästigen Einwirkungen - also auch Lärm - geschützt werden. Im Gegensatz zu Bahn-, Strassen-, Flug-, Schiess-, Industrie- und Gewerbelärm gibt die Lärmschutzverordnung (LSV) für Alltagslärm keine konkreten Grenzwerte vor. Im Konfliktfall hat die Beurteilung der Lärmwirkung daher im Einzelfall und direkt aufgrund der Kriterien des Umweltschutzgesetzes zu erfolgen.

Mit dem Ziel einer möglichst einheitlichen Vollzugspraxis in der Schweiz will die ''Vollzugshilfe Alltagslärm'' auf einfache Art und Weise eine Grundlage für die Beurteilung von Lärmarten bieten, für die keine Grenzwerte festgelegt sind. Sie soll die Behörden in Konfliktfällen unterstützen die Lärmklagen systematisch und nachvollziehbar zu bearbeiten und Lösungsansätze aufzeigen, mit welchen Mitteln die Lärmimmissionen begrenzt werden können. Die Volluzgshilfe richtet sich in erster Linie an kommunale Behörden, welche den Lärm von Anlagen im Sinne des Umweltschutzgesetzes zu behandeln haben, häufig aber keine Lärmspezialisten sind.

Abdel Alim, O.

• A study of the Perceptual Changes Caused by Sound-Source Occlusion [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Farag, J. Blauert and O. Abdel Alim
[A]

For realistic sound-rendering in complex auditory virtual environments to be achieved, sound-source occlusion should be accounted for. Yet, the accurate analytic modelling of occluders is computationally expensive and hence, in order to achieve a simplified model, the changes in psychoacoustical parameters accompanying the perception of sound-source occlusion have to be identified and understood. The tone-coloration caused by the occlusion and the effect of the sound-source occlusion on the position of the auditory events of the listeners are two important parameters that have to be studied. Impulse response measurements, recorded under anechoic conditions, are used, in which rectangular wood plates of different dimensions are used to represent the occluders.

Abel, M.

• Synchronisation gekoppelter Orgelpfeifen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Bergweiler and M. Abel
[A]

Die Generierung von Luftschall durch eine Orgelpfeife basiert auf der Kopplung einer Luftströmung mit einem Rohrresonator. Im Falle gedackter Pfeifen, welche am oberen Ende geschlossen sind, entfällt die Schallabstrahlung über die Pfeifenmündung und der Schall sowie und eine turbulente Luftströmung treten nur am Labium aus. Untersucht wurde die Interaktion zweier solcher Pfeifen, die zum einen räumlich direkt nebeneinander positioniert sind und zum anderen auch in ihrer Grundfrequenz nur wenig differieren. Unterschreitet die Verstimmung (die Frequenzdifferenz beider Pfeifen) einen Wert von rund 2 Hz kommt es zum so genannten Mitnahmeeffekt: einer Synchronistation der Grundfrequenz (und aller Harmonischen) beider Pfeifen. Innerhalb des schmalen Frequenzbandes der Synchronisation führt die mit der Verstimmung varierende Phasenlage beider Pfeifensignale zu einer Veränderung des Pegels vom Grundton und von den harmonischen Teiltönen. Zum untersuchten Phänomen werden umfangreiche Messungen präsentiert und ein Modellansatz vorgestellt.

• Synchronization of an organ pipe under the influence of an external sound pressure signal [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Bergweiler, M. Abel and D. Zscherpel
[A]

We have measured the characteristics of the sound produced and emitted by an organ pipe coupled to an external loudspeaker. We vary the frequency and amplitude of the loudspeaker. As a consequence, a synchronization or phase-locking of the pipe is observed with the signal of the loudspeaker. This synchronization depends on the amplitude and phase mismatch of the speaker. The louder the speaker the wider is the synchronization range; in the parameter plane amplitude vs. frequency mismatch, this is observed as the well-known 'Arnold-tongue'. By averaging over many periods one can observe a mean synchronization even for a signal of the speaker which is 50 dB, i.e., 300 times weaker than the signal of the pipe.

Abesser, J.

• Automatic Music Transcription with User Interaction [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Dittmar and J. Abesser
[A]

This publication describes a software toolbox that bundles different algorithmic solutions directed towards the automatic extraction of symbolic note information from digitized pieces of music. In the field of Music Information Retrieval (MIR), this process is often referred to as automatic transcription and is widely acknowledged as an ambitious task. Seemingly a research object of purely scientific interest, the automatic transcription of music potentially provides various fruitful application scenarios. Creative communities enjoying music performance and production can greatly profit from automatic music transcription technologies since they allow aficionados to quickly practice their favourite song without being experienced with manual transcription. However, automatic transcription is a very demanding research area, both from the signal-processing as well as the musicology point of view. There still exist no definitive solutions for problems like mimicking the human perception or coming to a decision between ambiguous candidates for symbolic representation. Therefore, the current publication describes a software tool enabling the detection and classification of drum notes, bass notes, main melody notes and chord structure from digitized music pieces in conjunction with possibilities for intervention of a human user. The additional user interaction allows the achievement of comprehensive and satisfying transcription results even in difficult cases.

Abou-Elleal, E.

• 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.

Abrehouch, J.

• Detection of the effect of the sulphido-reducing pathogenic bacteria by an ultrasonic method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Abrehouch, B. Faiz, A. Moudden, R. Latif, D. Decultot and G. Maze
[A]

The sterilisation in the tinned foods aims at the wholesomeness and the bacteriological stability of foods. The clostidium botulinum which is an sulfito-reducing anaerobic bacterium is choice in this work as a reference bacterium because of its strong heatproof. The analyse by a microbiologic method entails sterilised material and very strict work conditions. Moreover these analyses are slow and expensive. Negative results obtained on samples subjected to an examination do not indicate that they are not entirely wholesome. In this work, we utilise an ultrasonic testing to detect the effects of the sulfito-reducing anaerobic bacteria on foods. The samples take place in a parallelepipedic tank. They are insonified by a short ultrasonic pulse. The reflected signal is detected and amplified, it is digitised by a numerical oscilloscope and transmitted to a computer by a IEEE 488 interface. These signals are treated by the computer to determine the viscoelastic parameters of the samples (phase velocity and attenuation). The evolution of these parameters as function of time allows us to know the different phases of the development of clostridium botulinum bacteria. The results show also the effect of the bacterial charge on the evolution of different phases.

Abshagen, J.

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

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

Ache, S.

• Is the Railway Bonus influenced by the Directions of the Sound Sources? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Fastl, M. Fruhmann and S. Ache
[A]

At same energy equivalent A-weighted level LAeq, rail noise usually is judged less annoying than road noise. This effect is called railway bonus. On the other hand, at same LAeq aircraft noise frequently is judged more annoying than road noise, an effect termed aircraft malus. As one reason for the aircraft malus it is often assumed that sounds which come from above might be particularly frightening. When accepting this argument it should be possible to reduce the railway bonus by presenting the road noise in front of the subjects, but the rail noise above them. Results of related experiments with original as well as 'neutralized' sounds are presented and discussed.

Achilles, S.

• Track isolation in a light rail tunnel in downtown Berlin [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Achilles and R. Wettschureck
[A]

Presently, a number of high-profile buildings are being built on Berlin's Potsdamer Platz, which was previously bisected by the Berlin Wall. Five of the structures under construction are located in the immediate vicinity of an existing light rail tunnel. Based on vibration measurements carried out before construction was commenced, unacceptable levels of secondary airborne noise emission were prognosticated. After careful consideration of the possible construction countermeasures, the costs and the related construction times, the decision was made to isolate the tracks using ballast mats (BM). Calculation of the level of structure-borne noise isolation to be achieved with the BM, i.e. their insertion loss, indicated that the required level of isolation could only be achieved with the use of particularly high-quality elastomer materials. In cooperation with the clients, project management and experts, it was possible to negotiate a contract between the five investors for the joint financing and award of contract for this track isolation project, and to execute the project in the third quarter of 2002. This isolation project is outstanding in terms of its size (a total of 1,080 m of track with 9 switches and 2 crossings). Subsequent to installation of the track isolation measures, follow-on measurements were conducted in the adjacent buildings, to determine the effectiveness of the isolation system. Based on the results of the vibration measurements in the semi-finished structures it is possible to estimate the expected level of structure-borne noise emissions. The results are presented in this paper.

• Aeroakustische Validierungen am Beispiel einer generischen Fahrzeugstruktur [DAGA 2005 (München)]
  S. Achilles, A. Zeibig and A. Wilde
[A]

Im Rahmen des Forschungsverbundes ''Leiser Verkehr'' erfolgte die numerische Simulation der Schallerzeugung bei der Umströmung typischer Fahrzeugstrukturen. Zur Validierung der numerisch erzielten Ergebnisse war die experimentelle Bestimmung von Strömungs- und Schallfeldgrößen notwendig. An einer exemplarisch ausgewählten typischen Fahrzeugteilstruktur (Halbzylinder mit Nachlaufdreikant ''Strebe'') wurden dazu Hitzdrahtmessungen, Messungen der instationären Wanddruckfelder mittels Wanddruckmesstechnik sowie Schalldruckmessungen zur Ermittlung der Richtcharakteristik der Schallabstrahlung durchgeführt. Die dabei erzielten Messergebnisse werden präsentiert und mit den Ergebnissen numerischer Berechnungen verglichen. Zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Strömungs- und Schallfeldgrößen wurde die Korrelation zwischen hydrodynamischen Wanddruckschwankungen und Fernfeldschalldruck bestimmt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden im Vortrag dargestellt und diskutiert.

Ackermann, U.

• Geräuschentstehung und Lärmminderung an Klimaleuchten [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  U. Ackermann, J. Homberg, M. Ringe, H. Fechner and A. Proswitz
[A]

Klimaleuchten dienen zur gleichzeitigen Beleuchtung und Belüftung von Räumen. Bei der Durchströmung der Leuchten entsteht Lärm, der die in den Räumen arbeitenden oder wohnenden Personen belästigt. Der A-bewertete Summenpegel LWA der Schalleistung des Geräuschs von Klimaleuchten ergibt sich aus der Beziehung: LWA = 70logQ - X dB(A), wie umfangreiche Untersuchungen zeigen. Q ist der Volumenstrom in m/h. Die Konstante X ist von der Gehäusegeometrie abhängig und wird im Klimaleuchtenprüfstand des LfL für jede Leuchte mit dem Vergleichsschallquellenverfahren bestimmt. Erste Ansätze zur Lärmminderung ergeben sich, wenn man die Strömung im Gehäuse und die Ausströmung der Luft in den Raum vergleichmäßigt. Da eine optimale Strömungsführung gleichzeitig den Druckverlust erniedrigt, ergibt sich zusätzlich zur Geräuschminderung eine Energieeinsparung. Wird außerdem die Anregung des Lampengehäuses durch Turbulenz verringert, läßt sich auch ohne Schallabsorber eine Lärmminderung von über 10dB(A) erreichen.

• Lärmminderung im Pkw-Innenraum durch Kunststoffschläuche mit Innenwendel [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Ackermann, M. Donner and H.J. Weinheimer
[A]

Kunststoffschläuche werden in PKW mit Schiebedach eingesetzt, um Wasser, das z. B. bei Regen oder in Autowascheinlagen in die am Fahrzeugdach vorhandenen Spalte eindringt, durch die Fahrzeugsäulen nach unten abzuleiten. Am Wasseraustritt der Schläuche kann der durch Fahrtwind und Reifenrollgeräusche erzeugte Lärm von außen in die Fahrgastzelle gelangen und den Fahrkomfort erheblich beeinträchtigen. In umfangreichen Untersuchungen wurde ein Innenwendelschlauch entwickelt, der die Geräusche deutlich reduziert, und das Wasser genau so gut ableitet, wie der Standardschlauch. Die akustische Wirkung des Innenwendelschlauchs beruht auf einer Kombination aus Absorption und Reflexion.

• Lärmminderung an einem Säge-, Entgrat- und Reinigungszentrum [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Ackermann, S. Schmidt and R. Schmidt
[A]

In Säge-, Entgrat- und Reinigungszentren werden Rohre und Profile nacheinander getrennt, entgratet und gereinigt. Jeder dieser drei Prozesse erzeugt Lärm, der die Bedienungsperson und die im Umfeld arbeitenden Personen erheblich belästigt. In einer Diplomarbeit an der MFH wurde der Istzustand der Geräuschentstehung und der Schallabstrahlung aufgenommen. Aus den Messergebnissen wurden erste Lärmminderungsmaßnahmen abgeleitet, die an der bestehenden Maschine erfolgreich umgesetzt wurden. Bei der nächsten Maschinengeneration sollen die Lärmminderungsmaßnahmen bereits in der Planungs- und Konstruktionsphase berücksichtigt werden, sodass ein lärmarmes Säge-, Entgrat- und Reinigungszentrum entsteht, welches den Anforderungen der Arbeitstättenverordnung genügt.

• Lärmminderung an Klimageräten für Wohnwagen [DAGA 2003 (Aachen)]
  U. Ackermann, D. Bergandt, C. Geisreiter and C. Müller
[A]

Klimageräte werden in Wohnwagen eingesetzt, um am heißen Sommertagen angenehme Temperaturen zu erzeugen. Der Ventilator des Klimageräts strahlt aber dabei soviel Lärm ab, dass die ruhesuchenden Urlauber im Wohnwagen belästigt werden. Im Rahmen einer Diplomarbeit an der fh-swf wurde deshalb in Zusammenarbeit mit dem Hersteller und dem Anwender ein spezieller Schalldämpfer entwickelt, der die Lärmprobleme löst. Der Schalldämpfer musste dabei in die engen Lüftungsschächte passen, und darüber hinaus kostengünstig zu fertigen sein.

• Schalldämpfer mit ovalen und rechteckigen Querschnitten [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  U. Ackermann, I. Polat, D. Bergand and C. Müller
[A]

Rohrschalldämpfer mit ovalen und rechteckigen Querschnitten lassen sich besser in flache Kanäle einbauen. Diese Schalldämpfer lassen sich aber nur dann preisgünstig herstellen, wenn sie aus runden Rohren gedrückt werden können. Aluminium als Werkstoff reißt aber beim Drücken leicht. Die Rohrschalldämpfer wurden deshalb nicht nur akustisch optimiert, sondern auch fertigungstechnisch.

• Lärmminderung an Sauerstofflanzen zum Schrottschmelzen [DAGA 2005 (München)]
  U. Ackermann
[A]

Sauerstofflanzen werden beim schrottschmelzen zur Stahlherstellung eingesetzt, um den Zyklus zu verkürzen. Am Ohr der Besdienungsperson werden dabei Schallpegel von über 120dB(A) gemessen. Durch Modifizierung der Düsenform und durch Anpassung der Überdruckverhältnisse ist es möglich, den Schallpegel erheblich zu reduzieren.Dazu wurden Ergebnisse eingesetzt, die an lärmarmen Schneidbrennerdüsen erzielt wurden.

• Schalldämpfer für Niedrigenergiehäuser [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  U. Ackermann
[A]

Niedrigenergiehäuser und wärmetechnisch sanierte Altbauten müssen zwangsbe- und entlüftet werden, um Schimmelbildung zu vermeiden. Da die Lüftungskanäle alle Räume miteinander verbinden, ist in jedem Raum zu hören, was in den anderen geschieht. Um diese sog. Telefonie zu unterdrücken, müssen in die Kanäle Schalldämpfer eingebaut werden, die besonders im Sprachfrequenzbereich gut wirken. In Zusammenarbeit mit dem Anwender und dem Hersteller wurden Kulissenschalldämpfer aus verhautetem Kunstoff strömungsmechanisch und akustisch optimiert. Ein geringer Druckverlust ist erforderlich, um den zusätzlichen Energieverbrauch durch die Schalldämpfer nicht deutlich ansteigen zu lassen.

• Rohrschalldämpfer aus Aluminium-Membranen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  U. Ackermann
[A]

Wickelfalzrohre mit ovalem Querschnitt werden im Estrich verlegt, um Niedrigenergiehäuser zu be- und entlüften. Die Wände bestehen aus 0,4mm dicken Aluminium-Membranen. Liegen die Rohre frei, bilden die Breitseiten einen tieffrequenten Plattenresonator, dessen Schwingungen mit der Hand deutlich spürbar sind. Schwingendes Aluminium hat keine innere Reibung, und kann deshalb der Schallwelle keine Energie entziehen. Bei Wickelfalzrohren dagegen, treten Reibungsverluste im Falz auf, wodurch eine hohe Schallabsorption erreicht wird. Durch das Aufbringen von Zusatzmassen kann die Reonanzfrequenz verschoben werden, und der Resonator in mehr als einer Oktave wirken.

Adachi, S.

• Numerical simulation of the flow in the flue organ pipe [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Adachi, J. Angster and A. Miklós
[A]

Sound generated in a flue organ pipe is susceptible to the voicing adjustment. A small change in the configurations of the flue, lower and upper labiums, etc. often results in a great change in the sound. This research aims to clarify the effect of the voicing adjustment on the physical properties of the air jet emerging from the flue and thus on the output sound. Two specific adjustments are considered here: the height of the lower lip relative to the languid and the inner geometry of the foothole. The numerical simulation of the jet emerging from the flue of a modelled wooden organ pipe was first carried out. By changing the height of the lower lip, the direction and the velocity profile of the jet were calculated. The air flow in the pipe foot of a modelled metal pipe was also simulated. It was found that two different states of the flow exist depending on the foothole inner geometry: the circulation of the flow in one state has the opposite direction to that in the other. These observations were then used for estimating the output sound. To this end, sound was synthesized using a physical model that is a set of differential equations with delayed feedback describing the sound generation in the flue organ pipe. A sound demonstration illustrating the voicing effects on the sound will be presented.

• Prediction of overblowing behavior of an organ flue pipe [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Adachi, J. Angster and A. Miklós
[A]

The sound of an organ flue pipe originates from oscillation of an air jet in the mouth. The oscillation is caused by fluid dynamical instability of the jet itself and by sound generated in the flue pipe. The phase and magnitude of jet oscillation relative to sound is essential to determine which acoustic mode is excited as well as the spectrum of the generated sound. Because the theory of the oscillating jet has only been developed with several assumptions such as an inviscid flow, a jet of infinite length and a fixed velocity profile, an experimental method should be employed to develop a model of the actual jet motion. In this research, this was done numerically. Using the finite element method (FEM), a jet initially having a square-shaped velocity profile that is deflected by sound was simulated. The results were analyzed to obtain change in the velocity profile, the phase and the magnitude of the jet oscillation amplitude. Based on these analyses, a jet oscillation model was developed. With this model, incorporated with a physical model of an organ flue pipe, overblowing behavior with change in blowing pressure was estimated. The predicted behaviour was compared with the experimental results.

Adams, M.

• 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.

• 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.

Ahlefeldt, T.

• Verbesserung der Schalldämmung eines gekippten Fensters durch schallabsorbierende Laibungsverkleidung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Ahlefeldt, A. Jakob, M. Möser and J. Feldmann
[A]

Fenster in Kippstellung besitzen im Allgemeinen nur ein Schalldämm-Maß von ca. 10 dB. In der Vergangenheit sind durch Verkleidungsmaßnahmen an der oberen und seitlichen Laibung Verbesserungen des Schalldämm-Maßes von ca. 3 dB bei angekippten Fenstern (Schlitzbreiten ab 12 cm) erreicht worden. Zur Verkleidung wurden z.B. Holzspan-Akustikplatten von 40 mm Dicke eingesetzt. In der hier vorgestellten Arbeit wurden Messungen zu der Maßnahme schallabsorbierender Laibungsverkleidungen unter Verwendung verschiedener Absorbertypen durchgeführt. Hierbei wurden als verbessernde Maßahmen sowohl einfache Absorbermaterialien als auch /4-Resonatoren und Lochplattenabsorber eingesetzt. Die Resonanzabsorber wurden dabei auf eine Resonanzfrequenz von 500 Hz abgestimmt. Insbesondere mit den Lochplattenabsorbern wurde eine Verbesserung des bewerteten Schalldämm-Maßes von 4 dB für eine Schlitzöffnung von 155mm erreicht, wobei sich in den ''besten'' Terzbändern Verbesserungen von ca. 10 dB ergaben. Auch die Betrachtung des Einflusses verschiedener Abstände vom Fenstersturz zum Fenster wurde vorgenommen um die notwendige Referenz für die jeweilige Maßnahme zu erhalten sowie deren Einfluss zu untersuchen.

• Schallentstehung an Klimaanlagenrohrkomponenten in Abhängigkeit von der stromaufwärts erzeugten Turbulenz [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Ahlefeldt and C. Spehr
[A]

Klimaanlagen in Flugzeugen können besonders hinsichtlich erhöhter Komfortansprüche eine störende Lärmquelle darstellen. Um Gewicht zu sparen besitzen die Rohrsysteme einen kleinen Durchmesser weshalb hier hohe Fluidgeschwindigkeiten auftreten. Eine der Haupauslegungskomponenten zur Regulierung des Luftstromes stellen Blenden dar, welche ein wichtiges Element hinsichtlich des generierten Strömungslärms darstellen. Der Schallentstehungsmechanismus steht hierbei in einem deutlichen Zusammenhang mit der, durch die vorhergehenden Blenden erzeugten Turbulenz vor der Blende.

Ziel der experimentellen Studie war die Bestimmung von signifikanten Strömungsparametern für die Vorhersage des Strömungslärms an einer Rohrblende. Der Versuchsaufbau besteht aus zwei Rohrkomponenten, von der die erste (stromaufwärts gelegene) eine möglichst leise Verwirbelung erzeugen soll, die an der zweiten Komponente zur Schallentstehung führt. Der Einfluss unterschiedlich starker Turbulenzen auf die Schallentstehung kann so durch die Variation des Abstandes der beiden Rohrkomponenten untersucht werden.

Unter Verwendung unterschiedlicher Innendurchmesser der Blenden und der Variation der Vorturbulenz bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten wurden Kenngrößen wie der auftretende Druckverlust an der Blende, das Strömungsfeld vor der Blende sowie die abgestrahlte Schallleistung ermittelt. Diese Kenngrößen wurden zur ermittelten Schallleistung in Beziehung gesetzt. Die abgestrahlte Schallleistung wurde über zwei unterschiedliche Verfahren (EN ISO 3745 und EN ISO 5136) ermittelt, um diese hinsichtlich des Messaufwandes und ihrer Aussagefähigkeit zu beurteilen.

Eine zweite Studie mit dem Titel ''Bestimmung der instationären Kraft auf der Blende im Klimaanlagenrohrsystem eines Flugzeuges'' wurde zeitgleich zu dieser bearbeitet und bezieht sich zum Teil auf gleiche Messergebnisse.

Ahnert, W.

• 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.

• „Alte“ und „neue“ Schallabsorber im Plenarsaal des Deutschen Bundesrates [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Taubert, H.-P. Tennhardt, J. Hoffmeier and W. Ahnert
[A]

Der Plenarsaal des Deutschen Bundesrates im ehemaligen Preußischen Herrenhaus in Berlin stellte aufgrund seines großen Raumvolumens und wegen der architektonischen Ansprüche besondere Anforderungen an die Auswahl und Anordnung raumakustischer Materialien sowie die Gestaltung der Beschallungsanlage. Im Rahmen der raumakustischen Planung wurden deshalb sowohl raumakustische Computersimulationen als auch Modellmessungen für Hörsamkeit und Beschallung durchgeführt. Es werden zunächst die grundsätzlichen raumakustischen Randbedingungen und Anforderungen des Plenarsaals erläutert. Weiterhin erfolgt die Darstellung der Computersimulationsberechnungen sowohl für die Vorbereitung der Modellmessungen, als auch für die Beschallungsanlage. Die Ergebnisse der Modellmessungen werden ebenfalls vorgestellt. Die mit Hilfe der Computersimulation und der Modellmesstechnik mögliche Optimierung der Anordnung und Ausführung der raumakustischen Maßnahmen wird gezeigt. Abschließend werden die unterschiedlichen Typen der verwendeten Schallabsorber vorgestellt. Hierbei handelt es sich sowohl um klassische (''alte'') Absorbertypen, wie gelochte oder ungelochte Holzverkleidungen, als auch um moderne (''neue'') Absorbertypen aus mikroperforierten Acrylglasplatten.

• Aspekte einer modernen Stadionbeschallung [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Ahnert
[A]

Aufgaben einer modernen Stadionbeschallung sind neben der klassischen Situation der Sicherstellung von absolut verständlichen Durchsagen insbesondere im Havariefall zunehmend neue Features: - Eventbeschallung von Sportereignisse, - ''Begleitton'' für Videowandübertragungen, - Unterstützung von Rock- und Popkonzerten bei Einsatz einer Fremdbeschallung, - Beschallung von Sonderveranstaltungen. Dabei steht die nutzerspezifische Beschallungsqualität im Stadioninnern im Mittelpunkt der Betrachtung. Gegenteilige Ergebnisse werden jedoch außerhalb des Stadions erwartet, da hier eine umliegende Wohnbebauung auf der Grundlage der gesetzlichen Vorschriften niedrige Immissionspregel erwarten darf. Alle diese Gesamtanforderungen stehe konträr zueinander. Der Beitrag soll die Zusammenhänge detulich machen.

• Stadium Sound Reinforcement: Immission Protection in Spite of High Useful Levels [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  W. Ahnert and B. Jäger
[A]

This contribution explains how acoustical quality criteria for a stationary stadium sound reinforcement system were elaborated with particular regard to minimizing immission to neighboring areas, and how forthcoming concepts from bidding firms were evaluated. Thanks to the inclusion of the results obtained by sound-reinforcement computer simulation (EASE) in the calculated immission prediction it was possible to assess various sound-reinforcement concepts with regard to the sound quality to be expected within the stadium, but also in respect of immission avoidance.

The object of these investigations was the Berlin Olympiastadion, which is presently undergoing complete refurbishing, and partial redevelopment. During future utilization of the stadium, even with the partial roofing closed, clearly audible noise immissions will have to be reckoned with for the adjacent living quarters consisting of detached and multifamily houses. The aim consisted in minimizing these immissions at least as far as can be achived by technical means.

• Zur Raumakustik und Beschallungstechnik der wiederaufgebauten Frauenkirche zu Dresden [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Ahnert and T. Behrens
[A]

Im Rahmen des Wiederaufbaus der Frauenkirche zu Dresden wurden Untersuchungen zur Raumakustik angestellt und ein Beschallungskonzept erarbeitet. Der erreichte Zustand bzw. die Qualität wurde messtechnisch dokumentiert. Der Vortrag stellt die realisierte Beschallungsanlage mit planerisch simulierten und den tatsächlich erreichten Qualitätsparametern vor und geht auf den raumakustischen Ist-Zustand ein.

• Wellenfeldsynthese für einen großen Hörsaal [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Moldrzyk, A. Goertz, M. Makarski, S. Feistel, W. Ahnert and S. Weinzierl
[A]

In Berlin wurde ein großer Hörsaal mit 700 Plätzen und einem horizontalen Umfang von etwa 100 m mit einem umlaufenden Lautsprecherarray ausgestattet. 840 Audiokanäle werden über 105 achtkanalige Lautsprechermodule wiedergegeben. Passend zur Raumgröße und dem Nutzungsprofil des Hörsaals entsprechend wurde ein neues Lautsprechersystem entworfen, das durch die Verwendung eines 2-Wege Systems und einer zusätzlichen Bündelung des Richtverhaltens durch je drei in vertikaler Richtung übereinander angeordnete Breitbänder einen hohen Direktschallpegel anstrebt. Die Schallpegelverteilung im Raum und das Aliasing des Arrays wurde durch eine Simulation mit 3D-Lautsprecherdaten im raumakustischen Modell (EASE) berechnet und durch Messungen vor Ort überprüft.

• Raumakustische Konzeption von Wiedergaberäumen für Wellenfeldsynthese am Beispiel eines Hörsaals der TU Berlin [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Behrens, W. Ahnert and C. Moldrzyk
[A]

Beim Ausbau eines großen Hörsaals der TU Berlin zum Wiedergaberaum für eine Wellenfeldsyntheseinstallation mit 840 Kanälen wurde eine weitreichende raumakustische Umgestaltung erforderlich. Der Vortrag gehtauf die in EASE durchgeführte Planungskonzeption hinsichtlich raumakustischer Anforderungen wie Soll-Nachhallzeiten und Schallführung ein und stellt diese den Bestands- und Abschlussmessergebnissen gegenüber.An diesem Beispiel wird die grundsätzliche raumakustische Konzeption von Wiedergaberäumen für virtuelle Akustik in Form einer Wellenfeldsyntheseinstallation gezeigt.

• Klassische oder komplexe Datenpräsentation von Lautsprechern? [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Ahnert and S. Feistel
[A]

Lautsprecher werden in Spezifikationen und Simulationsprogrammen zumeist noch als Punktquellen geführt und ihre Richtdaten in Tabellen aufgelistet. Ähnlich wird sogar für einfache Schallzeilen vorgegangen. Aber wie ist das mit modernen Line Arrays, die heutzutage von vielen Herstellern angeboten werden? Der Beitrag beschreibt zunächst, wie sie Schall abstrahlen und wie man dieses Verhalten mit einfachen zweidimensionalen Tools grob simulieren kann. Der Schwerpunkt des Beitrags zeigt einen Weg, dreidimensionale Parameter von Lautsprecheranordnungen zu beschreiben, aus einer neuartigen Perspektive. Komplexe Daten nach Betrag und Phase werden verwendet, um eine sogenannte GLL (Generic Loudspeaker Library) zu erzeugen, die das wahre Abstrahlverhalten solcher Anordnungen viel realistischer beschreibt als eine einfache Punktquelle (letztere leider oft noch bei Verwendung von ausschließlich Amplitudendaten). Bei der Erzeugung einer solchen GLL wird berücksichtigt, daß ein Lautsprecher zumeist aus einzelnen Quellen (Hochtöner, Tieftöner etc.) aufgebaut ist, die elektrisch über Crossover und Filter verbunden sind. Auch mechanische Rigging-Bedingungen werden einbezogen. Die notwendige Meßtechnologie zum Erhalt der richtigen Daten für die in der Lautsprecheranordnung enthaltenen Quellen wird erläutert. Schließlich erfolgt ein Ausblick zur erweiterten Interaktion zwischen Software Design und Hardware Ansteuerung von Lautsprecherinstallationen.

• Zu akustischen Problemlösungen in 'gläserner Architektur' [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Behrens and W. Ahnert
[A]

Bauen mit hohem Anteil an Glasflächen, speziell auch im denkmalgeschützten Bestand, stellt besondere Anforderungen an die Lösung raumakustischer und beschallungstechnischer Aufgabenstellungen. Die zu erhaltende optische Transparenz, große Volumina mit hohen Nachhallzeiten und Probleme der geometrischen Raumakustik stehen hierbei im Vordergrund. Verschiedene in den letzten Jahren bearbeitete Bauprojekte (Schlüterhof DHM Berlin, Glashof Jüdisches Museum Berlin, West-Ost-Halle Hauptbahnhof Berlin und weitere) mit unterschiedlichsten Problemstellungen und Lösungsansätzen werden vorgestellt und diskutiert.

• Gittererzeugung für die FEM Analyse von akustischen Innenraummodellen 'Mesh generation for FEM calculations in Closed Acoustical Spaces' [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Bansal, S. Feistel, W. Ahnert and M. Möser
[A]

Die Lösung von Differentialgleichungen mit FEM erfordert die Diskretisierung oder das ''Meshing'' der zunächst kontinuierlich definierten geometrischen Raumdaten. Verschiedene Algorithmen wurden entwickelt, um diesen Prozess der Gittererzeugung zu automatisieren. Allerdings können die meisten dieser Algorithmen keine Aussagen über die Qualität des resultierenden Gitters treffen. Mit dieser Arbeit wird ein neuer Algorithmus vorgestellt, der sogenannte Schnittebenenalgorithmus (Cutting Plane Algorithm) zur Erzeugung eines Gitters, das vollständig aus Hexaedern besteht. Schwerpunkt dieses Beitrags ist die Untersuchung der praktischen Anwendbarkeit dieses Verfahrens auf akustische Innenraummodelle. Der Algorithmus basiert auf der Zerlegung komplexer konkaver Polyeder in konvexe Teilpolyeder durch eine Serie von Schnitten. Die konvexen Teilkörper können in einem weiteren Bearbeitungsschritt schließlich in konvexe, trivalente Hexaeder überführt werden. Die räumliche Auflösung des Gitters kann dabei durch Mid-Point Subdivision den Rechenanforderungen angepasst werden. In diesem Zusammenhang werden spezielle Schnittverfahren für Innenraummodelle vorgeschlagen und anhand verschiedener Beispiele demonstriert. Insbesondere wird die Gitterqualität für typische Modelle mit Balkonen, Kuppeln, Treppen und Säulen betrachtet. Für gekrümmte Oberflächen wird ein angepasster Projektionsalgorithmus eingeführt. Abschließend wird nachgewiesen, dass durch die richtige Kombination dieser Schnitt- und Projektionsschritte eine gute Gitterqualität erreicht werden kann.

• Software-basierte Live Sound Messungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  E. Finder, W. Ahnert, S. Feistel and R. Miron
[A]

Nach einer kurzen Einführung der Meßsoftware EASERA wird eine neue Meßmethode dargestellt, bei der zur Anregung des Meßobjektes nicht nur klassische Sweep- oder MLS-Signale, sondern Sprach- und Musiksignale zur Anwendung kommen. Durch Verwendung eines solchen neuen Tools wird es möglich, auch mit externen Anregungen im Live-Modus zu arbeiten. Dabei werden Referenzsignale direkt von einem Ausgang eines Wiedergabegerätes, aber alternativ auch von einem Referenzmikrofon abgenommen. Das Meßsignal wird dann einer Echtzeitentfaltung RTD mit hoher Aktualisierungsrate unterzogen, so daß Impulsantworten oder komplexe Übertragungsfunktionen direkt erhalten werden. Neuartige Rauschunterdrückungsalgorithmen erlauben es, daß Impulsantworten bis zu 10s Länge auch in besetzten Hallen oder Stadien abgeleitet werden können. Als Beispiele werden Falluntersuchungen in einem Stadion und in der Frauenkirche Dresden erläutert. Die notwendigen Meßbedingungen und die Grenzen des Verfahrens werden dargelegt.

Ahrens, C.

• Der Einfluß der Becherlänge bei Orgelpfeifen mit Durchschlagzungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Braasch, C. Ahrens, J. Cottingham and T.D. Rossing
[A]

In einem Hörversuch wurde der Einfluß von interauralen Zeit- und Pegeldifferenzen bei der Lokalisationsunschärfe bestimmt. Der Testschall (weißes Rauschen, 20 ms-cos Rampe, 200-14000 Hz, 200 ms Tondauer) wurde über einem Kopfhörer dargeboten. Drei Außenohrkataloge wurden verwendet (Auflösung in der Horizontalebene jeweils 1):bei einem wurde die Phase bei 0 Azimut festgehalten, während der Betrag den gemessenen Richtungen entsprach, bei dem zweiten Katalog wurde hingegen der Betrag bei 0 Azimut festgehalten und die Phase variiert, der dritte Außenohrkatalog wurde nicht manipuliert. In einem adaptiven Experiment mußte die Versuchsperson bestimmen, ob sie den Testschall links oder rechts ausgelenkt wahrgenommen hatte. Folgende Schwellen wurden hierbei ermittelt: 1, Laufzeit- und Pegeldifferenzen; 2, nur Laufzeitdifferenzen; 3.5, nur Pegeldifferenzen. In einer weiteren Testsituation, in der zusätzlich ein Maskierer (500 ms weißes Rauschen) dargeboten wurde, erhöhten sich die Schwellen: 3, Laufzeit- und Pegeldifferenzen; 3.5, nur Laufzeitdifferenzen; 5, nur Pegeldifferenzen.

• Die Klais-Orgel in Kyoto und die akustischen Besonderheiten ihrer japanischen Register [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Braasch and C. Ahrens
[A]

Unser Hörorgan ermöglicht uns, in gewissen Grenzen, auch Schallquellen zu orten, die in Anwesenheit weiterer Schallquellen aufgenommen werden. Um diese Eigenschaft auch in Lokalisationsmodellen simulieren zu können, werden bevorzugt Frequenzbänder oder Zeitabschnitte ausgewertet, in denen der zu ortende Schall ungestört empfangen wurde. Wie Hörversuche demonstrieren, ist der Mensch im Gegensatz zu solchen Modellen jedoch in der Lage auch die Position von Testschallen in der Horizontalebene zu bestimmen, bei der das Signal während der gesamten Dauer von einem Störsignal begleitet wird, das denselben Frequenzumfang hat wie das Testsignal. Die Einsatzzeitpunkte von Test- und Störschall müssen jedoch in diesem Fall unterschiedlich sein, damit der Testschall lokalisiert werden kann. Diese Voraussetzung wird in dem hier vorgestellten Modell ausgenützt. Die interauralen Zeitdifferenzen des Testsignals werden in 10 Frequenzbändern zwischen 300 und 1700 Hertz aus der Differenz der interauralen Kreuzkorrelation zwischen Gesamtsignal und Störsignals berechnet: $Psi _S= Psi _G- Psi _M$ Die Korrelationsfunktion des Störsignals wird hierbei aus dem Anteil bestimmt, der dem Testschall vorangeht. Dabei wird angenommen, daß die Eigenschaften des Störsignals sich nicht bei zusätzlicher Präsentation des Testschalls verändern. Um die Differenz der beiden Korrelationsfunktion problemlos bilden zu können, müssen Testschall und Störsignal unkorreliert sein. Dies ist in natürlichen Umgebungen die Regel. Das Modell ist nicht nur fähig Testschalle bei ähnlich niedrigen Signal-/Störabständen zu lokalisieren, wie es auch der Mensch vermag. Es können darüber hinaus weitere psychoakustische Effekte, wie zum Beispiel die Verschiebungen von Hörereignissen, die bei niedrigen Signal-/Störabständen oder der Verhallung von Signalen auftreten, gezeigt werden.

• Zur Geschichte der Orgel im Konzertsaal [DAGA 2002 (Bochum)]
  C. Ahrens
[A]

Der Überlieferung nach wurde die Orgel im 3. Jh. vor Christus in Ägypten von dem Tech-niker Ktesibios erfunden, sie war zunächst ein weltliches Instrument. Noch in Byzanz diente sie ausschließlich der musikalischen Untermalung von Festlichkeiten und Zeremonien, nicht zuletzt Staatsempfängen und Umzügen im Freien, in der Kirche hatte sie keinen Platz. 757 n. Chr. machte der Kaiser von Byzanz dem fränkischen König Pippin dem Kurzen eine Orgel zum Geschenk, die großes Aufsehen erregte. Gleichwohl äußerten sich die Kirchenväter zu-nächst durchweg ablehnend zu einer Verwendung der Orgel im Gottesdienst. Erst im Laufe des 11. Jahrhunderts änderte sich die Situation: von da an galt die Orgel als zutiefst christli-ches Instrument und dieses Image trägt sie z.T. noch heute. Seit dem 16. Jh. fanden Orgeln zunehmend Verwendung beim Musizieren in den Häusern von Bürgern und Adligen. Aber erst Mitte des 18. Jhs. wurden in England erstmals öffentliche Räume mit Orgeln ausgestattet. Es handelte sich zumeist um Theater oder um Etablissements, die man ''pleasure gardens nannte: Gasthäuser, in denen die Gäste Speisen und Getränke so-wie verschiedene künstlerische Darbietungen genießen konnten. Im Laufe des 19. Jhs. ging man dazu über, vorhandene Konzerträume nachträglich mit Orgeln auszustatten und für Neu-bauten solcher Räumlichkeiten von Anfang an eine Orgel einzuplanen. Heute zählen Orgeln zur 'Normalausstattung' von Konzertsälen, selbst in vielen asiatischen Ländern, und es ent-stand ein eigener Typus: die Konzertsaalorgel.

Ahrens, J.

• Ein rückwärtskompatibles räumliches Telefonkonferenzsystem mit automatischer Sprechergruppierung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Ahrens, A. Raake, S. Spors and J. Ajmera
[A]

Die Verwendung von herkömmlicher Telefontechnik in Kommunikationsszenarien wie Telefonkonferenzen führt zu verminderter Verständlichkeit der Teilnehmer und vermindertem Komfort. Die Hauptursachen dafür liegen in dem Verlust der räumlichen Merkmale und der reduzierten Bandbreite der Signale. Die Übertragung mehrerer paralleler Sprachsignalströme zu einem Empfänger ermöglicht hingegen eine räumliche Wiedergabe eines solchen Szenarios. Eine einfache Möglichkeit der räumlichen Darbietung stellt die binaurale Wiedergabe über Kopfhörer dar. Die bedeutendsten Vorteile liegen dann in der vereinfachten Identifikation sowie der vereinfachten Unterscheidbarkeit der einzelnen Sprecher durch den Hörer. Um Rückwärtskompatibilität zu bestehenden Übertragungstechniken wie dem klassischen Festnetz zu gewährleisten, die die parallele Übertragung mehrerer Sprachkanäle nicht erlauben, schlagen wir ein System vor, das automatische Sprecheridentifizierung mit anschließender räumlicher Darbietung des entsprechend segmentierten Datenstroms kombiniert. Im Endgerät werden Sprecherwechsel im Datenstrom, der die Signale aller Teilnehmer beinhaltet, detektiert, Sprecher identifiziert, und der Datenstrom wird entsprechend segmentiert. Die einzelnen Sprecher werden dann in einer virtuellen auditiven Umgebung räumlich verteilt wiedergegeben. Dieses kombinierte System wurde implementiert mit dem Ziel, die Identifikation der Sprecher für den Hörer zu erleichtern. Eine erste Evaluierung des Systems bestätigt diese These. Verglichen wurde die Fähigkeit der Hörer die einzelnen Stimmen bei diotischer Wiedergabe, sowie räumlicher Wiedergabe mit automatischer bzw. idealer Segmentierung zu identifizieren. Die besten Ergebnisse wurden bei räumlicher Wiedergabe nach idealer Segmentierung erzielt, gefolgt von der räumlichen Wiedergabe mit automatischer Segmentierung. Am schlechtesten war das Ergebnis bei diotischer Wiedergabe.

• ASDF: Ein XML Format zur Beschreibung von virtuellen 3D-Audioszenen [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Geier, J. Ahrens and S. Spors
[A]

Mit dem ``Audio Scene Description Format'' (ASDF) kann man sowohl statische als auch bewegte virtuelle Audioszenen speichern und zwischen unterschiedlichen Wiedergabesystemen austauschen.

Es ist unabhängig von dem verwendeten Betriebssystem und der Programmiersprache aber auch vom Wiedergabeverfahren. Einmal erstellte Demos, Kompositionen, et cetera können also mit wenig Aufwand and verschiedenen Orten mit verschiedenen Systemen abgespielt werden.

Das Format basiert auf XML (eXtensible Markup Language), dadurch ist es für Menschen direkt lesbar und editierbar und man kann es bei Bedarf beliebig erweitern.

Der Aufbau von ASDF Dateien wird beschrieben, einige beispielhafte Szenen werden gezeigt und die konkrete Anwendung in einer Software Applikation für WFS, VBAP und binaurale Spatialisation namens ``SoundScape Renderer'' wird demonstriert.

• Notes on Rendering Focused Directional Virtual Sound Sources in Wave Field Synthesis [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Ahrens and S. Spors
[A]

Wave field synthesis (WFS) is an approach to the physical (re)synthesis of a desired virtual wave field. It is based on the Kirchhoff-Helmholtz integral formulated for interior problems. This implies that WFS is per se only capable of recreating the wave field generated by virtual acoustic sources outside the listening area. However, it has been shown that the exploitation of the time-reversal principle provides an approach to the reproduction of sources inside the listening area when some drawbacks are accepted. These virtual sources are known as focused sources. So far only point source models have been considered in the derivation of the appropriate loudspeaker driving functions. In this paper, we introduce an approach to the rendering of focused sources with arbitrary directivity. For this purpose we briefly introduce an approach to the rendering of non-focused virtual sources with arbitrary directivity which has been previously published in detail. The approach relies on the expansion of the source's directivity (i.e. its spatial transfer function) into orthogonal basis functions. We will then extend this approach to focused virtual sources and point out the particularities that have to be taken into account compared to the traditional focusing of virtual point sources.

Ahrens, S.

• 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.

Aichner, R.

• Comparison and a theoretical link between time domain and frequency domain blind source separation [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Aichner, H. Buchner and W. Kellermann
[A]

In this paper, we start with an comparative overview of state-of-the-art blind source separation (BSS) approaches for separating speech signals in real-world environments with room impulse responses modeled by long FIR filters of several thousand taps. Traditionally we distinguish between time-domain and frequency- domain BSS methods. The latter one is widely used due to its simplicity because the convolutive problem is decomposed into instantaneous BSS problems in each frequency bin. Unfortunately this results in a frequency-dependent permutation and scaling ambiguity. On the other hand time-domain algorithms avoid the arbitrary permutation and scaling but their applicability has usually been restricted to short room impulse responses. Recently we proposed a new approach to overcome this limitation by using a proper initialization method. Now a theoretical link between time-domain and frequency-domain methods is established by a rigorous derivation of a frequency-domain approach. This novel derivation leads to constraints in the update equation which show explicitly the relationship between the two above mentioned classes of algorithms.

• Convolutive Blind Source Separation for Noisy Mixtures [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Aichner, H. Buchner and W. Kellermann
[A]

Recently, we presented a blind source separation (BSS) framework for convolutive mixtures. The resulting algorithms are suitable for separating speech signals in real-world environments with room impulse responses modeled by long FIR filters of several thousand taps. In this paper we extend the BSS model to the case when noise is present. In the case of arbitrary noise sources, suitable noise estimation methods have to be utilized to obtain noise-robust BSS algorithms. Here, we combine a frequency-domain BSS algorithm based on second-order statistics with a bias removal technique utilizing minimum statistics. This leads to improved separation performance for noisy environments. Experiments conducted in a car environment show the effectiveness of our method.

• Residual Cross-talk and Noise Suppression for Convolutive Blind Source Separation [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Aichner, M. Zourub, H. Buchner and W. Kellermann
[A]

Convolutive blind source separation (BSS) aims at separating point sources from mixtures picked up by several sensors. In real-world environments, moving speakers, background noise, and reverberation are encountered which often degrade the performance of BSS algorithms. In such cases, the application of a post-filter can improve the output signal quality by suppression of residual cross-talk and of background noise. In this paper we propose a novel technique to estimate the necessary power spectral densities of the cross-talk components and present a robust system which allows to further suppress both, the remaining interference from point sources and the background noise. Experimental results show the benefit of this post-processing method applied to distant speech acquisition in car environments.

Aigner, R.

• FEM-unterstützte Netzwerksimulation kapazitiver Silizium-Mikrofonen [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Füldner, A. Dehé, R. Aigner and R. Lerch
[A]

In dem überwiegenden Teil heutiger Produkte werden Elekret-Kondensatormikrofone eingesetzt, die aufgrund ihrer eingeschränkten Temperaturstabilität manuell gelötet oder über aufwendige Federkonstruktionen aufgebaut werden. Im Zuge fortschreitender Miniaturisierung steigt die Nachfrage nach mikromechanischen Silizium-Mikrofonen in Form kompakter SMD-Bauelemente. Zu deren Herstellung wird die hochentwickelte Silizium-Planartechnologie der Mikroelektronik zusammen mit speziellen Fertigungsverfahren der Volumen- und Oberflächenmikromechanik verwendet. Die Modellierung und Simulation der Mikrofone ist zur Optimierung und Abstimmung von Prozess und Design unerlässlich. Diese konstruktive Vorgehensweise verringert die Zahl der Entwicklungszyklen mit der zeit- und kostenintensiven Herstellung und Prüfung der Muster. Aufgrund der Komplexität des kapazitiven Mikrofons mit elektrischen, mechanischen und akustischen Feldgrößen ist eine einheitliche analytische Beschreibung nicht möglich. Numerische Simulationen am Gesamtsystem sind dagegen nur unter erheblichen Zeit- und Rechenaufwand realisierbar und für umfangreiche Parameterstudien nicht geeignet. Der vorgestellte Modellierungsansatz kombiniert Finite-Elemente Simulationen mit analytischen Näherungsrechnungen. Zunächst wird das Mikrofon in geeignete Teilkomponenten untergliedert und unter bestimmten Voraussetzungen durch konzentrierte Elemente dargestellt. Diese bilden ein analog elektrisches Netzwerkmodell des Mikrofons. Das Netzwerkmodell ist durch den modularen Aufbau einfach zu modifizieren und mit den Methoden der Netzwerkanalyse, etwa durch einen Schaltungssimulator, lösbar. Neuartige Membranformen mit federartigen Strukturen werden numerisch mit der Methode der Finiten-Elemente berechnet. Die Simulationsergebnisse bilden die Grundlage zur Ableitung neuer konzentrierter Elemente, die in das Netzwerkmodell integriert werden. Ergänzt um die elektrische Beschaltung liefert das Netzwerkmodell sowohl die frequenzabhängige Empfindlichkeit als auch das Rauschen der Mikrofone. Eingangsgrößen des Modells sind lediglich Material- und Geometrieparameter. Die experimentelle Überprüfung wird anhand von Messungen zur Eigenfrequenz und der Empfindlichkeit an realisierten Silizium-Mikrofonen durchgeführt.

Ainsworth, W.

• Cross-Frequency Temporal Envelope Correlation in Complex Auditory Signals: Preliminary Investigations [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. Crouzet and W. Ainsworth
[A]

It is well known that long-term temporal envelope information is crucial to the identification of speech in quiet. The present investigation aims at considering its influence for the processing of auditory mixtures. The cross-frequency correlation of temporal envelope modulation was computed on a subset of the 'TI-Digits' database within various amplitude-modulation channels (0-4Hz, 4-8Hz, 8-16Hz, 16-32Hz, 32-64Hz) after passing them through an 8-channel FIR filterbank. It is shown that, whichever amplitude-modulation channel is considered, the envelope of speech signals is highly correlated between spectral channels, especially when they are close to one another. In order to investigate the likely influence of temporal modulation in the processing of degraded speech, a behavioral experiment is presented in which participants had to identify digit sequences that were previously passed through a signal processing algorithm. This algorithm is aimed at removing various levels of the temporal information available in the speech signals while keeping their fine spectral structure intact. Mixtures of these processed speech signals with either steady-state or amplituded-modulated noise signals were presented for identification. Interestingly enough, while the processing of speech signals was easier in modulated than in steady-state noise when long-term temporal information was available, the reverse occurred when temporal modulations were highly filtered. Processing speech with few temporal envelope information led to better performance in steady-state than in amplitude-modulated noise. The implications of this observation for the understanding of speech perception processes in adverse environments are discussed.

Aisenbrey, N.

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

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

Ajmera, J.

• Ein rückwärtskompatibles räumliches Telefonkonferenzsystem mit automatischer Sprechergruppierung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Ahrens, A. Raake, S. Spors and J. Ajmera
[A]

Die Verwendung von herkömmlicher Telefontechnik in Kommunikationsszenarien wie Telefonkonferenzen führt zu verminderter Verständlichkeit der Teilnehmer und vermindertem Komfort. Die Hauptursachen dafür liegen in dem Verlust der räumlichen Merkmale und der reduzierten Bandbreite der Signale. Die Übertragung mehrerer paralleler Sprachsignalströme zu einem Empfänger ermöglicht hingegen eine räumliche Wiedergabe eines solchen Szenarios. Eine einfache Möglichkeit der räumlichen Darbietung stellt die binaurale Wiedergabe über Kopfhörer dar. Die bedeutendsten Vorteile liegen dann in der vereinfachten Identifikation sowie der vereinfachten Unterscheidbarkeit der einzelnen Sprecher durch den Hörer. Um Rückwärtskompatibilität zu bestehenden Übertragungstechniken wie dem klassischen Festnetz zu gewährleisten, die die parallele Übertragung mehrerer Sprachkanäle nicht erlauben, schlagen wir ein System vor, das automatische Sprecheridentifizierung mit anschließender räumlicher Darbietung des entsprechend segmentierten Datenstroms kombiniert. Im Endgerät werden Sprecherwechsel im Datenstrom, der die Signale aller Teilnehmer beinhaltet, detektiert, Sprecher identifiziert, und der Datenstrom wird entsprechend segmentiert. Die einzelnen Sprecher werden dann in einer virtuellen auditiven Umgebung räumlich verteilt wiedergegeben. Dieses kombinierte System wurde implementiert mit dem Ziel, die Identifikation der Sprecher für den Hörer zu erleichtern. Eine erste Evaluierung des Systems bestätigt diese These. Verglichen wurde die Fähigkeit der Hörer die einzelnen Stimmen bei diotischer Wiedergabe, sowie räumlicher Wiedergabe mit automatischer bzw. idealer Segmentierung zu identifizieren. Die besten Ergebnisse wurden bei räumlicher Wiedergabe nach idealer Segmentierung erzielt, gefolgt von der räumlichen Wiedergabe mit automatischer Segmentierung. Am schlechtesten war das Ergebnis bei diotischer Wiedergabe.

Akermann, F.

• Validierung von Eisenbahnlärmmodellen in einer Talsituation anhand einer Langzeitmessung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K. Heutschi, R. Höin and F. Akermann
[A]

Im komplexen topographischen und meteorologischen Umfeld von Talsituationen können sich besondere Schallausbreitungsphänomene ausbilden. Mit den heute noch weit verbreiteten empirischen bzw. semi-empirischen Ausbreitungsmodellen wie z.B. ISO 9613-2 werden viele dieser Effekte nur ungenügend nachgebildet oder gänzlich ignoriert. Da in Tälern besondere, asymmetrische Windverhältnisse und inhomogene Temperaturverteilungen auftreten können, ist nicht a priori mit einer Ausmittelung dieser Effekte zu rechnen. Speziell in Alpentälern mit hohem Verkehrsaufkommen auf Schiene und Strasse kann dies zu einer systematischen Fehlbewertung der Lärmbelastung führen. Mit Messungen des Eisenbahnlärms in einer typischen Talsituation an der Gotthardlinie sollten allfällige Modellmängel aufgedeckt werden. Während zweier Monate wurden gleichzeitig schienennahe Messungen und solche an den Talflanken bei Quellen-Empfängerabständen in der Grössenordnung von knapp 1 km durchgeführt. Die als Schallausbreitungsdämpfung zwischen Emissions- und Immissionspunkt ausgewerteten akustischen Daten werden mit Berechnungen verglichen und mit den erfassten Meteodaten korreliert. Die Abweichungen Rechnung-Messung werden mittels eines Deltamodells beschrieben.

Albani, S.

• Audiologische Messverfahren für die Hörgeräte-Industrie [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  B. Gabriel, S. Albani, V. Hohmann, B. Kollmeier and M. Meis
[A]

Vor vier Jahren wurde das Hörzentrum Oldenburg als Institut an der Universität Oldenburg und dem Evangelischen Krankenhaus in Oldenburg gegründet. Im Bereich Forschung und Entwicklung werden im Auftrag der (Hörgeräte-) Industrie u.a. umfassende Feldstudien neuer (digitaler) Hörgeräte, Hörgeräte-Prototypen und anderer Hörhilfen durchgeführt. Um hier eine adäquate Erfolgskontrolle der objektiven und subjektiven Leistungsfähigkeit der Geräte durchführen zu können, werden im Hörzentrum zum einen audiologische Meßmethoden in die Praxis umgesetzt, die in der Universität entwickelt worden sind. Zum anderen erarbeitet das Hörzentrum selbst Meßverfahren, die dem Bedarf und den Anforderungen der Industrie genügen. In diesem Beitrag sollen verschiedene moderne audiologische Meßverfahren vorgestellt werden, die in der audiologischen Diagnostik und in der Hörgeräte-Evaluation zum Einsatz kommen. Es werden moderne Sprachtestverfahren, die adaptive Hörflächenskalierung, eine Apparatur (''virtuelles Hörgerät'') zum Qualitätsvergleich verschiedener Hörgeräte-Signalverarbeitungsstrategien und Meßverfahren für die Höranstrengung beschrieben. Die Verfahren werden hinsichtlich ihrer Ziele sowie ihres jeweiligen Nutzens (exemplarische Ergebnisse aus der Arbeit des Hörzentrums) diskutiert und in den Zusammenhang eines zeitlichen, organisatorischen Evaluationsablaufs gestellt.

Albayrak, S.

• Enhancing the Flexibility of a Multimodal Smart Home Environment [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Dimopulos, S. Albayrak, K.-P. Engelbrecht, G. Lehmann and S. Möller
[A]

The smart home offers a new opportunity to augment people's lives with ubiquitous computing technology providing enhanced communications, awareness, and functionality. A natural way of interaction in such a smart home is via a spoken natural-language dialogue: It is easy to learn, hands-free, and accessible from any place in the household or outdoors. However, speech-only interaction is less effective than the multimodal face-to-face interaction that humans are used to. In order to compensate for this disadvantage, the system should appear more ''intelligent'', e. g. in the form of a ''home assistant'', which should hide the complexity of the appliances through an intuitive interface.

A first speech-based home assistant was developed in the EU-funded IST project INSPIRE. In this talk, we present the results of recent work aiming at enhancing the system at two points: (1) The user interface was made more flexible by coupling it to a VoiceXML platform which provides remote or local voice interaction in a unified, standards-based fashion. (2) The system's modularity was leveraged by extending it with an abstract, protocol-independent device control mechanism. The results of these extensions are expected to facilitate the interaction in this type of ''intelligent'' environment, and finally to provide better acceptance of such environments in general.

Alber, S.

• Asphalttechnologische Möglichkeiten zur dauerhaften Reduzierung der Lärmpegel in offenporigen Asphalten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  W. Ressel, C.D. Eisenbach, B. Bergk, S. Alber and F. Wurst
[A]

Offenporiger Asphalt (OPA) wird üblicherweise verwendet, um Verkehrslärm, der durch den Reifen-Fahrbahnkontakt verursacht wird, zu reduzieren. Obwohl bereits sehr gute Erfahrungen mit diesem Material gemacht worden sind, neigen OPA-Decken dazu, ihre positiven Eigenschaften nach wenigen Jahren zu verlieren. Verursacht wird dieses Phänomen durch Straßenschmutz, der in die Poren eingetragen wird und zur Verschmutzung und (teilweisen) Verstopfung der offenen Poren führt. Versuche, offenporige Asphaltdeckschichten mit Wasser unter Hochdruck zu reinigen, waren bisher nur teilweise erfolgreich. Deshalb wird innerhalb des Projekts ''Leistra 2'' die Idee verfolgt, der Verschmutzung der offenporigen Asphaltschicht von Beginn an entgegenzuwirken. Drei grundsätzliche Möglichkeiten der Modifikation von offenporigen Asphaltdecken werden angedacht und untersucht:

a) Beschichtungen, die die Rauheit der Porenoberflächen ausgleichen und dadurch die Schmutzanhaftung verhindern,

b) Beschichtungen, die bestimmte schmutzabweisende Oberflächeneigenschaften hervorrufen und dadurch die Schmutzanhaftung in den Poren des OPA verhindern bzw. die Auswaschung des Schmutzes erleichtern,

c) Zugabe selbststratifizierender, oberflächenaktiver Polymere in das Asphaltmischgut (vor dem Einbau), die die in b) angesprochenen Effekte nach dem Auskühlen der fertigen Schicht bewirken.

Die Sicherstellung der dauerhaften, lärmmindernden Wirkung von offenporigen Asphalten mit relativ geringem Aufwand könnte dazu führen, dass OPA vermehrt eingebaut wird und somit mehr Menschen von dieser Methode, sie vor Lärm zu schützen, profitieren können.

Alber, T.

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

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

• A new method to describe valve noise [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Alber, M. Yankonis, H.-M. Fischer and B. Gibbs
[A]

Commonly valves, especially water taps, are regarded exclusively as fluid-borne sound sources. Based on this assumption, an ISO standard 3822 has been established, which has led to considerable improvements regarding fluid-borne sound emission of valves. However the reduction in fluid-borne sound in part contributed to the finding, that structure-borne sound cannot be neglected a priori. In practice valves like water taps are sources of air-, structure- and fluid-borne sound simultaneously.

Generally measurements of airborne sound power are relatively straightforward and can be conducted using standardized methods. However the procedures are more complicated if structure- and fluid-borne sound power are to be considered, as a means to predict the acoustical performance of valves in-situ.

A current research project, at the Fachhochschule Stuttgart in co-operation with the University of Liverpool, is concerned with the sound emission of valves on a power basis, including fluid- and structure-borne sound. Preliminary results of this research project are presented.

• Determination of the fluid-borne sound power of valves using intensity techniques [DAGA 2005 (München)]
  T. Alber, H.-M. Fischer and B. Gibbs
[A]

Momentan werden Armaturen der Wasserinstallation auf Basis der Norm ISO 3822 hinsichtlich ihrer akustischen Eigenschaften geprüft. Die Norm stützt sich auf die Anwendung des Vergleichsschallquellenverfahrens, wobei als Vergleichsschallquelle eine sogenanntes Installationsgeräusch-Normal (IGN) eingesetzt wird. Während der DAGA 2004 wurde gezeigt, dass die physikalischen Annahmen zur Anwendung dieses Verfahrens unvermeidlich zu Einschränkungen hinsichtlich der Vergleichbarkeit der Ergebnisse zwischen verschiedenen Prüfständen führen kann und die Messgröße Lap in vielen Fällen keine ausreichende Beschreibung der akustischen Eigenschaften der Armaturen liefert.

Aufgrund der beschriebenen Probleme soll im Rahmen eines Forschungsprojektes der Fachhochschule Stuttgart in Kooperation mit der University of Liverpool die Schallerzeugung von Armaturen untersucht werden und letztlich die Bestimmung der Körper- und Wasserschallemission in Form einer Leistungsgröße ermöglicht werden. Zur Bestimmung der Wasserschallemission wird dabei auf die Messung der Intensität zurückgegriffen. Der Vortrag beschreibt die Untersuchungen zur Bestimmung der Fluidschalleistung von Armaturen mit Hilfe der Intensitätsmesstechnik. Dabei werden verschiedene Prüfaufbauten und Messtechniken eingesetzt sowie deren Grundlagen diskutiert. Das Messverfahren kann für diverse Schallquellen, welche Schallenergie in flüssigkeitsgefüllte Rohre einleiten, angewendet werden.

• Fluid-structure interaction in domestic piping systems [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Alber, H.-M. Fischer and B. Gibbs
[A]

Valves like water taps are sources of air-, structure- and fluid-borne sound simultaneously. All of these source components can contribute to the resultant sound pressure generated in the room containing the valve. Importantly, the structure- and fluid-borne components are the dominant contributions to the sound pressure in rooms removed from the source.

Although the fluid-borne emission of water taps is of interest for manufacturers in the design process, it is the structure-borne sound emitted into the building structure that can cause annoyance of residents. This paper reports on a research project, at the University of Applied Sciences Stuttgart, in co-operation with the University of Liverpool. The aim of the project is to develop procedures for predicting the sound pressure level of water appliances when installed in buildings, using as input data laboratory measurements of the fluid-borne sound emission into pipe systems.

Alberts, O.

• Das Mini-Lärmdosimeter doseBadge - neue Möglichkeiten zur Personen-Dosimetrie [DAGA 2003 (Aachen)]
  O. Alberts
[A]

Vorschriften der EU und Deutschlands verlangen, im Arbeitsprozess zu sichern, dass die Arbeitnehmer bestimmten maximalen Lärmpegeln nicht ungeschützt ausgesetzt werden. Für die Überwachung der Exposition von Personen gibt es zwei grundsätzlich unterschiedliche Methoden: Einmal die Aufstellung eines Schallpegelmessers in der Nähe des Arbeitsplatzes und zum anderen die Befestigung eines Mikrofons mit Auswerteelektronik am Beschäftigten selbst, das sog. Personen- Dosimeter. Dieses ist in Deutschland nicht sehr beliebt,da das Mikrofonkabel bei der Arbeit stört und auch befürchtet wird, dass der Träger die Messung manipulieren kann. Das neue Lärmdosimeter doseBadge ist so klein, dass es störungsfrei in der Nähe eines Ohres befestigt werden kann. Die mittels Infrarot vom Dosimeter zum Lesegerät übernommenen Daten können an diesem und auch später am Computer ausgewertet werden. Die Aufzeichnung des Pegel- Zeit- Verlaufs ermöglicht verschiedene Rückschlüsse und lässt Manipulationen leichter erkennen. Ein Vorteil des Dosimeters ist, dass nur zur Auswertung der Messung Fachpersonal benötigt wird. Für die gleichzeitige Überwachung mehrerer Personen wird die Kombination Doimeter / Lesegerät infolge des geringen Preises des Dosimeters wirtschaftlich sehr günstig.

• Einfluss der rasanten Entwicklung der Elektronik auf die akustische Messtechnik am Beispiel der Personen- Lärm- Dosimetrie [DAGA 2008 (Dresden)]
  O. Alberts
[A]

Mit der Direktive 86/188/EWG zur Messung des Lärms am Arbeitsplatz erhielt die Personen- Dosimetrie in Europa einen höheren Stellenwert. Zwar gab es auch vorher Geräte, die derartige Messungen ermöglichten, aber ihre Anwendung war gering. Nun wurden ''Dosimeter'' von verschiedenen Herstellern auf den Markt gebracht. Ihre generellen Nachteile waren ihre Größe sowie das Kabel zwischen Mikrofon und Gerät, die den Träger häufig bei der Arbeit störten. Mit dem doseBadge entstand ein kleines Dosimeter ohne Kabel und Tasten, das zunächst nur ein simpler Erfasser des Leq war. Mit der Entwicklung neuer Mini-Akkus und der zunehmenden Verkleinerung elektronischer Bauelemente entwickelte sich daraus ein komplexes Messsystem bis hin zum ex-Schutz. Damit ist es möglich, auch an sensiblen Messorten nahezu völlig störungsfrei die Einhaltung von Vorschriften korrekt zu überwachen, wobei Forderungen nach der gleichzeitigen Erfassung global unterschiedlicher Parameter erfüllt werden.

Albrecht, B.

• Simulationsumgebung für Mikrofonarrays in der Musikaufnahme [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Oschlies, B. Albrecht, F. Melchior and D. de Vries
[A]

Der Einsatz von Mikrofonarrays in der Musikaufnahme ist derzeit wenig erforscht. Problematisch - im Gegensatz zu bekannten Anwendung von Empfängerarrays .z.B. im HF-Bereich - ist hier vor allem das gewünschte konstantes Arrayverhalten über einen in der Größenordnung sehr großen Wellenlängenbereich. Die hohe erreichbare Richtwirkung eines Mikrofonarrays bei linearem Frequenzgang erlaubt zum einen eine Alternative zur klassischen Stützmikrofonierung, zum anderen kann das Schallfeld z.B. für die objektorientierte Audiowiedergabe analysiert werden. Betrachtet wird ein lineares logarithmisches Array, welches prototypisch an der TU Delft entwickelt wurde. Eine hierfür an der TU Ilmenau erstellte Simulationsumgebung ermöglicht den virtuellen Entwurf und Einsatz eines solchen Arrayaufbaus. Dabei bieten verschiedene Simulationsebenen einen visuellen und akustischen Eindruck vom zu erwartenden Arrayverhalten. Durch die Vorgabe beliebiger Parameter können die Auswirkungen von Parameteränderungen und Fehlern simuliert werden. So lässt sich z.B. als wichtige Zielgröße die Richtwirkung im Nah- und Fernfeld darstellen. Zur akustischen Kontrolle kann schon während der Planung eine Quelle virtuell in der Ebene vor dem Array platziert werden. Komplexe und arbeitsintensive Tests mit realen Arrays werden somit erst dann notwendig, wenn alle simulierten Ergebnisse zufrieden stellend sind. Aus dem darstellbaren Verhalten lassen sich Rückschlüsse auf Entwurfsparameter und die notwendigen Präzisionen der praktischen Umsetzung ziehen. Ins besondere die Arrayausmaße bei gewünscht hohem Frequenzumfang sowie wie die Schärfe der zu erwartenden Richtwirkung sind dabei von Interesse.

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

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

Albrecht, M.

• Mobiles Aufnahmesystem für Sprachtechnologie- Anwendungen [DAGA 2002 (Bochum)]
  U. Koloska, D. Hirschfeld and M. Albrecht
[A]

Anwendungen der Spracherkennung und Sprachsynthese erfordern zumeist große Mengen an Datenmaterial verschiedener Sprecher, das zudem unter Bedingungen aufgenommen sein sollte, die den realen Bedingungen des Anwendungs- bzw. Produktszenarios möglichst nahekommen. Es wird ein mobiles System für Aufgaben der Datensammlung und Korpuserstellung im Bereich der Sprachkommunikation vorgestellt, das die folgenden Anforderungen erfüllt:

- Aufnahme und Digitalisierung von Sprach- und anderen Audiosignalen

- Kompaktheit und Robustheit der gewählten Komponenten

- Sicherstellung einer hohe Qualität der Aufnahmen

- Einsatzfähigkeit an beliebigen Orten (Studio, Freiluft, KFZ etc.)

- einfache Datensicherungsmöglichkeiten

Diese Ausrüstung wird durch ein Tool zur Verwaltung, Manipulation und automatischen Aufbereitung des Audiomaterials (WiGE) vervollständigt. Das System wurde bereits bei Korpusaufnahmen für die Sprachsynthese erprobt. Der Artikel dokumentiert die Systemeigenschaften und beispielhaft das Vorgehen bei der Durchführung und Aufbereitung von Sprachaufnahmen.

Albrecht, Stefan

• Minischallschutzwände - Ökologischer Vergleich von Systemen aus Kunststoff und Beton [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Albrecht, B. Wittstock and M. Fischer
[A]

Lärmschutzmaßnahmen sind aufwendig und ziehen häufig Beeinträchtigungen, wie die Abschattung von Grundstücken, nach sich. Um diese Beeinträchtigungen gering zu halten werden im Bereich des Schienenverkehrs Minischallschutzwände eingesetzt und weiterentwickelt. Ziel ist, die Lärmemissionen direkt an der Entstehungsstelle, dem Rad-Schiene-Bereich, zu mindern. Die Minischallschutzwand ist direkt neben dem Gleiskörper montiert und soll möglichst viel des im unteren Zugteil entstehenden Luftschalls absorbieren. Sie bietet auf Grund ihrer geringen Höhe von ca. 50 cm zudem die Möglichkeit neben schweren Werkstoffen wie Beton oder Glas, wie sie bei herkömmlichen Schallschutzwänden eingesetzt werden, Kunststoff als Konstruktionsmaterial einzusetzen. Ein weit verbreiteter Einsatz bedingt einen hohen Material- und Energieeinsatz durch Herstellung, Montage, Transport und Verwertung, was neben der Reduktion der Schallemissionen andere Einflüsse auf die Umwelt mit sich bringt. Diese Einflüsse können mit der Methode der Ökobilanz quantifiziert werden. Die Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung vergleicht zwei Systeme aus Beton und Kunststoff mit der Methode der Ökobilanz durch ökologische Analyse der Herstellungsphase, der Transporte, der Montage, der Nutzungsphase sowie der Verwertungsphase hinsichtlich der ökologisch relevanten Wirkungskategorien Treibhauspotential, Versauerungspotential, Überdüngungspotential, Chemisches Photooxidantienbildungspotential (''Sommersmog'') sowie des Primärenergieverbrauchs, um die umweltlichen Vor- und Nachteile der konkurrierenden Systeme beurteilen zu können. Der Vergleich wird dabei gemäß der Ökobilanzrichtlinie bezogen auf die Erfüllung derselben Funktion, die im Lastenheft mit der Reduktion des Luftschalls um mindestens 5 dB(A) angegeben ist, geführt. Dies bildet die Grundvoraussetzung für den objektiven umweltlichen Vergleich. Der Vortrag beschreibt die methodische Vorgehensweise sowie die umweltrelevanten Aufwendungen und die resultierenden Umweltauswirkungen der beiden Schallschutzsysteme im Vergleich.

• Integration von Lärmwirkungen in umweltliche Lebenszyklusanalysen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Wittstock, S. Albrecht, M. Fischer and J. Pflieger
[A]

Die Umwelt als Lebensgrundlage und Basis einer Gesellschaft und Wirtschaft wird durch vielfältige Effekte beeinflusst und verändert. Mit der Methode der Lebenszyklusanalyse bzw. Ökobilanz werden Umwelteffekte eines Produktes, eines Prozesses oder einer Dienstleistung quantitativ über den gesamten Lebensweg von der Rohstoffgewinnung über die Produktion und Nutzung bis zur Verwertung dargestellt. Lärm stellt einen bedeutenden Umwelteffekt dar, der in Lebenszyklusanalysen bis heute nur in wenigen Einzelfällen berücksichtigt wird. Bestehende Ansätze zur Integration von Lärmwirkungen in Lebenszyklusanalysen beschränken sich auf die Berücksichtigung von Straßenverkehrslärm als gesundheitliche Belastung für betroffene Personen, ausgedrückt durch eine zusätzliche Lärmbelastung je gefahrenem Transportkilometer. Die Lärmwirkungen werden hierbei häufig als ''verlorene Lebensjahre'' durch frühzeitigen Tod, Krankheit oder Unfall angegeben. Umweltwirkungen durch Lärm entstammen jedoch nicht ausschließlich dem Straßenverkehrslärm, sondern können Wirkungen durch eine Vielzahl nebeneinander bestehender Lärmquellen umfassen. Diese Wirkungen beschränken sich nicht auf Gesundheitsschädigungen, sondern stellen Störungen für Ökosysteme und für den Menschen ohne direkte (Gesundheits-) Schädigung dar. Eine große Herausforderung in der Quantifizierung und Bewertung von Umweltwirkungen durch Lärm stellt zum einen die starke Abhängigkeit des Schallereignisses von Ort und Zeit, zum anderen die Nichtlinearität des Schalls dar. Dies erschwert die Aggregation von Umweltwirkungen durch Lärm. Der Vortrag stellt dar, dass Lärm aufgrund seiner großen, auch volkswirtschaftlichen Bedeutung als Umwelteffekt auf einer allgemeingültigen Basis in die Methode der Lebenszyklusanalyse integriert werden sollte. Hierzu ist bestehendes Wissen aus dem Bereich der Lärmbewertung mit Wissen aus dem Bereich der Lebenszyklusanalyse zusammenzuführen.

Albrecht, Stepán

• Music Signal Decomposition Based on Sequential Identification and Subtraction of Components [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Albrecht and V. Matousek
[A]

The article deals with a novel approach in audio signal decomposition, with possible application on music. A mixed signal is built up from the audio components. Consecutive segments of the components present in the mixed signal are identified with the components contained in a set. Once a component is identified, it is removed from the mixed signal. There is an original observed audio signal (a song) being a composition of anything - from the tone A of the piano to the drum loop in a popular song (the audio component). Then we are given a set of audio components. We expect that it is possible to combine the observed signal from the audio components in the set or their derivates. The derivates may be created by the convolved components, or by the components having cut off an arbitrarily long part of their beginning / end. We can examine the two tasks:
1. To recognize the components which the original signal is combined from, find their positions in time, or find their possible transformations leading to the derivates being presented in the original signal.
2. To investigate the conditions ... (.. to be COMPLETED IN PROGRAM BOOK !!!!!!!!!)

Alefs, B.G.

• An auditory filter representation of phoneme boundaries [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  B.G. Alefs
[A]

The segmentation of speech in linguistically distinctive elements is usually performed manually, using short-term spectrograms, or automatically, using short-term power spectra. However, short-term averages do not supply the required temporal resolution, neither for non-stationary phonemes, nor for perceptual changes. Fine resolution voiced speech segmentation requires temporal information about amplitude and phase for each speech period, including formant resonances, whereas unvoiced speech requires an onset time of less than 1ms. To achieve full resolution segmentation, a time domain based speech analysis is proposed. Voiced speech is modeled as a periodic pulse sequence filtered by the vocal tract cavity. The resulting time signal is two-fold periodic: between pulses with the fundamental frequency period, and within pulses with the formant resonance frequencies. For all pulses and resonances the amplitude, phase and energy are estimated strictly locally. Their similarity is estimated by local cross correlations according to Medan's pitch determination. From the time tagged signal, spectral features are extracted by ROEX-auditory filter shapes, and the feature sequence is identified by hidden Markov models. Furthermore, the perceptual relevance of the segment bounderies is estimated by a psychoacoustical experiment. References 1. Fant, G. Analysis and synthesis of speech processen, Manual of Phonetics; Bertil Malmberg Ed.; North-Holland Publishing Co. Amsterdam 1974; p.173-277. 2. Glasberg BR, Moore BC., Derivation of auditory filter shapes from notched-noise data. Hear Res. 1990 Aug 4;47(1-2):103-38. 3. Medan Y, Yair E, Chazan D, Super resolution pitch determination of speech signals, IEEE Transaction on signal processing, vol. 39(1),1991. 4. Patterson RD. Auditory filter shapes derived with noise stimuli. J Acoust Soc Am. 1976 Mar;59(3):640-54. 5. Plack CJ, Moore BC. Temporal window shape as a function of frequency and level. J Acoust Soc Am. 1990 May;87(5):2178-87.

Aleinikov, V.

• Acoustic Cavitation Excited by Periodic Sequence of Tone Bursts [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Romanenko, V. Andreev and V. Aleinikov
[A]

Development of caviation in liquids takes a finite time. At a first step a cloud of cavitative bubble is produced during 10-20 periods of ultrasound wave. Then across more prolonged time a stationary bubble distribution is set up. The study of the general rules of cavitations development has principal importance in sonochemistry when high-speed reactions are initiated. In this paper development of acoustic cavitation in liquids was studied theoretically and experimentally. Acoustic cavitation in water and transformer oil was initiated by vibration of magnetostrictive radiator at 18 kHz. Continuous ultrasound and 0.4-s tone bursts with 4 - 8 s repetition periods were employed for cavitation excitation. A noise pressure distribution was detected by spherical piezoelectric hydrophone with 230 kHz resonance frequencies. Acquisition of the pressure waveform was performed both in undisturbed liquids and after radiation of several sequences of bursts. Theoretical approach based on Nolting-Neppiras equation with additional term depending on bubble concentration was employed. It was found that time of steady state cavitation development in undisturbed liquids was about 40-50 ms for our experimental conditions. This time depended on duration, number and repetition rate of applied bursts. In particular, it was reduced more than twice after consequent radiation of 5 - 7 ultrasound bursts with 4-s repetition period. According to theoretical model it was shown that the growth of bubble concentration resulted in significant reduction in maximum radius and time of its collapse.

Alex, M.

• Aktive Noise Control - im Ansaugsystem der Zukunft [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Alex
[A]

Bei der Entwicklung von Ansaugsystemen werden neben den Anforderungen durch den Gesetzgeber im Sinne der Geräuschreduzierung zunehmend Forderungen hinsichtlich des Geräuschdesigns immer wichtiger. Hierbei ist insbesondere das Ansaugmündungsgeräusch eine wichtige Schallquelle. Parallel zu dieser Tendenz werden die Bauräume infolge der gestiegenen Anzahl von Nebenaggregaten immer enger, so dass innovative Systeme entwickelt werden müssen, die mit weniger Packaging auskommen. Herkömmliche akustische Maßnahmen im Ansaugbereich, wie Helmholtz Resonatoren, benötigen sehr große Volumen oder sehr kleine Querschnitte um im tieffrequenten Bereich das Mündungsgeräusch zu reduzieren. Die Forderung nach einem Geräuschdesign bleibt dabei aber zumeist unberücksichtigt. MANN+HUMMEL hat sich deshalb dem Thema der aktiven Geräuschbeeinflussung mit Hilfe eines Lautsprecher im Ansaugsystem zugewandt. Die Entwicklung des ANC Systems gliederte sich in drei Phasen, deren Ergebnisse im folgenden vorgestellt werden sollen. In der ersten Phase wurde in Form einer Machbarkeitsstudie der Nachweis der prinzipiellen Realisierbarkeit erbracht. Hierfür wurde mit Hilfe der Rechnersimulation die Hauptkomponenten des Ansaugsystems ausgelegt und die Größe des Lautsprechers festgelegt. In der zweiten Phase wurde ein solches System auf dem Motorakustikprüfstand aufgebaut um den Nachweis auch auf der experimentellen Seite zu erbringen. Zunächst wurden dabei die Restriktionen des Packagings vernachlässigt. Die dritte Phase hat diesem Umstand ebenfalls Rechnung getragen und das System wurde in ein Fahrzeug eingebaut, wobei das zur Verfügung stehende Volumen des Originalluftfilters nicht überschritten werden durfte. Das jetzt zur Verfügung stehende ANC-System ist in der Lage sowohl das Mündungsgeräusch zu reduzieren als auch aktives Geräuschdesign zu betreiben.

• Das Ansaugmündungsgeräusch in Bezug auf die Lärmgesetzgebung [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Wenzel and M. Alex
[A]

Das Ansaugmündungsgeräusch ist eine der relevanten Geräuschquellen eines Kraftfahrzeugs, das einen erheblichen Einfluss auf das Außengeräusch hat. Deshalb war die Entwicklung eines Ansaugsystems und seine akustische Auslegung als Ansauggeräuschdämpfer immer durch die aktuelle Gesetzgebung bestimmt. Die Ausle-gung des Ansaugsystem ist ein Kompromiss zwischen Kriterien wie Filtrationsleistung, geringem Druckverluste im System und dem Mündungsgeräuschpegel. Eine Änderung der Gesetzgebung beeinflusst damit auch in starkem Maße die Entwicklung von Ansaugsystemen. Momentan werden verschiedene Gesetzesänderungen diskutiert, wobei zukünftig die Lärmbelastung durch den Stadtverkehr in der Prozedur besonders berücksichtigt werden soll. Der Vortrag zeigt, welche Bedeutung diese möglichen Gesetzesänderungen auf die akustische Auslegung des Mündungsgeräusches hat. Bisher war in erster Linie der Vollastzustand ausschlaggebend für die Entwicklung. Um die Fahrzustände im Stadtverkehr für gesetzliche Grenzwerte zu berücksichtigen, werden Testprozeduren diskutiert, die Teillastzustände beinhalten. Im Hinblick darauf sind Ansaugsysteme gefordert, die in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors die optimale Geräuschbeeinflussung bei minimalem Druckverlust bieten. Es werden unterschiedliche Ansätze gezeigt, wie die neuen Randbedingungen in die Entwicklung des Ansaugsystems einfließen könnten. Adaptive und aktive Lösun-gen werden verstärkt integriert. Z.B. können mit Hilfe von Klappen der Mündungsquerschnitt an Betriebszustand des Motors angepasst werden. Dies bietet die Möglichkeit jederzeit den optimalen Durchfluss im System zu gewährleisten, gleichzeitig aber den akustisch relevanten Querschnitt so gering wie möglich zu halten. Anhand von Fahrzeug- und Motormessungen konnten die Vorteile solcher Systeme verdeutlicht werden. Damit wird deutlich, dass mit Hilfe adaptiver und aktiver Maßnahmen die zukünftigen Anforderungen an das akustische Verhalten von Ansaugsystemen erfüllt werden.

Algermissen, G.

• Aeroakustik des neuen S-Klasse Coupés [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Algermissen
[A]

An die Mercedes-Benz CL-Klasse werden allerhöchste Ansprüche bezüglich geringen Windgeräuschen gestellt. Diese können nur befriedigt werden, in dem über den gesamten Produktentstehungsprozess hinweg konsequente aeroakustische Entwicklung betrieben wird. Letztere beginnt in der Konzeptfindung und endet bei der Serienfertigung am Band. Die wichtigsten Entwicklungsschritte und Maßnahmen am Fahrzeug werden angesprochen. Eine Besonderheit ist der Einsatz eines neuen flächenerfassenden Hohlspiegels im Aeroakustikwindkanal zur quantitativen Bewertung der aeroakustischen Quellen. Mit seiner Hilfe konnte eine aeroakustisch besonders günstige Form gefunden werden. Die Summe aller Bemühungen fruchtete in einem Fahrzeug, das sich in der Luxus-Klasse mit äußerst geringen Windgeräuschen an die Spitze setzt.

Ali, I.

• Simulationsumgebung zur Berechnung der Entstehung sowie Ausbreitung von strömungsinduziertem Lärm [DAGA 2005 (München)]
  M. Kaltenbacher, M. Escobar, I. Ali, R. Lerch, S. Becker and F. Durst
[A]

In vielen Bereichen sind Arbeitsprozesse mit hohen Gesundheitsgefährdenden strömungsinduzierten Geräuschbildungen verbunden. Zunehmende Mobilitätsanforderungen und die fortschreitende Industrialisierung verschärfen dieses Problem von Jahr zu Jahr. Diese Tatsache fährt zu einer zunehmenden Nachfrage an Simulationsprogrammen, welche die komplexe Interaktion zwischen der Strömungsmechanik und der Akustik präzise berechnen können. Damit soll dem Ingenieur ein Werkzeug zur Verfügung gestellt werden, mit welchem er die Ursachen der Schallentstehung analysieren kann, um so eine Reduktion des strömungsinduzierten Lärms an bestehenden sowie neu zu entwickelten Maschinen und Geräten erzielen zu können.

Der Inhalt des Vortrages wird sich auf die Vorstellung einer neu entwickleten Simulationsumgebung zur Berechnung der Entstehung sowie Ausbreitung des strömungsinduzierten Lärms konzentrieren. Dabei erfolgt eine direkte Kopplung der Strömungs- (Finite-Volumen-Methode) und der Akustikberechnung (Finite-Elemente-Methode) im Zeitbereich. Da für praktische Problemstellungen einerseits das Rechengebiet für die Schallausbreitung meistens größer als jenes für die Strömungsmechanik ist und andererseits die Ortsdiskretisierung in der Strömungsmechanik wesentlich feiner ist, werden für die Strömungsmechanik sowie Akustik unterschiedliche Gitter verwendet. Der für die Berechnung erforderliche Datenaustausch wird von MpCCI (Mesh-based parallel Code Coupling Interface) durchgeführt. Die nach der Lighthill-Analogie zu ermittelnden akustischen Quellterme werden entsprechend der Finiten-Elemente-Methode auf der Strömungsseite berechnet. Damit ergibt sich nur noch eine skalare Größe, welche mit MpCCI auf das akustische Gitter interpoliert wird.

Die praktische Anwendbarkeit der neu entwickelten Simulationsumgebung wird anhand eines umströmten Zylinders sowie einer vorwärtsspringenden Stufe demonstriert.

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

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

• Hybrid Computation of Flow-Induced Noise using the FE Method [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Escobar, S. Triebenbacher, M. Kaltenbacher, I. Ali, S. Becker and R. Lerch
[A]

We present a numerical scheme for the efficient simulation of flow-induced noise. To resolve the turbulent flow, we employ a finite volume code following LES turbulence model. For the computation of the radiated sound field we solve Lighthill's acoustic analogy by means of the Finite Element method. The coupled region, corresponding to the fluid domain, has different discretizations on both sides of the computation and interpolation of the data is performed employing a conservative scheme. Acoustic sources are computed by means of the Finite Element method from the velocity components directly on the fine fluid resolution. The resulting scalar values are interpolated as acoustic nodal loads to the acoustic grid. The acoustic propagation can be solved both in time as well as in frequency domain. While the transient simulation is of importance to better understand some of the sound generation mechanisms, the harmonic analysis provides a practical way for computing the acoustic field for the relevant frequency components avoiding high frequency numerical noise in the solution. Additionally, in the latter analysis, the Perfectly Matched Layer method is employed, which efficiently reduces reflections on the acoustic boundary. We validate the implementation computing the acoustic field induced by a co-rotating vortex pair and comparing the results with the analytical solution. Finally, numerical examples are presented of the sound generated by turbulent flows around cylinders with different geometric configurations. Besides the numerical investigations, measurements for the same configurations are carried out in an aeroacoustic wind tunnel located at the university.

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

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

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

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

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

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

Alibert, F.

• Noise Source characterization on a TGV-Duplex running at up to 350 kph by means of a 2D acoustic array [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Alibert, F. Letourneaux, O. Coste and F. Poisson
[A]

Within the frame of an acoustic field test campaign organised by the SNCF on a TGV-Duplex running at up to 350 kph on a high speed line in France, some specific measurements were carried out to localise and characterize the main sources on the train which radiate noise in the environment : the implemented technique was an acoustic 2D array apparatus combined with a beamforming processing including dedopplerisation effect. Another objective was also to improve the measurement method itself, the SNCF 2D ''star shaped'' array, as most of the others conventional array devices, requiring several configuration of captors and therefore several train pass-bys to be able to analyse the whole frequency range of interest (200- 4000Hz). An alternative device was then tested at the same time to overcome this drawback : a 3 by 3 m array support, equipped with a set of 30 captors irregularly distributed. This paper proposes at first to describe and analyse the acoustic sources localised on the TGV-Duplex, and to give their relative strength as a function of the frequency and of the train speed. In a second part, the performances of the measurement method are investigated : thus, a comparison of results provided by the 2 array techniques tested is addressed ; some repeatability test and the influence of the post-processing parameters are also examined. Finally, the results confirm the capability of the acoustic array measurement method to localise and classify the noise sources on a train at high speed and furthermore that improvements of the measurement technique are possible.

Allegro, S.

• Klassifizierung der akustischen Umgebung für Hörgeräte-Anwendungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Büchler, N. Dillier, S. Allegro and S. Launer
[A]

Eine Methode zur Klassifizierung der akustischen Umgebung für Hörgeräte wird vorgestellt. In modernen Hörgeräten wird die Wahl des optimalen Programms auch durch die aktuelle akustische Situation bestimmt. In lärmiger Umgebung soll zum Beispiel ein Störgeräuschunterdrückungs-Algorithmus oder ein Richtmikrophon zugeschaltet werden. Ausgehend von einem Verfahren, das von Kates erarbeitet wurde [Kates, J. M. (1995). ''Classification of Background Noises for Hearing-Aid Applications,'' J. Acoust. Soc. Am. 97, 461-469], werden aus verschiedenen akustischen Stimuli - Sprache, Störgeräusche, Sprache im Störgeräusch, Musik - vier Kriterien extrahiert: Der mittlere Signalpegel und dessen mittlere Schwankungen, der mittlere spektrale Schwerpunkt und dessen mittlere Schwankungen. Es wurde untersucht, inwiefern sich diese Kriterien eignen für eine Klassifizierung der akustischen Umgebung zumindest in die Klassen Sprache, Störgeräusch, Sprache im Störgeräusch, Musik. Die Verarbeitung von 480 verschiedenen Klangbeispielen ergab, dass eine ausgezeichnete Klassifizierung aller Sprachsignale in eine Klasse möglich ist. Störgeräusch, Sprache im Störgeräusch und Musik lassen sich mit den vier Kriterien jedoch nicht zuverlässig unterscheiden. Zusätzlich wurde untersucht, wie sich die vier Kriterien in realen Situationen ändern; einerseits, wenn das Sprachsignal verhallt ist, andererseits, wenn es durch die Plazierung des Mikrofons am Ohr richtungsabhängig gedämpft wird. Es zeigt sich, dass verhallte Sprache mit zunehmendem Nachhall als Störgeräusch interpretiert wird; der Kopfschatten bewirkt die bekannte Dämpfung hochfrequenter Signalanteile. Die Methode eignet sich demnach für den Einsatz in Hörgeräten für die Unterscheidung reiner, wenig verhallter Sprachsignale von andern Signalen.

• Vergleich verschiedener Methoden zur Geräuschklassifizierung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Allegro, S. Launer, M. Büchler and N. Dillier
[A]

Heute sind drei Algorithmen zur Geräuschklassifizierung bekannt: die Analyse der Amplitudenstatistik (Ludvigsen, 1997), die Analyse des Modulationsspektrums (Ostendorf, 1997) und die Analyse zeitlicher Fluktuationen und der spektralen Form (Kates, 1995). Diese drei Algorithmen werden im Folgenden kurz vorgestellt und miteinander auf einem einheitlichen Sound Set verglichen. Die drei Algorithmen basieren auf völlig verschiedenen mathematischen Grundlagen. Ziel der Untersuchung war, herauszufinden, inwieweit sich die drei Algorithmen unterscheiden und ob eine Kombination der einzelnen Ansätze die Geräuschklassifizierungsleistung insgesamt verbessern würde. Eine systematische Untersuchung der drei Algorithmen hat gezeigt, dass zwar jeder Algorithmus eine relativ klare und robuste Trennung von Sprachsignalen und Nicht-Sprachsignalen erlaubt, eine differenziertere Unterscheidung verschiedener akustischer Umgebungen aber mit keinem der drei Algorithmen möglich ist. Mittels einer physikalischen Interpretation der errechneten Merkmale jedes einzelnen Algorithmus konnte gezeigt werden, dass alle drei Algorithmen in der einen oder anderen Form die zeitlichen Pegelschwankungen der untersuchten Signale beschreiben. Die Tatsache, dass immer dieselbe physikalische Eigenschaft von Geräuschen extrahiert wird erklärt die ähnliche Klassifizierungsleistung der drei verschiedenen Algorithmen.

• 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.

Allman-Ward, M.

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

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

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

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

Allwright, D.

• Secondary Sonic Boom Modelling for Realistic Atmospheric Conditions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Dallois, P. Blanc-Benon, J. Scott, U. Berger, D. Allwright and K. Kaouri
[A]

The propagation of the secondary sonic boom is studied using atmospheric models up to the thermosphere. By solving temporal ray equations, the secondary carpet position is investigated. An amplitude equation including nonlinearity, absorption and relaxation by various chemical species is coupled to the ray solver in order to get informations on the amplitude and on the frequency of the sonic boom at the ground level.

Using this propagation model and a realistic atmospheric model, the seasonal dependencies of the secondary sonic boom are investigated. We observed multipath arrivals, directly linked to wind field or 3D inhomogeneities. Our simulation emphasized also the role played by the wind structure of the stratopause.

Our results are intended to be compared to recorded signals of secondary sonic booms showing low amplitudes and low frequencies. Their rumbling noise can be interpreted as a summation of sonic arrivals over different acoustic paths. This work is supported by the European Community project SOBER (contract No. G4RD-CT-2000-00398).

Alonso, D.

• An Implementation of the Output Module for a Multimodal Man-Machine Communication System [DAGA 2005 (München)]
  D. Alonso
[A]

This paper presents an implementation of the output system for an intelligent man-machine-communication system. The idea is to implement a so-called Virtual Personal Assistant (VPA) in the form of an animated speaking 3D human head model, which interacts with a human user by means of natural communication channels: speech, lips movements, mimics and gaze. The integration of these channels eases the communication and makes it more robust. As a necessary step towards such an architecture, we present a system responsible for the generation of logical output from the human user's point of view, so that he or she can hold a realistic dialog with the machine. Driven by the recognized sentences and by the user's gaze, a virtual 3D head behaves accordingly. For this virtual assistant, a behavior generating mechanism is implemented, which is based on a dynamical systems approach: the overall behavior of the humanoid is generated by means of nonlinear differential equations. As environment for the dialog, an e-commerce scenario was chosen, in which the virtual assistant describes items selected by the user by means of two possible communication channels: speech and gaze.

Alphei, H.

• Zur Tonhaltigkeit von Geräuschen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  D. Püschel, S. Rösler and H. Alphei
[A]

Bei der Bildung des Beurteilungspegels - z.,B. von gewerblichen Lärmquellen - ist u.,A. die Tonhaltigkeit von Bedeutung. Das Interesse, den Tonhaltigkeitszuschlag zu berechnen und nicht mehr nur subjektiv zu vergeben, hat seit der Veröffentlichung des Entwurfs der DIN 45,681 {sl Bestimmung der Tonhaltigkeit von Geräuschen und Ermittlung eines Tonzuschlages für die Beurteilung von Geräuschimmissionen} und insbesondere durch den Verweis in der novellierten TALärm deutlich zugenommen. Die Festlegungen der DIN 45,681 lassen allerdings (bewusst) einen Spielraum bei der Ermittlung zu. Es zeigt sich in der Praxis, dass {sl DIN-gerechte} Verfahren unterschiedliche Ergebnisse liefern, die sich von der Einschätzung durch Gutachter unterscheiden. An Beispielen aus der Praxis und anhand synthetischer Signale wird aufgezeigt, für welche Klassen von Signalen sich Abweichungen ergeben. Es werden Ergebnisse eines {sl DIN-gerechten} Verfahrens vorgestellt, das stabile Bewertungen liefert.

• Psychoakustische Betrachtungen zur Abstufung der Anforderungen an Schalldämm-Maße [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Alphei and T. Hils
[A]

Die Arbeitsgruppe 'Erhöhter Schallschutz' des Fachausschusses Bau- und Raumakustik innerhalb der DEGA erarbeitet zur Zeit Vorschläge für die Beschreibung der Schallschutzqualität von von Wohngebäuden. Künftig soll in Form eines Berwertungssystems die Einordnung in ein Schallschutzniveau möglich sein. Mit der vorliegenden Untersuchung soll die Fragestellung bearbeitet werden, welche Abstufungen in einem solchen System bezüglich der Schalldämm-Maße sinnvoll sind. Dazu wird versucht eine der Wahrnehmung angepasste Stufung durch eine belastbare und nachvollziehbare Datengrundlage zu ermitteln. Als Arbeitshypothese wird das Kriterium 'halb so laut' bzw. 'doppelt so laut' angesetzt, da sie im Allgemeinen von Nutzern leicht nachvollzogen werden kann. Es werden dann Modellrechungen für die Schallübertragung und ihre Bewertung anhand der Lautheit durchgeführt. Als Signal wurden Rauschen und Sprache betrachtet und die Ergebnisse für unterschiedliche Schalldämm-Maße und unterschiedliche Hintergrundgeräusche im Empfangsraum variert. Die Ergebnisse werden dikustiert und es werden daraus mögliche Abstufungen abgeleitet.

• Welche Abstufung der Normtrittschall-Pegel sind bei Anforderungen an die Trittschalldämmung sinnvoll? [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Hils and H. Alphei
[A]

Ergänzend zu den Untersuchungen im Hinblick auf die Luftschalldämmung wurden die Auswertungen auch für Trittschallübertragungen erweitert.

Es werden daher Modellrechungen für die Trittschallübertragung und ihre Bewertung anhand der Lautheit durchgeführt. Dabei wurden typische Tritschallgeräusche für Massive und Holzbalkendecken betrachtet und die Ergebnisse für unterschiedliche Normtrittschallpegel sowie verschiedene Hintergrundgeräusche im Empfangsraum variiert.Die Ergebnisse werden diskutiert und mögliche Abstufungen abgeleitet.

Alt, N.

• Acoustic Diesel Cold-Start [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Alt, J. Nehl, S. Heuer and R. Thiele
[A]

Das hervorragende Drehmoment- und Leistungsangebot moderner Dieselmotoren, kombiniert mit niedrigen Kraftstoffverbräuchen und Abgasemissionen, lassen diese zunehmend Marktanteile gewinnen. Auch das Geräusch ist bei vielen Fahrzeugen auf einem akzeptablen Niveau. Beim Kaltstart nageln jedoch bis heute die meisten Motoren unangenehm laut. Durch eine gezielte akustische Optimierung der Kaltstartkorrekturen im Steuergerät ist eine signifikante Verbesserung möglich. Es sind, abhängig von der Basiskalibrierung, Pegelreduktionen im Innen- und Außengeräusch von 0.5 - 5 dB bei -10C Umgebungstemperatur erreichbar, ohne dass Einbußen bezüglich Startbarkeit, sichtbarem Schwarz- oder Weißrauch oder im MVEG-Zyklus auftreten.

• Engine Transmission Noise Interaction [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Alt and C. Steffens
[A]

Die getrennte akustische Optimierung an den Einzelaggregaten Motor und Getriebe wirkt sich im Allgemeinen auch positiv auf das Gesamtgeräuschverhalten eines Komplettaggregates aus. Zunehmend werden die Konstrukteure bei steigenden Forderungen an die Geräuschminimierung jedoch mit dem Phänomen konfrontiert, dass die als Einzelkomponenten getrennt entwickelten, optimierten und erprobten Baugruppen im Zusammenspiel unerwünschte bzw. unvorhergesehene Geräusche verursachen. Die Ursache ist darin zu suchen, dass alle Elemente der maschinenakustischen Übertragungskette nicht unabhängige Größen der Einzelaggregate, sondern abhängig von deren Zusammenwirken im Gesamtsystem sind.

Gegenstand des vorliegenden Artikels ist die Analyse der Wechselwirkungen zwischen Verbrennungsmotor und Getriebe in Bezug auf Anregungsmechanismen und Körperschallflüsse an einem PKW 4-Zylinder-Ottomotor mit Fünfgang-Schaltgetriebe. Zur Untersuchung wird die gesamte Schallentstehungskette von der Anregung bis zur Schallabstrahlung betrachtet. Aufbauend auf experimentellen Untersuchungen wurde dazu ein Berechnungswerkzeug entwickelt, das es erlaubt, die akustischen Eigenschaften des Motor-Getriebe-Verbunds abzubilden. Mit Hilfe dieses Tools können Gesamtaggregate akustisch analysiert, beurteilt und optimiert werden. Darüber hinaus kann der Einfluss von Design- und Parameteränderungen auf das akustische Verhalten von Motor und Getriebe quantifiziert werden. Besondere Beachtung findet hier die Biegedynamik von Kurbelwelle und Getriebewellen sowie die Ausführung des Schwungrad-/Kupplungssystems.

• NVH Drive Line Optimisation by MBS [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Wolff, E. Braun and N. Alt
[A]

Obwohl die Aufgabe des Antriebstrangs lediglich darin besteht, das Drehmoment auf die Straße zu übertragen, ist die Auslegung durch eine Reihe von Vorgaben wie z. B. Haltbarkeit, Packaging, Akustik, Fahrverhalten sehr anspruchsvoll. Die Vorgaben führen oft zu widersprüchlichen Anforderungen, bei denen man angemessene Kompromisse in Kauf nehmen muss.

Die vorliegende Arbeit untersucht zwei Beispiele, bei denen Abstriche unvermeidlich sind, und zeigt auf, wie man den bestmöglichen Kompromiss finden kann. Ein Beispiel behandelt das Problem des Getrieberasselns bei Handschaltgetrieben unter Berücksichtigung von Aspekten sowohl der Akustik als auch der Fahrbarkeit. Ein zweites Beispiel behandelt das ''Clunk-Geräusch/Vibrationen'' bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe. Bei einem Gangwechsel im Stand von ''D zu R'' oder von ''P zu R'' können störende ''Clunk-Geräusche'' und Vibrationen auftreten.

Mit Hilfe von Tools wie z. B. Mehr-Körper-Simulation (MKS) und and Computer Aided Testing (CAT) werden Optimierung durchgeführt. Für die MKS Methode wird ein komplettes Fahrzeugmodell benötigt, bestehend aus Aggregat, Antriebsstrang und Chassis. Die Gummilager aller elastisch aufgehängten Komponenten - Powertrain, Differential, Fahrschemel - werden ebenfalls berücksichtigt. Durch eine Sensitivitätsanalyse kann der Einfluss der wichtigsten Parameter untersucht und somit der beste Kompromiss gefunden werden.

Zur Reduktion des Getrieberasselns werden u.a. die Einflussmöglichkeiten über die Kupplung und Antriebswellen analysiert. Zum ''Clunk''-Phänomen werden die Ursachen und ebenfalls mögliche Lösungen, z. B. Gelenkspiel, im Detail erörtert.

• Fahrzeugaußengeräuschsimulation [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  N. Alt, K. Wolff, G. Eisele and F. Pichot
[A]

Derzeit ist der Außengeräuschpegel der beschleunigten Vorbeifahrt der einzige gesetzliche Grenzwert für die Fahrzeugakustik. Im Rahmen einer weiteren Geräuschemissionsreduzierung ist eine Verschärfung der Grenzwerte und/oder der Prozedur zu erwarten.

Die Simulation des Vorbeifahrtgeräusches kann die Entwicklungsaktivitäten der Automobilhersteller auf diesem Gebiet unterstützen. Sie basiert auf der Messung der einzelnen Teilschallquellen und der entsprechenden Luftschalltransferfunktionen. Wichtige Teilschallquellen sind z.B. Motor, Ansaugmündung, Abgasmündung und Reifen. Die Transferfunktionen sind von der Position des Fahrzeuges abhängig und werden reziprok gemessen.

In der Simulation werden die einzelnen Anregungen synchronisiert und mit den Transferfunktionen gefiltert. Dadurch wird das Gesamtgeräusch auf die einzelnen Geräuschpfade zurückgeführt und die einzelnen Geräuschpfade können bezüglich Anregung, Übertragungsverhalten und Frequenzgehalt analysiert werden.

Dies ermöglicht eine Konzentration der Entwicklungsarbeiten auf die dominanten Beiträge und die Schwachstellen des Fahrzeugs und Motors.

Altenmüller, E.

• Die Musik spielt im Gehirn: Erkenntnisse zum neurobiologischen Ursprung der Musikwahrnehmung
  E. Altenmüller
[A]

Musik ist neben der Sprache ein Zweites, nur den Menschen eigenes Kommunikationssystem. Mit Musik werden mächtige Emotionen erzeugt und mit Musik werden soziale Bindungen vertieft und organisiert. Unser Hörsystem verarbeitet zunächst die einzelnen Bestandteile von Musik, zum Beispiel Tonhöhenverhältnisse, Klangfarben, Melodieverläufe, Harmonien, Rhythmen und Metren getrennt an verschiedenen Orten. Die Ergebnisse dieser Analysen werden dann in der Großhirnrinde zu einer ganzheitlichen akustischen Gestalt zusammengesetzt. Diese ''Konstruktion von Musik'' in unserem Kopf hängt stark von Lernprozessen ab. Geübte Musiker verarbeiten Musik anders als unerfahrene Hörer. So wird es einem geübten Hörer im Gegensatz zu einem Laien nicht schwer fallen, die Fugenthemen einer Fuge von Johann Sebastian Bach in allen ihren Umwandlungen während des Stückes zu erkennen. Doch auch musikalische Laien können dank der Anpassungsfähigkeit (Plastizität) des Hörsystems schon nach 20 Minuten Hörtraining ungewohnte Klänge besser unterscheiden. Nach neuen Erkenntnissen hängen auch die Emotionen beim Musikhören teilweise von Lernprozessen ab. Starke Emotionen, die zu einem ''Gänsehauterlebnis'' führen, treten dann häufiger auf, wenn musikalische Strukturparameter erkannt werden. Besonders wirkungsvoll sind dabei Verletzungen der musikalischen Erwartung und insbesondere der Einsatz einer Stimme. Dies steht in Einklang mit der Vorstellung, dass Emotionen in engem Zusammenhang mit einem evolutionär sehr alten System der Orientierungsfunktionen stehen.

Alter, K.

• Segmentierung sprachlicher Information [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Kruck and K. Alter
[A]

Eine der Herausforderungen an das menschliche auditorische System ist, den einkommenden, kontinuierlichen Sprachschall zu sequenzieren. Zu Sequenzierung können prosodische Informationen genutzt werden. Mittels eines zeitlich hochauflösenden neurophysiologischen Verfahrens (Ereignis-korrelierten Hirnpotentialen - EKP) soll demonstriert werden, welche prosodischen Informationen auf unterschiedlichen Ebenen genutzt werden können. Auf zwei Aspekte wird dabei fokussiert: 1) auf die prosodische Domänenbildung (Silben, Sätze), 2) auf Hervorhebungen (Wortbetonung, Akzentuierung). Die prosodische Domänenbildung induziert das Vorhandensein prosodischer Grenzen: Es wird gezeigt, welche neuronalen Antworten Silbengrenzen und Grenzen von Intonationsphrasen beim Hören von wortähnlichen Stimuli und Sätzen ausgelöst werden. Hervorhebungen sind wichtig für den lexikalischen Zugriff (Wortbetonung) und für die Intepretation von Sätzen (Akzentuierung). Eine Intonationssprache wie das Deutsche enkodiert diese Hervorhebungsinformation u.a. über lokale Grundfrequenzverläufe (F0/pitch). Anhand von Beispielen der Worterkennung und der Satzverarbeitung wird hierbei gezeigt, welchen Einfluss der F0-Parameter auf die neuronalen Reaktionen und damit auf die Verarbeitungsprozesse hat. Die Sequenzierung reiteranter Silbenfolgen wird im EKP durch Positivierungen an den Silbengrenzen reflektiert (Kruck et al., in Vorb.). Intonationsphrasen zeigen ebenfalls eine Positivierung (Closure Positive Shift, Steinhauer et al. 1999) an ihrer rechten Grenze während der Satzverarbeitung. Eine früher Einfluss des F0-Parameters während des lexikalischen Zugriffs konnte bei der Verarbeitung von Wörtern mit unterschiedlichen Betonungsmustern nachgewiesen werden (Friedrich et al 2001). Die Verarbeitung von Akzenten auf der Satzebene widerspiegelt sich in frontalen Negativierungen im EKP (Hruska et al 2001). Diese Daten legen nahe, dass der Sequenzierung unterschiedlich grosser prosodischer Domänen (Silbe vs. Intonationsphrase) ähnliche Verarbeitungsprinzpien zugrunde liegen und dass es eine Interaktion zwischen prosodischer Domänenbildung und Hervorhebung während der Verarbeitung von Wortbetonung und Akzentuierung gibt. Friedrich, C., Alter, K. & Kotz, S.A. (2001). An electrophysiological response to different pitch contours in words. NeuroReport, 12 (15), 3189-3191. Hruska, C., Alter, K., Steinhauer, K., & Steube, A. (2001). Misleading dialogues: Human's brain reaction to prosodic information. In: Cavé, Ch., Guaïtella, I. & S. Santi (eds.). Orality and Gestures. Interactions et comportements multimodaux dans la communication. l'Harmattan. Paris. 425-430. Kruck, St., Tervaniemi, M. & K. Alter (in Vorb.). The neuronal processing of slow and fast temporal changes in tri-syllabic consonant vowel pairs and the influence of task effects: Evidence from ERPs Steinhauer, K., Alter, K. & Friederici, A. D. (1999): Brain Potentials Indicate Immediate Use of Prosodic Cues in Natural Speech Processing. Nature Neuroscience, 2, 191-196.

Althoff, F.

• Embedded Lip Reading for Automotive Environments [DAGA 2005 (München)]
  J.F. Guitarte Pérez, L. Lukas, F. Althoff, S. Hoch and E. Lleida Solano
[A]

In this article a complete audio-visual speech recognition system for mobile platforms is presented. It is well known that the use of visual cues improves the recognition results especially in scenarios with high level of acoustical noise. Thus automotive environment is a good example where multiple noise sources degrade the conventional speech recognition systems. As visual feature extraction algorithm for the lip reading system, Discrete Cosine Transformation (DCT) has been discussed. The most significant DCT coefficients have been used for the visual recognition. The audio-visual information integration has also been designed by taking device limitations into account and uses multi-stream as integration strategy. During the last years important improvements have been achieved by using acoustic noise reduction system, e.g. Wiener Filter and Spectral Subtraction. These kinds of techniques improve the results when noise is stationary but in a car environment there are many noises that are not at all stationary like accelerations, clicks, speech interferences. We wanted to compare the performance of lip reading and the conventional noise reduction systems in car environment, as well as the combination of both kinds of solutions. Important improvements are obtained especially for non-stationary background noises like car accelerations or indicators clicks. For this kind of noises lip reading outperforms the results obtained with conventional noise reduction technologies improving the WER by 29% relative for 5 dB SNR (obtained with the audiovisual CUAVE database). Further results with realistic automotive recordings will be presented to show the practicability of lip reading deployment.

Altinsoy, E.

• Virtuelle Realitäten als Instrument für psychoakustische Forschung
  E. Altinsoy
[A]

In der Psychoakustik beschäftigt man sich mit der die Beziehung zwischen physikalischen Schallereignissen und mit den mit ihnen einhergehenden Hörwahrnehmungen. Virtuelle Realitäten ermöglichen die gezielte Manipulation des Sinnesinputs (physikalisches Schallereignis) unter reproduzierbaren Laborbedingungen. Gleichzeitig bieten virtuelle Umgebungen verschiedene Vorteile der Felduntersuchungen. Es ist möglich, die Versuchsperson in einen Kontext zu versetzen. In diesem Kontext kann die VP interaktiv agieren und reagieren. In den meisten praktischen Fällen, in denen sich Hören ereignet, nimmt der Mensch nicht ausschließlich akustische Signale wahr. Visuelle und taktile Stimuli begleiten den auditiven Stimulus. Durch die Möglichkeit der multimodalen Darbietung in Virtuellen Umgebungen verstärkt sich das Präsenzgefühl der Versuchsperson. Die Anwendung von Virtuelle Realitäten für psychophysikalische Untersuchungen ist allerdings durch einige technische Gegebenheiten beschränkt. So kann etwa die Prozessdauer von Rechnern eine Latenz zwischen auditiver und taktiler Feedbackreproduktion verursachen. Kenntnisse über die menschlichen Wahrnehmung (z.B. Multimodale Interaktion) können helfen solche Einschränkungen zu umgehen. In diesem Vortrag werden die Möglichkeiten und Grenzen von Virtuellen Realitäten für die Durchführung psychoakustischer Untersuchungen diskutiert.

• Einfluss der zeitlichen Frequenzveränderung auf die audio-taktile Integration im Fahrzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  E. Altinsoy and S. Merchel
[A]

Im Fahrzeuginnenraum werden Schall sowie Ganzkörperschwingungen gleichzeitig wahrgenommen. Durch Interaktion der beiden Sinnesmodalitäten ergibt sich ein Gesamtfahrzeuginnenraumeindruck. Diese multimodale Interaktion und Integration zweier Stimuli ist abhängig von unterschiedlichen physikalischen Parametern wie Synchronität, Frequenz, Ort oder Intensität. In vorherigen Untersuchungen wurden sinusoidale Signale sowohl vibratorisch, als auch akustisch wiedergegeben. Damit diese von einer Versuchsperson als ein multimodales Ereignis wahrgenommen werden, darf zum Beispiel ihre Frequenz nur in bestimmten Grenzen voneinander abweichen. Bei solchen Experimenten werden die zu untersuchenden Parameter meist zeitlich konstant gehalten. Aber in der Realität (zum Beispiel im Fahrzeug oder bei musikalischen Darbietungen) verändern sich diese Parameter zeitlich. In diesem Beitrag wird, unter Berücksichtigung bisheriger Studien, der Einfluss der zeitlichen Frequenzänderung auf die audio-taktile Integration untersucht.

• 5.1 oder 5.2 Surround – Ist Surround taktil erweiterbar? [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Merchel and E. Altinsoy
[A]

Bei musikalischen Darbietungen wird der Schall vom Hörer oft sowohl auditiv als auch taktil wahrgenommen. Eindrucksvolle Beispiele sind die Pauken im klassischen Konzert, die Orgel in der Kirche oder Rockkonzerte. Dabei regt der Luftschall die Sitzplätze oder die Körperoberfläche direkt zum mitschwingen an. Es kann (z. B. bei der Orgel) auch direkt Körperschall von der Schallquelle zum Hörer übertragen werden.

Obwohl in der Realität diese taktilen Komponenten wahrnehmbar sind, fehlen sie oft bei der Reproduktion von Musikaufnahmen im Heimbereich. Das liegt zum einen an niedrigeren Pegeln zum anderen am eingeschränkten Frequenzbereich der Wiedergabelautsprecher. Im Surround-Standard ist für die Reproduktion tieffrequenter Effekte ein zusätzlicher Kanal (LFE) vorgesehen. Dieser wird üblicherweise über einen Subwoofer wiedergegeben. Die Reproduktion von taktilen Komponenten ist dabei nur eingeschränkt möglich. Eine Erweiterung des Systems durch einen elektrodynamischen Schwingungserreger zur Wiedergabe von Ganzkörperschwingungen kann sinnvoll sein.

Dieser Beitrag untersucht welchen Einfluss solch eine Erweiterung auf die authentische Reproduktion von Musik hat. Verschiedene Wiedergabemöglichkeiten werden in einem Hörversuch verglichen. Die Ergebnisse werden mit Hinblick einer möglichen Erweiterung für Surroundwiedergabe diskutiert.

Altinsoy, M.E.

• Zur Wahrnehmung von Synchronität bei auditivtaktil dargebotenen Stimuli [DAGA 2002 (Bochum)]
  M.E. Altinsoy, J. Blauert and C. Treier
[A]

Ziel ist es, ein besseres Verständnis der Integration von akustischer und taktiler Information zu gewinnen und die neuen Erkenntnisse in Virtuellen Auditiven Umgebungen anwenden zu können. Dabei ist insbesondere hinsichtlich der Synchronität notwendig, spezifizieren zu können, welche Kriterien in Bezug auf zeitliche Faktoren getroffen werden müssen. Ein Experiment zur Untersuchung von Wahrnehmungsaspekten der zeitlichen Faktoren wurde in einer Virtuellen Auditiven Umgebung durchgeführt. In diesem Experiment wurde ein Audio-Stimulus über einen Kopfhörer und ein taktiler Stimulus in einem Schwingungsprüfstand dargeboten. Dabei wurde die zeitliche Verzögerung bestimmt, mit der beide Signale dargeboten werden konnten ohne dass die Versuchspersonen eine Asynchronität wahrnehmen konnten, wenn beide Stimuli zeitversetzt dargeboten wurden. Hierzu wurden zwei verschiedene Stimuluspaare, ein künstliches und ein natürliches, benutzt. Für das künstliche Stimuluspaar wurden Breitbandrauschimpulse, für das natürliche Stimuluspaar Aufnahmen im Kraftfahrzeug (Fahrt über Huckel) verwendet. In einem ''forced choice''-Experiment musste die Versuchsperson beurteilen, welches der beiden (auditiv und taktil) Stimuli zuerst angeboten wurde. Die Ergebnisse der Untersuchung werden vorgestellt und diskutiert.

• Audiotactile simultaneity perception of musical-produced whole-body vibrations [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Daub and M.E. Altinsoy
[A]

In many situations, presentation of music causes whole-body vibrations (such as classical music concert in a concert hall, organ music concert in a church, or in a popular music concert). In literature, most studies have concentrated upon the annoyance or discomfort of whole-body vibrations. However, the whole-body vibrations which are generated by musical excitations (stimulations) have pleasant and informative sensations on listeners. This study concerns the interaction between whole-body vibrations and auditory stimulation which are generated by musical events. For this purpose, the characteristics of the ''musical'' whole-body vibrations have been investigated through measurements. In this sense, the correlation of cross-modal perception has been explored with psychophysical tests. Using statistical methods and discussing the results, indicators for mechanisms of cross-modal perception could be found. In this talk, investigations which are related with temporal aspects of musical auditory-tactile interaction will be presented.

• The influence of non-stationary vibrations on the quality of non-stationary product sounds [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M.E. Altinsoy and U. Jekosch
[A]

Mechanical vibrations of different products generate usually noise and additionally tactile information. In most cases, these auditory and tactile information are non-stationary signals. In the present study, a psychophysical experiment was conducted to investigate the influence of non-stationary vibrations on the quality of non-stationary product sounds. In this experiment, non-stationary drill noise and vibrations were presented to the subjects via headphones and through a force-feedback mouse simultaneously. The influence of non-stationary vibrations on the quality of non-stationary product sounds will be discussed on the basis of the results of the psychophysical experiment.

• Einfluss von auditiven Wahrnehmungsereignissen auf die taktile Rauigkeitswahrnehmung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M.E. Altinsoy
[A]

Die Berührung einer Oberfläche mit den Fingern ist ein alltägliches multisensorisches Ereignis. Während der Berührung bekommen wir gleichzeitig taktile, auditive und visuelle Informationen über eben jenes Objekt. Dabei ist die Rauigkeit eine der wichtigsten Eigenschaften der Oberfläche. Menschen sind in der Lage, nur mit den auditiven Stimulus (Kontaktgeräusch) die Rauigkeit der Oberfläche einzuschätzen. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass insbesondere zwei Wahrnehmungsgrößen bei der Bildung des Urteils der Rauigkeit ausschlaggebend sind: zum einen die Lautheit und zum anderen die Modulationsfrequenz. In diesem Beitrag wird zuerst diskutiert, was die relativen Beiträge von auditiven und taktilen Sinusmodalitäten auf die multimodalen Rauigkeitswahrnehmung sind und danach werden die Einflüsse der auditiven Wahrnehmungsgrößen (die Lautheit und die Modulationsfrequenz) auf die taktile Rauigkeitswahrnehmung vorgestellt.

Altmann, J.

• Winkelabhängigkeit des Motorschalls eines Fahrzeugs mit zwei Auspüffen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Hoffmeyer and J. Altmann
[A]

Zur Frage, ob akustische Sensoren zur kooperativen Verifikation von Abrüstung- und Friedensabkommen geeignet sind, hat das Bochumer Verifikationsprojekt Vorbeifahrten schwerer militärischer Landfahrzeuge gemessen. Bei dem Kampfpanzer Leopard 1 zeigten sich während der Vorbeifahrten deutliche Veränderungen der Form bzw. des Obertongehalts des Motorsignals (Altmann, DAGA 97, 232 f.), die wahrscheinlich damit zusammenhängen, dass das Fahrzeug zwei getrennte Auspüffe (für je fünf Zylinder) hat. Zur genaueren Klärung - ohne Entfernungsvariation, Doppereffekt u.a. - wurde im Oktober 1999 in Meppen ein Leopard 1 im Stand bei Drehraten von 800 bis 2400 min^ -1 rundherum vermessen, mit Azimutauflösung von 6 Grad im Abstand von 30 m. Die Winkelabhängigkeit von Signalform und -spektrum wird dargestellt. Eine einfache Fahrzeug- bzw. Motortyperkennung anhand eines gespeicherten Mustersscheidet aus; eine Musterbibilithek müßte für dieses Faherzeug viele, nach Winkel und Dreh rate getrennte, Muster enhalten. Schätzungen der Zylinderzahl aufgrund der Nummer der stärksten Harmonischen führen in einigen Richtungen zu falschen Ergebnissen.

• Akustisch-seismische Messungen zur Verifikation von Fahrzeug-Beschränkungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Altmann, S. Linev and A. Weiss
[A]

Das Bochumer Verifikationsprojekt (BVP) untersucht, ob akustische, seismische und magnetische Bodensensoren zur kooperativen Überprüfung der Einhaltung von Abrüstungs- und Friedensabkommen geeignet sind. Im Oktober/November 2000 führten wir einmonatige Messungen mit Fahrzeugen der Bundeswehr in Meppen (WtD 91) durch. Zur Simulation einer Kontrolllinie standen zwei vom Institut für Informatik der Humboldt-Universität entwickelte Sensorstationen [Kell u.a. DAGA 01] in etwa 100 m Abstand, angeschlossen waren je ein Mikrofon und ein dreidimensionales Geofon. Gemessen wurden je 5 Typen von Rad- und Kettenfahrzeugen mit verschiedenen Geschwindigkeiten, die auf vier parallelen Spuren (1 Beton, 3 Sand) zwischen den Stationen hindurch fuhren. Später wurde der routinemäßige Verkehr auf einer Betonstraße gemessen. Die Stationen waren über 10-Mb/s-Ethernet mit einem Notebook-PC verbunden, der den Ablauf steuerte und Daten sowie Ergebnisse speicherte. Die Signale wurden einerseits für die spätere Auswertung aufgezeichnet. Zur Echtzeit-Auswertung wurden in den Stationen andererseits die Effektivwerte bestimmt sowie Leistungsspektren berechnet. In den Spektren wurden Linien und harmonische Serien gesucht [Altmann DAGA 97, Hoffmeyer/Altmann DAGA 00]. Vektoren der relativen Leistungen bei den Harmonischen wurden mit einer Bibliothek von Mustervektoren verglichen (lernende Vektor-Quantisierung). Zu verschiedenen Zeiten und Umgebungsbedingungen wurden Untergrundsignale aufgenommen. Der Vortrag diskutiert Nachweisabstände, Fahrzeugtyperkennung sowie Umgebungseffekte und gibt einen Ausblick auf Folgearbeiten.

• 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.

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

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

Altmeyer, P.

• 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

Altreuther, B.

• Pilotprojekt B17 - Akustische Untersuchungen bei Bau und Betrieb eines hochwirksamen geräuschmindernden Fahrbahnbelages [DAGA 2005 (München)]
  T. Beckenbauer, B. Altreuther and E. Betz
[A]

Im Pilotprojekt des Bayerischen Umweltministeriums und der Stadt Augsburg '2-lagiger offenporiger Asphalt auf der Bundesstraße B17 in innerstädtischer Situation' wurden neben den bautechnischen Prüfungen auch eine schalltechnische Eignungsprüfung im Labor vor dem Einbau und schalltechnische Kontrollprüfungen nach dem Einbau in-situ durchgeführt. Die Laborprüfungen dienten der Anpassung und Festlegung des Schichtenaufbaus und der Mischgutzusammensetzung an die Verkehrssituation, um eine maximale Minderung der Straßenverkehrsgeräusche zu bewirken. In der schalltechnischen Eignungsprüfung und den Kontrollprüfungen wurden neben den Fahrbahneigenschaften Textur, Absorptionsgrad und Strömungswiderstand auch Nahfeldmessungen mit einem Messanhänger und Vorbeifahrtpegelmessungen durchgeführt. Ziel dieser Messungen, die seit dem Einbau im August 2003 regelmäßig wiederholt werden, ist, festzustellen, welche Veränderungen der akustischen Eigenschaften im Straßenbetrieb auftreten und in welchem Maße diese auf die Schallpegelminderung durchschlagen.

Im Mittel wurde bei dem Geschwindigkeitsniveau von 70 km/h für Pkw und Lkw eine anfängliche Minderung der Vorbeifahrtpegel von rund 7 dB erzielt. Der Zusammenhang zwischen den erzielten akustischen Fahrbahneigenschaften und den Schallpegeln wird dargestellt. Die Empfindlichkeit des Pegels der Straßenverkehrsgeräusche gegenüber Änderungen der oben genannten Fahrbahneigenschaften wird beschrieben.

• Auslegung und Alterung schallabsorbierender Fahrbahnbeläge [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Beckenbauer, M. Männel, W. Weißenberger and B. Altreuther
[A]

Moderne offenporige Asphaltdeckschichten erzielen sehr gute Minderungen in der Entstehung und Abstrahlung von Reifen-Farbahn-Geräuschen durch Reduktion des air-pumping Effekts, Abschwächung des Horneffekts und Dämpfung des abgestrahlten Restgeräuschs. Sie sind damit durch die Verringerung der Schallemissionen der Reifen-Fahrbahn-Kontaktzone eine wertvolle Alternative zu anderen Schutzeinrichtungen, wie z. B. Lärmschutzwällen, die lediglich die Schallimmissionen zu verringern vermögen, standen aber in der Vergangenheit auch immer wegen hohem Wartungsaufwand, hoher Verschmutzungsgefahr, geringerer mechanischer Belastbarkeit und damit verbundener kürzerer Lebensdauer in der Kritik.

In der vorgestellten Arbeit werden anhand bautechnischer und akustischer Messdaten einer großen Anzahl von ausgeführten offenporigen Asphaltdeckschichten statistisch gesicherte Aussagen über das akustische Alterungsverhalten dargestellt und mit Simulationsergebnissen verglichen. Die akustische zeitliche Veränderung ist neben der Veränderung der Textur in hohem Maße von der Einlagerung von Schmutzpartikeln in das offenporige Gerüst abhängig, wodurch sich die beiden von einander abhängigen Größen Strömungswiderstand und Hohlraumgehalt negativ verändern. Um den ''richtigen'' Hohlraumgehalt erfassen zu können werden verschiedene Analysesysteme hinsichtlich ihrer Validität und Aussagefähigkeit gegenübergestellt und bislang unbekannte Abhängigkeiten von Baustoffkennwerten zur akustischen Wirkung aufgezeigt.

Alziary de Roquefort, T.

• Influence of Liquid Injection at the Nose of a Supersonic Aircraft on the Sonic Boom [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  I. Salah El Din, A. Lebedev, J.-P. Boin and T. Alziary de Roquefort
[A]

The objective of this study is to investigate the influence of liquid injection at the nose of a supersonic aircraft on the near field and ground pressure signature. An experimental study is performed in a small supersonic tunnel (150x150mm) at Mach 2 using a generic model aircraft with a double sweep delta wing. The pressure measurements provide the near field signature around the aircraft on a cylinder at a distance 1.7L where L is the length of the model. A numerical code is then used to find the extrapolated signal at ground level. The method involves two steps: first, the far field signature corresponding to the near field data set is computed using a matching method. Then the theory for non linear acoustic propagation through a non uniform medium is used to find the ground signature. A significant influence of liquid injection is observed, hence opening a possibility of reduction of the sonic boom. Detailed analysis of the aspect of the signal with and without injection can be found in the final paper.

Andelic, E.

• Discriminative Kernel Classifiers in Speaker Recognition [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Katz, M. Schafföner, E. Andelic, S. Krüger and A. Wendemuth
[A]

The goal of automatic speaker recognition is to identify a speaker or to verify if a speaker is the person he claims to be. We present an overview of state-of-the-art speaker recognition systems which are usually based on speaker-dependent Gaussian Mixture Models (GMMs). In this paper we also describe different methods of integrating discriminative classifiers like the Support Vector Machine (SVM) into speaker recognition environments and show that it is possible to use the SVM methods directly on the frame-level for datasets with a small amount of speech data. On larger datasets a combination of generative and discriminative classifiers can be used. In speaker verification experiments the presented methods outperform the GMM baseline system on two speaker recognition datasets.

• Support Vector Machines as Acoustic Models in Speech Recognition [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Krüger, M. Schafföner, M. Katz, E. Andelic and A. Wendemuth
[A]

Speech recognition is usually based on Hidden Markov Models (HMMs), which represent the temporal dynamics of speech very efficiently, and Gaussian mixture models, which do non-optimally the classification (acoustic modeling) of speech into single speech units (phonemes). In this paper we present an overview about the use of Support Vector Machines (SVMs) for the classification task by integrating SVMs in a HMM-based speech recognition system. SVMs are very appealing due to their association with statistical learning theory and have already shown good results in pattern recognition. In our hybrid SVM/HMM system we use SVMs as acoustic models in a HMM-based decoder. We train and test the hybrid system on the DARPA Resource Management (RM1) corpus, showing better performance than HMM-based decoder using Gaussian mixtures. To reduce the effort for training of the SVMs, we also use mixtures of SVMs which scales nearly linearly with respect to the number of training vectors making it easier to deal with the large amount of speech data.

Anderson, P.

• A model for the simulation of tyre/road noise [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Kropp, K. Larsson, F.-X. Becot, F. Wullens and P. Anderson
[A]

Die Modellierung des Kontaktes zwischen Reifen und Fahrbahn und der damit verbundenen Geräuschentstehung ist eine der interessantesten Aufgaben im Feld der Lärmbekämpfung. Am ''Department of Applied Acoustics, Chalmers University of Technology'' arbeitet seit einigen Jahren eine Gruppe mit der Erstellung eines Berechnungsmodells für Reifenlärm, Es besteht aus drei Teilen, einem Reifenmodell, einem Kontaktmodell und einem Abstrahlungsmodell. In einem Europäischen Projekt (RATIN) wurde für jedes dieser Teilmodelle Lösungen unterschiedlicher Art erarbeitet. Im Vortrag wird ein Überblick über dies Arbeit gegeben und Ergebnisse mit Messungen im Prüfstand (Luftschall und Körperschall) präsentiert und diskutiert.

Anderson, S.

• Vollautomatische Glottisdetektion bei Hochgeschwindigkeitsaufnahmen [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Anderson, D. Michaelis and H.W. Strube
[A]

Mit dem Ziel, die Korrelation zwischen der Glottisöffnungsfläche und dem Rauschanteil (GNE) in der Stimme zu untersuchen, wurde ein Algorithmus entwickelt, der anhand von monochromen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen der schwingenden Stimmlippen die Glottis (Fläche zwischen den Stimmlippen) vollautomatisch erkennt. Der Hochgeschwindigkeitsfilm wird hierbei als dreidimensionales Bild mit der Zeit als dritte Dimension betrachtet, in dem von automatisch bestimmten Samenpunkten aus ein Volumenwachstumsverfahren bis zu einem ebenfalls automatisch bestimmten Schwellenwert durchgeführt wird. Um verdeckte Informationsverluste zu vermeiden, kann auch bei geringer Qualität der Aufnahmen auf eine Vorverarbeitung der Bilder verzichtet werden. Dieses Verfahren ermöglicht die Initialisierung weiterführender Kantendetektionsalgorithmen wie z.B. ''aktive Konturen''. Der Algorithmus wird beschrieben und erste Ergebnisse werden vorgestellt.

• Akustische Analyse pathologischer Stimmen in fortlaufender Sprache [DAGA 2003 (Aachen)]
  H.W. Strube, D. Michaelis, J. Lessing and S. Anderson
[A]

In Kooperation zwischen Physik und Phoniatrie (Univ. Göttingen) werden akustische Analyseverfahren zur Bewertung von Stimmpathologien entwickelt. Über Verfahren für isolierte Vokale hinaus ist die Analyse fortlaufender Sprache für realistischere Bewertung erforderlich. Dazu wurde eine automatische Erkennung stimmhafter und stimmloser Laute entwickelt, die auch bei hochgradig gestörten Stimmen funktioniert. Neben Messgrößen, die denen gehaltener Vokale entsprechen (z.B. Göttinger Heiserkeitsdiagramm), werden dynamische und statistische Größen betrachtet, z.B. Stimmfeld, VOT, Pausenzeiten. Die akustischen Verfahren werden durch Videoauswertungen ergänzt.

Anderssohn, R.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Andrä, H.

• Acoustic trim optimization [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Schulz and H. Andrä
[A]

By its ongoing improvement the simulation of car acoustics reached the edge to be fully integrated at the design and prototyping stage. The acoustic properties of the materials therefore are becoming more and more important in the material selection process. This selection can be done efficiently by the aid of software tools based on mathematical optimization strategies. Here, we present a software tool which extends the standard SEA software (AutoSEA) in order to find the optimal material properties reaching a desired sound pressure level automatically. The tool also includes a database where measured and simulated material data can be stored. Our software tool has been developed for the optimization of a headliner consisting of PET fiber material. Additional measurements showed that the acoustic properties of the investigated material follow the standard model of Delany and Bazley. The developed optimization provides the flexibility in order to be used for the optimization of other parts of the interior and materials such as foams or layered structures.

Andre, E.

• 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.

Andreev, V.

• Acoustic Cavitation Excited by Periodic Sequence of Tone Bursts [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Romanenko, V. Andreev and V. Aleinikov
[A]

Development of caviation in liquids takes a finite time. At a first step a cloud of cavitative bubble is produced during 10-20 periods of ultrasound wave. Then across more prolonged time a stationary bubble distribution is set up. The study of the general rules of cavitations development has principal importance in sonochemistry when high-speed reactions are initiated. In this paper development of acoustic cavitation in liquids was studied theoretically and experimentally. Acoustic cavitation in water and transformer oil was initiated by vibration of magnetostrictive radiator at 18 kHz. Continuous ultrasound and 0.4-s tone bursts with 4 - 8 s repetition periods were employed for cavitation excitation. A noise pressure distribution was detected by spherical piezoelectric hydrophone with 230 kHz resonance frequencies. Acquisition of the pressure waveform was performed both in undisturbed liquids and after radiation of several sequences of bursts. Theoretical approach based on Nolting-Neppiras equation with additional term depending on bubble concentration was employed. It was found that time of steady state cavitation development in undisturbed liquids was about 40-50 ms for our experimental conditions. This time depended on duration, number and repetition rate of applied bursts. In particular, it was reduced more than twice after consequent radiation of 5 - 7 ultrasound bursts with 4-s repetition period. According to theoretical model it was shown that the growth of bubble concentration resulted in significant reduction in maximum radius and time of its collapse.

Anduleit, N.

• Untersuchungen zu Kriterien und Richtwerten für die erhebliche Belästigung von Anwohnern durch Fluglärm an den Flughäfen Frankfurt, Düsseldorf und München [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Kastka, N. Anduleit, U. Hofbauer and E. Borsch-Galetke
[A]

Für die Bewertung von Belästigung durch Lärm in Wohngebieten nach dem wichtigen Kriterium der Erheblichkeit liegen bisher keine konzeptionell und empirisch abgeklärten Vorstellungen vor. Belästigung durch Fluglärm beeinträchtigt die mit Wohnen umschriebenen Alltagsaktivitäten des Menschen, zu denen wesentlich Ruhe und Erholung gehören. Unklar ist, wie sich globale Belästigungsreaktionen bzgl. Gesamtlärm von nach Wohnfunktionen differenzierteren Belästigungsreaktionen bzgl. Tag- und Nachtlärm und in Abhängigkeit von der Fensterstellung sowie dem Aufenthalt im Aussenbereich/Wohnumfeld unterscheiden. Kriterien der erheblichen Belästigung werden an Hand neuer Ergebnisse, die die Beziehung '' Fluglärm - Wohnen - Belästigung'' analysieren, entwickelt. Eine obere Grenze der erheblichen Belästigung wird definiert, bei der Schutzmassnahmen erforderlich werden. Eine untere Grenze kennzeichnet die schwache oder zumutbare Belästigung, bei deren Überschreitung Schutzmassnahmen angedacht werden müssen. Ausgangspunkt bei Bearbeitung des Problems der oberen Grenze ist die Annahme, dass dann in einem Wohngebiet eine erhebliche Belästigung vorliegt, wenn die Anwohner mit mindestens 50 % Wahrscheinlichkeit eine starke Lärmbelästigung durch die Lärmquelle - hier Fluglärm - aufweisen. Dieses Kriterium kennzeichnet den Bereich der Belästigung, bei dessen Überschreitung die Nutzung eines Gebiets als Wohngebiet in Frage gestellt ist, da Wohngebiete, in denen mehr als die Hälfte der Anwohner stark belästigt sind, für Zwecke des ruhigen Wohnens ungeeignet sind. Bei geschlossenen Fenstern sollten tags wie nachts Kriteriumswerte von maximal 10% stark belästigten Anwohnern vorliegen, wie man sie auch in unbelasteten Kontrollgebieten vorfindet. In diese Richtung geht der Schutzanspruch bzgl. des passiven Lärmschutzes, der aber bzgl. Aussenbereich und der Wohnsituation bei offenem Fenster nicht vollständig befriedigende Lösungen der Belästigungsproblematik bringt. Als Kriterium für die untere Grenze der erheblichen Belästigung sehen wir die Situation an, in der mehr als die Hälfte der Anwohner bei offenen Fenstern nicht oder nur schwach belästigt sind, denn eine geringfügige Belästigung ist grundsätzlich zumutbar. Diese Konzepte werden an den empirischen Daten aus mehreren neuen Felduntersuchungen an den Flughäfen Frankfurt, München und Düsseldorf überprüft, bei denen insgesamt mehr als 3000 Anwohner zu Fluglärm systematisch befragt wurden und deren Belastung als Leq und Anzahl relevanter Flugereignisse (NAT70) für Tag und Nacht bestimmt wurde. Tags liegt die untere Schwelle der erheblichen Belästigung bei 55 dB(A) Leq3 (Tag), nachts bei 45 dB(A)Leq3 (Nacht). Ferner liegt die obere Grenze für erhebliche Belästigung Tags bei etwa 58 dB(A) Leq3 (Tag), bzw. bei 60 Überflugereignissen Tags mit einem Pegel Lmax über 70 dB(A).

Anemüller, J.

• Blinde Quellentrennung als Vorverarbeitung zur robusten Spracherkennung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Anemüller, M. Kleinschmidt and B. Kollmeier
[A]

In diesem Beitrag evaluieren wir den Nutzen blinder Quellentrennung als Vorverarbeitungsstufe zum Zwecke robuster automatischer Spracherkennung. Blinde Quellentrennung (QT) ist eine Signalverarbeitungstechnik, die es ermöglicht, aus mehreren Aufnahmen akustischer Überlagerungen (etwa Sprache im Störgeräusch) die zugrunde liegenden Quellsignale (Sprache getrennt vom Störgeräusch) zu rekonstruieren. Ein spezieller Algorithmus für QT in verhallter Umgebung ist von Anemüller (DAGA '99) vorgestellt worden. Eine potentielle Anwendung solcher Algorithmen besteht in der Störgeräuschbefreiung für die robuste automatische Spracherkennung. Das Perzeptionmodell (PEMO) nach Dau et al. [1] wurde bereits zur Merkmalsextraktion in der automatischen Spracherkennung verwendet. Insbesondere in Kombination mit Neuronalen Netzen hat diese gehörgerechte Vorverarbeitung zu einer robusten Erkennungsleistung im Störgeräusch geführt (Kleinschmidt et al., DAGA '99). Wir kombinieren den QT-Algorithmus mit einem Einzelworterkennungssystem auf Basis des PEMO, um eine weitere Verbesserung der Erkennungsleistung zu erreichen. Zur Evaluation vergleichen wir die Erkennungsraten bei QT-Vorverarbeitung mit denen ohne Vorverarbeitung und mit alternativen Störgeräuschunterdrückungssystemen. Berücksichtigt werden hierbei Aufnahmesituationen in verhallter und unverhallter Umgebung und bei unterschiedlichen Signal-Rausch Abständen. [1] Dau et al. 1996, JASA 99(6), pp. 3615-3622.

• Convolutive Blind Source Sepatation of Speech Signals [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Anemüller and B. Kollmeier
[A]

In diesem Beitrag wird das Problem der blinden Trennung einer konvolutiven Mischung von Sprachsignalen betrachtet. Zur Separation werden die Signale mit der Kurzzeitfouriertransformation in den Frequenzbereich transformiert. Charakteristisch fuer das (unvermischte) Sprachsignal eines Sprechers ist, dass die zeitlichen Abfolgen der Signalamplituden in verschiedenen Frequenzbaendern untereinander korreliert sind. Diese Eigenschaft von Sprachsignalen wird als korrelierte Amplitudenmodulation bezeichnet. Bei der Analyse von Paaren jeweils zweier verschiedener Sprachsignale stellt sich heraus, dass die entsprechenden Signalamplituden in beliebigen Frequenzbaendern zweier unvermischter Signale jedoch unkorreliert sind. Diese Eigenschaft folgt bereits theoretisch aus der (vorausgesetzten) statistischen Unabhaengigkeit der Signale. Aufbauend auf diesen Beobachtungen wird eine Kostenfunktion definiert, die den Grad der Korrelation von Amplitudenmodulationen in mehreren Sprachsignalen misst, und die ihr Minimum fuer den Fall getrennter Signale annimmt. Der AMDecor ('Amplitude Modulation Decorrelation') Algorithmus zur konvolutiven blinden Quellentrennung wird vorgestellt, der auf der Minimierung dieser Kostenfunktion beruht. Weiterhin wird gezeigt, dass die vorgeschlagene Kostenfunktion eine Loesung des 'Permutationsproblems' darstellt, das bei der blinden Signaltrennung im Frequenzbereich auftritt. Vergleiche mit Separationsergebnissen anderer Algorithmen und Audiobeispiele demonstrieren die erfolgreiche Quellentrennung durch den Algorithmus. Audiodemos sind auch im Internet unter http://medi.uni-oldenburg.de/members/ane/ abrufbar.

• Acoustic Feature Selection for Speech Detection Based on Amplitude Modulation Spectrograms (AMS) [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Schmidt and J. Anemüller
[A]

As acoustic devices possess evermore computing power, signal processing is influenced increasingly by machine learning techniques. E.g., hearing aids detect different listening situations by extracting psychoacoustically motivated features (spectrum, modulations...) and feeding them into a classifier. As both areas merge at the feature extraction stage, the question arises how to determine features that result in best classification performance. A poorly-picked feature set may result in over-fitting, i.e., poor performance on new signals. Demand for low power-consumption and real-time processing requires a compact but salient feature set. Furthermore, a quantitative selection of optimal features may reinforce findings concerning psychoacoustic importance of acoustic properties of sounds.

Here, a feature selection strategy for automatic speech/non-speech classification based on support vector machines is presented. Input for the selection algorithm is the amplitude modulation spectrogram (AMS) [Kollmeier and Koch, 1993], which represents modulation frequency versus center frequency as a function of time, motivated by physiological and psychoacoustical findings. Feature selection of salient modulation frequencies is performed using the sequential forward selection (SFS) algorithm which starts with an empty feature set and iteratively adds the modulation frequency band to the feature set that results in the highest increase in (cross-validation) classification performance. Thereby, a combination of modulation frequency bands that is most informative about presence of speech is identified.

Results concerning the number of modulation frequencies required for speech detection, corresponding classification accuracy and generalization to novel data are presented. Relevant modulation frequencies for speech detection are identified and compared to psychophysical findings.

• Hierarchisches Modell zur Detektion von Sprache in Störgeräusch [DAGA 2008 (Dresden)]
  J.-H. Bach and J. Anemüller
[A]

The automatic identification of acoustic objects, particularly speech, in adverse backgrounds can pose a difficult problem. In this work, the subproblem of speech detection in two different backgrounds is tackled using a hierarchical decision tree: The root node provides a coarse classification of the noise background, while the next nodes are optimised to detect speech in one particular background each. The features employed are amplitude modulation spectra of the signals (Kollmeier & Koch, 1993). They represent the modulation content of a signal as a two-dimensional (modulation-frequency vs centre frequency) spectral pattern. The best features for classification at each node are selected independently node-specific) using a sequential floating forward search algorithm. The actual statistical learner is an open source support vector machine (Chang & Lin, 2001, http://www.csie.ntu.edu.tw/ cjlin/libsvm). The performance of speech detection in two types of realistic backgrounds, namely pedestrian zone noise and road traffic noise, is presented and compared to non-hierarchical approaches; furthermore, discrimination of male vs female speakers in the same background is evaluated.

Anfosso-Ledee, F.

• The effect of Road Absorption on Tyre-Road Horn effect [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Anfosso-Ledee
[A]

Horn effect is an amplification phenomenon of the tyre-road noise generated at the contact patch, due to multiple reflections between the tyre belt and the road surface. This effect can be drastically reduced when the pavement is sound absorbing, which is the case for porous pavements. A 2D BEM model was used to predict this effect in which a non local absorption condition was introduced to take into account the effect of porous road surfaces. An experimental validation was made on porous and non-porous real pavements, using the principle of reciprocity. The 2D tyre was simulated by a long concrete tube. The impulse response was measured between a point source located in front of the tube and a microphone located flush on the tube surface, near the contact with the road surface. The amplification effect was evaluated with reference to semi-free field condition above the road surface. In parallel, the amplification was calculated. The physical parameters of the porous road introduced in the model were deduced from in situ measurements of sound absorption. A good agreement was found between measurements and predictions, both for reflecting and absorbing road surfaces. Subsequently, an estimation of the influence of the horn effect on close proximity tyre-road noise measurements is proposed. The difference observed between the noise radiated behind and sideways of the tyre can be explained by this horn effect.

Angelmahr, M.

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

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

• Photoacoustics: an acoustic method for trace gas measurements [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Miklós, M. Angelmahr and J. Angster
[A]

The photoacoustic (or optoacoustic) effect, the generation of sound by the absorption of pulsed or modulated light has been known since the famous experiments of Alexander Graham Bell in 1880. Scientific and practical applications of the photoacoustic technique have been considerably promoted by the invention of laser, which is an almost ideal light source for photoacoustics. Recently, photoacoustic detectors play an increasing role in trace gas detection and analysis. The sensitivity of a small, simple and cheap photoacoustic detector is only slightly smaller than that of a very sophisticated and expensive optical system equipped with a multipass optical absorption cell and a cooled infrared detector. The performance of a photoacoustic trace gas detector depends mostly on its acoustical design. However, the majority of the published or commercially available photoacoustic detectors are acoustically not optimized. Considerable improvement in the sensitivity could be achieved by using better acoustic designs and more sophisticated measurement and data evaluation methods. The PA research in the Fraunhofer Institute of Building Physics is targeted to the development of specific, acoustically optimized PA detectors for each important application fields of the PA technique, such as trace gas measurement and analysis in air; emission control of exhaust gases of vehicles and industrial combustion; detection of poisonous gases, drugs and explosives, monitoring and control of process gases, etc.

Angster, J.

• Untersuchung der Ursachen von instabilen Pfeifentönen bei Orgeln [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Angster, S. Pitsch and A. Miklós
[A]

Es kommt oft bei historischen oder auch bei neugebauten Orgeln vor, daß die Musik durch instabile Pfeifentöne gestört wird. Ein Beispiel einer solchen Störung aus der Sicht der Organisten ist: Ein oder mehrere Töne werden lange ausgehalten. Plötzlich kommen andere Stimmen einzeln oder in Akkorden dazu. Beim Einsetzen dieser Töne sinken die ausgehaltenen Töne in ihrer Tonhöhe vorübergehend oder dauerhaft ab. Die Ursachen von solchen und ähnlichen Problemen wurden systematisch im Rahmen von einem durch die Europäische Kommission unterstützten Forschungsprojekt untersucht. Ziel der Untersuchungen ist es in erster Linie, die Ursache von diesen Fehlern herauszufinden. Unter anderem wurden folgende Parameter untersucht: Stabilität des Druckes im Reservoir, Druckschwankungen aufgrund tieffrequenter akustischer Resonanzen des Systems, Druckmodulationen verursacht durch einen plötzlichen Druckabfall in den verschiedenen Bauteilen, d.h. Windkanäle und Kondukten, unterschiedlichen Kröpfen, Bohrungen, Ventilen, usw. Es werden Videoaufnahmen von Laboruntersuchungen gezeigt und Ergebnisse von Messungen an Orgeln vorgeführt.

• Einfluss von Winddruckänderungen auf den Klang von Orgelpfeifen [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Angster, S. Pitsch, N. Zagyva and A. Miklós
[A]

Bei Pfeifenorgeln treten oft klangliche Probleme auf, die durch statische oder dynamische Druckänderungen im Windsystem verursacht werden. Diese Probleme wurden systematisch im Rahmen eines durch die Europäische Kommission unterstützten Forschungsprojekts untersucht. Es wird über statische und dynamische Messungen zum Einfluß von Winddruck-änderungen auf den Klang der Lippenorgelpfeifen berichtet.

• Lineare und nichtlineare Wandschwingungen offener zylindrischer Orgelpfeifen [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Angster and A. Miklós
[A]

Lineare Wandschwingungen wurden an fünf nahezu gleichen Pfeifen untersucht. Bei den Prinzipal 4' C Pfeifen war entweder die Material-zusammensetzung (10% bis 75% Zinn-Blei-Legierung) oder die Bearbeitung des Wandmaterials (gehämmert, gehobelt, ausgedünnt) unterschiedlich. Die Pfeifen wurden von einem Intonateur möglichst gleich intoniert. Somit wurde der Einfluss des Materials auf den Klang (Einschwingvorgang und Stationärspektrum) untersucht. Nichtlineare Wandschwingungseffekte wurden an einer dünnwandigen 8' Salizionalpfeife untersucht. Die Geschwindigkeit der Wandschwingungen wurde mit Hilfe eines Laser-Vibrometers erfasst. Subharmonische Komponenten in der Mitte zwischen den harmonischen Teiltönen der von der Luftsäule erzwungenen Schwingungen der Pfeifenwand wurden ausgemessen. Über den Einfluss der Wandschwingungen auf den Pfeifenklang wird auch berichtet.

• Einfluss der Stimmvorrichtung labialer Orgelpfeifen auf den Formantaufbau des stationären Klanges [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Pitsch, J. Angster and A. Miklós
[A]

Die Schallabstrahlung labialer Orgelpfeifen unterschiedlicher Stimmvorrichtungen wurde im Rahmen eines durch die Europäische Kommission unterstützten Forschungsprojekts (CRAFT) untersucht. Die Stationärspektren am offenen Ende und am Labium der Pfeifen wurden aufgenommen. Die Experimente wurden an drei Prinzipalpfeifen durchgeführt, die aus der selben Metallplatte mit den selben Dimensionen hergestellt wurden. Das offene Ende der ersten Pfeife war auf Ton geschnitten, die zweite Pfeife war mit einer Stimmrolle, die dritte Pfeife mit einem Stimmfenster (Expression) versehen. Die Labiumbreiten und Aufschnitthöhen waren bei allen Pfeifen gleich dimensioniert. Die an den beiden Öffnungen der selben Pfeife gemessenen Stationärspektren weisen unterschiedliche Formantstrukturen auf. Auch der Formantaufbau des Klanges der unterschiedlichen Pfeifen ist unterschiedlich. Eine Erklärung zum akustischen Verhalten dieser Pfeifen wird hier gegeben.

• The influence of different types of wind chests on the sound formation of flue organ pipes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Angster, S. Pitsch and A. Miklós
[A]

The influence of different wind chests on the sound of flue organ pipes has been investigated by voicing different Diapason pipes on the slider chest and by measuring them on the slider chest and on a cone chest in the anechoic room of the Fraunhofer-Institute of Building Physics. The attack transients of the pipes in both cases have been analysed. The results show that the speech of the same pipe on different types of wind chests are different. It is assumed that at the very beginning of the attack different partials of the pipe sound have been excited on the different wind chests by the edge tone. The most important characteristics of the attack transients are discussed.

• The influence of new types of wind systems on the sound of organ pipes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Pitsch, M. Schaupp, J. Angster and A. Miklós
[A]

By building new organs large pressure oscillations may occur in the wind system. These oscillations have to be reduced so that the played melody won't be disturbed. On the other hand organists express often the wish that the wind should be 'living'. Organ builders are not able to set the wind pressure modulation ('the livingness of the wind') according to the wish of the customer. An innovative, computer controlled pressure regulation system with ''user defined'' pressure response has been developed in the Fraunhofer-Institute of Building Physics. With the help of a software the organist can choose the type of wind according to the style of music he is playing: living wind, normal wind and slow wind. The effect of different types of wind pressure oscillations on the pipe sound has been investigated. This research work was supported by the European Union in the context of a CRAFT project, in which 12 organ builder companies participated from nine countries.

• Attack transient analysis of flue organ pipes with different cut-up height [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Täsch, T. Wik, J. Angster and A. Miklós
[A]

The flue organ pipe is a complicated physical system whose functionality is not completely understood until now. The sound quality of an organ pipe is mainly influenced by the attack transients. This onset is first dominated by the so called edge tone, while later the resonator of the pipe will play a more important role. To understand the working of a flue organ pipe it is necessary to analyze the transition phase of the edge tone and the stationary sound of the pipe. For the analysis a Short Time Fourier Transformation is used. Since the resolution of this analysis method is not good enough in the time and frequency domain to examine the short attack transients of flue organ pipes, several improvements of the STFT have been made. For the measurements several special pipes have been used: narrow pipes whose onset is very slow; a pipe of which the cut up is adjustable; a pipe of which the length is adjustable. The results of the analysis of these organ pipes will be shown and discussed.

• Verbal Description of Organ Principal 8' Sound [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Stepanek, V. Syrovy, Z. Otcenasek, C. Täsch and J. Angster
[A]

The sound recordings of twelve pipe organs from four European countries (six Baroque, two Romantic and four contemporary) were subjectively evaluated. Two listening tests with sounds of tones C2, C3, C4, C5 and C6 of Principal 8' were provided. In the first test (dissimilarity in timbre in pairs of sounds) the spontaneously expressed verbal attributes describing the organ sound were collected. Twelve listeners (nine organ players, three organ builders) took part in the test. In the second listening test only the most contrasting pairs in timbre were selected and judged by the group of eight organ builders. The listeners ranked spontaneously expressed verbal attributes into four prescribed categories according to their meaning describing pipe scaling, pipe voicing, prominent or insufficient partials, and timbre. Common frequency vocabularies from both tests together with the vocabularies of expressions used in individual pitches are created and compared. Category vocabularies are also created and discussed.

• Numerical simulation of the flow in the flue organ pipe [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Adachi, J. Angster and A. Miklós
[A]

Sound generated in a flue organ pipe is susceptible to the voicing adjustment. A small change in the configurations of the flue, lower and upper labiums, etc. often results in a great change in the sound. This research aims to clarify the effect of the voicing adjustment on the physical properties of the air jet emerging from the flue and thus on the output sound. Two specific adjustments are considered here: the height of the lower lip relative to the languid and the inner geometry of the foothole. The numerical simulation of the jet emerging from the flue of a modelled wooden organ pipe was first carried out. By changing the height of the lower lip, the direction and the velocity profile of the jet were calculated. The air flow in the pipe foot of a modelled metal pipe was also simulated. It was found that two different states of the flow exist depending on the foothole inner geometry: the circulation of the flow in one state has the opposite direction to that in the other. These observations were then used for estimating the output sound. To this end, sound was synthesized using a physical model that is a set of differential equations with delayed feedback describing the sound generation in the flue organ pipe. A sound demonstration illustrating the voicing effects on the sound will be presented.

• Einfluss des Winddrucks auf die Lautheit von Lippenorgelpfeifen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Angster, S. Pitsch, K. Hoge and A. Miklós
[A]

Im Rahmen eines EU-Projektes wurden zahlreiche Untersuchungen zum Thema Intonation und Dimensionierung von Orgelpfeifen und zur Klärung des Einflusses von Intonationsschritten auf den Pfeifenklang durchgeführt. Eine sehr wichtige Fragestellung der beteiligten Orgelbaufirmen war es, wie man die Lautheit einer Orgelpfeife beeinflussen kann und welche Rolle der Winddruck dabei spielt. Hierzu wurden im reflexionsarmen Raum des Fraunhofer-Institutes für Bauphysik (IBP) Klangmessungen bei unterschiedlichen Winddrücken vorgenommen und anschließend analysiert. Die Lautheit einer Lippenorgelpfeife wird maßgeblich durch die Anregungsleistung beeinflusst, die sich aus dem Winddruck im Pfeifenfuß, dem Volumenstrom in der Kernspalte und der Verweildauer des oszillierenden Freistrahls im Resonatorkörper zusammensetzt. Durch die Erhöhung des Winddrucks vergrößert sich zwar die Lautheit, gleichzeitig verändert sich aber auch die Klangfarbe der Pfeife, was eigentlich nicht erwünscht ist. Hier wird diskutiert, wie diese klanglichen Änderungen im Stationärspektrum in Abhängigkeit vom Winddruck aussehen und welche Intonationsschritte einem Intonateur letztendlich die Möglichkeit bieten, die Lautheit einer Pfeife innerhalb eines Registers anzupassen, ohne ihren Klangcharakter zu verfälschen.

• Schallleistungsbestimmung an Lippenorgelpfeifen: Messverfahren und Einflussfaktoren [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Hoge, A. Miklós and J. Angster
[A]

Das Fraunhofer IBP (Stuttgart) arbeitet mit 10 Orgelbaufirmen aus 9 Ländern an einem von der Europäischen Union unterstützten Forschungsprojekt, das sich mit der Anpassung der Orgel an den Raum beschäftigt. Das Ziel ist es, den Orgelbauunternehmen schon während der Planungsphase einer Orgel Hilfestellungen zu geben. Ein wichtiger Parameter um eine Anpassung vornehmen zu können ist die abgestrahlte Schallleistung der Orgel und damit der Pfeifen. Im Hinblick auf die Besonderheiten des Pfeifenklangs (schmalbandig, tonal, harmonisch, stationär) wurde aus den aktuellen Verfahren zur Schallleistungsbestimmung das Hallraumverfahren ausgewählt und Messungen durchgeführt, die den Einfluss von Winddruck, Tonhöhe und Geometrie (Mensurierung) der Lippenorgelpfeife deutlich machen sollten. Nicht nur durch die starre Aufstellung, konstante Druckversorgung und das extrem schmalbandige Spektrum waren die Messungen mehr als üblich von den Eigenschaften des Hallraumes beeinflusst. Auch die Tatsache, dass bei einer offenen Lippenorgelpfeife zwei nahezu punktförmige Schallquellen voneinander abhängig abstrahlen, hat die Messergebnisse beeinträchtigt. Als zweites Messverfahren wurde eine Intensitätsmessung mit einem Mikrofon-Array (NS-STSF/SONAH) im reflexionsarmen Raum getestet. Die Ergebnisse sowie Vor- und Nachteile der Verfahren und ein Ausblick auf andere Möglichkeiten zur Bestimmung der Schallleistung werden diskutiert.

• Relationship between Transient Sound and Mouth Tone in Flue Organ Pipes [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  Y. Sakamoto, J. Angster and S. Yoshikawa
[A]

Mouth tone has been investigated to study the transient sound of flue organ pipes. Mouth tone is a sound which is emitted from a pipe when its resonator is filled with an acoustic absorber. The mouth tone sounds like a broad band noise, however, it has also a certain pitch. In its frequency spectrum some peaks are present and the frequency of the largest peak is very close to the frequency of the harmonic which builds up fastest of all the harmonics of the normal pipe sound. This observation could be explained by the fact that the jet driven system around the mouth produces the mouth tone in a much shorter time than the time needed for the excitation of the pipe resonator. On the other hand, the characteristics of the mouth tone have rarely been investigated so far. To clear up the factors through which the frequency characteristics of the mouth tone can be determined, the peak frequencies of the mouth tone were compared to the frequencies of the edge tone which were calculated from the jet velocity using Brown's equation. The change in the 5th mode of the mouth tone was very similar to that in the 3rd mode of edge tone. This suggests that the 5th mode of the mouth tone is caused by the 3rd mode of edge tone. It was also proved that the peak frequencies except for the 1st peak depend on the blowing pressure, i.e. on jet velocity.

• Einfluss der Lufttemperatur auf die Verstimmung von Orgelpfeifen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Pitsch, K. Sedlbauer and J. Angster
[A]

Bei vielen Kirchenorgeln machen sich im Winter Verstimmungen im Orgelklang bemerkbar. Vor Spielbeginn wird die Kirche in relativ kurzer Zeit aufgeheizt. Zum einen entstehen dadurch innerhalb des Orgelgehäuses verschiedene Temperaturzonen, zum anderen werden die sich in bereits erwärmter Umgebung befindenden Orgelpfeifen mit Luft aus dem noch kalten Windsystem gespeist. Um den Einfluss des Einblasens von kalter Luft in eine Orgelpfeife auf deren Verstimmung zu untersuchen, wurde im Labor des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik eine Modellorgel in einer zweiteiligen Klimakammer aufgebaut. Dabei befanden sich Gebläse und Balg im kalten Teil der Klimakammer, die Windlade stand dagegen im warmen Bereich. Der zeitliche Temperaturverlauf an verschiedenen Punkten im Pfeifenresonator und der Pfeifenklang wurden parallel gemessen und die Änderung der Grundfrequenz der Pfeife ermittelt. Um einen Eindruck der Temperaturzustände im gesamten Windsystem zu bekommen, wurden an mehreren Stellen Temperatursensoren verteilt und ebenfalls der lokale Temperaturverlauf aufgezeichnet. Diese Untersuchungen sind Teil eines Projektes zur Entwicklung von Klimasystemen für eine gleichmäßigere Temperierung der Umgebungsluft in Orgelgehäusen und der Luft innerhalb des Windsystems. Damit sollen klangliche Verstimmungen vermieden und gleichzeitig der Schimmelbildung vorgebeugt werden.

• Photoacoustics: an acoustic method for trace gas measurements [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Miklós, M. Angelmahr and J. Angster
[A]

The photoacoustic (or optoacoustic) effect, the generation of sound by the absorption of pulsed or modulated light has been known since the famous experiments of Alexander Graham Bell in 1880. Scientific and practical applications of the photoacoustic technique have been considerably promoted by the invention of laser, which is an almost ideal light source for photoacoustics. Recently, photoacoustic detectors play an increasing role in trace gas detection and analysis. The sensitivity of a small, simple and cheap photoacoustic detector is only slightly smaller than that of a very sophisticated and expensive optical system equipped with a multipass optical absorption cell and a cooled infrared detector. The performance of a photoacoustic trace gas detector depends mostly on its acoustical design. However, the majority of the published or commercially available photoacoustic detectors are acoustically not optimized. Considerable improvement in the sensitivity could be achieved by using better acoustic designs and more sophisticated measurement and data evaluation methods. The PA research in the Fraunhofer Institute of Building Physics is targeted to the development of specific, acoustically optimized PA detectors for each important application fields of the PA technique, such as trace gas measurement and analysis in air; emission control of exhaust gases of vehicles and industrial combustion; detection of poisonous gases, drugs and explosives, monitoring and control of process gases, etc.

• Klimasysteme zur Lufttemperierung in Kirchenorgeln [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Pitsch, M. Jezerkowsky, Z. Dubovski and J. Angster
[A]

Durch das schnelle Aufheizen von Kirchen im Winter oder durch starke Sonneneinstrahlung im Sommer entstehen im Gehäuse zahlreicher Kirchenorgeln sehr ungleichmäßige Temperaturverteilungen, die zu störenden Verstimmungen im Orgelklang führen können. Nach einigen Voruntersuchungen in einer Klimakammer am Fraunhofer IBP zur Verstimmung einzelner Orgelpfeifen wurde ein erstes Klimasystem in der Martinskirche in Oberesslingen getestet. Es besteht aus mehreren kleinen Ventilatoren, die zusammen mit Temperatursensoren an ausgewählten Orten im Orgelgehäuse aufgestellt wurden, und aus einer Regelung zur Ansteuerung der Ventilatoren. Durch die Umverteilung der Luft im Gehäuse sollten zu große Temperaturunterschiede ausgeglichen werden. Ein weiteres temperaturbedingtes Problem tritt bei der Intonation von Orgelpfeifen auf. Dabei läuft das Gebläse sehr lange bei einem kleinen Volumenstrom und heizt die Luft im Windsystem auf, d.h. die Pfeifen werden bei einer zu hohen Temperatur intoniert und gestimmt und klingen nach Abkühlung der Luft verstimmt. Zur Verbesserung dieses Problems wurde ein mobiles Klimasystem entworfen und im Labor des IBP an einer Modellorgel getestet. Dabei entweicht durch eine geregelte Drosselklappe zwischen Gebläse und Balg ein möglichst großer Volumenstrom aus dem Windsystem und verhindert eine zu starke Erwärmung des Gebläsemotors und der Luft im Windsystem.

• Untersuchungen über den Einfluss von Pfeifenmensurationsparametern auf den Klang von Lippenorgelpfeifen
  J. Angster, T. Wik, T. Trommer and A. Miklós
[A]

Wenn grundlegende Phänomene der Physik von Lippenorgelpfeifen untersucht werden, sind Experimente an Modellen akzeptabel. Häufig allerdings unterscheiden sich diese Modelle beträchtlich von echten Lippenorgelpfeifen. Deshalb sollten die feinen Details des Pfeifenklangs auch an echten Pfeifen untersucht werden. Die Klangqualität einer Orgelpfeife wird hauptsächlich vom Einschwingvorgang beeinflusst. Dieses Einschwingen wird zuerst durch den Schneidenton bestimmt, später dann spielt der Pfeifenresonator eine wichtigere Rolle. Um die Physik einer Lippenorgelpfeife zu verstehen, ist es notwendig, die akustischen Eigenschaften des Pfeifenresonators zu messen, den Schneidenton zu analysieren, sowie den Einschwingvorgang und den Stationärklang. Mehrere spezielle Pfeifen mit dem gleichen Ton sind untersucht worden: Pfeifen mit verschiedenen Durchmessern, eine Pfeife, deren Aufschnitthöhe und eine weitere Pfeife, deren Länge verstellbar sind. Bei der Auswertung wurden alle physikalischen Einflüsse, die zur Klangerzeugung beitragen, berücksichtigt. Diese Ergebnisse werden dazu verwendet werden, eine Mensurationsmethode zu entwickeln, um Lippenorgelpfeifen auszulegen und eine Software zu entwickeln, um die Orgelpfeifenabmessungen der wichtigsten Pfeifenregister zu entwerfen.

• Entwicklung eines Systems zur Simulation der Abstrahlung von Orgelpfeifen [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Trommer, J. Angster and A. Miklós
[A]

Die Qualität einer Orgel ist abhängig von ihrer Anpassung an die akustischen Eigenschaften des Raumes. Sie kann über die Dimensionierungen der Pfeifen eingestellt werden. Heutzutage wird versucht die optimale Anpassung durch den Vergleich mit Orgelpfeifen in ähnlichen Räumen oder durch den Aufbau und Betrieb einer kleinen Windlade mit einigen Probepfeifen einzuschätzen. Die Anzahl der Pfeifen und die Möglichkeiten diese zu verändern sind beschränkt. Zur Unterstützung der Orgelbauer die optimale Anpassung der Orgel an den Raum besser abzuschätzen, wurde am Fraunhofer IBP ein System entwickelt, mit welchem die Schallabstrahlung von Orgelpfeifen simuliert wird. Dieses System gibt von Orgelpfeifen gewonnene Klänge wieder und bietet die Möglichkeit, diese nach einigen Regeln der Mensurierung so zu verändern, als ob die Orgelpfeife, von der die Aufnahme stammt, selbst verändert gewesen wäre. Das mobile System besteht aus Notebook mit Programm und Klangbibliothek, Verstärker, 2 Lautsprechern samt Stativ. Das Programm verwaltet die Aufnahmen, passt sie an die gewünschten Pfeifenänderungen an und gibt sie wieder. Sie wurden an zylindrischen, metallenen und offenen Lippenorgelpfeifen des Prinzipalregisters der Tonhöhen c und c' bei unterschiedlichen Dimensionierungen gemacht. Die Überprüfung der Ähnlichkeit der Klänge von System und Pfeife wurde im reflexionsarmen Raum durchgeführt.

• Prediction of overblowing behavior of an organ flue pipe [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Adachi, J. Angster and A. Miklós
[A]

The sound of an organ flue pipe originates from oscillation of an air jet in the mouth. The oscillation is caused by fluid dynamical instability of the jet itself and by sound generated in the flue pipe. The phase and magnitude of jet oscillation relative to sound is essential to determine which acoustic mode is excited as well as the spectrum of the generated sound. Because the theory of the oscillating jet has only been developed with several assumptions such as an inviscid flow, a jet of infinite length and a fixed velocity profile, an experimental method should be employed to develop a model of the actual jet motion. In this research, this was done numerically. Using the finite element method (FEM), a jet initially having a square-shaped velocity profile that is deflected by sound was simulated. The results were analyzed to obtain change in the velocity profile, the phase and the magnitude of the jet oscillation amplitude. Based on these analyses, a jet oscillation model was developed. With this model, incorporated with a physical model of an organ flue pipe, overblowing behavior with change in blowing pressure was estimated. The predicted behaviour was compared with the experimental results.

Anstätt, A.

• Optimierte Schwingungsisolation im Kurbelwellen-ZMS-Verbund [DAGA 2005 (München)]
  A. Anstätt and C. Mohr
[A]

Optimierte Schwingungsisolation im Kurbelwellen-ZMS-Verbund

Hubkolbenmotoren regen mit ihren periodischen Verbrennungsvorgängen Drehschwingungen im Antriebsstrang an - Getrieberasseln und Karosseriedröhnen können die unangenehmen Folgen sein. Der gestiegene Komfortanspruch der Kunden lässt solch eine Geräuschkulisse nicht mehr zu. Hier hat sich seit Jahren der Einsatz eines Zweimassenschwungrades (ZMS) bewährt.

Innerhalb der letzten Jahre stellte der Zuwachs an Motordrehmoment und Motorleistung, in speziellen Fällen auch die Erhöhung der Motordrehzahl, die ZMS-Entwicklung vor neue Herausforderungen. Je nach Eigenfrequenz der fest an die Kurbelwelle angekoppelten ZMS Primärseite kann dies zu unerwünschten Anregungen und Resonanzen führen, welche sich akustisch bemerkbar machen können.

Die Konstruktion herkömmlicher ZMS ist so ausgelegt, dass die Eigenfrequenzen oberhalb des Drehzahlbereiches des Motors liegen. Bei hochdrehenden Motoren stößt diese Konstruktion jedoch an ihre Grenzen. Eine Verschiebung der Eigenfrequenzen des ZMS in den höheren Drehzahlbereich ist wegen des beschränkten Bauraums nicht möglich. Die innovative Lösung besteht darin, die Eigenfrequenzen entweder in den Fahrbereich bei niedrigen Drehzahlen zu verschieben, da hier die Anregung gering ist, oder sogar unterhalb der Leerlaufdrehzahl.

So wurde bei der Entwicklung dieser neuen ZMS-Generation bewusst eine extreme Absenkung der Eigenfrequenzen der Primärseite verfolgt. Dies gelang durch den Einsatz einer 'Flexplate', ein Blechpaket mit drei Einzelblechen, womit die Biege- und Axialfrequenzen des ZMS abgestimmt werden konnten. Des Weiteren wurde durch diese 'weiche' Anbindung des ZMS zur Kurbelwelle die Flanschbelastung minimiert. Im Entwicklungsprozess wurden die Methoden der rechnerischen und experimentellen Modalanalyse zur Abstimmung der Biege- und Axialfrequenzen herangezogen. Eine Validierung der Versuchsergebnisse und eine Überprüfung der Entwicklungsziele erfolgte in Fahrzeugmessungen.

• „Eek-Noise“ – ein komplexes Geräuschphänomen moderner PKW-Kupplungssysteme [DAGA 2005 (München)]
  C. Mohr, A. Anstätt and A. Kiesel
[A]

Eek-Noise - ein komplexes Geräuschphänomen moderner PKW-KupplungssystemeAls Eek-Noise wird ein dumpfes Heulgeräusch bezeichnet, welches bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe beim Einkuppeln in der trockenen Anfahrkupplung entstehen kann.Obwohl das Geräuschphänomen bei vielen Herstellern schon lange bekannt ist und bei einzelnen Fahrzeugmodellen immer wieder zu Beanstandungen bis hin zu unnötigem Kupplungswechsel führt, sind die genauen Geräusch-Ursachen und die wesentlichen Zusammenhänge noch nicht endgültig geklärt. Zweifellos gerät dabei die Anpressplatte in Schwingungen wobei die Kopplung von Axial- und Kippschwingungen eine maßgebliche Rolle spielt. Mittels experimenteller Modalanalyse wurden diese Effekte gemessen und auf einem zunächst einfachen Prüfstands-Aufbau auch unter Betriebsbedingungen bestimmt. Der Einfluss zahlreicher geometrischer Parameter der Kupplung sowie der Reibpaarung auf das Eek-Geräusch wurden an diesem Aufbau untersucht und die gewonnenen Ergebnisse mittels eines einfachen Modells nachgebildet.Fahrzeugversuche zeigten jedoch teilweise völlig gegensätzliche Zusammenhänge. Anhand eines mathematischen Modells werden zwei Mechanismen zur Selbstanregung der Kupplung mit der zwischen Anpressplatte und Kupplungsscheibe wirkenden Reibung als Energiequelle vorgestellt, was Parallelen zu dem eng verwandten Phänomen des Bremsenquietschens aufzeigt.Mittels eines speziell aufgebauten Hydroshakers wurde versucht, das Phänomen durch Anregung der Kupplung über das Ausrücksystem nachzubilden und den Einfluss des Ausrücksystems zu bestimmen.Spezifische Abhilfemaßnahmen gegen das Eek-Geräusch werden vorgestellt und deren Verbesserungspotential anhand von Messungen aufgezeigt.

• Untersuchungen zum Einfluss der Lagerbedingungen auf die Modalen Parameter von Zweimassen-Schwungrädern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Anstätt, S. Ochs and C. Mohr
[A]

Die Experimentelle Modalanalyse hat das Ziel, die Modalen Parameter ''Eigenfrequenz, Schwingform und Dämpfung'' von Baugruppen oder Bauteilen aus dem Versuch zu bestimmen. Diese Parameter sind für den Entwicklungsprozess eines Produktes von besonderem Interesse, nicht zuletzt deshalb, weil sie oftmals Eingangsgrößen für weitere Entwicklungsprozesse liefern. Die richtige Vorgehensweise bei der Ermittlung dieser Parameter und die Zuverlässigkeit dieser Werte sind Grundvoraussetzungen für eine Validierung des FE-Modells im Rahmen eines Model Updating Prozesses. Experimentelle Modalanalysen beziehen sich oftmals gezielt auf einzelne Komponenten einer Baugruppe. Werden solche Einzelkomponenten beispielsweise am Prüfstand oder im Labor untersucht, so haben die Lagerbedingungen (Boundary Conditions) einen Einfluss auf das Messergebnis. Welcher Fehler sich bei der Ermittlung der Modalen Parameter daraus ergibt, soll in diesem Beitrag am Beispiel von Zweimassen-Schwungrädern näher erörtert werden. Es werden aus der Praxis Untersuchungen an Einzelkomponenten mit unterschiedlichen Lagerbedingungen gezeigt und der sich daraus ergebende Einfluss auf die Modalen Parameter dargestellt. In einem Ausblick werden die aus den Laborversuchen ermittelten Parameter mit den Ergebnissen aus Betriebsschwingungsmessungen (Fahrversuch) verglichen.

Antes, H.

• Numerische Simulation von Schalldämmproblemen der Bauakustik [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Langer and H. Antes
[A]

Der Entwurf moderner Bauten sollte nicht alleine unter konstruktiven und ästhetischen Gesichtspunkten erfolgen, sondern insbesondere die bauphysikalischen Aspekte zur Sicherstellung der Wohnqualität berücksichtigen. Das akustische Verhalten von Hochbauten stellt sich dabei als komplexes Wechselwirkungsproblem dar, bei dem sowohl die unterschiedlichen Bauelemente und -stoffe wie auch die Umgebung eine große Rolle spielen. Eine Abschätzung dieses Verhaltens in der Entwurfsphase gestaltet sich daher als sehr schwierig. Den bauphysikalischen Schallschutznachweisen liegen in der Regel Mess- oder Erfahrungswerte von einzelnen Referenzbauteilen zugrunde, aus denen überschlägig die Schalldämmung des gesamten Bauwerks ermittelt wird. Im Besonderen erfolgt der Nachweis der Schalldämmwirkung von speziellen Bauelementen wie z.B. Isolierfenstern bisher durch Messungen unter normierten Bedingungen, obwohl eine numerische Simulation schneller und effektiver wäre. Deshalb wird hier ein numerisches Berechnungsverfahren basierend auf einer gekoppelten Finite-Element- und Randelementmethode verwendet, das die Schallwellenausbreitung und den Schalldurchgang durch Wände und mehrfach verglaste Fenster modelliert sowie alle auftretenden dynamischen Wechselwirkungsvorgänge beinhaltet.

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

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

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

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

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

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

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

Antoni, J.

• Evaluation of Blind Source Separation Methods in Acoustics [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Boustany and J. Antoni
[A]

Blind source separation (BSS) is a signal processing technique which consists in recovering a set of unobserved signals (called sources) given only a set of measured signals (called observations) arising when the sources are mixed by passage through some unknown medium. Although the term blind indicates the fact that neither the sources nor the mixing structure are known a priori, several assumptions must be made regarding both. Most of the existing methods rest on the mutual statistical independence of the sources and on the linearity of the mixing channel. Moreover, depending on the field of application, the mixture model may be either instantaneous or convolutive. Many algorithms were developed in order to separate each type of mixture. Our work is organized as follows. First, we present an overview of the BSS problem and methods for the instantaneous and the convolutive mixtures. Then, we describe several experiments conducted on real acoustical signals mixed in an anechoic room and a reverberant room. Finally, we evaluate the performance of some BSS algorithms by means of measures of the distortion and the quality of separation.

Appel, J.

• Stereoskopische Hochgeschwindigkeitsaufnahmen von Kaviationsblasenstrukturen [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Appel, D. Krefting, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Bei starker Beschallung von Flüssigkeiten treten Kavitationsblasen auf, die sich in der Regel in verästelten Strukturen (Streamern) anordnen. Mit Hochgeschwindigkeitskameras in stereoskopischem Aufbau werden verschiedene solche Blasenmuster untersucht und dreidimensional dargestellt. Da es sich um dynamische Strukturen handelt, in denen sich die Blasen schnell bewegen, können einzelne Blasenbahnen identifiziert und verfolgt werden. Blasengeschwindigkeiten und -dichten sowie Ausgangsdaten für eine detaillierte Modellierung werden bestimmt.

• Quantitative Bewertung von Partikelmodellierungen akustischer Kavitation [DAGA 2003 (Aachen)]
  P. Koch, R. Mettin, J. Appel and W. Lauterborn
[A]

Die bei starker Beschallung von Flüssigkeiten auftretenden Kavitationsblasenstrukturen werden mit Hilfe eines Partikelansatzes modelliert. Als Ausgangsdaten dienen stereoskopische Hochgeschwindigkeitsaufnahmen. Vorgestellt werden quantitative Vergleiche zwischen den Aufnahmen und der Simulation. Die Bewertung unterschiedlicher Modellierungen führt zu verbesserten numerischen Beschreibungen.

Appell, J.-E.

• 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.

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

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

Appelt, D.

• Partielle Musiksynchronisation [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Müller and D. Appelt
[A]

Oft enthalten digitale Musikbibliotheken verschiedene Versionen oder Interpretationen eines Musikstücks. Die Entwicklung von Synchronisationstechniken zur automatischen Verlinkung solcher unterschiedlicher Varianten ist in Hinblick auf eine effiziente Navigation in inhomogenen Musikdatenbeständen von großer Bedeutung. Ziel der Synchronisation ist es, zu einer bestimmten Position innerhalb einer Interpretation die entsprechende Stelle innerhalb einer anderen Version zu bestimmen. Bisherige Verfahren zur Musiksynchronisation setzten voraus, dass sich zu verlinkende Datenströme bis auf interpretatorische Unterschiede in Dynamik, Klang, und Tempoverlauf im Wesentlichen entsprechen. Eine wichtige Aufgabe besteht nun darin, eine semantisch sinnvolle Synchronisation auch dann zu gewährleisten, wenn sich die Versionen nur in Teilen entsprechen. Häufig auftretende Variationen beinhalten dabei das Auslassen von Wiederholungen, das Einfügen zusätzlicher Teile wie Soli oder Kadenzen, oder eine unterschiedliche Anzahl von Strophen oder Refrains in populärer Musik. In diesem Beitrag beschreiben wir ein neuartiges Synchronisationsverfahren, welches eine sinnvolle Verlinkung von Audioaufnahmen auch in Gegenwart struktureller Variationen erlaubt. Als einen wesentlichen Beitrag führen wir das Konzept pfadbeschränkter Änlichkeitsmatrizen ein, auf deren Basis eine partielle Verlinkung mittels eines effizient berechenbaren Optimierungsverfahren bestimmt werden kann. Unsere allgemeine Strategie besteht hierbei darin, möglichst lange, zusammenhängende Musikabschnitte zu verlinken und so eine Zerstückelung des Audiomaterials zu vermeiden.

Arato-Borsi, E.

• Using Auralisation as a Tool for Subjective Evaluation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A.T. Furjes, E. Arato-Borsi and F. Augusztinovicz
[A]

The set of room acoustical parameters used for qualification still needs to be investigated from the subjective points of view. Arranging comparative experiments is hard and time-consuming, both for the subjects and the researchers. Auralisation can be a tool for supporting these experiments, since room acoustical models can be varied and calculated easily. In practice it is hard to find a set of rooms that represent a given architectural or acoustical tendency (e.g. same shape with different sizes). The paper gives a short overview of the background of the experiments, the auralisation system and some results.

Arbey, H.-S.

• Etude du traitement acoustique d'un atelier de fabrication de petit électroménager [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Millard, H. Campagna and H.-S. Arbey
[A]

En prévision de la mise en place de la future législation sur le bruit en milieu de travail, l'étude acoustique d'un atelier a été entreprise. L'atelier mesure 84 m de longueur et 28 m de largeur, il comprend 3 travées disposées longitudinalement, séparées par deux allées de 2,2m de largeur.


La simulation la plus efficace a consisté à privilégier le traitement des zones les plus critiques puis à envisager des actions de réduction du bruit à la source : -mise en place de matériau amortissant sur les goulottes, de carters 3 côtés autour des moteurs, de caissons insonorisants - modification des carters existants - amortissement des chutes de pièces - suppression des fuites d'air comprimé.


Des gains notables sont observés, puisque le niveau sonore ne dépasse 80 dB(A) que dans une zone de l'atelier très réduite.


L'utilisation de la méthodologie d'acoustique prévisionnelle, a permis : i) d'identifier et de quantifier les sources de bruit, ii) de proposer des solutions d'amélioration de l'ambiance sonore, iii) de trouver la solution la plus performante à coût objectif fixé


Référence : C.Millard, Etude acoustique d'un atelier, démarche méthodologique. Fiche n132

Arenas, J.

• Bearing diagnosis with the help of adaptive filters and wavelet de-noising techniques [DAGA 2005 (München)]
  J. Guimarães and J. Arenas
[A]

At the very early stage of development of damage on bearings, the non-deterministic characteristic of its vibration signal requires alternative approaches in order to isolate and analyse the bearing signal. In one hand, the bearing signal comes from the rolling contact between races and rolling elements and do not present so much pronounced components related to the rolling frequency. On the other hand, additional noise sources on the machine contributes to its total vibration, usually measured on its housing, and consequently contaminating the useful signal. This paper presents the results of the application of Adaptive Filtering and Wavelet-de-noising technique to attempt to extract the bearing signal out of the whole vibration of the machine. Both experimental and simulated results for two different bearings on a running machine are compared and the results and limitations of the technique are discussed.

Arendt, I.

• Geräuschemission von Tastaturen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  I. Arendt and P. Kurtz
[A]

Die zunehmende Technisierung der Arbeitswelt wird auch an der Ausstattung eines modernen Büroarbeitsplatzes deutlich. Die Folge davon ist, dass die im Büro durch hohe mentale Anforderungen gekennzeichnete Arbeit häufig durch Lärm von Büro-maschinen und Kommunikationseinrichtungen gestört wird. So erzeugen Arbeits-platzcomputer, Drucker, Scanner, Kopierer, Faxgerät und auch Kommunikationsein-richtungen Geräuschemissionen, die zu einer erheblichen Lärmbelastung am Ar-beitsplatz beitragen. Eine effektive Lärmminderung lässt sich nun insbesondere durch den Einkauf von im Vergleich leiseren Produkten erreichen. Als kennzeichnen-de Größe für die Geräuschemission von Büromaschinen gilt dabei der Schallleis-tungspegel, ermittelt nach ISO 7779 und angegeben entsprechend ISO 9296. Auf der Basis entsprechender Geräuschangaben lassen sich z.B. PCs von verschie-denen Anbietern vergleichen, um ein leises Produkt auszuwählen. Obwohl eine nied-rige Geräuschemission bei PCs heute durchaus einen vermarktbaren Vorteil darstellt, wird hier von Seite der Kunden in erster Linie an die Geräuschemission des eigentli-chen Rechners gedacht, d.h. Netzteil- und CPU- als auch Grafikkartenlüfter und Laufwerksgeräusche sind hier zu beachten. Was dabei leider vergessen wird, sind die Tastaturen. Diese sind zwar notwendiger Bestandteil eines Arbeitsplatzcompu-ters, werden von den Lieferanten und Herstellern von PCs aber eher als Beipackarti-kel, der möglichst wenig kosten sollte, angesehen. Dies führt dazu, dass Tastaturge-räusche insbesondere in Großraumbüros häufig die Hauptgeräuschquelle darstellen. Um hier einen genaueren Überblick über den Schallleistungspegel von Tastaturen unter normaler Bedienung durch Schreibkräfte zu erhalten, wurden im akustischen Labor der BAuA Geräuschemissionsmessungen an einer größeren Anzahl von auf dem Markt angebotenen bzw. im Paket mit PCs ausgelieferten Tastaturen durchge-führt. Über die Ergebnisse soll berichtet werden.

Aretz, M.

• Modellierung der wechselseitigen Kopplung von Luftschall mit Plattenstrukturen für raumakustische FEM Simulationen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Aretz and A. Franck
[A]

The Finite Element Method (FEM) is a powerful tool for the simulation of airborne sound fields in enclosed spaces. Assuming realistic boundary conditions and taking into consideration the fluid-structural coupling at the boundary surfaces, it is possible to simulate the airborne sound field with high accuracy.

With regard to the specification of the boundary conditions at the room surfaces, simplifying assumptions are often applied which decrease the accuracy of the simulation. While typical solid building structures and a lot of absorbing materials can be modelled with sufficient accuracy as locally responding, which means they are characterized solely by their impedance, the simulation of the behaviour of lightweight constructions necessitates a more elaborate approach, which accounts for the bending effects of these plates. In order to increase simulation accuracy the mutual coupling between airborne sound and bending effects of the plates as well as the coupling of bending and in-plane waves at corners of the plates have to be considered.

In the course of this work the plates have been modelled using Mindlin's plate theory and a formulation for the FEM simulation has been derived from the principal of virtual displacements. The implementation of the plates has been embedded into a FEM modelling software for the simulation of airborne sound fields in enclosed spaces. The implementation accounts for the described modes of coupling.

• Modellierung der Schalltransmission durch lokal reagierende, geschichtete Strukturen mit Hilfe von Vierpol-Flächenelementen für die FEM [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Aretz
[A]

Die FEM stellt heutzutage im Bereich der Akustik ein Standardwerkzeug dar, mit dem gekoppelte Luftschall-Körperschallfelder mit hoher Genauigkeit simuliert werden können. Im Bereich der Strukturmodellierung stellt es sich allerdings oftmals als problematisch dar, komplexe, geschichtete Wandaufbauten durch geeignete Strukturmodelle zu beschreiben. Darüberhinaus erhöht sich der Rechenaufwand durch den Einsatz komplexer 3D-Modelle für solide oder poröse Materialien erheblich.

Da in der Raum- und Bauakustik allerdings oftmals primär das aus der Kopplung resultierende Luftschallfeld und nicht eine Auswertung der Strukturschwingung von Interesse ist und darüberhinaus viele akustisch relevanten Materialien unter gewissen Voraussetzungen als lokal reagierend angenommen werden, kann ein 1D-Vierpol-Ansatz zur Modellierung solcher geschichteter Strukturen verwendet werden.

Im Rahmen dieser Arbeit sind deshalb lokal reagierende Vierpolflächenelemente für eine akustische FEM implementiert worden, mit denen effizient der Schalldurchgang durch komplexe geschichtete Strukturen simuliert werden kann. Die Schalldruckfreiheitsgrade auf beiden Seiten der Struktur sind hierbei über die Kettenmatrixparameter eines Vierpols gekoppelt. Zur Bestimmung dieser Parameter wurde ein Berechnungsmodell für geschichtete Wandaufbauten nach Mechel implementiert. Durch den Vergleich des vorgestellten Modells mit einer vollständigen 3D-Modellierung einer Beispielstruktur für die FEM sowie durch Messungen an einem realen Objekt, sollen die vorgestellten Vierpolelemente verifizert und die Grenzen des Ansatzes aufgezeigt werden.

Armbruster, R.

• Nutzergeräusche in Gebäuden [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Scholl and R. Armbruster
[A]

In Gebäuden verursachte ''Nutzergeräusche'' im Sinne der DIN 4109 ''Schallschutz im Hochbau'' sind z.B. das Aufstellen von Zahputzbechern, hartes Schließen von WC-Deckeln, Spureinläufe, Rutschen in der Badewanne. Obwohl diese Geräusche das nachbarliche Zusammenleben in Gebäuden empfindlich beeinträchtigen können, schreibt die Norm hierzu: ''Nutzergeräusche unterliegen nicht den Anforderungen nach Tabelle 4'' und weiter in der genannten Tabelle 4: ''Einzelne, kurzzeitige Spitzen, die beim Betätigen der Armaturen und Geräte nach Tabelle 6 entstehen, sind z.Z. nicht zu berücksichtigen.'' Dies seit nunmehr über 40 Jahren. Um einen Schritt weiter zu kommen, wurde an der PTB gemeinsam mit der HfT Stuttgart eine Diplomarbeit zu diesem Thema durchgeführt. Dabei wurden zunächst die akustischen Berater und Prüfstellen in Deutschland nach ihren Erfahrungen befragt und die Ergebnisse je nach Geräuscherzeugungs-Mechanismus in Gruppen sortiert und hinsichtlich ihrer Häufigkeit und ihres Pegels bewertet. Für die hieraus ermittelte wichtigste Nutzergeräuschgruppe wurden die Quellen und das menschliche Betätigungsverhalten analysiert, um eine Basis für ein künftiges objektives Messverfahren zur Kennzeichnung der Empfindlichkeit von Gebäuden gegenüber Nutzergeräuschen zu schaffen.

Arndt, C.

• Subjektive Beurteilung von Geräuschen in Aufzügen – eine qualitative Fallstudie [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Arndt
[A]

Aufzüge bieten geschlossene Räume, in denen Versuchspersonen gut reproduzierbare Versuchsbedingungen geboten werden. Es ist ein eng umrissenes Setting, an das die meisten Versuchspersonen persönliche Erfahrungen und Erwartungen knüpfen können. Im Versuch wurde die subjektive Schallbewertung durch Aufzeichnung und Analyse der Äußerungen der Versuchspersonen während der Fahrt und mittels eines semantischen Differenzials nach der jeweiligen Richtungsfahrt ermittelt. Interessant ist die Korrelation von subjektiver Schallbewertung mit der psychoakustischen Analyse der akustischen Daten der Aufzugsfahrt. Es wird betrachtet, wie groß der Anteil subjektiver Faktoren an der Bewertung ist, welche akustischen und nicht-akustischen Kriterien Einfluss auf den Gesamteindruck haben (z. B. visuelle und physiologische Kriterien). Dafür ist insbesondere die vergleichende Untersuchung zweier unterschiedlicher Aufzüge aufschlussreich. Außerdem wird anhand der Unterscheidung zwischen Auf- und Abwärtsfahrt betrachtet, in wieweit die psychoakustischen Parameter von der Fahrtrichtung abhängen und sich diese Abhängigkeit in der subjektiven Bewertung wiederfindet. Im Einzelnen wird folgenden Fragestellungen nachgegangen: Welche Kriterien beeinflussen Versuchspersonen bei der Beurteilung von Geräuschen in Aufzügen? Lassen sich Faktoren erkennen, die zu Angenehmheit, Wohlgefühl, Stimmigkeit und Sicherheitsgefühl beitragen? Wie stark hängen die subjektiven Bewertungen mit den psychoakustischen Parametern zusammen?

Arndt, R.

• Experimentelle Quantifizierung von Rädertriebs- und Kolbenschlaggeräuschanteilen von Verbrennungsmotoren [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Arndt, A. Rust, H.-H. Priebsch and D. Prezel
[A]

Mit dem Einsatz moderner akustisch optimierter Verbrennungsverfahren (Common Rail) erlangt die Verringerung der mechanischen Geräuschanteile eines Verbrennungsmotors eine erhöhte Bedeutung. Zwei bedeutende mechanische Geräuschanteile - insbesondere bei LKW Motoren - sind das Rädertriebsgeräusch und das Kolbenschlaggeräusch. Um die Bedeutung der einzelnen mechanischen Geräuschquellen bei der akustischen Bewertung richtig beurteilen zu können, ist die genaue Kenntnis der Anteile von Kolbenschlag und Rädertrieb von Bedeutung. Zur Identifikation des Kolbenschlaggeräusches wurden die Kenntnisse von Signalzeitpunkt sowie der Signalart ausgenutzt. Unter zusätzlicher Verwendung des Übertragungsverhaltens des Motors konnte auf Basis der Zeitsignale ein Trennungsverfahren entwickelt werden, bei dem unter stationären Betriebsbedingungen der Kolbenschlaganteil im Körperschall an der Motoroberfläche und darauf aufbauend auch der Anteil an abgestrahlter Schallleistung bestimmt werden kann. Das Verfahren zur Bestimmung des Rädertriebgeräuschanteils basiert darauf, daß dieses Geräusch einerseits an der Rädertriebseite dominant ist und zur anderen Motorseite deutlich abnimmt und andererseits darauf, daß das Rädertriebgeräusch durch die Nebenaggregatantriebe beeinflußt wird. Beide Verfahren werden bezüglich ihrer Methodik beschrieben und exemplarische Ergebnisse an LKW Dieselmotoren gezeigt. Die Verfahren wurden verifiziert und können nun bei Motorgeräuschanalysen eingesetzt werden.

• Analysis of pass-by noise using Nearfield Acoustic Holography [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Arndt, W. Fliesser, D. Rein and C. Fankhauser
[A]

The Near Field Acoustic holography (NAH) is a method for analyzing noise sources. In acoustic holography the amplitude and the phase of the sound pressure at one plane in the near field of a sound radiating object has to be measured (here: car). This can be realised by scanning the plane at stationary object conditions using one or more microphones (totally: about 800 microphon positions). The method is based upon a two dimensional spatial Fast Fourier transformation of the measured pressure distribution at fixed temporal frequencies. The superposition of the waves in the new plane is done by an inverse two dimensional Fourier transformation and results in a sound pressure distribution in a plane parallel to the measurement plane. Applying this method for a series of parallel planes a three dimensional information of sound pressure and of sound intensity can be achieved. At the conditions of the highest passed by noise the NAH measurements were made at stationary conditions in the Near Field. From this plane the radiated noise will be caclulated at different planes far away from the structure. During these measurements reference microphones were placed close to the different noise sources and another reference microphone is 7,50 meters away at the passed by measurement position. Correlation measurements between the reference points and the measurement points. The result is a distribution of the different noise sources in the different planes and especially at the measurement point of the passed by noise.

• Übertragung des Verzahnungsgeräusches von Allradgetrieben [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Arndt, W. Fliesser, F. Brandl and K. Karaca
[A]

Durch die immer leiser werdenden Motoren und Reifen erlangt das Getriebegeräusch eine höhere Bedeutung. Insbesondere bei Mittel- und Oberklassefahrzeugen wird vom Kunden erwartet, dass kein Verzahnungsgeräusch mehr im Innenraum hörbar ist. Bei Allradfahrzeugen stellt sich dabei nicht nur die Frage, ob die Hauptursache für das im Innenraum störende Getriebegeräusch in der Verzahnung und / oder in einem ungünstigen Übertragungsverhalten in den Fahrzeuginnenraum zu suchen ist, sondern es muss zusätzlich noch geklärt werden, ob das Vorderachs- oder das Hinterachsgetriebe die Hauptursache für das Geräusch im Innenraum darstellt.

Im Rahmen eines gemeinsamen Forschungsprojektes von ACC, AVL und Magna Steyr Fahrzeugtechnik wurde bei einem Oberklasse Allradfahrzeug untersucht, welche Geräuschwege in den Innenraum von dominanter Bedeutung sind. Dabei wurde mit Hilfe von Korrelationsmethoden ein Verfahren entwickelt, mit dem einerseits entschieden werden kann, ob auf den Luftschall- oder den Körperschallübertragungswegen das Getriebegeräusch in den Innenraum übertragen wird, sondern es kann zusätzlich auch noch quantifiziert werden, wie stark Vorderachs- und Hinterachsgetriebe an der Geräuschübertragung beteiligt sind.

Für das beschriebene Verfahren sind Ausgangsmessungen an einem Fahrzeug auf einem Akustikrollenprüfstand erforderlich. Weitergehende Untersuchungen - beispielsweise die Beurteilung anderer Verzahnungsauslegungen - können aber auch auf einem Antriebsstrangprüfstand erfolgen.

Das Verfahren wird bezüglich seiner Methodik beschrieben und es werden exemplarisch Ergebnisse an einem PKW Allrad-Oberklassefahrzeug gezeigt.

• 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.

• TPA Schienenfahrzeuge – Körperschallübertragung Drehgestell [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Arndt, K. Jalics, G. Schleinzer and H.-H. Priebsch
[A]

Die hohen Geschwindigkeiten der Reisezüge und die gestiegenen Komfortansprüche der Fahrgäste stellen erhöhte Ansprüche an das Drehgestell. Es ist daher erforderlich, die Körperschallweiterleitung vom Drehgestell in den Reisezugwagen zu verringern.

Im Rahmen dieses von Siemens beauftragten Forschungsprojektes wurde bei einem Reisezugwagen eine Geräuschübertragungsweganalyse vorgenommen. Zuerst wurde dabei im Stillstand unter künstlicher Anregung das Übertragungsverhalten zwischen verschiedenen Punkten des Drehgestells und dem Fahrgastinnenraum gemessen. Anschließend wurden auf der Strecke Graz-Wien Beschleunigungs- und Luftschallmessungen im regulären Fahrbetrieb vorgenommen. Auf Basis dieser Daten wurden danach die Geräuschübertragungsanteile der einzelnen Pfade entwickelt, wobei sowohl die Matrixmethode als auch die Eingangsinertanzmethode zur Kraftbestimmung eingesetzt wurden.

Im Rahmen des Projektes konnte gezeigt werden, dass diese im PKW Bereich schon vielfältig eingesetzte Methode auch im Bereich der Schienenfahrzeuge gut angewendet werden kann, wenn bestimmte Randbedingungen eingehalten werden.

Die Methode kann nun auch bei ähnlichen Aufgabenstellungen im Bereich der Schienenfahrzeuge gut eingesetzt werden.

Arnold, F.

• Verfahren zur Analyse azimutaler Schallfeldstrukturen
  R. Bauers, U. Tapken and F. Arnold
[A]

Bei modernen und zukünftigen Flugzeug-Strahltriebwerken gewinnen die aus den Düsen abgestrahlten Geräuschkomponenten, z.B. das nach hinten abgestrahlte Fangeräusch, mit wachsenden Nebenstromverhältnissen an Bedeutung. Im von der EU geförderten Projekt TURNEX wird daher die Schallabstrahlung aus dem Neben- und Hauptstromkanal ins Freifeld untersucht. Ein Ziel des Projekts besteht in einem verbesserten physikalischen Verständnis des Schalldurchgangs durch das Düsenssystem und die Strahlscherschichten. Im akustischen Strahlprüfstand von QinetiQ (GB) wurden dazu Modellexperimente mit maßstabsgetreuen Triebwerksdüsen durchgeführt (Koordinierung Rolls-Royce Deutschland). Zur Untersuchung der Abstrahlcharakteristik und der Kohärenz des modalen Schallfelds nahm das DLR Messungen in den Strömungskanälen und im Fernfeld vor. Das Fernfeld wurde mit einem entlang der Düsenachse traversierbaren und mit 80 Mikrofonen bestückten Ring abgetastet. Um die azimutale Modenstruktur mit Hilfe einer räumlichen diskreten Fouriertransformation (DFT) aufzulösen, müssen alle Mikrofone äquidistant im Ring und im gleichen Abstand zur Quelle angeordnet sein. Konstruktionsbedingt ergaben sich leichte Differenzen in den Mikrofonpositionen, die die Phasen der Signale und damit das modale Spektrum beeinflussten. Daneben kam es zu Ausfällen von einzelnen Mikrofonen. Der Vortrag zeigt die Ergebnisse von Parameterstudien an synthetischen sowie gemessenen Daten, die unter anderem den Einfluss der Mikrofonfehlstellen und Phasenverschiebungen auf die azimutale Modenanalyse quantifizieren. Abschließend werden alternative Analyseverfahren zur räumlichen DFT betrachtet.

Arnold, J.

• Lärmbelastung auf Intensivstationen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Arnold and O. Kornadt
[A]

Lärmbelastung auf Intensivstationen

• eLearning-Bauphysik – onlinebasierte berufsbegleitende Weiterbildung [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Arnold, K. Gorges, T. Bröker and O. Kornadt
[A]

Das von der Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und Forschungsförderung geförderte Projekt ''eLBau - elearning-Bauphysik'' hat sich den Anforderungen gestellt, neben der grundständigen Ausbildung auch die wissenschaftliche Weiterbildung an Universitäten stärker zu etablieren. Dank der weiten Verbreitung von Computern und Internetanschlüssen und der rasanten Entwicklung digitaler Lernumgebungen ist es möglich, diese neuen Technologien in didaktisch sinnvollen Szenarien zielgerichtet einzusetzen. Im Verlauf von 30 Monaten Forschungs- und Entwicklungsarbeit wurde ein Weiterbildungsangebot konzipiert, dass Architekten und Ingenieuren die Möglichkeit bietet, sich berufsbegleitend notwendige Kenntnisse auf dem Gebiet der Bauphysik in breitem Umfang anzueignen. Seit Oktober 2007 wird die berufsbegleitende Online-Weiterbildung über die Bauhaus Weiterbildungsakademie Weimar e.V. angeboten.

Der modulare Aufbau gestattet eine zielgerichtete Weiterbildung spezieller Themen bis hin zu einem umfassenden Masterabschluss auf dem Gebiet der Bauphysik. Der hohe Online-Anteil ermöglicht weitestgehend orts- und zeitunabhängiges Lernen. Vor Ort durchgeführte Praktika ergänzen die theoretischen Fachkurse durch Vermittlung praktischer Fähigkeiten. Speziell die Akustik ist hervorragend für multimedial aufbereitete Online-Kurse geeignet. Das strahlen- sowie wellenmechanischen Verhalten während der Schallausbreitung kann aufgrund der Allegorien zur Optik ideal über Illustrationen und Animationen dargestellt werden. Dank modernster Technologien lässt sich das akustische Verhalten von Bauteilen mittels Auralisierung und Echtzeit-Analyse nachvollziehen. Lehrfilme zu speziellen Messabläufen runden das Online-Angebot ab.

Arnold, K.

• Ein Verfahren der akustischen Laufzeittomographie zur Sondierung meteorologischer Größen in der bodennahen Atmosphäre [DAGA 2002 (Bochum)]
  A. Raabe, A. Ziemann and K. Arnold
[A]

Meteorologische Verfahren zur Erfassung meteorologischer Größen wie Windgeschwindigkeit, Temperatur und Luftfeuchtigkeit und die dran geknüpften Flüsse von Impuls, fühlbarer und latenter Wärme greifen auf Gerätetechniken zurück, die diese Größen als Zeitreihe an einem festen Ort ermitteln. Solche Techniken ermöglichen demnach keine Übertragung der ortsfesten Beobachtungen auf größere Flächen, ohne dass bestimmte Verfahren nachgeschaltet werden, die diese Punktmessungen als flächenbezogene Daten aufbereiten. Von Interesse wäre hier ein Messverfahren, dass die an Punkten erhobenen Daten in Beziehung zu ihrer Umgebung setzt, um so eine Bewertung deren Repräsentativität für größere Flächen zu ermöglichen. Das am Institut für Meteorologie der Universität Leipzig entwickelte Verfahren der akustischen Laufzeittomographie, kann aus Schallgeschwindigkeits-messungen die horizontale Variabilität des bodennahen Windfeldes und Lufttemperaturfeldes darstellen. Typischer Weise überspannt die Messtechnik eine Fläche von einigen 100 m * 100 m in deren Zentrum sich z.B. konventionelle meteorologische Messstationen befinden. Die tomographische Technik liefert eine Unterteilung der Gesamtfläche in Einzelflächen von 50m*50m so dass über den Beobachtungszeitraum hinweg im Abstand von einer halben Minute innerhalb der Gesamtfläche die ortsbezogene Variabilität von Windgeschwindigkeit bzw. Lufttemperatur darstellbar ist. Für diese Teilflächen lassen sich dann statistische Parameter sowie spektrale Charakteristiken darstellen, deren örtliche Variabilität in Beziehung zu den konventionell ermittelten Parametern gesetzt werden kann. Die Ergebnisse eines solchen Tomographieexperimentes wird vorgestellt. Es werden die Randbedingungen aufgezeigt, unter denen es möglich ist mit dem eingesetzten Verfahren der akustische Laufzeittomographie flächenbezogene Mittelwerte der Lufttemperatur bzw. der Windgeschwindigkeit mit einer Genauigkeit von +-0,5K bzw. +-0,5m/s zu ermitteln.

• An operationally applicable tool for sound immission evaluation including the atmospheric excess attenuation of sound [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Ziemann, K. Balogh, A. Pittelkau, K. Arnold and A. Raabe
[A]

An important task of the environmental protection is the control and forecast of sound immission near inhabited areas. Here an operationally applicable method to estimate the sound immission outgoing from one sound source and including the atmospheric effects is presented. This method is used to evaluate the actual ''sonic weather'' in comparison to a ''sonic climatology'' lasting over several years. For these purposes a sound propagation model based on the geometric acoustics is applied. This sound-ray model calculates the excess attenuation due to the refraction of sound rays according to a given thermal stratification and wind vector profile in the atmosphere. The needed input data especially for the sound propagation forecast can be provided by atmospheric models with a highly temporal and spatial availability. Measured data, e.g. from radiosonde measurements, are especially qualified for sonic-climatological investigations. To provide such a sonic climatology it is necessary to study the different atmospheric situations separately by the sound-ray model and to average the resulting meteorological sound attenuation maps afterwards. To evaluate the actual sonic weather in comparison to the averaged sound propagation situation an operationally applicable tool was developed. A data base of atmospheric excess attenuation maps in a range of 15 km around the sound source was calculated with the sound propagation model outgoing from 1551 characteristic atmospheric structures with different temperature and wind profiles. The influence of the refracting atmosphere on the sound immission can be evaluated with the visualization software MetaVIS.

• Validation of Acoustic Travel Time Tomography in comparison with conventional in situ measurements [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Daniel, K. Arnold, A. Ziemann, A. Raabe, M. Barth and K. Balogh
[A]

The method of sounding tomography uses acoustical signals from several external source (transmitter) which are detected with umpteen receivers. By inverting a number of single measurements were get information about the spatial distribution of the investigated measurands, whose quality depends on the uncertainties at determination of input parameters (travel time, distance) and on the recoverable resolution. In contrast to travel time tomography ascertaining wind velocities, the air temperatures deviate systematically from the conventional in situ measurements (e.g. Ultra Sonic Anemometer, Pt100- probes). These deviations are significant in particular during more intense short wave radiation and at high wind velocities. The reasons for this are either systematically deviations at the calculation of the meteorological parameters from the travel time and/or deficiencies in the conventional in situ measurements. The intention is by means of systematique experimental inquiries to investigate the reasons of these varieties in the air temperature. In this context, by comparing measurement at a field of view ranging 140 x 160 m2 in a period of four weeks were researched, how different wind direction and wind velocities have an effect on the resulting air temperature and how large the differences in observed temperature between measuring system depending on change of the meteorological conditions are, especially during short wave radiation. Furthermore it is set up to resolve if during the determination of the air temperature from the acoustic virtual temperature the value of the specific heat has to be adjusted.

• Spatial mapping of temperature and wind fields using sound propagation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Arnold, A. Ziemann, A. Raabe and D. Daniel
[A]

The acoustic time tomography is presented as an experimental technique for remote monitoring of spatially averaged meteorological quantities, such as the air temperature and the horizontal wind speed. This ground-based remote sensing technique uses the nearly horizontal propagation of sound waves in the atmospheric surface layer. Here the acoustic travel time tomography was applied by measuring the elapsed time at defined propagation paths between several sound sources and receivers. The knowledge of the sound path length has enabled us to determine the acoustic velocity along the propagation path. Because each single measurement includes information on the properties of the atmospheric layer through which the sound propagates, a tomographic inversion algorithm is able to provide a spatial mapping of meteorological data derived from the measured acoustic parameters. One fundamental difficulty is the separation of the different influences on the measured sound velocity. Under the assumption of a constant humidity, the effects of the air temperature and wind vector on the acoustic velocity can be divided. Thereto several separation methods are tested and their advantages and limitations are discussed. Applying these techniques, a horizontal section through the atmospheric surface layer with an spatial extension of several hundred meters and a resolution of a couple of decametres for the air temperature and wind speed can be provided. Depending on the environmental conditions and the measuring set-up specificities of 0.3 K (temperature) and 0.3 m/s (wind speed) are attainable. Some applications of the acoustic tomography during meteorological field experiments are shown.

• Excess attenuation of sound due to the atmospheric influence on sound propagation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Balogh, A. Ziemann, K. Arnold and A. Raabe
[A]

The attenuation of sound is not only based on the spherical divergence, but also on atmospheric influences, e.g. the spatio-temporally variable gradients of temperature and wind vector, and on the effects of the different ground surface properties. In the presented study the excess attenuation of sound due to the refraction of sound rays propagating trough a vertically stratified atmosphere was experimentally and numerically estimated to quantify the correlation between the acoustic and meteorological parameters. Thereby, the method of acoustic tomography was used to measure the travel time and the relative sound amplitude of sound signals propagating on distances between 90 and 300 m. With these measurements the attenuations for relative sound levels were calculated for different sound paths in different directions regarding the wind direction. To further investigate the detected correlation between the meteorological attenuation and the changing vertical gradients of temperature and wind vector the experimental results were compared with the output of a sound propagation model. The model traces sound rays through a moving stratified atmosphere. In contrast to the usual application of the refraction law to the normal of the wave, the presented model uses a refraction law directly developed for the sound ray propagation. It is able to estimate the excess attenuation due to the atmospheric refraction over a perfectly reflecting or absorbing ground surface. Furthermore the estimated meteorological attenuation was compared with the usually applied VDI-guideline 2714 to estimate its application range under different meteorological conditions.

Arnold, W.

• Abbildung und Messung lokaler mechanischer Materialparameter mittels Ultraschall-Kraftmikroskopie [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Rabe, M. Kopycinska, S. Hirsekorn and W. Arnold
[A]

In der Ultraschall-Kraftmikroskopie (Atomic Force Acoustic Microscopy) wird die Oberfläche einer Probe im Kontaktmodus abgerastert, während die Blattfeder des Kraftmikroskops hochfrequent schwingt. Der Kontakt zwischen Sensorspitze und Probe bewirkt, daß sowohl Amplitude und Phase der Blattfederschwingungen als auch Änderungen in der mittleren Blattfederauslenkung und den Resonanzfrequenzen der Blattfeder Informationen über lokale mechanische Eigenschaften der Probenoberfläche enthalten und als akustische Abbildungsparameter genutzt werden können. Die theoretische Beschreibung und Berechnung der Ultraschallübertragung im Kraftmikroskop mit einem geeigneten Modell für die Wechselwirkungskraft zwischen Sensorspitze und Probe ermöglicht eine quantitative Auswertung der Bildkontraste und damit die Bestimmung lokaler mechanischer Materialparameter der Probenoberfläche. Für kleine Schwingungsamplituden von Probenoberfläche und Blattfeder, die näherungsweise eine Linearisierung der Wechselwirkungskraft erlauben, wurde dies bereits mit der Kontaktresonanz-Spektroskopie realisiert. Mit diesem Verfahren wird die Kontaktsteifigkeit zwischen Sensorspitze und Probe gemessen, aus der dann mit Hilfe der Hertz'schen Kontaktheorie der lokale reduzierte E-Modul des Kontaktes berechnet werden kann. Theoretische und experimentelle Ergebnisse an Piezo-Keramiken und nanokristallinen Proben werden vorgestellt und diskutiert.

• Untersuchung der Bindekräfte in dünnen Fügeschichten in Materialverbunden mittels nichtlinearer Ultraschallübertragung [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Hirsekorn, A. Koka and W. Arnold
[A]

Die Belastbarkeit von Werkstoffverbunden ist häufig durch die Qualität ihrer Fügeschichten begrenzt. Deshalb ist die Entwicklung von Techniken zur Charakterisierung der Haftung in Fügeschichten eine wichtige Aufgabe in der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Bindekräfte sind nichtlinear und verursachen nichtlineare Modulationen der transmittierten und reflektierten Ultraschallwellen, so daß die in Transmission und Reflexion erzeugten höheren Harmonischen einer eingeschallten Welle Informationen über die Bindekräfte der Fügeschicht und damit über ihre Haftqualität enthalten. In dünnen Fügeschichten können die lokalen Bindekräfte aus den Amplituden der transmittierten eingeschallten Frequenz und ihrer höheren Harmonischen bestimmt werden, wenn rein klassisches nichtlineares Verhalten angenommen werden kann. Zusätzliche Messung der Phasen der transmittierten Wellen ermöglicht die Bestimmung der lokalen Bindekräfte einschließlich durch nichtklassisch nichtlineare Effekte verursachter Dämpfungskräfte und Hystereseverhalten. Untersuchungen der Ultraschallübertragung durch dünne Fügeschichten bei statischer Belastung geben Aufschluß über die Zusammenhänge zwischen statischen und dynamischen Kräften in der Fügeschicht, insbesondere zwischen statischer und dynamischer Haftfestigkeit. Numerische Simulationen der Experimente verhelfen zum tieferen Verständnis der Vorgänge in Fügeschichten und geben gleichzeitig Aufschluß darüber, inwieweit die gemessenen nichtlinearen Effekte der Fügeschicht zuzuschreiben sind und zu ihrer Beurteilung herangezogen werden können, oder von anderen Komponenten in der Probe oder dem Meßsystem verursacht werden.

• Temporäre und permanente Innenohrschäden nach Einwirkung von Freizeit-Lärm (Kinderspielzeugpistolen, Rockmusik). Experimentelle Studien
  K. Lamm, C. Michaelis, R. Scheler, H.-J. Steinhoff and W. Arnold
[A]

In der vorliegenden Arbeit wurden die temporären und permanenten Hörschwellenabwanderungen (TTS, PTS) und morphologischen Innenohrschäden nach Knalltraumata mit Spielzeugpistolen (1-6 kHz, 150-153 dB[lin], 8 Schüsse, 1/min, 10 cm Abstand zum linken Ohr, n=25) und Impuls-Schallbelastungen mit Rockmusik (1-16 kHz, Mittelungspegel 106 dB[A], 2 x 2,5 Stunden, n=17) systematisch untersucht. Die Hörschwellen wurden mit Hilfe der Hirnstammaudiometrie (BERA) und den Distorsionsprodukten der otoakustischen Emissionen (DPOAE I/O functions) bei 1,5; 2; 3; 4; 6; 8; 12 und 16 kHz vor und nach den Schallexpositionen bis zum 21. Tag bestimmt. Zudem wurden Fluoreszenz-Zytokochleogramme erstellt, um die Haarzellschäden zu quantifizieren. Unmittelbar nach den Knalltraumata waren 54-151003136er äußeren Haarzellen (OHCs) in der 3-5 kHz Region rupturiert; ab dem 7. Tag fehlten auch 15 4096er inneren Haarzellen (IHCs). Die TTS betrug unmittelbar nach den Knalltraumata 29-50 dB bei 1.5-16 kHz. Eine partielle Erholung trat nur in den ersten 3 Tagen auf, so dass eine maximale PTS um 32-34 dB bei 3-4 kHz und eine moderate PTS um 16-24 dB in den benachbarten Frequenzen verblieb. Nach den Beschallungen mit Rockmusik wurden keine morphologisch sichtbaren Schäden an den OHCs oder IHCs festgestellt. Dennoch betrug die TTS 47-58 dBHL bei 3-16 kHz. Innerhalb von 24 h kam es zu einer partiellen Hörerholung, danach nicht mehr. Nach 21 Tagen betrug die PTS 28-42 dBHL bei 6-16 kHz. Diese Befunde deuten auf neue Aspekte permanenter zellulärer Funktionsstörungen im Hörsystem.

Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG La 670/4-1/4-2.

• Veränderungen der Abbildung akustischer Signale und Hörschwellen bei liegender Cochlea-Implant Elektrode im Modell und bei Patienten [DAGA 2005 (München)]
  F. Böhnke, J. Kiefer and W. Arnold
[A]

Die kombinierte elektrisch-akustische Stimulation (EAS) hat sich zu einer neuen Perspektive bei der Versorgung hochgradig schwerhöriger Patienten entwickelt. Hierbei wird die akustische Versorgung im tieffrequenten Bereich durch konventionelle Hörgeräte mit der elektrischen Stimulation von Nervenfasern im vorderen und mittleren Bereich der Cochlea ergänzt. Damit befindet sich eine Elektrode in der Cochlea, die die Ausbreitung akustischer Wellen in der Cochlea beeinflußt. Aufgrund der erheblich unterschiedlichen Elastizitätsmoduln der Basilarmembran (BM) in der Längs- und Querrichtung kommt es bei den Berechnungen mit der eingeführten Elektrode, die einen oder auch mehrere Kontakte zu der BM haben kann, sogar zu Erhöhungen der BM Auslenkungen. Da sich andererseits bei Patienten oftmals eine Verbesserung der Hörschwellen nach der Cochlea-Implantation bei abgeschalteteter elektrischer Stimulation fand, betrachten wir die Veränderung der Cochleamechanik durch die Elektrode als Ursache. Gelingt es also die individuell geschädigten Bereiche in der Cochlea innenohrschwerhöriger Patienten zu lokalisieren, so kann durch gezielte Fixierung der Elektrode dort eine erhöhte Abbildung akustischer Energie auf die benachbarten Bereiche bewirkt, und damit aufgrund der größeren BM Auslenkungen eine effektivere Wahrnehmung akustischer Signale erzielt werden. Selbstverständlich erfordert dies eine präzise und beherrschbare Operationstechnik sowie die Weiterentwicklung der Simulationen verschiedener Operationsszenarien.

• Hochauflösende Abbildung und Messung lokaler Materialeigenschaften mittels dynamischer Kraftmikroskopieverfahren im Ultraschallfrequenzbereich
  S. Hirsekorn, U. Rabe, K. Reinstädtler, A. Caron, D. Rupp and W. Arnold
[A]

Sensoren kommerzieller Kraftmikroskope (Atomic Force Microscope, AFM) sind kleine Blattfedern mit einer Sensorspitze, deren Radius einige nm bis einige 100 nm beträgt. Die Federbalken selbst besitzen Linearabmessungen im Bereich von einigen m bis einigen 100 m. Diese Sensoren sind als Nahfeld-Ultraschallsonden einsetzbar, da ihre Schwingungsresonanzen im Ultraschallfrequenzbereich liegen. Dynamische Betriebsmoden des AFM wie AFAM (Atomic Force Acoustic Microsopy), Kontaktresonanzspektroskopie, UFFM (Ultrasonic Friction Force Microscopy) und Ultraschall-Piezomode nutzen die Biege- und Torsionsschwingungsresonanzen der Federbalken. Bei Kontakt der Sensorspitze mit der Probenoberfläche wird die Blattfeder durch Ultraschallschwingungen in der Probe, an der Blattfederaufhängung oder im Piezomode durch elektrische Anregung zwischen der leitenden Spitze und einer Elektrode unterhalb der Probe in Schwingung versetzt wird. Die lokalen Kontaktkräfte zwischen Sensorspitze und Probe und damit lokale Eigenschaften der Probenoberfläche beeinflussen die Kontaktresonanzfrequenzen der Federbalken, die Form ihrer Resonanzkurven sowie Amplitude und Phase der Blattfederschwingungen relativ zur Anregung. Diese Messgrößen können deshalb zur Abbildung lokaler Materialparameter von Probenoberflächen mit einer Ortsauflösung im nm-Bereich und, bei hinreichender Kenntnis von Geometrie und Material des Kraftmikroskop-Sensors, auch zur Messung dieser Parameter genutzt werden. Beispiele qualitativer und quantitativer Anwendungen der Ultraschalltechniken von Kraftmikroskopen werden diskutiert.

• Kontaktresonanzspektroskopie mit dem Rasterkraftmikroskop
  S. Hirsekorn, U. Rabe, D. Rupp and W. Arnold
[A]

Kraftsensoren von Rasterkraftmikroskopen sind mikroskopische Federbalken mit einer Sensorspitze am freien Ende. Messgröße ist ihre Auslenkung durch an der Spitze angreifende Kräfte. In der Ultraschallkraftmikroskopie werden die Federbalken bei Kontakt mit einer Probenoberfläche zu Schwingungen im Ultraschallfrequenzbereich angeregt. Die Wechselwirkungskräfte zwischen Sensorspitze und Probe sind eine nichtlineare Funktion der Entfernung. Lineare Näherungen sind auf kleine Bereiche der Kraftkurve überdeckende Abstandsvariationen beschränkt, wie z.B. bei hohen statischen Auflagekräften und kleinen Schwingungsamplituden von Blattfeder und Probenoberfläche. Der Kontakt zwischen Sensorspitze und Probe ist dann durch lineare Federn und Dämpfungstöpfe darstellbar. Die quantitative Auswertung gemessener Kontaktresonanzfrequenzen des Kraftmikroskopfederbalkens liefert die Kontaktsteifigkeit und, bei Kenntnis von Geometrie und Materialeigenschaften der Sensorspitze, den lokalen Indentationsmodul der Probenoberfläche. Bei größeren Schwingungsamplituden wird die Nichtlinearität der Kraftkurve durch höhere Harmonische der Anregungsfrequenz in der Blattfederschwingung sichtbar. Aus der Differentialgleichung für Balkenbiegeschwingungen und Beschreibung der Blattfeder als Balken konstanten Querschnitts wurde eine frequenzabhängige Übertragungsfunktion für Ultraschallschwingungen der Probe auf die Blattfeder abgeleitet, die die Berechnung der Kontakt- und Adhäsionskräfte als Funktion der Zeit aus bei Probenkontakt gemessenen Blattfederschwingungsspektren erlaubt. Die Kombination eines Kraftmikroskops mit einem Mach-Zehnder-Interferometer ermöglichte in-situ Messungen von Blattfeder- und Probenoberflächenschwingungen und damit die Rekonstruktion der Wechselwirkungskräfte zwischen Sensorspitze und Probe als Funktion des Abstands.

Arora, M.

• Cavitation inception on micro-particles: a self propelled particle-accelerator [DAGA 2003 (Aachen)]
  C.D. Ohl, M. Arora and K.A. Moerch
[A]

Wird eine Fluessigkeit einer Zugspannung ausgesetzt, koennen kleine Blaeschen dann ungehindert anwachsen, wenn die Amplitude des Unterdruckes die Oberflaechenspannung der Blase ueberschreitet. Im allgemeinen sind aber kleine Blasen in nicht ueberstaettigten Fluessigkeiten instabil, d.h. sie loesen sich in endlicher Zeit auf, und koennen so nicht als Keime dienen. Eine der Moeglichkeiten Keime zu stabilisieren, ist in hydrophoben Spalten von Partikeln gegeben. Dieses Modell zeigte zwar gute Uebereinstimmung mit Untersucheungen zur druck- und frequenzabhaengig ermittelten Kavitationsschwellen, eine direkte Beobachtung der Dynamik wurde aber bisher nicht durchgefuehrt. In diesem Vortrag wird mit bildgebenden Verfahren das Wachstum von Keimen an hydrophoben Partikeln aufgeloest. Insbesondere zeigt sich, dass mehrere Keime an einem Partikel anwachsen koennen, die zu einem spaeteren Zeitpunkt das Partikel gaenzlich umhuellen. Die Boebachtungen werden in einem erweiterten Kavitationsmodell eingebracht.

• Modellierung der Wechselwirkung von hochintensiven Ultraschallfeldern mit Kavitationsblasen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Liebler, M. Arora, C.D. Ohl, T. Dreyer and R.E. Riedlinger
[A]

Bei medizinischen Anwendungen von hochintensivem fokussiertem Ultraschall ist die Wechselwirkung zwischen der Ultraschallausbreitung und Kavitationsblasen eine wesentliche Ursache sowohl für therapeutisch erwünschte Effekte, als auch für unerwünschte Nebenwirkungen. Eine Optimierung der Therapie im Hinblick auf eine effizientere Anwendung bei gleichzeitiger Reduktion der Nebenwirkungen ist damit eng mit einer kontrollierten Beeinflussung dieser Wechselwirkungsmechanismen verbunden. Dies erfordert ein erweitertes Verständnis für die zugrunde liegenden komplexen physikalischen Vorgänge.

In dieser Arbeit wird ein numerisches Modell vorgestellt, welches die Berechnung der nichtlinearen Wechselwirkungen zwischen hochintensiven Ultraschallfeldern mit Kavitationsblasen erlaubt. Das Verfahren basiert auf der Beschreibung des Gemisches aus Flüssigkeit und Kavitationsblasen als kontinuierliches Zwei-Phasen-Medium. Die Schallausbreitung wird durch die numerische Umsetzung der hydrodynamischen Grundgleichungen mittels eines FDTD-Algorithmus berechnet, die Dynamik der Kavitationsblasen mit Hilfe der Gilmore-Gleichung. Über eine Betrachtung des Blasenradius als volumengemittelte Feldgröße sind beide Modelle miteinander gekoppelt. Der Vergleich von Simulationen mit experimentellen Ergebnissen für typische Situationen therapeutischer Ultraschallanwendungen zeigt die Gültigkeit und Leistungsfähigkeit des Verfahrens. Insbesondere wird die Rückwirkung der von der Schallwelle induzierten Kavitationsblasen auf die Schallausbreitung selbst verdeutlicht. latex

Arps, H.

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

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

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

Aschenbrenner, R.

• MEMS Packaging - Technological Solutions for a Si-Microphone [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Becker, M. Koch, T. Braun, V. Bader, P. Meier, E. Jung, R. Aschenbrenner and H. Reichl
[A]

Micro Systems and Micro Devices play an important role in today's high tech products. They are used as acceleration sensors for airbag control, as piezo actuators for high resolution print heads, as micro pumps for high precision chemical/medical dispensers or as silicon microphones for smallest hearing aid applica-tions. In order to facilitate the use of such fragile devices, packaging of these structures is on major issue. Due to the cost and yield issues associated with this process step, significant evolution on top of the mi-croelectronic packaging techniques is required. MEMS packaging fulfils a crucial role within the function of the MEMS device. Besides the electrical inter-connection, the package provides mechanical protection, media separation or coupling (e.g. pressure), signal conditioning, etc., it must enable the resulting package to be manufactured and assembled at low cost. Also, high reliability requirements even under harsh conditions (e.g. oil sink with extreme tempera-ture differences and aggressive ambient) must be fulfilled in order to be accepted in the market for high tech solutions. Within the project InFON a packaging technology for stress sensitive MEMS devices has been developed, that allows the cost effective packaging of a silicon microphone. The development of the packaging tech-nology is described in detail from concept development and material selection to manufacturing process development and reliability characterization.

Ashcroft, G.

• Numerical Modelling of Wake-Jet Interaction with Application to Active Noise Control [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Ashcroft and J. Schulz
[A]

Recent experimental investigations have demonstrated the possibility of using aerodynamic noise sources to generate the secondary (anti-phase) sound fields for active noise control applications in turbomachinery. One particular method proposed, developed in cooperation between DLR and TU Berlin, for creating such secondary aerodynamic noise sources is to employ high-speed air jets in the tip region in order to disturb the flow field around the rotor blade. In this study we investigate the mechanisms of noise generation of such a configuration, and then consider the application of this control strategy to a low-speed high-pressure axial-fan with a blade count ratio of unity. Numerical simulations are performed for a single jet, per blade passage, located aft of the rotor trailing edge. The analysis focuses on the temporal interaction of the rotor wake with the transverse high-speed jet. Time-accurate numerical simulations are performed using a Reynolds-Averaged Navier-Stokes flow solver, with the effects of turbulence modelled using a one-equation turbulence model. To mitigate spurious reflections at external computational boundaries, non-reflecting boundary conditions based on the Giles formulation are employed. To reduce computational overheads, a high-order accurate spatial discretization scheme is used. Results of the numerical simulations are compared with available experimental data.

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

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


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


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

Ashfaq, M.

• Ultrasound spiral computed tomography for differential diagnosis of female breast: Some phantom results [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Ashfaq and H. Ermert
[A]

Obwohl sich die echosonographische Untersuchung der weiblichen Brust als nützliche Ergänzung zur normalen Röntgenmammographie erwiesen hat, kann mit dem konventionellen Ultraschall-B-Bild allein oftmals nicht zwischen gesundem und tumorösen Gewebe unterschieden werden. Außerdem ist das Ergebnis der Untersuchung sowohl untersucherabhängig als auch oftmals nicht reproduzierbar. Die Ausbreitung von Ultraschall in Gewebe erfolgt in Abhängigkeit von dessen Dämpfung und Schallgeschwindigkeit. In klinischen Studien ist nachgewiesen worden, dass die ortsaufgelöste Darstellung dieser beiden Gewebeparameter, Dämpfung und Schallgeschwindigkeit, entscheidend zur Differenzierung von Brustgewebetypen beiträgt. Transmissionstomographische Verfahren zur Messung dieser Parameter wurden bereits in den letzten zwei Jahrzehnten vorgestellt. Allerdings war die klinische Anwendung dieser Verfahren entweder durch eine zu spezielle Messeinrichtung oder eine unzureichende räumliche Auflösung eingeschränkt. Wir stellen ein neues tomographisches Konzept zur Rekonstruktion der Gewebedämpfung und der Schallgeschwindigkeit vor. Die Datenaufnahme erfolgt mit einem handelsüblichen Ultraschallgerät und einem speziellen Applikator, dessen Konstruktion an die eines herkömmlichen Spiral-CTs angelehnt ist. Durch eine nachträgliche Datenverarbeitung werden die Schallgeschwindigkeit und die Gewebedämpfung ortsaufgelöst rekonstruiert. Der spezielle Applikator erlaubt dabei eine dreidimensionale Erfassung der weiblichen Brust. Durch den hier gewählten Spiral-CT-Ansatz konnte die bisher begrenzte räumliche Auflösung erhöht werden. Außerdem wurde der vorgestellte Applikator so konstruiert, dass er den Einsatz handelsüblicher Ultraschallwandler zulässt, was den klinischen Einsatz des Verfahrens erheblich erleichtert, und gleichzeitig die Nützung der Echosonographischen Bilder erlaubt. Die Ergebnisse der durchgeführten Phantomstudien werden dargestellt. Die Validierung der vorgeschlagenen Methode in vivo steht noch aus, jedoch ist ein klinischer Nutzen durch die Extraktion der Gewebeparameter Dämpfung und Schallgeschwindigkeit absehbar.

Ashokkumar, M.

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

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

Asmussen, B.

• Fortschreibung Schall 03 und Akustik 04, Emissionen [DAGA 2005 (München)]
  L. Greven, H. Onnich, B. Asmussen and U. Kurze
[A]

Emissionskennwerte der fortgeschriebenen Schall 03

Die Emissionskennwerte der Schienenverkehrsgeräusche werden im Zuge der Fortschreibung der Schall 03 überarbeitet. Hierzu wurden in den letzten drei Jahren Beschlüsse gefasst, die die Einführung des längenbezogenen Schallleistungspegels in Oktavspektren zukünftig vorschreiben. Eine neue Differenzierung der Schallquellenhöhen, eine genauere Betrachtung der aerodynamischen Schallquellen und die gezielte Unterscheidung von Brückenkategorien sind einige Punkte, die eine zukünftige Schall 03 anders berechnen wird.

Asselineau, M.

• Vibration Control in a tunnel under an office rehabilitation project [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Asselineau and S. Mercier
[A]

During the preparatory work for the Universal 1900 exposition, the line between the Paris railway stations of Austerlitz and Orsay was rerouted into a tunnel under the administrative building of the station.

A century latter, this building is being turned into a high class office rental project, and the structure borne noise from trains turned from synonym of wealth to nuisance. Due to the fact that part of the building is preserved it was not deemed possible to implement vibration control measures on the building. Therefore vibration control had to be implemented under the track.

Due to the restricted loading gauge in this old tunnel, custom tailored vibration control measures had to be implemented. Basically, these called for a resilient mat under and on each side of the ballast, with careful consideration being given to the overall thickness as it could eventually foul the loading gauge.

This paper describes the preliminary diagnosis prior to designing the vibration control measures, then the specification and the implementation of those measures, and finally the commissioning measurements.

Assenmacher, I.

• Echtzeit-Raumakustiksimulationen für virtuelle Umgebungen [DAGA 2005 (München)]
  T. Lentz and I. Assenmacher
[A]

In der virtuellen Realität werden dem Benutzer künstliche im Rechner generierte Szenen dargeboten. Diese Szenen sind in erster Instanz plastische Objekte, die mit geeigneter 3D Videotechnik dargestellt werden. Um die Immersion in eine solche Szene zu erhöhen ist die Akustik sehr hilfreich, da ein weiteres Sinnesorgan mit in die virtuelle Umgebung einbezogen wird. Der korrekte akustische Eindruck wird durch die übersprechkompensierte Wiedergabe binauraler Signale bewerkstelligt, die es ermöglicht, an den Ohren des Benutzers ein Schallereignis mit korrektem räumlichen Bezug zu reproduzieren. Dieses Verfahren erfüllt zu diesem Zeitpunkt schon hohe Ansprüche.

Komplexere virtuelle Umgebungen sind Räume, in denen dem Benutzer die Möglichkeit gegeben werden soll, in dieser Szene zu agieren bzw. mit bestimmten Objekten zu interagieren. Da in der virtuellen Szene keine Feifeldbedingungen herrschen sollen, bedeutet dies für den akustischen Teil ebenfalls die Raumakustik zu berechnen und entsprechend der Benutzeraktion anzupassen. Hier ist also eine Echtzeit-Raumakustiksimulation für virtuelle Umgebungen Voraussetzung, um einen zumindest plausiblen Eindruck zu vermitteln.

In diesem Beitrag werden die verschiedenen Parameter, die für eine echtzeitfähige Raumakustiksimulation relevant sind, betrachtet und das Konzept für die Realisierung vorgestellt Ein zentraler Punkt ist dabei die Update-Rate der zu berechnenden Raumimpulsantworten, die jedoch bei den verschiedenen Aktionen wie der Bewegung oder Drehung von Benutzer bzw. Quelle unterschiedlich sind und verschieden hohen Rechenaufwand verursachen. Weiterhin wird ein System vorgestellt, das die Kopplung der visuellen und akustischen Szene erlaubt und dem Benutzer die Möglichkeit gibt, in dieser zu agieren.

• Evaluierung des virtuellen Kopfhörers für die dynamische binaurale Synthese [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Sokoll, T. Lentz and I. Assenmacher
[A]

Zur korrekten Wiedergabe binauraler Signale wird am Institut für Technische Akustik seit einiger Zeit die dynamische Übersprechkompensation verwendet. Dabei handelt es sich um ein Setup bestehend aus vier Lautsprechern, die für eine korrekte Kompensation eingesetzt werden. Mit einem Tracking System wird die Position des Zuhörers bestimmt und abhängig davon zwei der vier Lautsprecher angesteuert. Aufgrund der Kanaltrennungseigenschaften wird dieser Aufbau auch als virtueller Kopfhörer bezeichnet. Zur Simulation von virtuellen Quellen wird eine ebenfalls dynamisch arbeitende binaurale Synthese eingesetzt. Dieses gesamte System wurde nun evaluiert.
Als Startpunkt wurde zunächst eine 'ideale' statische Kompensation betrachtet, um einen Ausgangswert für die Kanaltrennungseigenschaften des dynamischen Systems zu ermitteln. Anschließend wurde die Übersprechdämpfung der dynamischen Anordnung gemessen. Das komplette System (dynamische Übersprechkompensation und Synthese) wurde dann mit Hörversuchen analysiert. Dabei wurden zum einen die Lokalisationsleistung bei rein akustisch dargebotenen Stimuli als auch bei einer Kombination von akustischen und visuellen Reizen untersucht. Diese Hörversuche wurde in einer CAVE, einer 5-seiten Projektionseinrichtung durchgeführt, in der der virtuelle Kopfhörer in Kombination mit stereoskopischen Bildern eingesetzt wird. In dieser Umgebung ist es möglich, virtuelle akustische Quellen mit einer optischen virtuelle Realität zu verbinden. Zudem wurde ein Vergleich von virtuellen und realen Quellen durchgeführt.

• Multimodale Darstellung natürlicher Schallquellen in virtuellen Umgebungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Schröder, S. Reuter, G. Behler and I. Assenmacher
[A]

In interaktiven, virtuellen Umgebungen ist eine realistische Repräsentation von natürlichen Schallquellen (z.B. Musikern) notwendig um beim Nutzer eine Akzeptanz der dargebotenen Szenerie hervorzurufen. Um den präsentierten Szenarien eine gewisse Natürlichkeit zu verleihen, z.B. bei der Teilnahme an einer musikalischen Darbietung in einem virtuellen Konzertsaal, müssen zumindest die beiden dominantesten Sinne, das heißt Hören und Sehen, adäquat stimuliert werden. Während bei der visuellen Komponente eine synchrone Bewegung des Musikers zur gespielten Musik gefordert ist, benötigt man für die akustische Komponente die Verknüpfung der Richtcharakteristiken der Schallquellen mit der raumakustischen Echtzeitsimulation. Speziell im Fall des Spielens von Musikinstrumenten, bei denen die akustische Richtcharakteristik stark über den Frequenzbereich variiert und der Betrachter eine gewisse Bewegungscharakteristik vom Musiker erwartet, wird die Glaubwürdigkeit der Simulation natürlicher Schallquellen durch einen solchen multimodalen Ansatz stark erhöht.

Dieser Beitrag beschreibt den Messaufbau für die Extraktion der Quellenrichtcharakteristiken aus einem live eingespielten Musikstück, die Dateninterpolation aufgrund der begrenzten Anzahl von Messkanälen (32 Messkanäle im Vergleich zu 2416 benötigten Messkanälen bei einer 5 Grad Messauflösung), das Marker-basierte Motion Capturing der Musiker und die anschließende Synchronisation von akustischen und visuellen Komponenten.

Astrov, S.

• Use of Phonetic Unit Duration for Chinese Mandarin Digit Recognition in Cars [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Astrov
[A]

In this work the Chinese Mandarin continuous digits recognition in car environment is considered. The recognition system was trained and tested on the SPEECON Mandarin speech database, the utterances for test and training were recorded in cars.

In order to improve recognition accuracy the syllable duration information is employed in a 2-stage approach. In the first stage the recognizer performs standard speech recognition using acoustic features. As a result, an n-best list of hypotheses is generated. In the second stage the hypothesis probabilities are re-estimated using syllable duration information, thus, the hypotheses are reordered and the recognition results are corrected. In such a way the word error rate is reduced.

In order to eliminate the influence of speech rate variations the syllable durations are normalized. Two different speech rate computation approaches were investigated. The normalization led to further reduction of word error rate.

Astudillo, R.F.

• Spracherkennung im Automobil durch Verwendung von Missing Feature Techniken [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Kolossa, R.F. Astudillo and R. Orglmeister
[A]

Um Sprachsignale von Störgeräuschen und überlagerten anderen Sprachsignalen zu befreien, sind ICA, spektrale Subtraktion und Zeit-Frequenzmaskierung erfolgreiche Methoden. Allen ist aber gemeinsam, dass sie das Nutzsignal oft nur mit Artefakten rekonstruieren können. Missing Feature Techniken bieten verschiedene Möglichkeiten, einen Spracherkenner mit der Information über solche Artefakte zu versorgen, um diese bei der Erkennung zu berücksichtigen. Dabei können unterschiedliche Methoden eingesetzt werden, die entweder, als sogenannte 'Missing Data Techniken', einzelne Features ganz aus dem Erkennungsprozeß ausnehmen oder, wie zum Beispiel das 'Uncertainty Decoding', mit kontinuierlichen Unsicherheitswerten arbeiten. Eine Analyse der Erkennungsleistung und des Rechenaufwands dieser Verfahren zeigt dabei, dass die einfacheren Missing Data Techniken zwar in der Realisierung Vorteile bringen, allerdings insbesondere für sprecherunabhängige Modelle deutlich weniger robust sind als aktuellere Methoden für die direkte Dekodierung unsicherer Features.

Attenberger, A.

• Pilotprojekt: 2 OPA als innerstädtische Lärmschutzmaßnahme [DAGA 2005 (München)]
  A. Attenberger and R. Kühne
[A]

Im August 2003 wurde zum ersten Mal in Deutschland auf der B 17 im Stadtgebiet Augsburg auf einer Länge von 560 m ein zweilagiger offenporiger Asphalt (2 OPA) mit Erfolg eingebaut. Der 2 OPA soll den Emissionspegel bei 50 km/h und 100 km/h um mindestens 5 bzw. 8 dB(A) mindern. Die Wirkung muß mehr als 8 Jahre anhalten. Der Referenzbelag ist Gussasphalt bei gleicher Prognoseverkehrsbelastung. Für den Einbau des 2 OPA hat das Bayerische Landesamt für Umweltschutz (LfU) fachliche Auflagen erarbeitet. Sie befassen sich mit den Verantwortlichkeiten, der Planungs- und Bauphase sowie mit dem Betrieb der Straßendecke. Das Pilotprojekt wurde fachtechnisch und wissenschaftlich begleitet. Es soll dazu beitragen, den Stand der Technik für 2 OPA zu einer Regelbauweise zu machen. Der 2 OPA eignet sich für Straßenabschnitte, an denen viele Lärmbetroffene wohnen, herkömmliche Lärm-schutzmaßnahme versagen oder städtebauliche Gründe gegen deren Bau sprechen. Wenn Lärmschutzwälle und -wände beiderseits der Fahrbahn erforderlich sind, kann ein 2 OPA besonders wirtschaftlich sein. Er stellt eine high tech-Bauweise dar, die ganz besondere Sorgfalt bei Planung und Einbau erfordert. Die Erfahrungen mit dem Pilotvorhaben führen zu einem fortzuschreibenden Leitfaden, der aus den fachlichen Auflagen entwickelt wurde.

Attenborough, K.

• Effects of Surface Roughness and Turbulence on Propagation of Shock Waves above a Curved Surface [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  Q. Qin, K. Attenborough, S. Ollivier and P. Blanc-Benon
[A]

Laboratory experiments using an electric spark source of acoustic shock waves have been used to study the influence of refraction and diffraction on propagation of sonic booms. Curved surfaces were constructed in the anechoic laboratory at ECL to simulate atmospheric refraction effects and a heated grid was used to generate turbulence. The curved surface was either smooth or rough. The propagation of the shock wave was measured under different scattering and refracting conditions using a 1/8'' B&K microphone array. The rise time, the peak pressure, and the spectrum of the received acoustic shock have been investigated. The resulting data indicate that surface roughness decreases the peak sound pressure levels measured in the deep shadow zone by up to 2.6 dB while the turbulence increases the peak sound pressure levels by 5 dB for the same receiver. In the illuminated zone, surface roughness increases the peak sound pressure level by 1dB and steepens the shock wave whereas turbulence decreases the peak sound pressure level by 2 dB. These results show that there are significant effects due to ground roughness and atmospheric turbulence on the propagation of broadband shock waves in the atmosphere.

• Effective Impedance of Rough Sea Surfaces [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Boulanger and K. Attenborough
[A]

Sonic boom characteristics are likely to be modified during near-grazing propagation above a rough sea surface. Two methods of calculating the effective impedance spectra of acoustically-hard, randomly-rough, two-dimensional surfaces have been explored. The first method uses the complex excess attenuation spectrum predicted by a Boundary Element Method (BEM) input to the classical expression for the sound field due to a point source above a smooth impedance plane which is solved subsequently for effective impedance roots identified by a winding number integral method. The second method is based on an analytical theory in which the contributions from random distributions of surface scatterers are summed to obtain the total scattered field. Measured data for the complex excess attenuation above 2-D randomly-rough surfaces formed by semi-cylinders and wedges have been used to deduce effective impedance spectra that are compared to predictions. The analytical theory gives relatively poor predictions. On the other hand BEM-deduced effective impedance spectra agree tolerably well with measured data. Simple polynomials have been found to fit BEM-deduced spectra for surfaces formed by intersecting parabolas corresponding to sea states from 2 to 7 (roughness heights up to 7.5m) for five incidence angles. The overall trends in the polynomial coefficients are consistent with the expected decrease in effective impedance with increasing grazing incidence angles and roughness scale. It is predicted that the effects of the sea surface roughness on sonic boom profiles and rise time are comparable to those due to turbulence and molecular relaxation effects.

Attia, F.

• Akustische Fehlerdiagnose an industriellen Schallsignalen mit dem Spracherkennungsalgorithmus Hidden Markov Modell [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  C. Danz, F. Attia and D. Filbert
[A]

In der Fertigung spielt die Beurteilung des akustischen Verhaltens nach der Endmontage des jeweiligen Produkts eine wichtige Rolle. Aus dem Geräusch im belasteten Betriebszustand können Rückschlüsse auf mögliche Fehler gezogen werden. Aus diesem Grunde ist am Ende einer Fertigungslinie oft eine subjektive oder objektive akustische Qualitätskontrolle implementiert. Subjektive, auf einzelne Prüfer beruhende Verfahren sind aufgrund inkonsistenter Entscheidungen der Prüfer problematisch, weswegen man sie durch objektive automatische Verfahren zu ersetzen versucht. Dafür wurden Methoden zur Bestimmung charakteristischer psychoakustischer, statistischer und physikalischer Merkmale für die entsprechenden Fehlerklassen entwickelt. Momentan wird untersucht, inwieweit Algorithmen aus der Spracherkennung, sogenannte Hidden Markov Modelle (HMM), zur Klassifikation industrieller Schalle genutzt werden können. Für die automatische Fehlerdiagnose von Schallsignalen muß für jede auftretende Fehlerklasse ein Hidden Markov Modell trainiert werden. Das geschieht durch die Berechnung der Auftretens- und Übergangswahrscheinlichkeiten definierter Zustände eines jeden HMMs anhand einer umfangreichen und zuverlässigen Datenbasis von subjektiv vorklassifizierten Beispielsignalen. Der Vorteil in der Modellierung der Geräuschfehler mittels HMM gegenüber herkömmlichen Methoden liegt darin, daß zeitliche Variationen der charakteristischen Merkmale der Fehlerklassen in die Modelle integriert werden und diese Information als zusätzliches Merkmal für die Klassifikation der Signale genutzt werden kann. Die vorliegende Veröffentlichung stellt erste Ergebnisse der Bewertung von fehlercharakterisierenden Luftschallsignalen mit Hidden Markov Modellen an einem ausgewählten Erzeugnis vor.

• Perception Thresholds for Sinusoidal and Impulsive Vibration on the Brake Pedal [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Zöller and F. Attia
[A]

Antiblockiersysteme (ABS) im Kraftfahrzeug rufen Vibrationen am Bremspedal hervor, die das subjektive Komfortempfinden des Fahrers beeinflussen. Bestehende Veröffentlichungen beschäftigen sich hauptsächlich mit der Wahrnehmung von Ganzkörpervibrationen für sitzende Versuchspersonen. In unserer Studie wurden den Teilnehmern Vibrationen am Bremspedal in einem realistischen Fahrzeugsimulator zur Bewertung dargeboten, wobei sie eine fahrzeugtypische Sitzhaltung einnahmen und das Pedal mit unterschiedlichen Kräften betätigten. Die Wahrnehmungsschwellen für Bremspedalvibrationen wurden für sinusförmige und impulshaltige Stimuli gemessen. Die sinusförmigen Testsignale variieren im Frequenzbereich von 10 bis 500 Hz, während die impulsförmigen Stimuli analog zu realen durch ABS hervorgerufenen Vibrationen synthetisiert wurden. Die Messung der Wahrnehmungsschwellen wurde für verschiedene Pedalkräfte wiederholt, die den Bereich normaler Fahrbedingungen repräsentieren. In unserem Beitrag stellen wir Kurven für Wahrnehmungsschwellen für die erwähnten Stimuli vor, die eine Vorhersage darüber erlauben, ob eine Vibration am Bremspedal wahrnehmbar ist oder nicht und wie weit ein gegebener Vibrationspegel von diesem Limit entfernt ist. Unsere Ergebnisse können benutzt werden, um den minimalen Vibrationspegel zu bestimmen, der notwendig ist, um dem Fahrer Rückmeldung über die Aktivierung des ABS zu geben.

• Investigation into the human perception of separated and combined air- and structure-borne excitation of the ABS/ESP system [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Zöller and F. Attia
[A]

Antilock braking systems causes fluctuation of the hydraulic brake pressure and thereby excite vibrations on the brake pedal and noise inside the cabin. Such noise and vibrations affect the comfort of the driver, especially if they exceed certain limits. Existing publications mainly deal with human response to vertical whole-body vibration for standing or seated persons. In our investigation persons are exposed to brake noise and pedal vibrations while seating in a realistic vehicle simulator representing the particular posture and brake pedal forces during braking. This paper presents the results of our investigation into the human perception of modulated noise alone, modulated vibration alone and the combination of both signals simultaneously. The sound and vibration stimuli presented in the experiments are signals collected from on-road measurements with normal passenger cars. Based on these data, mutual effects between sound and vibration on the perception are investigated. The evaluation shows that both sound and vibration contribute to the overall annoyance of the driver. If a certain stimulus level is exceeded, one modality dominates the perceived annoyance. A comparison between the evaluations of brake system experts and non-experts showed no significant differences in their annoyance ratings. Our results can be used to predict the annoyance of modulated noise and brake pedal vibration. This would help to define the goals of the developments for such braking systems and therefore to achieve more comfort.

Attina, V.

• Cued Speech production: giving a hand to speech acoustics [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Attina, D. Beautemps and M.-A. Cathiard
[A]

Hearing losses often lead deaf people to use visual cues for perceiving speech through lip-reading. However multiple misunderstandings occur due to the intrinsic similarity of the visual lip shapes corresponding to different speech units. Manual Cued Speech (CS) is an easy accessible method that allows people with hearing impairments to receive a complete message through the visual channel. Usually used by hearing people to deaf people, CS is a syllabic code involving the use of the hand in addition to lip gestures. The speaker enhances each syllable he pronounces with a manual cue. The present study aims at investigating how a proficient user of French CS coordinated his hand with the lips and the sound emitted. The analysis is based on the labelling and the comparison of the following different signals in time: hand trajectory, finger gestures, lip area time-course in relation with corresponding acoustic signal. Results showed an advance of the hand on the lips and on the sound relatively to the syllable.

Attinger, R.

• Railway Noise Monitoring in Switzerland [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Attinger
[A]

The monitoring of railway noise is part of the Swiss railway noise abatement programme. At six measuring sites on the railway network the noise emissions of every train passing by are recorded. For each train, important parameters such as noise emission, speed, length, type of train and number of axles are recorded. The results of the first year of measurement, amounting to more than half a million trains, are available now. The large sample allows us to perform reliable statistical evaluations. The measurements will continue until 2015. The collected data will allow for an evaluation of the emission plan 2015 The emission plan 2015 is a prediction of the noise emissions of railways in the year 2015 including the running renovation of the rolling stock. It is the basis for the planning of abatement measures like noise barriers and sound insulated windows along existing railway lines. The data gives information about the whole noise emitted by the system vehicle-track. In addition the evaluation of the transit exposure level (TEL) provides information about the improvement of new and renovated rolling stock in operationg conditions.

Aubauer, R.

• Untersuchung von Gradientenmikrofonen höherer Ordnung für automatische Spracherkennung in Kraftfahrzeugen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Aubauer and D. Leckschat
[A]

Es wird ein Gradientenrichtmikrofon zweiter Ordnung vorgestellt, das im Hinblick auf Freisprechen und automatische Spracherkennung in Kraftfahrzeugen untersucht wurde. Die Entwicklung eines einfachen elektronischen Empfindlichkeitsabgleichs ermöglichte die Verwendung von preisgünstigen Mikrofonkapseln mit üblichen Toleranzen. Die Richtcharakteristik ist im Telefonfrequenzbereich nahezu frequenzunabhängig. Das die Unterdrückung von Diffusschall charakterisierende Bündelungsmaß des Mikrofons ist mit 8,8 dB deutlich höher als das von konventionellen Richtmikrofone, die in der Telekommunikation eingesetzt werden. Störgeräusche und unerwünschte Schallanteile, die aus Richtungen außerhalb der Mikrofonhauptrichtung eintreffen, wie z. B. Nachhall und konkurrierende Sprecher werden signifikant stärker unterdrückt. Das Mikrofon wurde in einer Kraftfahrzeugumgebung anhand der Erkennungsrate eines sprecherabhängigen Einzelworterkenners mit Gradientenmikrofonen geringerer Ordnung verglichen. Bei einem optimalen Einbau konnte die Störgeräuschrobustheit des Erkenners um mindestens 4,7 dB gesteigert werden. Die Einflüsse der Raumakustik und der Mikrofonpositionierung auf die Erkennungsrate wurden gesondert untersucht. Es konnte gezeigt werden, daß der in einem Fahrzeug auftretende diffuse Nachhall praktisch keinen Einfluß hat, jedoch einzelne, starke Reflexionen die Spracherkennungsrate in einer Störgeräuschkulisse deutlich beeinträchtigen können. Es werden Schlüsse bezüglich einer optimalen Anordnung von Freisprechmikrofonen in Kraftfahrzeuge gezogen.

Aubry, J.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.

Audoin, B.

• Acoustic waves generated by a pulsed laser in anisotropic semiconductors [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Audoin, H. Meri and C. Rossignol
[A]

When a laser pulse is focused at the surface of a material, the transient heating of the semi-transparent material induces ultrasound. The subsequent acoustic generation and propagation has been extensively described even when the material behaviour shows anisotropy and viscosity. However, when a 1064 nm laser pulse is focused at the surface of silicon, it has been observed that the material contracts whereas heating should produce expansion. In addition to the usual thermal acoustic source, a non thermal sound excitation results of photo excitation of electron-hole pairs. Therefore, to describe the optoacoustic effect in semiconductors it is necessary to account for thermoelastic and other deformation sources simultaneously. In this presentation, a model is implemented that accounts for the diffusive character of charge carrier motion and heat conduction. Relevant differential equations are coupled together and with the wave motion equation. Three sets of equations are linearised in a 2D Fourier domain and solutions are found with an appeal to convenient boundary conditions. Signals are calculated for off epicentre positions at the rear side of the anisotropic semiconductor. Experiments are performed on a 5 mm thick silicon plate with a Nd:Yag laser that delivers 20 ns pulses. Signals are measured for epicentre and off epicentre positions. Very good agreement is obtained with calculated signals for both positions demonstrating that both sound generation mechanism and anisotropy are accurately taken into account.

Auerbach, M.

• Bestimmung der Einfügungsdämpfung an verkürzten Lärmschutzwänden [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Schulze, J. Hübelt, M. Auerbach and W. Bartolomaeus
[A]

Die In-situ-Bestimmung der Einfügungsdämpfung von Prototypen neuartiger Lärmschutzwände (Lsw) und deren Varianten im Originalmaßstab erfolgt bisher durch Messung mit einem Einzelmikrofon. Diese Methode erfordert den Aufbau der zu prüfenden Wand am Einsatzort über eine Länge von typischerweise 200 m. Damit sind erhebliche Kosten sowie gegebenenfalls Beeinträchtigungen des laufenden Verkehrs verbunden. Ziel der vorliegenden Untersuchungen ist die Entwicklung und Erprobung eines neuartigen kostengünstigen Messverfahrens zur In-situ-Bestimmung der spektralen Einfügungsdämpfung einer Lsw. Dabei soll die Einfügungsdämpfung der Lsw mit einer Länge von 200 m durch Messung mit einem Mikrofonarray-Messsystem an einer stark verkürzten Wand von ca. 20 m Länge bestimmt werden. Bei erfolgreichem Einsatz des Verfahrens kann der beschriebene Aufwand auf etwa 10 % reduziert werden. Es wurden Messungen zur Bestimmung der spektralen winkelabhängigen Einfügungsdämpfung einer Referenz-Lärmschutzwand im Raum Sachsen durchgeführt. Dabei wurden zeitgleich das Einzelmikrofon- und das neuartige Mikrofonarray-Verfahren mit optimiertem Linienarray angewendet. Messtechnische Untersuchungen erfolgten zum einen mit Hilfe einer stationären Punktschallquelle, zum anderen bei kontrollierter Vorbeifahrt eines PKWs mit konstanter Geschwindigkeit. Die Ergebnisse der Messverfahren wurden gegenübergestellt und die Unterschiede beider Verfahren in Abhängigkeit von der Frequenz und dem Schalleinfallswinkel analysiert.

• DEUFRAKO: Vorhersage und Ausbreitung von Rollgeräuschen (P2RN) [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Droste and M. Auerbach
[A]

Bei diesem Projekt kooperieren deutsche und französische Institute und Firmen unter der Leitung des ''Laboratoire Central des Ponts et Chaussées'' (LCPC) und der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), um neue Konzepte für die Optimierung von Fahrbahnoberflächen hinsichtlich des Reifen-Fahrbahngeräusches zu erstellen. Dabei dient das von Müller BBM, einem Projektpartner, mitentwickelte SPERoN (''Statistical Physical Explanation of Rolling Noise'') Modell erstmals als Tool für das Design neuer, lärmarmer Fahrbahnoberflächen. Das Modell wird in einem ersten Schritt mit französischen Fahrbahnbelägen validiert, um in einem zweiten Schritt neue Texturen für lärmarme Straßenbeläge zu entwickeln. Diese Ergebnisse dienen dann als Input für Schallausbreitungsmodelle, die in Frankreich und Deutschland entwickelt wurden, um die Wirkung dieser neuen Fahrbahnbeläge im Fernfeld zu untersuchen. Diese Ergebnisse fließen in ein Ranking mit anderen typischen französischen und deutschen Fahrbahnoberflächen und führen zu einer gemeinsamen Datenbank (DEUFRABASE). Die Betrachtung der Schallausbreitung im Fernfeld ist wichtig hinsichtlich der Umweltbelastung, hier sei beispielsweise die europäische Umweltrichtlinie genannt, wohingegen die Betrachtung des Schallfeldes im Nahfeld für die Einordnung der Fahrbahnbeläge in Straßenbelagsklassen notwendig ist.

Auersch, L.

• The influence of the track on railway induced ground vibration [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Auersch
[A]

Theoetical and experimental results about the influence of the track on railway induced ground vibration are presented.

A combined boundary - finite element method had been delopped to calculate the vibrations of different flexible or rigid structures on the soil. Railway tracks have been thoroughly investigated by this method. It will be shown what are the differences of the dynamic track compliances due to additional concrete plates (slab track for example) and additional elastic elements such as rail pads or ballast mats. Some simpler theoretical models are discussed, too: The structure-soil interaction of an infinite plate (as firstly discussed accoustically by M. Heckl) and the rail bedded on a chain of masses and viscoelastic springs which is used instead of a 3-dimensional track-soil model to calculate the insertion loss, the load reduction and load distribution of aelastic elements. Finally, the analysis of the dynamic train-track interaction yields the dynamic axle loads which are the cause of the ground vibrations near the railway line.

Railway induced ground vibrations have been measured at many places during the last two decades. Some experimental results are shown to prove the theoretical consequences and to demonstrate the influence of the track on the ground vibration.

Auger, E.

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

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

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

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

Augustin, E.

• Zur Berechnung der Schalldämmung von Gebäude-Außenfassaden und der Schallpegeldifferenz „außen/innen“ bei Fluglärm [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E. Augustin, J. Feldmann and C. Maschke
[A]

In Analogie zu Berechnungen der Schalldämmung von Gebäude-Außenbauelementen gegenüber einer Schalleinwirkung durch Straßenverkehr wurden methodisch vergleichbare Berechnungen durchgeführt, um die Schalldämmung von Gebäude-Außenbauelementen bei Flugverkehr zu beschreiben. Aus den Ergebnissen lassen sich die jeweiligen Schallpegeldifferenzen ''außen-innen'' ermitteln. Während beim Straßenverkehr zur Bestimmung der Schallpegeldifferenz ''außen/innen'' ein Zuschlag von 3 dB(A) zum berechneten oder gemessenen äußeren Freifeldpegel notwendig ist, muss im Falle des Flugverkehrs in Abhängigkeit von der Sichtentfernung und dem Schall-Einfallswinkel zwischen Immissionsort und Schallquelle ein Zuschlag von bis zu 6 dB(A) vorgesehen werden, der bei vergleichbarem Einfallswinkel stets um 2 dB(A) höher anzusetzen ist, als beim Straßenverkehr. In Anwendung der Erkenntnisse auf ein gekippt geöffnetes Fenster kann mit Hilfe von Modelrechnungen gezeigt werden, dass bei Fluglärm typische Schallpegeldifferenzen ''außen/innen'' unterhalb von 15 dB(A), d.h. bei etwa 13 dB(A) (Medianwert) liegen.

Augustin, K.

• Aeroakustik von Fahrzeugklimageräten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Augustin, M. Paul, M. Späh, F. Brotz and M. Schrumpf
[A]

Klimageräte stellen aufgrund ihrer Komplexität, verursacht durch immer weitreichendere Funktion und immer weniger zu Verfügung stehenden Bauraums, hohe Anforderungen an die thermodynamische, aerodynamische und aeroakustische Auslegung.

Dabei nimmt die Aeroakustik eine besondere Stellung ein, da hier unterschiedliche Schallquellen im Klimagerät betrachtet werden müssen. Dazu zählen das Klimagebläse, Wärmetauscher, Umlenkungen und Luftführungen inkl. Absperrklappen und Luftleitelementen zur Erzeugung einer gewünschten Temperaturschichtung. Da sich Ausströmer aus der Klimaanlage in den Fahrzeuginnenraum in unmittelbarer Nähe der Fahrzeuginsassen befinden, wird aeroakustische Geräuschentwicklung hier als besonders störend empfunden.

Der Vortrag beschreibt moderne experimentelle und numerische Methoden, die zu einer Verbesserung des akustischen Komforts der Klimaanlage eingesetzt werden.

Augustin, T.

• Räumliche Wahrnehmung von Wellenfeldsynthese - Der Einfluss von Alias-Effekten auf die Klangfarbe [DAGA 2005 (München)]
  H. Wittek and T. Augustin
[A]

Wellenfeldsynthese (WFS) ist eine Wiedergabetechnik, die es erlaubt, virtuelle Schallfelder mit Hilfe von Lautsprecherarrays entstehen zu lassen. Die Eigenschaften des virtuellen Schallfelds sind dabei dem Original sehr ähnlich, wenn auch nicht kongruent. Das wirft die Frage auf, welche Übereinstimmungen und Unterschiede in Bezug auf die auditive Wahrnehmung bestehen. Die Unzulänglichkeiten des virtuellen Schallfelds führen zu bestimmten Konsequenzen auch für die räumliche Wahrnehmung. Dabei wirken Alias-Effekte negativ auf Lokalisation sowie Klangfarbe der virtuellen Quelle. Es werden Ergebnisse einer aktuellen Studie zur Wahrnehmbarkeit von Alias-Effekten präsentiert.

Augusztinovicz, F.

• Using Auralisation as a Tool for Subjective Evaluation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A.T. Furjes, E. Arato-Borsi and F. Augusztinovicz
[A]

The set of room acoustical parameters used for qualification still needs to be investigated from the subjective points of view. Arranging comparative experiments is hard and time-consuming, both for the subjects and the researchers. Auralisation can be a tool for supporting these experiments, since room acoustical models can be varied and calculated easily. In practice it is hard to find a set of rooms that represent a given architectural or acoustical tendency (e.g. same shape with different sizes). The paper gives a short overview of the background of the experiments, the auralisation system and some results.

Auhagen, W.

• Zur Bedeutung zeitlicher Ordnung für die Musikwahrnehmung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Auhagen
[A]

Dass die zeitliche Abfolge musikalischer Stimuli (Töne, Intervalle, Akkorde usw.) für die Wahrnehmung von Bedeutung ist, scheint zunächst ein Allgemeinplatz zu sein. Dennoch gibt es einige Theorien zur Wahrnehmung und psychischen Repräsentation musikalischer Strukturen, in denen der Zeitaspekt nur eine untergeordnete Rolle spielt, ohne dass dies als gravierende Einschränkung der Modellbildung gesehen wird. Experimente zur Formwahrnehmung haben zudem ergeben, dass selbst trainierte Hörer größere musikalische Strukturen nicht zuverlässig im Gedächntis behalten. Offensichtlich besteht auf unterschiedlchen Wahrnehmungs-/Gedächtnisebenen eine unterschiedliche Sensibilität für zeitliche Ordnung. Der Vortrag versucht einen Überblick über divergierende experimentelle Befunde und Theorien zu geben und Wege für eine Klärung offener Fragen aufzuzeigen.

Auregan, Y.

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

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

• Attenuation of acoustical waves in duct with flow [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  Y. Auregan and V. Pagneux
[A]

Two main issues will be addressed in this communication.

First, the attenuation in a rigid duct with shear flow is presented. The flow is considered as quasi-laminar and asymptotic expansions of the visco-thermal propagation equations are given. By comparison with experiments it can be seen that this model cannot be used for all the frequencies. Thus a model taking into account the effect of turbulence is presented. This model is compared to experimental results and to numerical simulations (LES).

The second issue is the influence of visco-thermal effects on the effective impedance of a liner located at the wall of the duct. Experimental results call the classical acoustical displacement continuity at the wall into question. Thus a new model based on Match Asymptotic Expansion is presented.

• Acoustical attenuation in a rectangular channel with turbulent flow [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Leroux and Y. Auregan
[A]

The attenuation of an acoustical wave in a tube in presence of a turbulent flow is not a well known problem. Ronneberger and Ahrens, and Peters et al. have measured the acoustical attenuation in a cylindrical tube with flow. They distinguish 3 zones as a function of the ratio of the acoustical boundary layer thickness and the viscous sublayer of the turbulent mean flow boundary layer. If the ratio is small, the damping of acoustical waves is not influenced by the turbulent stresses. If the ratio is large, a quasi-stationary theory can be applied. In the middle range, a strange behaviour is observed: the acoustical stresses at the wall are smaller with flow than without flow. This strange behaviour is still not understood. Direct Numerical Simulations of the turbulent flow are needed to understand this effect. In order to compare these simulations in a plane channel to experimental results, we measure the attenuation in a rectangular tube (1.5 cm 10 cm). The 3 zones described previously for the cylindrical geometry are also observed in this case. A new model based on asymptotic expansion of the propagation in a 2D duct with turbulent flow is presented.

Ausejo Prieto, M.

• Comparison between several railway noise prediction models and measurements. Case study: Italian railways [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Ausejo Prieto, M. Recuero, P. Fausti and G. Quiqueto
[A]

Comparison between several railway noise prediction models and analysis of the results obtained by means of different simulation software

Auspitzer, T.

• Lightweight Acoustic Potential of helicopter main gearbox components made of composite materials [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Hufenbach, O. Täger, M. Dannemann, S. Friebe, T. Auspitzer and B. Iffland
[A]

The increased use of helicopters for public transport has led to a demand for reduced noise levels inside helicopter cabins. Therefore, a major research interest is to reach noise levels comparable to the one of turboprop airplanes by reducing the sound emission from the major noise sources. The helicopters gearbox is commonly known to be the dominant contributor to the cabin noise. . Here, composite materials have multifunctional properties allowing the realization of light and acoustically improved components. The material characteristics can be adjusted to meet not only the dynamic but also the acoustic requirements. In the presented work the related vibro-acoustic properties of selected composites were characterized and then compared to commonly used materials (e.g. steel, aluminium). One of the covers of a main gearbox housing was chosen as technology demonstrator, which shows a reduced sound emission by having full functionalities at the same time. The design process included several structural-dynamic and acoustic analyses. Different composite prototypes were manufactured and tested on a vibro-acoustic test bench especially designed and manufactured for these purposes. The results of the measurements proofed the high lightweight acoustic potential of sandwich composites for future ''quieter'' helicopter components.

Avan, P.

• Auditory distortion: toward a non-invasive dissection of cochlear micromechanics [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Avan
[A]

The discovery of otoacoustic emissions (OAE) by Kemp has been the most groundbreaking step in auditory physiology since Békésy's. In the first place, the existence of OAEs underpinned Gold's 1948 statement that the cochlea must work as a regenerative looped system, with enhanced sensitivity and frequency selectivity as a result. It is now known that the outer hair cells (OHC) house the regenerative loop, although which substructure(s) exactly contribute is unclear. Secondly, OAEs provide evidence that in sharp contrast to most acoustic reproduction systems, the cochlea is essentially nonlinear. So, intermodulation distortion is generated and comes out as an OAE whenever the cochlea is stimulated by pairs of pure, primary tones with neighboring frequencies. This property has been successfully used for probing OHCs and cochlear function around the place tuned to the primary stimuli, thereby disclosing strong correlations between intermodulation and audiometric performance. However, recent evidence qualifies these correlations by suggesting that, instead of amounting to a sort of ''objective'' audiometry, OAE distortion measurements probe lower levels of OHC function. They may exhibit tuning of their own, and their integrity is necessary but not sufficient for the OHC loop to be efficient. It may thus be possible to use OAE distortion for splitting the cochlear loop into consecutive steps and probing them separately.

Averianov, M.

• Stationary and quasi-stationary solutions of the Burgers type equations [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Averianov, M. Basova and V. Khokhlova
[A]

Nonlinear acoustic models based on the Burgers-type evolution equations have been widely used in medical applications, geophysics, and nonlinear diagnostics. Various frequency dependence of absorption, typical for media with complex internal structure, has a strong effect on nonlinear wave propagation. Artificial absorption is also used in numerical simulations of shock waves and may result in nonphysical effects. An exact solution in the form of the stationary shock wave or quasi-stationary periodic wave can be obtained for the Burgers equation or nonlinear evolution equation with a relaxation term. However, in most cases numerical simulations are necessary. The solutions of the Burgers type equations with the absorption governed by the second, forth, or sixth order derivatives, are considered in this work for an initially step-like signal or harmonic wave. Stationary solutions in the form of the shock wave and quasi-stationary solutions in the form of the periodic sawtooth-like wave are obtained numerically. Nonlinear waveform and spectrum evolution, shock formation, as well as the intensity and total energy absorption are investigated for the periodic wave. Shock front fine structure is studied and compared for various absorption terms. It is shown that in contrast to the smooth hyperbolic tangent shape of the shock front in case of the classical Burgers equation, oscillatory behavior beyond the shock is observed for the modified absorption governed by the forth or sixth order derivatives. Specific values of the dimensionless absorption coefficient are found, that corresponds to the equal width of the shock front in all three cases.

• Propagation of nonlinear acoustic signals through inhomogeneous moving media [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Blanc-Benon, V. Khokhlova, M. Averianov, L. Dallois and R. Cleveland
[A]

Nonlinear propagation of intense acoustic waves through inhomogeneous medium is an important problem for many modern applications including sonic booms in a turbulent atmosphere, explosive waves in a fluctuating ocean, and intense ultrasound and shock waves in biological tissue. Two different types of inhomogeneities are of importance: scalar inhomogeneities (spatial distribution of sound speed and density), for example, due to temperature variations in the medium or variations in tissue type; and vector inhomogeneities (spatial distribution of particle velocity), for example, due to the presence of vortices or flow in the medium. In all of these problems the combined effects of inhomogeneities, diffraction, and nonlinear propagation determine the peak and average characteristics of the acoustic field. A complete theoretical model that includes all the above mentioned phenomena is very complicated for analysis, thus most results to date have been obtained for simplified models. In this work, a new nonlinear parabolic wave equation with inclusion of both scalar and vortex inhomogeneities is presented. Numerical solutions of the equation for a fully three dimensional formulation, arbitrary initial periodic or single shock waveforms are described. Typical problems of linear and nonlinear propagation of acoustic signals in media with thermal or vortex inhomogeneities are investigated in order to better understand how the combined effects of inhomogeneities, diffraction, and nonlinear propagation determine the overall peak and average parameters of the acoustic field and to distinguish the impact of scalar- and vector-type inhomogeneities on the wave propagation.