Autorenverzeichnis

Abel, M.

• Synchronization of Organ Pipes
  M. Abel
[A]

The tone generation in musical instruments, especially wind instruments is highly complex, typically nonlinear and self-organized. Already 150 years ago Lord Rayleigh raised the following problem: Two nearby organ pipes of different fundamental frequencies sound together almost inaudibly with identical pitch. This effect is now understood qualitatively by modern synchronization theory. We present a detailed, quantitative investigation, where we substituted one pipe by an electric speaker. We observe that even minute driving signals force the pipe to synchronization, thus yielding three decades of synchronization - the largest range ever measured to our knowledge. Furthermore, a mutual silencing of the pipes is found, which can be explained by self-organized oscillations, of use for novel methods of noise abatement. Finally, we develop a specific nonlinear reconstruction method which yields a perfect quantitative match of experiment and theory.

• Sound Generation in a Piano: Multichannel Measurements
  M. Kappel, M. Abel, R. Gerhard and R. Bader
[A]

Different types of vibrations produced by a grand piano were recorded simultaneously with a multichannel measurement. The aim is to investigate the characteristics of a piano such as the correlation function between certain vibrations and the nature of sound wave transmission within the instrument. The data aquisition of the vibrations was carried out by three different means: 1) self-constructed poleshoes placed over the piano strings, 2) piezo-crystals located at the piano bridge and on the resonance board and 3) a single capacitor microphone positioned over the instrument. The transfer and correlation functions of sound waves are calculated for various parts of the piano, which are crucial for the tone generation.

Abeßer, J.

• Drumloop Separation using adaptive Spectrogram Templates
  C. Dittmar, J. Abeßer and D. Gärtner
[A]

The separation of single drumsounds from drumloops is a desirable signal processing functionality with a wide variety of applications in music production and music video games. Since recognition of the distinct drumsounds is a pre-requisite for separation, the detection of onsets and instrument types is necessary. Although machine-learning based classification of isolated drumsounds has been proven do be feasible, it is not applicable to the problem of drumloop separation. The main challenge is the strong overlap of drumsound spectra when two or more drumsounds share the same onset-time. It leads to erroneous estimation of the involved instruments, e.g., a tom and a hi-hat appearing simultaneously could easily be misclassified as being a snare. Different approaches have been proposed in the literature to overcome that problem, mainly template matching vs. decomposition based methods. We pursue the approach of template matching, but without the need for any prior assumption about the involved instruments. A heuristic update rule for the templates is described as well as an expectation maximization approach to the final thresholding. The quality of separation is evaluated with artificially generated as well as real drumloops. The transcription is tested against manually annotated excerpts from commercially available music recordings.

• Automatic Recognition of Tonal Instruments in Polyphonic Music from different Cultural Backgrounds
  M. Kahl, J. Abeßer, C. Dittmar and H. Großmann
[A]

This paper describes a feature-based approach for the note-wise classification of instruments in a polyphonic music segment. To reduce the amount of potential misclassification due to spectral overlapping of different instruments, we perform a pre-selection of notes. In doing so, we allow at most two instrument notes to overlap at the same time. If a dominant instrument is present, we try to detect it according to a majority decision of all note-wise classification results. Two evaluation experiments for selections of both western and non-western instruments are performed to examine the applicability of the implemented features for instrument recognition in a world-music context. For this purpose, we used three commonly used large-scale databases of instrument sounds. They contain samples recorded with varying instruments, recording conditions, performers, dynamic range and playing techniques. Furthermore we compile a novel database for non-western instruments. In addition to well-established audio features such as MPEG7 features and MFCC, we introduce a selection of novel features. For instance, the course of the envelopes is characterized for each harmonic separately and in comparison to the fundamental frequency.

Abshagen, J.

• Turbulentes Strömungsgeräusch an gekrümmten Schleppantennen
  J. Abshagen and V. Nejedl
[A]

Zu den wichtigsten Anwendung in der Unterwasserakustik zählen SONAR-Systeme, die zur Detektion und Klassifikation von Objekten im Meer in vielfältiger Weise eingesetzt werden. Die Leistungsfähigkeit eines SONAR-Systems wird unter anderem durch das sogenannte Eigenstörgeräusch begrenzt, dessen Ursache insbesondere bei einem vom Träger abgesetzten SONAR maßgeblich in der turbulenten Umströmung zu suchen ist. Es werden Experimente zum turbulenten Strömungsgeräusch von Schleppantennen, sog. ''Towed-Arrays'', vorgestellt. Der Schwerpunkt der Untersuchung liegt dabei auf dem Eigenstörverhalten gekrümmter Towed-Arrays.

• Körperschall-Wasserschall-Korrelation bei nieder- und mittelfrequenter Luftschallanregung
  C. Will, E. Schmidtke, J. Abshagen and V. Nejedl
[A]

Eine noch nicht hinreichend geklärte Frage der Hydroakustik ist die der Kopplung von Körperschall und Wasserschall. Es wurden bereits Untersuchungen durchgeführt, bei denen die Struktur eines Schiffes mittels so genannter ''Shaker'' angeregt wurde. Desweiteren wurde gezeigt, dass Schiffsstrukturen mittels niederfrequenten Luftschalls angeregt werden können. Der Wasserschall wurde dabei mit einer Sonoboje aufgezeichnet. Um die Anregung von Strukturen durch Luftschall und deren Abstrahlung in das Medium Wasser weiter zu untersuchen, wurde während einer Forschungsfahrt mit FS PLANET im Jahr 2009 der Wasserschall mit einem abgehängten Hydrophon für verschiedene Luftschallanregungszustände im niederen und mittlerem Frequenzbereich bis 1kHz untersucht. Ausgewählte Ergebnisse werden vorgestellt.

Ahlefeldt, T.

• Mikrofon-Array Messungen in Windkanälen mit geschlossener Messstecke
  L. Koop, S. Kröber, A. Henning, T. Ahlefeldt, C. Spehr and K. Ehrenfried
[A]

Microphone-Arrays have been widely used to localize and quantify aeroacoustic sound-sources in wind-tunnel tests during the last years. Especially in the field of aircraft noise they are often applied to wind tunnel measurements in closed test-sections in order to detect dominant airframe noise sources. These wind tunnels usually have a very good characteristic in terms of aerodynamics but are very noisy in return. Microphone array measurements in these non-acoustic test facilities are challenging and require special hardware and data analysis.

In the present paper the setup of a microphone array measurement in a closed test-section wind-tunnel will be described to exemplify the main challenges in this kind of measurements including wind-tunnel background noise, array self-noise and limited spatial resolution. It will be shown that with hardware optimization and advanced array analysis accurate array results can be obtained in a wide frequency and dynamic range.

• Aeroakustische Messungen bei hohen Reynoldszahlen im kryogenen Windkanal
  T. Ahlefeldt, L. Koop, A. Lauterbach and C. Spehr
[A]

Zur Bestimmung der Schallemission von Verkehrsflugzeugen und Schienenfahrzeugen werden in der Entwicklungsphase Untersuchungen an kleinskaligen Modellen vorgenommen. Bei Messungen unter normalen Umgebungsbedingungen werden hierbei aufgrund der Modellskalierung keine realen Reynoldszahlen erreicht. Durch Erhöhung des statischen Luftdrucks und/oder Verringerung der Temperatur lassen sich jedoch die Eigenschaften des strömenden Fluids dem Maßstab des Modells anpassen. Im DLR Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik wurde die Mikrofon-Array Messtechnik für die Anwendung in kryogenen Windkanälen für einen Messbereich von 300 K bis 100 K weiterentwickelt, womit Messungen bei deutlich erhöhten Reynoldszahlen möglich sind. Hierzu wurde ein Mikrofon-Array mit 144 Mikrofonen für die Anwendung in geschlossener Messtrecke entworfen und konstruiert. Bei Messungen unter diesen extremen Bedingungen sind besondere Anforderungen an das Material und die Auswertung im Vergleich zu konventionellen Messungen im Windkanal zu beachten. Es werden Messungen und Ergebnisse am Beispiel eines umströmten Zylinder und eines Dornier DO-728 Halbmodells vorgestellt und diskutiert. Die Ergebnisse zeigen einen signifikanten Einfluss der Reynoldszahl auf die abgestrahlte Schallleistung.

Ahnert, W.

• Zur Raumakustik im Deutschen Theater (DT) Berlin
  J. Hoffmeier, T. Behrens and W. Ahnert
[A]

Im Rahmen der 2009 abgeschlossenen Sanierung des Deutschen Theaters Berlin kam es zu umfangreichen Veränderungen raumakustisch relevanter innen-architektonischer Ausstattungsmerkmale. Der raumakustische Planungsprozess mit Zielsetzungen, Lösungen und Ergebnissen sowie die speziellen Verhältnissen im DT, z.B. in Form des unter Bestandsschutz stehenden Max Reinhardt'schen Rundhorizonts auf der Bühne und der damit gegebenen starken Ankopplung des Bühnenhauses an das akustisch eher trockene Zuschauerhaus werden im Vortrag dargelegt.

Ahrenholz, B.

• Simulation des akustischen Lebenszyklus offenporiger Fahrbahnbeläge
  B. Arbter, B. Ahrenholz, W. Ressel and M. Krafczyk
[A]

Die akustische Lebensdauer lärmmindernder offenporiger Fahrbahnbeläge ist stark von der Verschmutzung der Porenstruktur abhängig und hinkt in der Regel der bautechnisch wirtschaftlichen Lebensdauer hinterher. Eine Verzögerung oder Veränderung der Schmutzanfälligkeit kann die akustische Wirksamkeit um Jahre verlängern und somit die Wirtschaftlichkeit dieses Straßenbelags deutlich erhöhen. Für ein grundlegendes Verständnis der Verschmutzungsvorgänge in der Deckschicht soll auf der Porenskala die Infiltration von Wasser unter Berücksichtigung des Partikeltransports in die Fahrbahndecke numerisch simuliert und die Auswirkungen auf die akustischen Eigenschaften untersucht werden. Mittels eines validierten Modells können später Einflüsse, wie z. B. die durch Verschmutzung veränderten Oberflächeneigenschaften oder der zeitliche Ablauf der Verschmutzung unter variierenden Randbedingungen, untersucht und daraus schließlich Ansätze erarbeitet werden, die diese Einflüsse minimieren oder sogar nachhaltig umkehren. In diesem Beitrag wird zunächst die digitale Rekonstruktion der Porengeometrie aus röntgentomographisch erfassten Bildern gezeigt. Anschließend werden die daraus ableitbaren akustisch relevanten Parameter für unverschmutzte und verschmutzte offenporige Asphaltdeckschichten dargestellt. Weitere Parameter werden durch numerische Simulation auf der Porenskala bestimmt. Der Vergleich numerisch berechneter Parameter mit real gemessenen Parametern lässt Rückschlüsse auf die Validität der numerischen Modelle zu. Weiter wird - je nach Stand der Arbeiten - der Fortschritt bei der Modellierung und Simulation des Verschmutzungsprozesses dargestellt.

Ahrens, J.

• Perceptional Comparison of Wave Field Synthesis Implemented with Integer and Fractional Delays
  J. Ahrens, M. Geier and S. Spors
[A]

The implementation of simple virtual source models like plane and spherical waves in wave field synthesis (WFS) employs delays which are applied to the input signals. These delays can take values which are not equal to integer multiples of the sampling interval on a time discrete system but require the application fractional delays. However, practical implementations typically apply delays equal to integer multiples of the sampling interval since these delays are computationally significantly more efficient than fractional delays. In this paper, we present a formal perceptional experiment comparing WFS implemented with integer and fractional delays.

• Hör- und Konversationstests zur Untersuchung der Vorteile räumlicher Audiokonferenzen
  A. Raake, C. Schlegel, M. Geier and J. Ahrens
[A]

Breitbandige statt schmalbandige Telefonsprache und eine räumliche, z.B. binaurale statt monaurale Wiedergabe der Teilnehmer einer Audiokonferenz führen zu einer verbesserten Quellentrennung, Sprachverständlichkeit und Zuordnung des Gesagten zu den einzelnen Gesprächspartnern (s. Baldis, 2001; Raake et al., 2007). Um die Gültigkeit der meist in Hörversuchen gemessenen Vorteile auch für den Fall einer tatsächlichen Konversation zwischen mehreren Gesprächspartnern zu überprüfen, wurden an den Deutsche Telekom Laboratories in der Vergangenheit realistische Konversationsszenarien für strukturierte, aber weitgehend freie Konversationen mit drei Gesprächspartnern entwickelt. Erste Konversationstests haben gezeigt, dass die erwarteten Vorteile offenbar geringer ausfallen, als ausgehend von reinen Hörtests angenommen (Raake & Schlegel, 2008). Der vorliegende Beitrag fasst die Ergebnisse der Konversationstests zusammen und beschreibt einen Hörtest, welcher Teilaspekte des Konversationstests im Detail beleuchtet. Im Falle der verwendeten Binauralsynthese war in den Konversationsversuchen kein Head-Tracking zur Nachführung der binauralen Raumimpulsantworten eingesetzt worden. Im Hörtest wurden daher als Einstelloptionen die verwendete Audiobandbreite (Schmalband, 300-3400 Hz; Breitband, 50-7000 Hz; Vollband, 50-16000 Hz) und die Wiedergabeart (diotisch; dichotisch mit Headtracking; dichotisch ohne Headtracking) variiert. Als Stimuli wurden dreikanalige Aufnahmen von mittels der Drei-Personen-Konversationsszenarien geführten Audiokonferenzen verwendet. Die untersuchten Messgrößen waren unter anderem die wahrgenommene Qualität und die Genauigkeit der retrospektiven Zuordnung einzelner Aussagen zu einzelnen Gesprächspartnern.

Akyol, T.

• Determination of dynamic contact forces for MDOF-structures
  M. Sturm, T. Alber and T. Akyol
[A]

Dynamic forces, transmitted between an active source and an adjoining, passive receiver structure, are considered as causes for vibrations. For many industrial purposes the knowledge of these contact forces is of particular interest, wherefore in many cases a force-based structure-borne sound source characterization is required. Within technical structures force determination based on in-situ measurements often is very difficult. Usually a non-reactive implementation of transducers is unfeasible due to the physical design, the functionality of the assembly or the influence on the structural dynamic behaviour within the contact zone. Instead of measuring the acting forces directly between the coupled source and receiver structure a mathematical prediction of contact forces can be given solely by the use of quantities measured on the separated substructures. Therefore in this study an approach is applied that is based on mobility and free velocity measurements. The approach is first validated employing an ideal SDOF-system before the practical applicability for a technical multi-contact point structure is discussed. To evaluate the reliability of the predicted contact forces in-situ force measurements are used which are validated with an indirect method.

Alber, S.

• Technische Bemerkungen zur Nahfeldmessmethode CPX
  M. Männel and S. Alber
[A]

Alber, T.

• Determination of dynamic contact forces for MDOF-structures
  M. Sturm, T. Alber and T. Akyol
[A]

Dynamic forces, transmitted between an active source and an adjoining, passive receiver structure, are considered as causes for vibrations. For many industrial purposes the knowledge of these contact forces is of particular interest, wherefore in many cases a force-based structure-borne sound source characterization is required. Within technical structures force determination based on in-situ measurements often is very difficult. Usually a non-reactive implementation of transducers is unfeasible due to the physical design, the functionality of the assembly or the influence on the structural dynamic behaviour within the contact zone. Instead of measuring the acting forces directly between the coupled source and receiver structure a mathematical prediction of contact forces can be given solely by the use of quantities measured on the separated substructures. Therefore in this study an approach is applied that is based on mobility and free velocity measurements. The approach is first validated employing an ideal SDOF-system before the practical applicability for a technical multi-contact point structure is discussed. To evaluate the reliability of the predicted contact forces in-situ force measurements are used which are validated with an indirect method.

• Indirect in-situ determination of blocked forces
  M. Bauer, A. Moorhouse and T. Alber
[A]

The characterization of structure-borne sound sources is important in many industrial development processes. The contribution of the active sources can be separated from the passive propagating components and effective optimization procedures can be started. Transfer path analysis and further methods that determine contact forces in operational conditions are always linked to a fixed source-receiver setting. To circumvent this disadvantage the source descriptor or the free velocity can be used just as well as the blocked force as a measure to characterize the source activity solely. Because of the mounting boundary conditions the blocked forces often cannot be measured. A possibility is shown to calculate them indirectly from operational acceleration measurements and structural measurements, done in-situ. First the source activity is determined on a test structure and used on a further structure with different dynamic properties to predict accelerations. A good agreement between measured accelerations and predicted ones can be seen as a validation of the new method. Results of the contact force method are shown as well as predictions done by different approaches of the new in-situ blocked force method.

Albertin, E.

• Objective quality measures for dereverberation methods based on room impulse response equalization
  E. Albertin, J. Rennies and S. Goetze
[A]

Hands-free communication devices are commonly used e.g. in offices or car environments. These devices have to cope with several problems such as ambient noise, acoustic echoes and room reverberation. Reverberation is caused by reflections at room boundaries in closed spaces and increases with the spatial distance between the loudspeaker and the near-end user. A high amount of reverberation decreases speech intelligibility at the position of the near-end speaker. Listening-room compensation (LRC) can be used to reduce the influence of reverberation on acoustic signals. However, such algorithms may have an impact on the perception of the sound quality of the dereverberated signals. In this contribution the performance of dereverberation algorithms will be analysed. The evaluation of the sound quality of the dereverberated signals was done by the subjective listening tests. Additionally, the objective judgement of the dereverberated signals was accomplished by using different objective measures that are expected to be able to assess the quality of the LRC algorithms. The objective measures were classified in two different classes: measures that are based on the impulse response of the system and measures that are based on the signals. The results of the objective and subjective evaluation will be compared by correlation analysis.

Albrecht, S.

• Automatic Music Transcription Via Music Component Identification
  S. Albrecht
[A]

The problem of automatic music transcription (AMT) is considered. The recorded music is modeled as a superposition of known sounds from a library weighted by unknown weights. Similar observation models are commonly used in statistics and machine learning. Many methods for estimation of the weights are available. These methods differ in the assumptions imposed on the weights. In Bayesian paradigm, these assumptions are typically expressed in the form of prior probability density function (pdf) on the weights while observation - a recorded music signal - is a parameter of likelihood function. The total (a posteriori) probability of the weights represents a fit of recorded music signal and reconstructed music signal from the weights. Parameters of the probabilistic model are tuned and weights (AMT product) are estimated via Monte Carlo methods. Validity of the model is tested in simulation using synthetic data.

Aliakseyeu, D.

• Der Einfluss von farbigem Licht auf das Hörerleben von Musik im Heimbereich
  J. Skowronek and D. Aliakseyeu
[A]

Menschen sind häufig multi-modaler Unterhaltung (hier Musik und Licht) ausgesetzt, angefangen bei der Lichtshow auf einem Musikkonzert bis hin zum Musik-Visualizer Plugin für den Media Player auf dem Computer. Üblicherweise benötigen multi-modale Unterhaltungen eine manuelle Bedienung durch den Benutzer (Lichtshow) oder sie verwenden relativ einfache Verarbeitungsmethoden ohne Anwendung eines tieferen Verständnisses über den erzielten Effekt (Visualizer).

Um sicher zu stellen, dass ein zwischen den beiden Modalitäten Musik und Licht ein harmonisierender Effekt erreicht wird, ist ein besseres Verständis über die Wechselwirkung von Musik und Licht von Vorteil. Auf das Musikhören im Heimbereich konzentrierend, wäre eine Fragestellung, die dafür zu klären ist, ob und durch welches Musik-Licht-Verhalten das Hörerleben von Musik positiv beeinflusst werden kann.

Dieser Konferenzbeitrag berichtet von einem ersten mehrteiligen Experiment um dieser Fragestellung nach zu gehen, wobei der Schwerpunkt der Untersuchung auf dem Heimbereich lag.

Diskussionsgruppen und zwei Experimente zeigen, dass statisches farbiges Licht gegenüber weissem Licht das Hörerleben von Musik im Heimbereich verbessert. Zudem kann dynamisches Lichtverhalten zur Musik diesen Effekt verstärken; dieses hängt aber stark von der tatsächlichen Implementation des Verhaltens ab.

Altinsoy, M.E.

• Qualitätsbeurteilung von Motorstart- und Leerlaufgeräuschen
  M.E. Altinsoy and R. Freitag
[A]

Eine interessante Frage ist, wie die Menschen eine gesamte Beurteilung für die zeitlich veränderlichen Signale bilden. Wie gewichten wir einzelne Bereiche bei der Gesamtbeurteilung, wenn die Signale klar trennbare zwei unterschiedlich zeitliche Bereiche besitzen? Die Fahrzeuge weisen unterschiedliche zeitlich stationäre und instationäre Geräusche auf. Die Betriebszustände Motorstart (instationär) und Leerlauf (quasi-stationär) sind zwei Beispiele dafür. Sie haben einen engen funktionellen Zusammenhang. Deswegen hören wir öfter die Geräusche der beiden Betriebszustände hintereinander. Was sind die relativen Beiträge von einzelnen Geräuschen bei dem Gesamtqualitätsurteil, wenn die Fahrer diese beiden Geräusche hintereinander hören und ein Gesamtqualitätsurteil bilden,? Um dies analytisch zu untersuchen, werden Tests mit Versuchspersonen durchgeführt. In diesen Experimenten werden die Betriebszustände sowohl einzeln dargeboten und bewertet als auch zusammen. Im Vortrag werden die Ergebnisse dieser Experimente vorgestellt und diskutiert.

• Einfluss des audiotaktilen Feedbacks auf die Qualität von Touchscreens für Digital Audio Workstations
  M.E. Altinsoy and S. Merchel
[A]

Touchscreens gewinnen heutzutage als Eingabegeräte immer mehr an Bedeutung. Die Anwendungen variieren von Fahrkartenautomaten bis zu Navigationsgeräte. Sie bieten neue Interaktionsmöglichkeiten für PC-Anwendungen, Handys und Spielkonsolen. Kritische Punkte sind das fehlende oder schlechte auditive und taktile Feedback oder mangelnde Anpassung der Software. Weitere interessante Anwendungsgebiete für Touchscreens finden sich im Bereich der Audiobearbeitung. Die Definition und Gestaltung von Bewegungspfaden für Schallquellen bei WFS-Systemen wird häufig über Touchscreens durchgeführt. Gleichzeitig ersetzen Touchscreens physikalische Schieberegler, Drehregler oder Tasten bei Mischpultapplikationen. Insbesondere fehlendes taktiles Feedback verursacht Kundenunzufriedenheit.

Die Erweiterung von Touchscreens mit multimodalem Feedback unter Ausnutzung von Kenntnissen der multimodalen Interaktion gibt uns eine Möglichkeit um die oben erwähnten Limitierungen zu beseitigen. Diese Arbeit behandelt die Qualitätsverbesserung bei Touchscreenanwendungen durch audiotaktiles Feedback. Der Schwerpunkt des Beitrags liegt auf Audioverarbeitungsaufgaben. Verschiedene audiotaktile Feedbackvariationen werden in einem multimodalen Versuch verglichen. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Qualitätssteigerung für Touchscreenanwendungen unter Verwendung von audiotaktilem Feedback.

• Wahrnehmungsmerkmale von Ganzkörperschwingungen
  M.E. Altinsoy
[A]

In der klassischen Psychoakustik beschreiben die Versuchspersonen von ihr wahrgenommene Hörereignisse bezüglich der jeweils interessierenden Merkmale (z.B. Lautheit, Halligkeit, Hörereignisrichtung). Hörereignismerkmale können zeitlich, räumlich und eigenschaftlich bestimmt werden. Obwohl schon einige grundlegende psychophysikalische Eigenschaften der Ganzkörperschwingungswahrnehmung untersucht worden sind, sind die Wahrnehmungsmerkmale für Ganzkörperschwingungen bisher unbekannt. Der Mensch ist im Alltag vielfältigen Ganzkörperschwingungen ausgesetzt, die vorwiegend in Fahrzeugen, Flugzeugen und musikalischen Vorstellungen (Konzertsaal) auftreten. Die spektralen und zeitlichen Strukturen der Schwingungssignale spielen eine wichtige Rolle für die Beurteilung von Ganzkörperschwingungen. In dieser Arbeit wurden zwei Versuchsreihen durchgeführt um die grundlegende Merkmale für Ganzkörperschwingungen zu bestimmen. Zunächst wurde mit Hilfe von repräsentativ ausgewählten Ganzkörperschwingungssignaltypen (Sinusschwingungen, rauschen, impulsartige und modulierte Schwingungen) eine erste Versuchsreihe durchgeführt. Hier schilderten nicht vorgebildete (Schwingungswahrnehmung) Versuchspersonen in einem freien Interview sämtliche taktil wahrnehmbaren Eindrücke unter dem Einfluss von Ganzkörperschwingungen. Dabei konnten 38 verschiedene Begriffe zur Beschreibung gefunden werden. Anschließend wurden die von allen Versuchspersonen benutzten Begriffe in einer zweiten Versuchsreihe global auf ihre Eignung bewertet. Bei der Bewertung der Begriffe wurde eine Skala von 1 für "überhaupt nicht geeignet" bis 5 für "sehr gut geeignet" verwendet. Für die verwendeten Signaltypen entstand ein präzisiertes Beschreibungssystem. Es besteht aus 7 Begriffen: holprig, zittrig, tickend, summend, ratternd, schlagend und wellig.

• Frequenzwahrnehmung von Ganzkörperschwingungen im Vergleich zur auditiven Wahrnehmung I
  M. Stamm, M.E. Altinsoy and S. Merchel
[A]

Die Frequenzwahrnehmung ist eine grundlegende Eigenschaft des menschlichen Gehörs und spielt eine wichtige Rolle bei unterschiedlichen technischen Anwendungen (Hörhilfen, digitale Audiocodierung, Lokalisationsmodelle, Lautheitsberechnungen, usw.). Diese Arbeit zeigt, dass es unterschiedliche Ähnlichkeiten zwischen der auditiven und taktilen Frequenzwahrnehmung gibt. In dieser Arbeit wurde die Frequenzwahrnehmung von vertikalen Ganzkörperschwingungen beim sitzenden Menschen untersucht. Im Mittelpunkt der Betrachtungen steht dabei die Frequenzselektivität, die die Fähigkeit des Menschen bezeichnet, zwei gleichzeitig dargebotene Vibrationen getrennt voneinander wahrzunehmen. Die Ergebnisse einer entsprechenden Untersuchung sollen auf eventuelle Hinweise geprüft werden, nach denen die Aufnahme und Weiterleitung der vibratorischen Reize über voneinander unabhängig arbeitende Filter bzw. Kanäle erfolgt. Unter Berücksichtigung von Erkenntnissen und Messverfahren aus der Psychoakustik, aber auch aus der vibrotaktilen Wahrnehmungsforschung, wurde ein für die Untersuchung geeignetes Maskierungsexperiment ausgewählt. In diesem Experiment konnte der Einfluss von drei maskierenden, schmalbandigen Rauschsignalen auf die Verschiebung der Fühlschwelle von sieben sinusoidalen Testsignalen bestimmt werden. Als Haupteffekt stellte sich heraus, dass ein Schmalbandrauschen mit einer Mittenfrequenz von fc=31.5 Hz sowohl die tiefen als auch die hohen Testsignalfrequenzen maskieren kann. Die Rauschsignale mit fc=63 Hz und 160 Hz sind vor allem für die effiziente Verdeckung der höheren Frequenzen geeignet.

• Frequenzwahrnehmung von Ganzkörperschwingungen im Vergleich zur auditiven Wahrnehmung II
  M.E. Altinsoy, M. Stamm and S. Merchel
[A]

Der Mensch ist im Alltag vielfältigen Ganzkörperschwingungen ausgesetzt, die vorwiegend in Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen und musikalischen Vorstellungen (Konzertsaal) auftreten. Die spektralen und zeitlichen Strukturen der Schwingungssignale spielen eine wichtige Rolle für die Beurteilung von Ganzkörperschwingungen. Dazu gehört an erster Stelle die Wahrnehmung der Frequenz.

Das Gehör verhält sich wie ein zeitvarianter Fourieranalysator. Durch die Arbeiten der Psychoakustiker kennt man heute grundlegende Informationen über die auditive Frequenzwahrnehmung und Frequenzselektivität. Der Begriff Frequenzselektivität bezeichnet die Fähigkeit des auditorischen Systems, die Komponenten eines komplexen Klanges zu separieren. Es gibt unterschiedliche Ansätze zur Ermittlung der Form der auditorischen Filter, z.B. Power-Spektrum-Model, Tuningskurven oder Notched-Noise-Methode.

In dieser Arbeit, ausgehend von diesen Kenntnissen, wurde die Wahrnehmung von Ganzkörperschwingungsfrequenzen untersucht. Aus den Untersuchungen konnte eine Vielzahl von Erkenntnissen gewonnen werden (z.B. JNDF, Frequenzselektivität und Maskierungseffekte). In diesem Beitrag werden diese neuen Erkenntnisse aus dem Ganzkörperschwingungsbereich vorgestellt und mit den Erkenntnissen aus der auditiven Wahrnehmung verglichen.

• Multisensorische Interaktion im Fahrzeug: Audio-Taktile Intensitätswahrnehmung
  S. Merchel, M.E. Altinsoy and A. Leppin
[A]

Die Interaktion von auditiver und taktiler Wahrnehmung spielt eine wesentliche Rolle z. B. bei der Bewertung von Fahrzeugvibrationen und -geräuschen. Im Automobil treten unter anderem stark gekoppelte sinusförmige Schwingungen und tonale Schalle auf.

Dieser Beitrag diskutiert den Einfluss von Ganzkörperschwingungen auf die Lautheitswahrnehmung. Ebenso wird der Einfluss von akustischen Reizen auf die Intensitätswahrnehmung von Ganzkörperschwingungen untersucht. Dazu werden sinusoidale akustische und vibratorische Stimuli verwendet. Der akustische Stimulus wird diotisch über geschlossene Kopfhörer wiedergegeben. Für die Reproduktion von Ganzkörperschwingungen kommt ein elektrodynamischer Schwingstuhl zum Einsatz.

Es wurden zwei Experimente durchgeführt. Die Versuchsperson hatte dabei die Aufgabe einen bimodalen Stimulus bezüglich der wahrgenommenen Lautheit oder Vibrationsintensität an einen unimodalen Referenzstimulus anzugleichen. Das erste Experiment zeigt den signifikanten Einfluss von Ganzkörperschwingungen auf die Lautheitswahrnehmung. Ein tieffrequenter akustischer Stimulus wird lauter wahrgenommen, wenn gleichzeitig ein vibratorischer Stimulus mit gleicher Frequenz vorliegt. Dieser Effekt ist unabhängig von der Vibrationsstärke. Das zweite Experiment zeigt den Einfluss von akustischen Signalen auf die wahrgenommene Vibrationsintensität.

• Vibroakustische Untersuchungen an aktiven Handprothesen
  A. Dittrich, M.E. Altinsoy and J. Landgraf
[A]

Moderne Handprothesen sind in der Lage, die natürliche Funktion und Beweglichkeit teilweise naturgetreu durch entsprechende Mechanismen, elektrische Antriebe und Stellelemente nachzubilden. Diese erzeugen unnatürliche, technische Geräusche, welche das Fremdkörpergefühl für den Patienten verstärken können und ggf. zu einer Minderbenutzung der Prothese führen kann, was den ungünstigsten Fall aus physiologischer Sicht darstellt. Die typischen Geräusche variieren mit Typ und Bauart der Prothese, sowie der Bewegungsform und Geschwindigkeit. Sie resultieren im Allgemeinen aus der Überlagerung und Weiterleitung der Geräusche der Einzelkomponenten. Insbesondere Antriebs- bzw. Servomotoren werden als wesentliche Geräuschquellen angesehen.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde bei einer Prothese eine Transferpfadanalyse vorgenommen. Zuerst wurde die Schallentstehung am Motor analysiert. Anschließend wurden sowohl Luft- als auch Körperschallmessungen durchgeführt, um die Übertragungswege und das Schallabstrahlungsverhalten der Prothese zu charakterisieren.

Um eine Abschätzung der akustischen Anforderungen an eine Prothese zu erlangen, wurde eine Patientenbefragung zur vorhandenen Geräuschwahrnehmung sowie zur persönlichen Erwartungshaltung an das Geräuschverhalten der Prothese durchgeführt. Zusätzlich wurden die synthetisch erzeugte Geräusche bezüglich der Feedbacktauglichkeit und der Angenehmheit bewertet. Die Ergebnisse stellen eine Grundlage für konstruktive Veränderungen zukünftiger Prothesen zugunsten der Angenehmheit der Geräusche dar.

Alzugaray, R.A.

• Force and Velocity Field Distribution on Drainage Pipes Excited by Two-Phase Flow
  R.A. Alzugaray and B.A.T. Petersson
[A]

Drainage networks are a significant source of noise pollution in apartment housing due to the injection of air as a consequence of water discharges from installed appliances. The fluid-pipe wall interaction governs the vibratory behavior of drainage pipes and makes them an active structure with the ability to transmit power into attached passive structures and impart power to fluid environments perceived as audible noise.
In the present paper, on route towards a proper structure-borne sound source characterization of drainage pipes exited by two-phase flow regime, experimental and numerical results of the force and velocity field on the pipe wall surface are analyzed as relevant quantities attributed to the flow-induced vibrations and the acoustic radiation from the surface.

André, E.

• SSI/ModelUI – A Tool for the Acquisition and Annotation of Human Generated Signals
  J. Wagner, E. André, M. Kugler and D. Leberle
[A]

The modelling and simulation of human behaviour during conversations with other humans is crucial for more natural human-computer interaction. This requires the analysis of human generated data recorded in such situations. Since humans express their feeling and intensions through a large number of channels, e.g. speech, mimic or posture, these corpora must include various types of signals. The synchronized recording and analysis of multiple signals, however, is not a trivial task and requires the use of tailored tools. In this paper we introduce a software component, called SSI/ModelUI, which supports the acquisition and annotation of multimodal corpora. In fact, the tool also allows the building of data driven models based on the labelled segments, which can be used with an online classifier. This way, the tool combines the tasks of recording, annotation and training in a single application.

Anemüller, J.

• Audio-visuelle Identifikation ungewöhnlicher Ereignisse – das DIRAC Projekt
  J. Anemüller, J.-H. Bach, L. van Gool, M. Havlena, H. Kayser, W. Moreau, T. Pajdla and S. Wabnik
[A]

Das von der EU geförderte Projekt DIRAC (''Detection and Identifikation of Rare Audio-Visual Cues'') hat zum Ziel, in audio-visuellen Szenarien Situationen zu identifizieren, die unerwartete Ereignisse enthalten. ''Unerwartet'' bezieht sich hier darauf, dass die identifizierten akustischen und visuellen Objekte sich nicht zu einer kongruenten Gesamtszene fusionieren lassen, da ''Widersprüche'' wie z. B. ungewöhnliche und nicht-kongruente Positionen oder Identitäten akustischer und visueller Objektanteile existieren. Diese Fragestellung ist in verschiedenen Monitoring Anwendungen relevant, etwa zur Überwachung hilfsbedürftiger Personen in Wohnumgebungen, sowie im Sicherheitsbereich. Zur Untersuchung mit realen Daten wurde die mobile audio-visuelle Plattform AWEAR konstruiert, die Vierkanalmikrophonie mit omnidirektionen Stereokameras kombiniert. In diesem Beitrag werden theoretische und technische Aspekte der Verarbeitung so gewonnener Szenen vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der akustischen Szenenanalyse mit Lokalisations- und Klassifikationsmethoden. Die audio-visuellen Aufnahmen sind für Forschungszwecke frei verfügbar unter www.diracproject.org.

• Robustheit automatischer Spracherkennung mit Amplitudenmodulationsspektrogrammen
  N. Moritz, B.T. Meyer, J. Anemüller and B. Kollmeier
[A]

Heutige automatische Spracherkennersysteme erreichen bei weitem nicht die Leistung des menschlichen Gehörs, wenn sie in akustisch schwierigen Bedingungen, wie etwa störgeräuschbehafteten oder halligen Umgebungen, eingesetzt werden. In diesem Beitrag wird zur Erhöhung der Robustheit der Ansatz einer am Gehör orientierten Musterextraktion durch Amplitudenmodulationsspektrogramme (AMS) verfolgt. Diese sind motiviert durch psycho-physische und neuro-physiologische Erkenntnisse über die Verarbeitung von Amplituden-Modulationen im auditorischen System von Säugetieren. Mit den AMS wird die Verarbeitung von Modulationsfrequenzen durch den Menschen simuliert, indem für jeden Frequenzkanal der Kurzzeitspektralanalyse zusätzlich auch das Modulationsspektrum bestimmt wird. Die Standard-Merkmale in der automatischen Spracherkennung (ASR) sind die Mel-Frequency Cepstral Coefficients (MFCC), welche mit der Mel-Filterbank und dem logarithmierten Spektrum eine grobe Repräsentation des auditorischen Systems zeigen. Da jedoch die AMS ein detaillierteres Modell der auditorischen Verarbeitung darstellen, erscheint die Nutzung der AMS als Merkmalsvektoren zur ASR als sinnvoll. Es wird untersucht, ob diese Merkmale in Verbindung mit einer Klassifikation durch Hidden Markov Modelle (HMM) besonders unter schwierigen akustischen Bedingungen, wie Rauschen und Nachhall, Vorteile bieten. Zudem werden Aspekte der technischen Umsetzung diskutiert, beispielsweise wie die Länge der Merkmalsvektoren geeignet reduziert werden kann, da diese je nach Wahl der AMS Parameter sehr groß werden können.

Angster, J.

• Einfluss des Zinkmaterials auf den Klang der Lippenorgelpfeifen
  J. Angster, J. Schell, N. Manrique Ortiz and A. Miklos
[A]

• Experimentelle Untersuchungen des aus der Kernspalte eines Pfeifenfußmodells austretenden Luftbands
  H. Außerlechner, T. Trommer, J. Angster and A. Miklos
[A]

• Temperaturgradienten in einer Pfeifenorgel: Simulation und Messung
  S. Pitsch, S. Holmberg and J. Angster
[A]

Die Verstimmung von Pfeifenorgeln auf Grund von Änderungen der Raumtemperatur ist ein bekanntes Phänomen im Orgelbau. Die absoluten Frequenzänderungen einzelner Pfeifen sind in der Regel nicht hörbar, wohl aber Schwebungen, die zwischen mehreren gleichzeitig klingenden Pfeifen auftreten. Vor allem im Winter entstehen beim schnellen Beheizen einer Kirche vor einer Veranstaltung unterschiedliche Temperaturzonen im Orgelgehäuse, die solch störende Verstimmungen verursachen. Am Beispiel der St. Martinskirche in Oberesslingen wurde dies bereits durch Messungen bestätigt. Im Rahmen eines von der DFG finanzierten Forschungsprojektes wurde an der technischen Universität in Stockholm ein Computermodell dieser Kirche und der darin befindlichen Orgel entwickelt und anhand der erwähnten Messergebnisse validiert. Die einzelnen Orgelwerke mit den darin befindlichen Pfeifen wurden dabei durch Zonen gleichen Volumens und mit porösen Eigenschaften ersetzt. Das erste Teilziel der Studie war die Simulation von Strömungsmustern und Temperaturverteilungen in der Orgel bei beheizter Kirche. Im Anschluss daran wurden verschiedene Ventilationssysteme für eine bessere Durchmischung der Luft im Orgelgehäuse entworfen, in das Modell integriert und deren Einfluss auf die Temperaturverteilung untersucht.

Annibale, P.

• Zusammenhänge zwischen wellen- und geometriebasierten Darstellungen von Schallfeldern
  P. Annibale and R. Rabenstein
[A]

Für die Darstellung von Schallfeldern gibt es eine Reihe von Darstellungen, die teilweise auf der Wellennatur des Schalls und teilweise auf Analogien zur Strahlenoptik beruhen. Zu den wellen-basierten Darstellungen gehören die akustische Wellengleichung, Integraldarstellungen mit der Greenschen Funktion und Entwicklungen in zirkuläre und sphärische Harmonische. Geometrie-basierte Methoden umfassen Ray Tracing und Beam Tracing und verschiedene Erweiterungen davon. Die Beziehungen zwischen diesen Darstellungen sind wenig bekannt. Dieser Beitrag stellt einige Zusammenhänge zwischen wellen- und geometriebasierten Darstellungen aus der Sichtweise der mehrdimensionalen Systemtheorie her. Die Beschreibung akustischer Signale im Zeit- und Ortsbereich und in den zugeordneten Frequenzbereichen eröffnet Möglichkeiten für geometrische Interpretationen. Ihre Formulierung stellt die gesuchten Zusammenhänge zwischen wellen- und geometriebasierten Methoden her.

Antweiler, C.

• Der perfekte Sweep - Ein neues Anregungssignal zur adaptiven Systemidentifikation zeitvarianter akustischer Systeme
  A. Telle, C. Antweiler and P. Vary
[A]

Zur Identifikation und Nachverfolgung zeitvarianter Systeme werden meist wie z.B. beim Normalized Least Mean Square (NLMS) Algorithmus adaptive Filter verwendet. Dabei hat das eingesetzte Anregungssignal entscheidenden Einfluss auf die Leistungsfähigkeit der Systemidentifikation.

Wie in der Literatur (Antweiler 1995) gezeigt wurde, sind sog. perfekte Sequenzen das im Sinne einer maximalen Konvergenzgeschwindigkeit optimale Anregungssignal für den NLMS Algorithmus. Das entscheidende Merkmal dieser periodischen Signale ist ihre perfekte periodische Autokorrelation (PAKF), bei der alle Nebenwerte identisch Null sind.

Beim Entwurf geeigneter Anregungssignale wird üblicherweise eine hohe Energieeffizienz angestrebt. Binäre und spezielle ternäre Pseudo-Rauschsequenzen erfüllen diese Forderung zumindest in der Theorie optimal bzw. annähernd optimal. Müller und Massarani konnten 2001 allerdings zeigen, dass Sweeps bei realer Audio-Hardware weniger Verzerrungen provozieren als solche Pseudo-Rauschsequenzen und deshalb wegen der effektiv besseren Energieeffizienz vorzuziehen sind. Jedoch besitzen Sweeps in der Regel keine perfekte PAKF.

In diesem Beitrag wird die Konstruktion einer neuen Klasse von Sweeps, sog. perfekter Sweeps vorgestellt. Perfekte Sweeps besitzen eine perfekte PAKF und können somit perfekte Sequenzen ohne weitere Anpassungen der Anwendung ersetzen. Dabei profitiert die Anwendung direkt von den günstigen von Müller und Massarani beschriebenen Eigenschaften von Sweeps. Perfekte Sweeps können dabei in beliebigen Längen effizient erzeugt werden.

Aoki, Y.

• Möglichkeiten zur Berechnung der Schalldämmung dünner Platten
  R. Piscoya, Y. Aoki, M. Ochmann and W. Maysenhölder
[A]

In einem gemeinsamen DFG-Projekt werden verschiedene Möglichkeiten zur Berechnung der Schalldämmung untersucht. Die Ermittlung des anregenden Schallfeldes, der Plattenbewegung und des abgestrahlten Schalls stellen Teilaufgaben dar, die auf mehrere verschiedene Arten gelöst werden können: mit FEM und BEM, (halb-)analytisch, näherungsweise oder (wenigstens im Prinzip) exakt, direkt oder iterativ, mit modalen oder polynomialen Basisfunktionen zur Beschreibung der Plattenbewegung. Ausgewählte Kombinationen solcher Methoden werden einander gegenübergestellt. Neu scheint der Versuch zu sein, die ''blocked-pressure''-Näherung iterativ zu verbessern, d. h. die vernachlässigte Fluidlast (''fluid loading'') wenn nötig schrittweise zu berücksichtigen. Entsprechend einer physikalisch motivierten Gebietszerlegung (''domain decomposition'') erfolgen die Luft- und Körperschallberechnungen dabei getrennt und nacheinander. Das Konvergenzverfahren dieses iterativen Verfahren wird in diesem und vertieft in zwei weiteren Beiträgen näher untersucht.

• Iterative Determination of the Sound Transmission Loss of Rectangular Thin Plates
  Y. Aoki and W. Maysenhölder
[A]

Iterative schemes and domain decomposition are attractive methods for solving large-scale computational systems. With regard to sound transmission problems it appears as a natural choice to perform separate calculations in each fluid and solid domain and connect them in an iterative manner. However, it is known that a straightforward realization of this procedure may diverge. Several possibilities to overcome this problem are investigated in this paper. Since increase of plate damping reduces the frequency bands with divergent behavior, the introduction of additional damping, which is compensated for somewhere else in the scheme, seems to be a promising strategy. In mathematical terms this physical idea corresponds to the splitting method. The latter can also be used to avoid computationally expensive matrix inversions. The difficulty lies in the optimal choice of the free parameters of the auxiliary matrix. Considerably less parameters, typically one or two, have to be optimized, if relaxation techniques are applied. Such relaxation parameters can even be used for modifications of the physical continuity conditions at the fluid-solid interfaces. If the original conditions are replaced by suitable linear combinations of them, the iteration will converge.

• Berechnung der Schalldämmung: einfache Näherungen und iterative Bestimmung für unendliche homogene Platten
  W. Maysenhölder and Y. Aoki
[A]

Die Schalldämmung einer unendlichen homogenen dünnen Platte bei Anregung durch eine ebene Welle ist - auch bei Anisotropie und Vorspannung - analytisch exakt bekannt. Zwischen der exakten Lösung und einfachen Näherungen, z. B. der ''blocked-pressure''-Näherung, die die Fluidlast (''fluid loading'') vernachlässigt, existieren bemerkenswerte einfache Beziehungen. Allerdings sind diese Beziehungen in der Regel auf endliche Platten nicht anwendbar. Versucht man stattdessen, eine entsprechende einfache Näherung für endliche Platten mittels iterativer Methoden, bei denen Luft- und Körperschallberechnungen getrennt und nacheinander erfolgen, zu verbessern, können Konvergenzprobleme auftreten. Was sind die Ursachen und wie vermeidet man sie? Die - bei unendlichen Platten eigentlich unnötige - analytische Formulierung und Ausführung iterativer Verfahren soll einerseits mathematische Strukturen aufzeigen und andererseits zur physikalischen Interpretation anregen, um schließlich zu einem tieferen Verständnis der iterativen Schalldämmungsbestimmung zu gelangen. Dies könnte wiederum für den allgemeinen Fall endlicher (auch inhomogener) Platten, bei dem keine analytische Lösung verfügbar ist, nützlich sein. Der einfache Fall unendlich dünner Platten ist dafür gut geeignet, weil selbst hier Divergenz auftritt und verschiedene Gegenmaßnahmen - von zusätzlicher Dämpfung bis zu modifizierten Stetigkeitsbedingungen an den Grenzflächen zwischen Platte und Fluiden - exemplarisch veranschaulicht werden können.

Appell, J.-E.

• Lautheitsabhängige Sprachverständlichkeit - Objektive Kommunikationsbewertung in einem Fahrzeuginnenraum
  R. Kühler, J. Rennies, J.-E. Appell and B. Kollmeier
[A]

Durch die immer wichtiger werdende Rolle von akustischen Kommunikations- und Entertainment-Elementen im Automobil kommt der Verständlichkeit von Sprache eine wachsende Bedeutung zu. In der Regel erreicht man gute Sprachverständlichkeit durch ein ausreichend hohes Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), was bei gleicher Verständlichkeit für Schwerhörende meist deutlich höher als für Normalhörende liegen muss. In der Praxis kann sich allerdings das Problem ergeben, dass dafür ein Sprachpegel erforderlich wäre, der zu unangenehm lauter Wiedergabe führen würde - beispielsweise durch einen hohen Störgeräuschpegel bei hoher Geschwindigkeit. In solchen Fällen ist eine Modellierung von Sprachverständlichkeit und Lautheitswahrnehmung unerlässlich. Daher wurde eine kombinierte Modellierungsumgebung (SIP-Toolbox) entwickelt, in der Sprachverständlichkeits- und Lautheitsmodelle für beliebige Signale und Übertragungswege verglichen werden können. Neben den standardisierten Maßen wie dem Sprachverständlichkeitsindex (SII) und dem Sprachübertragungsindex (STI) sind auch neuere Modelle enthalten, die einige Defizite der Standardverfahren überwinden und beispielsweise auch für modulierte Störsignale oder binaurales Hören anwendbar sind. Die SIP-Toolbox ermöglicht einen einfachen Vergleich aller Verfahren zur Sprachverständlichkeitsvorhersage. In gleicher Weise sind auch verschiedene Lautheitsmodelle integriert. Die durch die SIP-Toolbox gewonnenen kombinierten Vorhersagen für Lautheit und Sprachverständlichkeit wurden durch Messungen validiert. Sie können Aufschluss darüber geben, wann eine Erhöhung des Sprachpegels keine zufriedenstellende Lösung mehr bietet und komplexere Signalverarbeitungsstrategien im Automobil vorteilhaft sein können.

Arbter, B.

• Simulation des akustischen Lebenszyklus offenporiger Fahrbahnbeläge
  B. Arbter, B. Ahrenholz, W. Ressel and M. Krafczyk
[A]

Die akustische Lebensdauer lärmmindernder offenporiger Fahrbahnbeläge ist stark von der Verschmutzung der Porenstruktur abhängig und hinkt in der Regel der bautechnisch wirtschaftlichen Lebensdauer hinterher. Eine Verzögerung oder Veränderung der Schmutzanfälligkeit kann die akustische Wirksamkeit um Jahre verlängern und somit die Wirtschaftlichkeit dieses Straßenbelags deutlich erhöhen. Für ein grundlegendes Verständnis der Verschmutzungsvorgänge in der Deckschicht soll auf der Porenskala die Infiltration von Wasser unter Berücksichtigung des Partikeltransports in die Fahrbahndecke numerisch simuliert und die Auswirkungen auf die akustischen Eigenschaften untersucht werden. Mittels eines validierten Modells können später Einflüsse, wie z. B. die durch Verschmutzung veränderten Oberflächeneigenschaften oder der zeitliche Ablauf der Verschmutzung unter variierenden Randbedingungen, untersucht und daraus schließlich Ansätze erarbeitet werden, die diese Einflüsse minimieren oder sogar nachhaltig umkehren. In diesem Beitrag wird zunächst die digitale Rekonstruktion der Porengeometrie aus röntgentomographisch erfassten Bildern gezeigt. Anschließend werden die daraus ableitbaren akustisch relevanten Parameter für unverschmutzte und verschmutzte offenporige Asphaltdeckschichten dargestellt. Weitere Parameter werden durch numerische Simulation auf der Porenskala bestimmt. Der Vergleich numerisch berechneter Parameter mit real gemessenen Parametern lässt Rückschlüsse auf die Validität der numerischen Modelle zu. Weiter wird - je nach Stand der Arbeiten - der Fortschritt bei der Modellierung und Simulation des Verschmutzungsprozesses dargestellt.

Arendt, I.

• Vergleich der Verfahren zur Ermittlung der Umgebungskorrektur nach DIN EN ISO 3744 an einer Modellmaschine
  I. Arendt
[A]

Die Ermittlung des Schallleistungspegels einer Maschine in situ wird insbesondere durch das Fremdgeräusch anderer Schallquellen und durch die Reflexionen des von der Maschine abgestrahlten Schalls an den Raumbegrenzungsflächen und an anderen Oberflächen erschwert. Während in vielen Fällen in der Praxis der Einfluss des Fremdgeräusches durch Abschalten der anderen Schallquellen eliminiert bzw. durch Anwendung der einfach zu bestimmenden Fremdgeräuschkorrektur weitestgehend aufgehoben werden kann, ist der schalldruckpegelerhöhende Einfluss der Schallreflexionen im Raum nicht so leicht zu berichtigen. Zunächst muss die Höhe der Raumrückwirkungen bestimmt werden, um damit die gemessenen Schalldruckpegel zu korrigieren. Bei Anwendung der verschiedenen zugelassenen Verfahren zur Ermittlung der Umgebungskorrektur erhält man voneinander abweichende Resultate. In einem Projekt der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin wurden die nach den Korrekturverfahren der DIN EN ISO 3744 bestimmten Umgebungskorrekturen miteinander verglichen. Dafür wurden die Verfahren bei der Ermittlung des Schallleistungspegels an einer Modellmaschine angewandt und einander gegenübergestellt. Die Modellmaschine wurde in Räumen mit unterschiedlicher Charakteristik aufgestellt. Die Untersuchungsergebnisse weisen gegenüber dem Referenzwert vielfach deutliche Abweichungen auf, die über der für eine Messung der Genauigkeitsklasse 2 angegebenen Messunsicherheit von 1,5 dB liegen.

Aretz, M.

• Perceptual Comparison of Measured and Simulated Sound Fields in Small Rooms
  M. Aretz and L. Jauer
[A]

Sound field simulations in small rooms, which are conducted by means of energy based geometrical acoustics simulation tools, generally suffer from a physically inaccurate representation of the low to mid frequency range where the sound field is dominated by just a few distinct eigenmodes. In order to alleviate this problem we developed a combined wave- and ray-based simulation approach, where the frequency range below the Schroeder frequency is simulated by a finite element approach (in order to realistically capture the model structure of the sound field) and the frequency range above is simulated using a hybrid geometrical acoustics approach. By means of extensive subjective listening tests the present study investigates if the presented combined approach yields ''more realistic'' simulation results than are obtained with purely geometrical acoustics simulation tools. We therefore carried out measurements and simulations in three differently sized small rooms with largely varied acoustic characteristics. In the listening tests a perceptual comparison of measured and simulated sound fields (both with the combined and a GA-only approach) was carried out, where the listeners were asked to assess the similarity between measured and differently simulated results as well as the perceived realism of the sound stimuli.

Arweiler, I.

• Monaural and binaural benefit from early reflections for speech intelligibility
  I. Arweiler, J. Buchholz and T. Dau
[A]

The auditory system takes advantage of early reflections (ER) in a room by integrating them with the direct sound (DS) and thereby increasing the effective speech level. The present study quantifies the benefit from ER compared to the DS in different noise conditions and investigates if this benefit is due to monaural or binaural mechanisms. Monaural and binaural speech intelligibility tests were performed with 9 normal-hearing listeners in a loudspeaker-based virtual auditory environment. The Danish sentence test Dantale II was presented from a loudspeaker at 0 azimuth and speech intelligibility was measured either in diffuse speech shaped noise (SSN) or with directional SSN, multi talker babble and reversed speech at 90 azimuth. Different signal-to-noise ratios were obtained by changing the DS level of the speech signal, the ER level, or both together. Increased ER energy improved speech intelligibility but the effect was smaller than for increased DS energy. The benefit from ER did neither depend on the type of interferer nor on the listening mode (monaural or binaural). For the SSN no binaural processing other than a summation of the signals at the two ears could be observed. For the modulated interferers, however, listeners showed an additional binaural benefit.

Augustin, E.

• Pegeldifferenz gekippt-geöffneter Fenster bei Fluglärm – Messungen nach DIN EN ISO 140-5 Gesamt-Lautsprecher-Verfahren
  C. Maschke, R. Volz, A. Jakob and E. Augustin
[A]

Der durch Fluglärm hervorgerufene Innenraumpegel wird in Deutschland nicht für jeden Wohnraum individuell bestimmt, sondern durch die Berücksichtigung eines typischen Pegelunterschiedes zwischen außen und innen von 15 dB(A) aus Pegelprognosen ermittelt (Fluglärmgesetz). Zur Begründung dieses Ansatzes wird einerseits auf die VDI 2719 andererseits auf nicht normgerechte Messungen der DLR verwiesen. Eine typische Schallpegeldifferenz von 15 dB wurde bereits im Jahr 2006 von Augustin et al. aufgrund von Berechnungen in Frage gestellt. Sie errechneten für Fluglärm eine typische Schallpegeldifferenz für ein gekippt geöffnetes Fenster von 13 dB (vgl. ZfL 2006 (3)). Zur Klärung der Unstimmigkeit hat FBB-Maschke Messungen nach DIN EN ISO 140-5 Gesamt- Lautsprecher-Verfahren mit geschlossenen und gekippt geöffneten Fenstern in realen Wohnräumen durchgeführt. Die Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.

Aumann, A.

• Zum Begriff des 'Trommelfellschalldrucks' – eine Neubetrachtung unter Verwendung Finiter Elemente
  H. Hudde and A. Aumann
[A]

Bekanntlich ist die Angabe des häufig als Referenzsignal verwendeten ''Trommelfellschalldrucks'' nicht ohne Weiteres möglich, weil der Schalldruck in der Realität über der Trommelfellfläche variiert. Die Schalldruckunterschiede nehmen zwar erst oberhalb von etwa 6 kHz praxisrelevante Werte von mehr als 2 dB an, werden jedoch extrem groß, wenn die Frequenz so groß ist, dass die erste Schalldruck-Nullstelle im Bereich des Trommelfells auftritt. Da die Schätzmethoden für den Trommelfellschalldruck in letzter Zeit auch für hohe Audiofrequenzen erheblich verbessert werden konnten, bekommt die Frage nach einer sinnvollen Definition des Trommelfellschalldrucks neue Relevanz. In der Vergangenheit wurde der Trommelfellschalldruck oft anhand eines Netzwerkmodells als Druck an einer am Umbo wirksamen ''Trommelfellimpedanz'' definiert. Dieser Druck entspricht damit nicht einem direkt messbaren Schalldruck, sondern einer aus Messergebnissen nur rechnerisch ableitbaren Größe. Durch Anwendung eines Finite-Elemente-Modells von Gehörgang und Mittelohr ist es möglich, die Definition des Trommelfellschalldrucks auf eine solide Basis zu stellen. Unter diesem Aspekt wurden der Schalldruck am Umbo, der mittlere Schalldruck in einem gewissen Bereich um den Umbo herum, der über das gesamte Trommelfell gemittelte Schalldruck und der Schalldruck im tympanomeatalen Winkel untersucht. Es zeigt sich, dass der Schalldruck im tympanomeatalen Winkel nach einer geringfügigen Korrektur gut als ''Trommelfellschalldruck'' geeignet ist.

Außerlechner, H.

• Experimentelle Untersuchungen des aus der Kernspalte eines Pfeifenfußmodells austretenden Luftbands
  H. Außerlechner, T. Trommer, J. Angster and A. Miklos
[A]

Babuke, G.

• Akustische Messung von reflexionsarmen Räumen Verfahren mit Einzel- und Multisinussignalen
  G. Babuke, K. Bay and T. Olschewski
[A]

Die Qualität eines Freifeldraumes wird hauptsächlich von den Eigenschaften der Schall absorbierenden Raumauskleidung bestimmt. Der Eignungsnachweis erfolgt durch eine Prüfung der Schalldruck-Pegelabnahme nach der Norm ISO 3745. Als Prüfschall werden Sinussignale sowohl von Einzeltönen als auch einer Mischung von Einzeltönen, die sich um mehr als ein Frequenzband voneinander unterscheiden, vorgegeben. Hierbei ist die Prüfschallquelle schrittweise über den gesamten Frequenzbereich bei den jeweiligen Terzmittenfrequenzen mit diskreten Frequenzen zu speisen. Der Multisinus ist als eine Methode zur wesentlichen Zeiteinsparung gegenüber der sequentiellen Abtastung jedes Einzeltones erlaubt. Es stellt sich aber die Frage, welchen Einfluss die Gestaltung des Multisinus auf die Messergebnisse hat und ob der genannte Frequenzbandabstand notwendig ist. Es Im Poster werden die Ergebnisse der draw away Messungen mit Einzeltönen denen mit Multisinustönen bei genau einem Frequenzbandabstand gegenüber gestellt und bewertet.

Bach, J.-H.

• Audio-visuelle Identifikation ungewöhnlicher Ereignisse – das DIRAC Projekt
  J. Anemüller, J.-H. Bach, L. van Gool, M. Havlena, H. Kayser, W. Moreau, T. Pajdla and S. Wabnik
[A]

Das von der EU geförderte Projekt DIRAC (''Detection and Identifikation of Rare Audio-Visual Cues'') hat zum Ziel, in audio-visuellen Szenarien Situationen zu identifizieren, die unerwartete Ereignisse enthalten. ''Unerwartet'' bezieht sich hier darauf, dass die identifizierten akustischen und visuellen Objekte sich nicht zu einer kongruenten Gesamtszene fusionieren lassen, da ''Widersprüche'' wie z. B. ungewöhnliche und nicht-kongruente Positionen oder Identitäten akustischer und visueller Objektanteile existieren. Diese Fragestellung ist in verschiedenen Monitoring Anwendungen relevant, etwa zur Überwachung hilfsbedürftiger Personen in Wohnumgebungen, sowie im Sicherheitsbereich. Zur Untersuchung mit realen Daten wurde die mobile audio-visuelle Plattform AWEAR konstruiert, die Vierkanalmikrophonie mit omnidirektionen Stereokameras kombiniert. In diesem Beitrag werden theoretische und technische Aspekte der Verarbeitung so gewonnener Szenen vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der akustischen Szenenanalyse mit Lokalisations- und Klassifikationsmethoden. Die audio-visuellen Aufnahmen sind für Forschungszwecke frei verfügbar unter www.diracproject.org.

Bachner, B.K.

• Numerische Bestimmung der Übertragungsmatrix von Mehrtor-Schalldämpfern von Fahrzeug-Abgassystemen
  B.K. Bachner
[A]

In der frühen Entwicklungsphase einer Fahrzeug-Abgasanlage werden durch die Definition von Position und Größe der Schalldämpfer sowie der Abgasreinigungskomponenten wesentliche akustische Eigenschaften festgelegt. Von besonderem Interesse sind die Auswirkungen dieser Vorgaben auf resonanz-bestimmte Überhöhungen des Mündungspegels. Ein praktikables Verfahren zur Abschätzung dieser Merkmale ist das Übertragungsmatrizenverfahren, welches auf einer 1-dimensionalen linear-akustischen Modellbildung der Wellenausbreitungsvorgänge beruht. Ist die Abgasanlage von 1-flutiger Bauform (Kaskade von Rohren und Komponenten zwischen einer Quelle und einer Mündung), kann ein mathematisches Modell durch sequentielle Multiplikation der Matrizen der einzelnen Zweitor-Elemente erhalten werden. Bei 2-flutiger Bauweise (Netzwerk mit mehr als einer Quelle und mehr als einer Mündung) ist die Modellbildung nicht mehr in einfacher Weise möglich. Gelingt es, die Übertragungsmatrix eines Mehrtor-Elements als Ersatzmodell für ein solches System zu finden, können bei Kenntnis der Abschlussimpedanzen die Resonanzfrequenzen bestimmt werden. Des Weiteren gestattet die Übertragungsmatrix eine einfache Beurteilung der Güte der Modellbildung, da diese Größe auch für Mehrtor-Elemente experimentell bestimmt werden kann. Es wird ein Verfahren vorgestellt, das ausgehend von der mathematischen Beschreibung eines Gesamt- oder Teilsystems mit netzwerkartiger Grundstruktur, die Herleitung der zugehörigen Übertragungsmatrix ermöglicht. Das Verfahren basiert auf einer Kondensation der vollständigen Systemmatrizen des betrachteten Schalldämpfersystems bei Elimination der inneren Freiheitsgrade und ist auch für aktive Systeme (innere Schallquellen) anwendbar.

Bader, R.

• Sound Generation in a Piano: Multichannel Measurements
  M. Kappel, M. Abel, R. Gerhard and R. Bader
[A]

Different types of vibrations produced by a grand piano were recorded simultaneously with a multichannel measurement. The aim is to investigate the characteristics of a piano such as the correlation function between certain vibrations and the nature of sound wave transmission within the instrument. The data aquisition of the vibrations was carried out by three different means: 1) self-constructed poleshoes placed over the piano strings, 2) piezo-crystals located at the piano bridge and on the resonance board and 3) a single capacitor microphone positioned over the instrument. The transfer and correlation functions of sound waves are calculated for various parts of the piano, which are crucial for the tone generation.

Bakardjiev, P.

• Tiefstfrequenzkalibrierung von dynamischen Druckaufnehmern
  M. Mende, H. Nicklich and P. Bakardjiev
[A]

Dynamische Druckaufnehmer finden in sehr unterschiedlichen Branchen und in unterschiedlichsten Bauformen Verwendung. Das Spektrum reicht dabei von der Medizintechnik (Blutdruckmessung, Atemüberwachung) über die Strömungstechnik (Abgasuntersuchungen, Flugzeugbau etc.) bis zur Messung von Infraschall (Flugüberwachung, Windkraftanlagen, Raumakustik, geophysikalische Vorgänge etc.). Mit dem hier vorgestellten Kalibriersystem können nahezu beliebige dynamische Druckaufnehmer im Frequenzbereich 0,1 Hz bis 31,5 Hz hochpräzise kalibriert werden (Messungenauigkeit 0,05 dB). Das System basiert auf einem Tieffrequenz-Druckgenerator, der in seiner Wirkungsweise einem Pistonfon ähnlich ist, jedoch den besonderen Anforderungen bei tiefen Frequenzen angepasst wurde. Innerhalb einer Messkammer wird ein Schalldruck mit Pegeln bis zu 124 dB durch einen elektrodynamisch angetriebenen Wellenbalg erzeugt. Die Messkammer ist dabei so groß ausgelegt, dass übliche Bauformen von Prüflingen vollständig aufgenommen werden können. Dies vermeidet die Probleme einer druckdichten mechanischen Adaptierung des Prüflings an die Messkammer und ist auch für die Berücksichtigung des Einflusses der Ventilationskapillare auf den Frequenzgang von Mikrofonen besonders wichtig. Als Bezugsnormal für die Vergleichskalibrierungen wird ein hochpräziser Differenzdrucksensor verwendet, der auf ein nationales Normal zurückgeführt ist. Ein Drucksensor als Bezugsnormal hat im Gegensatz zu Messmikrofonen den Vorteil, dass er bis zu 0 Hz einen linearen Frequenzgang besitzt. Während des Kalibriervorgangs werden Bezugsnormal und Prüfling zeitgleich demselben Schallfeld ausgesetzt. So können z.B. auch mehrere Prüflinge parallel kalibriert werden.

Bake, F.

• Optische Messung des Schalldruckes mittels Rayleighstreuung
  A. Rausch, A. Fischer, F. Bake and I. Röhle
[A]

Die Mikrofontechnik ist eine weit verbreitet Möglichkeit Schalldrücke zu erfassen. Sie hat jedoch den Nachteil eine Sondenmesstechnik und damit invasiv zu sein. Das Mikrofon muss entweder durch eine Bohrung in die Wand des akustischen Kanals eingebaut oder als Störkörper in das Schallfeld eingebracht werden. Ist das akustisch zu vermessende Objekt klein oder stellt es besondere Anforderung an das Mikrofon wie z.B. hohe Temperaturen wird dies häufig zum Problem. Eine nichtinvasive Messtechnik, die es ermöglicht Schalldrücke auch an schwer zugänglichen Stellen zu messen bzw. eine dreidimensionale Vermessung eines Schallfeldes ermöglicht ist daher wünschenwert. Rayleighstreuung ist eine optische Messtechnik, die es ermöglicht Dichteschwankungen und damit Druckschwankungen zeitlich und räumlich aufgelöst zu vermessen. Ein Laserstrahl beleuchtet den zu untersuchenden Messbereich. Die Intensität des in diesem Volumen gestreuten Lichtes ist direkt proportional der Dichte und kann durch Photomultiplier detektiert werden. Dadurch können bei konstanter Temperatur Druckschwankungen im kHz Bereich sichtbar gemacht werden. In einem aus Plexiglas bestehenden akustischen Kanal wurde ein Stehwellenfeld sowohl mit Mikrofonen als auch mittels Rayleighstreuung vermessen. Die Amplituden und Phasen im Maximum und Minimum der Druckschwankung wurden verglichen. Fehlerquellen und Einsatzgrenzen der optischen Messtechnik im Vergleich zum Mikrofon wurden ermittelt.

• Optische Schallschnellemessung mittels Doppler Global Velocimetry
  A. Fischer, A. Rausch, F. Bake and I. Röhle
[A]

In einem Schallfeld ist die direkte Messung der Schallschnelle recht schwierig, weshalb meist auf das indirekte Verfahren der Zweimikrofonmethode zurückgegriffen wird. Dies ermöglicht aber nur die indirekte Bestimmung der Schallschnelle unter der Annahme eines Schallfeldmodells mit einer verknüpfenden Gleichung von Schnelle und Druck. Das hier vorgestellte laser-optische Messverfahren (DGV) erlaubt eine direkte Schnellemessung unter Ausnutzung des Dopplereffektes. Hierbei wird das gestreute Laserlicht einer partikelbehaftete Strömung punktuell durch einen Photomultipier erfasst. Dieses Licht weist aufgrund des Dopplereffekts eine Verschiebung der Laserlichtfrequenz auf, die über die Absorption einer Jodzelle in eine Intensitätsmodulation umgewandelt wird. Da es sich um ein berührungsloses Messverfahren handelt, ermöglicht es die Messung der Schallschnelle an Orten, die nur schwer oder gar nicht für Mikrofone zugänglich sind. Gleichzeitig bietet dieses Verfahren aber auch in Kombination mit Mikrofonmessungen eine direkte Impedanzbestimmung. In einem akustisch definierten Kanal aus Plexiglas wurde ein Schallfeld angeregt und einerseits mit wandbündigen Mikrofonen sowie auch punktuell mit DGV vermessen. Durch die Mikrofonmessungen ist es möglich das angeregte Schallfeld in ein hin- und rücklaufendes Feld zu zerlegen. Dies ermöglicht die Bestimmung des Schalldrucks an der Position der DGV Messung. Mit bekannter Impedanz kann dieser wieder in eine Schnelle überführen werden, um so die gemessen DGV-Daten zu validieren.

Balazs, P.

• Frames and Acoustic BEM
  G. Rieckh, P. Balazs and W. Kreuzer
[A]

A frame - a generalisation of the concept of a basis - is a widley used concept in signal analysis. Recent work showed how this idea can also be used in the context of numerical simulation, leading to the description of an optimal adaptive method. Here frames can lead to greater stability and more desirable properties, e.g. (quasi-)sparcity, of the matrix-vector-system to be solved. In a different approach frames might be used to find preconditioners for BEM-problems. A possible application for this new boundary element method is the simulation of head related transfer functions - a central concept in research on spatial hearing.

• On the Structure of the Phase around the Zeros of the Short-Time Fourier Transform
  P. Balazs, D. Bayer and F. Jaillet
[A]

The short-time Fourier transform is a time-frequency representation widely used in audio signal processing. At first sight, the phase of the transform may appear to be difficult to interpret, a fact that led to the development of many processing schemes in audio processing relying on the modulus of the transform only. However, it has been shown, that the phase information can be successfully exploited for improved analysis and processing. This is illustrated for example by the reassignment method or the phase vocoder algorithm.

In order to better exploit the phase information in audio processing, a better understanding of its structure is desirable. This study describes a particular behavior of the phase which can be observed when looking at the phase derivative over time or frequency around the points where the transform equals zero. This recurrent behavior was first observed in numerical simulations on synthesized and real audio signals. For the case of a Gaussian STFT window, we offer a complete analytical explanation of the phenomenon.

Balmer, M.

• Schweizweite Erfassung der akustischen Belagsgüte auf den Nationalstrassen
  M. Balmer, H.-P. Beyeler and L. Linder
[A]

Das Bundesamt für Strassen ASTRA als Eigentümerin der Nationalstrassen hat die Aufgabe die Lärmschutzvorschriften gemäss Umweltschutzgesetz USG und Lärmschutzverordnung LSV umzusetzen. Dabei handelt es sich um 3 Massnahmen: 1.) verhältnismässige vorsorgliche Massnahmen; 2.)verhältnismässige emissionsbegrenzende Massnahmen zur Einhaltung der massgebenden Belastungsgrenzwerte BGW; 3.)Erleichterungen und Schallschutzfenster als Ersatzmassnahmen. Die notwendigen Massnahmen sind im Zuge von Bauprojekten zu realisieren. Die Frist für die Erstsanierung läuft bis am 31. März 2015 ab. Für die Projektierung des notwendigen Lärmschutzes stellt der ''Leitfaden Strassenlärm'' die wichtigste Grundlage dar. Darin sind Sanierungshorizont, die Massnahmen an der Quelle (Beläge) und die Ermittlung des Strassenlärms mittels Berechnungen und Messungen definiert. Die akustische Belagsgüte bei der Strassenlärmermittlung spielt eine wichtige Rolle. Dazu werden zurzeit netzweit und spurweise (Fahrspuren) mittels der CPX - Messmethode in Kombination mit einzelnen SPB- Messungen Zustandsaufnahmen gemacht. Das Ziel ist, die Strassenlärmermittlung auf den Nationalstrassen und die Massnahmenplanung zu vereinfachen und vereinheitlichen. Die Messdaten erlauben auf der strategischen Ebene, Konzepte hinsichtlich des Einsatzes lärmarmer Beläge zu entwickeln. Ob sich dabei die Zustanderfassung mit der CPX - Messmethode eignet und durchsetzt, wird sich noch erweisen müssen.

Der Beitrag stellt die Motivation und lärmrechtlichen Rahmenbedingungen sowie erste Ergebnisse dieses Projektes vor. In einem separaten Beitrag des Auftragnehmers Müller BBM wird auf die Technik und den Projektablauf eingehender eingegangen.

Barron, M.

• Limits of intelligible speech in medium sized multi purpose spaces
  S. Kissner, M. Barron and M. Blau
[A]

Many medium-sized spaces (with volumes between 1000 and 3000 m) are used for both speech and music. Examples include churches, school halls or local cultural spaces. The different requirements for speech and music make the acoustic design of such spaces difficult, in particular if a purely passive solution is sought. In acoustical terms, the question is to which limits can reverberation time be increased while still maintaining acceptable speech intelligibility.

This problem was addressed by investigating generic medium-sized spaces using computer simulation and scale model measurements. In the models, absorption was added until a certain target value for speech intelligibility (measured by Deutlichkeit D) was obtained. Then, reverberation metrics (EDT, T30, Sabine RT) and C80 were analysed, in order to assess the suitability for music performances.

The results indicate that under the given conditions, reverberation times recommended for music, along with acceptable values for C80, might still allow sufficient speech intelligibillity. One important effect observed with this type of room is that the various reverberation metrics differ due to the presence of two-dimensional horizontal sound fields away from the (absorbing) audience seating. This behaviour can be expected for these rooms and consequently it can be exploited when acoustically designing multi-purpose spaces.

Bartel, R.

• Nutzung von Flugverläufen im Nahverkehrsbereich deutscher Flughäfen für die Überwachung von Lärmschutzbereichen
  R. Bartel and B. Vogelsang
[A]

Im Regelfall existieren für die zivilen Flugplätze, die unter das Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm (FlugLärmG) fallen, radargesetützte Aufzeichnungen der Verläufe der geflogenen Flugstrecken (sog. FANOMOS (Flight Track and Noise Monitoring System)-Plots). Diese Plots werden im Rahmen der Erstellung der Datengrundlage zur Ermittlung des Lärmschutzbereiches verwendet. Nach Festset-zung der Lärmschutzbereiche sind die zuständigen Behörden spätestens nach zehn Jahren verpflichtet, den Lärmschutzbereich zu überprüfen, oder wenn die Lärmbelastung sich wesentlich verändert hat (§ 4 Abs. 6 FlugLärmG) entspre-chend früher, einen neuen Lärmschutzbereich festzulegen. Im FlugärmG wird zwar definiert, was als ''wesentlich'' im Sinne dieses Gesetzes anzusehen ist, es wird jedoch nicht gesagt, was als begründeter Anfangsverdacht anzusehen ist. Diese Aussage wäre jedoch zweckmäßig, um eine kosten- und zeitintensive Bestimmung des Lärmschutzbereiches zu vermeiden bzw. erst bei Bedarf einzuleiten. Hierzu wird ein Verfahren vorgestellt, wie die Radaraufzeichnun-gen für eine jährliche Überprüfung unter Beibehaltung der ''Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB)'' genutzt werden können. Da die Radaraufzeichnungen mit Unsicherheiten behaftet sind, müssen die Flugverläufe an die Bedingungen der Flugbahnteilsegmentzerlegung angepasst und aufbereitet sowie letztlich den Luftfahrzeuggruppen zugeordnet werden. Damit lassen sich sinnvolle Vergleiche auch mit Messungen im Rahmen der DIN 45643 herstellen.

Barth, M.

• Adaptives Schallmaskierungssystem für offene Bürowelten
  F. Zickmantel and M. Barth
[A]

Offene Bürolandschaften erfreuen sich bei Unternehmen einer großen Beliebtheit. Neben einer effizienten Flächenausnutzung bieten sie zudem die Möglichkeit einer teamorientierten Arbeitsweise. Moderne Bautrends, sowie die Verdichtung der Personalbelegung, führten in den vergangenen Jahren zu einer kontinuierlichen Steigerung des Lärmniveaus. Alleinig die Absenkung von Nachhallzeiten, durch Bedämpfung der Raumbegrenzungsflächen führt zu keiner ausreichenden raumakustischen Konditionierung. Zwar wird der Gesamtpegel im Raum reduziert, gleichzeitig wird jedoch die Sprachverständlichkeit erhöht. Eine Abschirmung von Arbeitsplätzen ist daher erforderlich. Je nach Konstruktion der Schallschirme werden unterschiedliche Pegelminderungen erzielt, die oftmals nicht zu einer relevanten Reduktion der Sprachverständlichkeit im Nahbereich führen. Es bietet sich dann die Verwendung eines Schallmaskierungssystems an. Das neu entwickelte Maskierungssystem SISOMask diagnostiziert aufkommenden Sprachschall und spielt nur dann maskierende Geräusche aus, wenn diese tatsächlich benötigt werden. Dadurch kann das Ansteigen des Grundgeräuschpegels bei geringem oder hohem Sprachaufkommen reduziert werden. SISOMask verfügt über eine intelligente Spracherkennungsroutine, um Fremdgeräusche zu filtern, sowie Analysealgorithmen und Regelsysteme zur Beurteilung von Schwellwerten. Es wurde für die Kombination mit halb- oder raumhohen Stellwänden konzipiert und kann auch zur Unterstützung der Dämmungseigenschaften von Wänden beitragen. SISOMask basiert auf einer durchgängigen Software-Lösung, deren Anwendung und Funktionen darlegt werden. Messergebnisse an Probanden, sowie objektive Parameter bzgl. der Sprachverständlichkeit werden erläutert.

Bartolomaeus, W.

• Vorbeifahrtpegel von Straßenfahrzeugen
  W. Bartolomaeus
[A]

Der Einfluss von Straßenoberflächen auf Verkehrsgeräusche wird u. a. mit dem Statistischen Vorbeifahrtverfahren der ISO 11819-1 in der Messgröße ermittelt. Daraus abgeleitet wird der äquivalent A-bewertete Dauerschallpegel , der Eingangsgröße des Allgemeinen Berechnungsverfahrens zur Dämpfung des Schalls bei der Ausbreitung im Freien nach ISO 9613-2 ist. Vorausgesetzt wird oft, dass das einzelne Fahrzeug als kohärente Punktschallquelle modelliert werden kann, bzw. dass die Straße eine inkohärente Linienschallquelle darstellt. Dabei wird meist auch keine Richtcharakteristik angesetzt. Wie auf der letzten DAGA gezeigt, können diese bei Simulationsprogrammen der Schallausbreitung (z. B. BEM) und zunehmend auch bei Schallausbreitungsprogrammen (z. B. NORD 2000) getroffenen Annahmen nicht als allgemein gültig angenommenen werden, auch wenn im A-bewerteten Ergebnis solcher Rechnungen häufig nur geringe Abweichungen zur Realität bestehen. Mit einem vereinfachten Ersatzmodell soll die Schallabstrahlung vorbeifahrender Fahrzeuge in Frequenzbändern analysiert werden. Dabei sollen die Phänomene Richtcharakteristik und Kohärenz berücksichtigt werden. In einem zweiten Schritt soll in einer Synthese der Vorbeifahrtpegel generiert werden, der bis auf statistische Schwankungen dem gemessenen Pegelverlauf entspricht. Mit solch einem Modell kann die Übertragung vom zum ohne allzu viele Einschränkungen durchgeführt werden, z. B. auch für offenporige Straßenoberflächen.

Bartusch, J.

• Einsatz von Luftultraschall-Sensoren mit geringer akustischer Impedanz
  M. Gaal, J. Döring, J. Bartusch and G. Brekow
[A]

Einer der Schwerpunkte bei der Entwicklung von Luftultraschall-Sensoren ist die Impedanzanpassung an das Medium Luft. Trotz vieler Arbeiten auf diesem Gebiet und ungeachtet der mit den Lambda-Viertel-Schichten verbundenen Nachteile werden sie zur Anpassung an Luft am häufigsten eingesetzt. Einen neuartigen Ansatz zur Überwindung dieses Problems für den Bau von Luftschall-Sensoren liefern piezoelektrische Kunststoff-Schaumfolien. Ihre geringe Schallgeschwindigkeit und Dichte bewirken eine sehr niedrige akustische Impedanz und liefern damit die Voraussetzung für sehr kurze (breitbandige) Prüfimpulse. Ein Vergleich der verschiedenen Methoden zur Impedanzanpassung, wie die erwähnten Anpassschichten, die Erhöhung der Luftdichte und die Verwendung von CMUTs (capacitive micromachined ultrasonic transducers) belegt die Vorzüge der Schaumfolien für die zerstörungsfreie Prüfung.

Bassetti, A.

• Introducing Lined-wall Boundary Conditions in the DLR Time-domain CAA Solver PIANO
  A. Bassetti, S. Guerin and O. Kornow
[A]

Understanding the physical mechanisms that occur in the aeroacoustics of lined surfaces is a key issue for the optimal design of passive sound absorbers (liners) in aircraft engines. The liners play an important role to reduce the noise emitted by modern transport-aircraft engines. Engine and engine-nacelle manufacturers base their designs on gathered past experience and, more recently, on computational aeroacoustics (CAA) solutions, including impedance-type boundary conditions to simulate the presence of liners in various regions of the engine-duct walls. The DLR CAA software PIANO implements a time-domain linearized Euler equation (LEE) solver. It can be used to simulate the propagation of a general small-perturbation aerodynamic field at the presence of a stationary background flow. The present work deals with the introduction of new types of boundary conditions in PIANO, allowing for the simulation of acoustic propagation at the presence of acoustic liners. An extended Helmholtz resonator model for the normal impedance of a locally-reacting liner is used in the present implementation. Results associated with the benchmark phase are presented, showing acoustic propagation simulations in uniform-section ducts and the effect of finite-impedance walls on the acoustic-pressure fields.

Batke, J.-M.

• Robust Spatial Panning Functions for Nonuniform Loudspeaker Layouts
  J.-M. Batke and F. Keiler
[A]

Panning functions are required if several loudspeakers are used to synthesise an impinging wave front from an acoustic source for a distinct direction. To obtain such panning functions, various ways are described in the literature. Using a vector base related to a selection of loudspeakers in a distinct spatial direction results in the vector base amplitude panning (VBAP). This more heuristically driven technology uses pairs of loudspeakers in the 2-dimensional and triples in the 3-dimensional case. The physically driven approach considered in this contribution uses all available loudspeakers simultaneously, and the panning functions strongly depend on the chosen loudspeaker positions. If these positions are geometrically irregular (e.g. in the typical 5-channel surround sound setup), a straight forward calculation leads to directional errors as well as a non-uniform power distribution. Panning functions that avoid these problems are termed as robust.

All known robust panning function approaches from the literature describe 2-dimensional scenarios, whereas in this contribution a 3-dimensional scenario is considered. A least-squares pressure matching design is described using an irregular spatial loudspeaker setup. The results using this new 3-dimensional approach are compared with the VBAP system in an informal listening test.

Bauer, D.

• Evaluation of Articulatory Speech Synthesis: A Perception Study
  D. Bauer, P. Birkholz, J. Kannampuzha and B.J. Kröger
[A]

In this study, the intelligibility of an articulatory speech synthesizer has been evaluated by a perception test of monosyllabic utterances which were presented to a human listener. The stimuli were CV and CCV syllables. The CV syllables consisted of voiced and voiceless plosives /b,d,g,p,t,k/, nasals /m,n/ and the lateral /l/ as consonant combined with five different vowel qualities of long vowels in Standard German. The set of CCV was compiled by using a plosive as first consonant and nasal or lateral as second consonant. The analysis of the confusion matrix showed which parameters should be revised to improve the intelligibility of the synthesis: changed wall stiffness will have effect on bandwith of transition which seemed to be too broad, velocity of articulators seemed to bee too low during beginning of release. The aspiration parameters should be adapted, especially the amplitude of friction which seems to be too low for most voiceless plosives. The results are currently used to improve the synthesizer which is still under development.

Bauer, M.

• Indirect in-situ determination of blocked forces
  M. Bauer, A. Moorhouse and T. Alber
[A]

The characterization of structure-borne sound sources is important in many industrial development processes. The contribution of the active sources can be separated from the passive propagating components and effective optimization procedures can be started. Transfer path analysis and further methods that determine contact forces in operational conditions are always linked to a fixed source-receiver setting. To circumvent this disadvantage the source descriptor or the free velocity can be used just as well as the blocked force as a measure to characterize the source activity solely. Because of the mounting boundary conditions the blocked forces often cannot be measured. A possibility is shown to calculate them indirectly from operational acceleration measurements and structural measurements, done in-situ. First the source activity is determined on a test structure and used on a further structure with different dynamic properties to predict accelerations. A good agreement between measured accelerations and predicted ones can be seen as a validation of the new method. Results of the contact force method are shown as well as predictions done by different approaches of the new in-situ blocked force method.

Baumgart, J.

• Modellierung von Impedanzmessungen an Blasinstrumenten
  J. Baumgart, T. Grothe and R. Grundmann
[A]

Der Resonator von Blasinstrumenten wird durch seine schwach gedämpften Eigenfrequenzen maßgeblich charakterisiert. Zur experimentellen Bestimmung dieser hat sich die Impedanzmesstechnik bewährt. Die Messung erfolgt üblicherweise ohne angestecktes Mundstück. Mithilfe von dreidimensionalen Finite-Elemente-Modellen ist es möglich die reale Situation weitgehend vollständig und mit den dissipativen Effekten zu erfassen. Zum Einsatz kommen hier Elemente mit quadratischer Ansatzfunktion für die Geschwindigkeit und lineare für den Druck. Hier wird ein Vergleich der Rechnungen mit realen Impedanzmessungen mithilfe der Kapilarmethode und vereinfachte Rechnungen nach der Transmission-Line-Methode vorgestellt. Es zeigen sich sehr gute Übereinstimmungen für den Frequenzbereich der tiefsten Eigenfrequenzen.

• Experimente zur Intonationsbestimmung beim Fagott
  T. Grothe, J. Baumgart and R. Grundmann
[A]

Bei Blasinstrumenten ist der Bereich der spielbaren Tonhöhe durch das vom Instrumentenbauer gefertigte Instrument vorgegeben, die Feinabstimmung erfolgt jedoch indivuell durch den Musiker. Diesen Vorgang bezeichnet man als intonieren. Ziel dieser Studie ist die musikerbezogene Ermittlung der Tonhöhen auf einem Fagott.

Einen ersten Anhaltspunkt über Grundstimmung und Intervallabstände lieferten Aufnahmen ausgehaltener Töne von über 500 Fagotten, welche unter gleichen Bedingungen aufgenommen wurden. Weiterhin wurden durch einen Musiker auf verschiedenen Fagotten die Grenzen in Dynamik und Verstimmung für den gesamten Tonumfang ermittelt. Dabei wurden verschiedene S-Bögen und Rohrblätter verwendet, um deren Einfluss auf die Stimmung der Töne abzuschätzen. Experimente mit einem Kunststoffrohrblatt, das in eine Anblasvorrichtung eingespannt ist, ermöglichen den objektiven Vergleich der Fagotte hinsichtlich der Lage der Töne.

Die so erhaltenen musikerbezogenen Ergebnisse werden experimentell und numerisch bestimmten Eingangsimpedanzkurven der verwendeten Fagotte gegenübergestellt und bezüglich der Eignung für eine objektive Beurteilung der Stimmung der Instrumente diskutiert.

Bause, F.

• Entwicklung und Parametrisierung eines Mode-Tracing Algorithmus für halbanalytische Solver
  F. Bause, J. Rautenberg and B. Henning
[A]

Die Berechnung und Simulation geführter akustischer Wellen in mehrschichtigen längshomogenen Wellenleitern ist ein wichtiges Modellierungswerkzeug. Da rein analytische Lösungsansätze schnell an ihre Grenzen stoßen, werden numerische oder halbanalytische Methoden zur Erzeugung der die Wellenausbreitung beschreibenden Dispersionsdiagramme eingesetzt [1]. Eine Erweiterung dieser Methoden zur gezielten Beschreibung ausgesuchter Moden im Wellenleiter ist das so genannte Mode-Tracing, welches, ausgehend von existierenden Lösungen des Problems, den Suchraum für weitere Lösungen einschränkt und so nur eine Teilmenge der Gesamtlösungsmenge, nämlich nur den Verlauf der gesuchten Mode, berechnet.

Vorgestellt werden soll ein Mode-Tracing Algorithmus mit halbanalytischem Solver und dessen Parametrisierung. Ziel ist es, methodikbasierte Probleme, wie das Zusammenlaufen von Moden, durch das mehrfache Finden von Lösungen an Mode-Kreuzungspunkten zu unterdrücken, das Ausbleiben von Lösungen im prädiktierten Suchraum zu behandeln und die Schrittweite der Suchraumbegrenzung trotzdem möglichst groß zu wählen, um die Rechenzeit klein zu halten.

Der Problemlösungsansatz beinhaltet die Abhängigkeit der Suchraumbegrenzung bezüglich der Wellenzahl von der aktuellen Phasen- und Gruppengeschwindigkeit und die Adaption der Schrittweite. Die Suchraumbegrenzung bezüglich der Frequenz wird mit Hilfe eines Prädiktors und vorgegebenen Toleranzgrenzen realisiert.

[1] F. Seco e.a.: PCDISP: A tool for the simulation of wave propagation in cylindrical waveguides. 9th International Congress on Sound and Vibration, Florida (2002)

Bay, K.

• Anwendungen aktiver Resonator-Schalldämpfer
  K. Bay and P. Leistner
[A]

Seit über 10 Jahren werden aktive Resonator-Schalldämpfer zur Bedämpfung tiefer und mittlerer Frequenzen in Lüftungsanlagen eingesetzt. Die Nachfrage, mit wenig Platz tieffrequent dominierte Geräusche zu bedämpfen, führte aber auch zur Entwicklung aktiver Kompaktschalldämpfer für Heizungsanlagen. Im Vortrag werden Aufbau, Wirkprinzip und Möglichkeiten zur Ausgestaltung aktiver Resonatoren vorgestellt. In einem Überblick wird der Einsatz der aktiven Resonator-Kassette in Lüftungskanälen sowie die schrittweise Anpassung des Kompaktschalldämpfers an Heizungsanlagen anhand von Messwerten diskutiert. Hierbei zeigt sich die große Bedeutung von anwendungsbezogenen Lösungsdetails gerade bei der praktischen Umsetzung Aktiver Schalldämpfer.

• Akustische Messung von reflexionsarmen Räumen Verfahren mit Einzel- und Multisinussignalen
  G. Babuke, K. Bay and T. Olschewski
[A]

Die Qualität eines Freifeldraumes wird hauptsächlich von den Eigenschaften der Schall absorbierenden Raumauskleidung bestimmt. Der Eignungsnachweis erfolgt durch eine Prüfung der Schalldruck-Pegelabnahme nach der Norm ISO 3745. Als Prüfschall werden Sinussignale sowohl von Einzeltönen als auch einer Mischung von Einzeltönen, die sich um mehr als ein Frequenzband voneinander unterscheiden, vorgegeben. Hierbei ist die Prüfschallquelle schrittweise über den gesamten Frequenzbereich bei den jeweiligen Terzmittenfrequenzen mit diskreten Frequenzen zu speisen. Der Multisinus ist als eine Methode zur wesentlichen Zeiteinsparung gegenüber der sequentiellen Abtastung jedes Einzeltones erlaubt. Es stellt sich aber die Frage, welchen Einfluss die Gestaltung des Multisinus auf die Messergebnisse hat und ob der genannte Frequenzbandabstand notwendig ist. Es Im Poster werden die Ergebnisse der draw away Messungen mit Einzeltönen denen mit Multisinustönen bei genau einem Frequenzbandabstand gegenüber gestellt und bewertet.

• Mikroperforierter Absorber für die Bedämpfung der Reifen-Torusmode
  W. Herget, P. Brandstätt, K. Bay and W. Moll
[A]

Die Torusmode ist eine sich ausbildende stehende Welle im Reifenhohlraum eines Rades. Sie trägt zu einer wahrnehmbaren akustischen Anregung im Fahrzeuginnenraum bei und wird als störend empfunden. Sie zu bedämpfen ist das Ziel der Untersuchungen. Dafür wurde im ersten Schritt ein Labormessverfahren entwickelt, welches eine Identifikation der Torusmode ermöglicht. Im Weiteren wurde ein Absorber ausgewählt, der in diesem spezifischen Anwendungsgebiet eingesetzt werden kann. Die Herausforderung dabei ist, den begrenzten Raum der zur Verfügung steht für einen akustischen Absorber nutzbar zu machen. Weiterhin darf der Absorber das Fahrverhalten und die Fahrsicherheit nicht beeinträchtigen. Diese Ansprüche konnten mit dem Aufbau- und Wirkungsprinzip des mikroperforierten Absorbers erfüllt werden. Er wird direkt am Entstehungsort der Torusmode, im Reifenhohlraum, platziert. Die Nähe zur akustischen Quelle, und die Möglichkeiten einer technisch gut umsetzbaren Eingliederung des mikroperforierten Absorbers in die Funktionsgemeinschaft Rad und Bremse, führte zu einer messbaren Bedämpfung der Torusmode sowohl im Laboraufbau als auch im Fahrzeuginnenraum. Die Messungen am Fahrzeug wurden bei direkten Vergleichsfahrten mit einem Serienreifensatz und dem Absorberreifensatz durchgeführt. Dieser Entwicklungsprozess von der Auslegung des mikroperforierten Absorbers über Labormessverfahren hin zum realen Anwendungsgebiet im Fahrzeug ist Inhalt des Vortrages.

Bayer, D.

• On the Structure of the Phase around the Zeros of the Short-Time Fourier Transform
  P. Balazs, D. Bayer and F. Jaillet
[A]

The short-time Fourier transform is a time-frequency representation widely used in audio signal processing. At first sight, the phase of the transform may appear to be difficult to interpret, a fact that led to the development of many processing schemes in audio processing relying on the modulus of the transform only. However, it has been shown, that the phase information can be successfully exploited for improved analysis and processing. This is illustrated for example by the reassignment method or the phase vocoder algorithm.

In order to better exploit the phase information in audio processing, a better understanding of its structure is desirable. This study describes a particular behavior of the phase which can be observed when looking at the phase derivative over time or frequency around the points where the transform equals zero. This recurrent behavior was first observed in numerical simulations on synthesized and real audio signals. For the case of a Gaussian STFT window, we offer a complete analytical explanation of the phenomenon.

Beckenbauer, T.

• Typisierung von Reifen und Fahrbahnbelägen
  T. Beckenbauer and W. Kropp
[A]

Im Zusammenhang mit der Minderung des Reifen-Fahrbahn-Geräusches wird oft nach den Geräuschminderungspotentialen gefragt, die durch den Einsatz leiser Reifen einerseits und den Einsatz leiser Fahrbahnbeläge andererseits bestehen. Eine zweite Frage schließt sich daran unmittelbar an: wie muss ein Reifen, wie muss ein Fahrbahnbelag beschaffen sein, um das Rollgeräusch zu mindern, welche ''Designkriterien'' bestehen? Letztlich stellt sich auch die Frage, ob eine zielgerichtete Abstimmung der akustisch maßgeblichen Eigenschaften eines Reifens auf einen Fahrbahnbelag oder einen Typ von Fahrbahnbelägen möglich ist, die zu einer deutlichen Rollgeräuschminderung führt und gleichzeitig unempfindlich ist gegenüber nie ganz vermeidbare, bautechnisch bedingte Schwankungen der Fahrbahneigenschaften. Es wird gezeigt, wie sich die makroskopischen, akustisch maßgeblichen Eigenschaften von Fahrbahnbelägen typisieren lassen, um die bisher erfolgte bauweisenabhängige Betrachtungsweise zugunsten einer bauweisenunabhängigen Zustandsbeschreibung für die Bewertung der Geräuschminderung eines Fahrbahnbelages auf zu geben. Anhand eines bestehenden Kollektivs dynamischer und geometrischer Daten von Serienreifen und Berechnungen mit dem validierten Rechenmodell für Reifen-Fahrbahn-Geräusche SPERoN wird dargestellt, welche Fahrbahnbeläge mit bestimmten Reifen zu einem erhöhten Minderungspotential für die Reifen-Fahrbahn-Geräusche führen. Die akustisch relevanten Merkmale der Fahrbahnbelagstypen werden der Baupraxis und der verkehrsbedingten Abnutzung entsprechend variiert, um die Empfindlichkeit bestimmter Reifentypen gegenüber realen, praxisbedingten Veränderungen von Fahrbahnoberflächen aufzuzeigen.

Becker, K.

• Experimentelle Untersuchung von Einflüssen auf die Strömungsakustik einer Zylinder/Platte-Konfiguration
  M. Winkler, K. Becker and F. Kameier
[A]

Es ist bekannt, dass Wirbelstrukturen hohe Geräuschpegel erzeugen, sofern sie auf mechanische Strukturen treffen. Die pegelgenaue Vorhersage derartiger Phänomene ist Gegenstand von Forschungsprojekten und noch nicht Stand der Technik in der industriellen Anwendung. Im Fokus der hier vorgestellten Untersuchung steht die experimentelle Bestandsaufnahme einer ebenen Platte im Nachlauf eines Zylinders bei Anströmgeschwindigkeiten bis zu 30 m/s. Einflussparameter und Quellmechanismen der Pegelerhöhung werden mittels Hitzdrahtanemometrie und Particle-Image-Velocimetry untersucht. Die gewählte einfache Konfiguration wurde ausgesucht, um das Verständnis für die physikalischen Vorgänge zu verbessern und Daten zur Validierung von numerischen Berechnungen zu liefern. Die Versuchskonfiguration besteht aus einer universell im Nachlauf eines Kreiszylinders traversierbaren Platte. Verglichen mit dem angeströmten Kreiszylinder alleine in der Strömung kommt es in Abhängigkeit von der Positionierung der Platte zu einer erheblichen Verstärkung der Schalldruckpegel. Variationen der Strömungsgeschwindigkeit, der geometrischen Positionierung der Körper zueinander oder die Veränderung der Körpergeometrien ermöglichen einen Überblick über das strömungsakustischen Verhalten des Systems. Die Messergebnisse werden mit Literaturwerten ähnlicher experimenteller und numerischer Untersuchungen verglichen. Der Einfluss einer möglichen Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) auf die Strömungsakustik wird ebenfalls untersucht. Hierfür wird das strukturdynamische Verhalten der Platte auf Basis einer experimentellen Modalanalyse und Betriebsschwingformanalysen mittels Laser-Scanning-Vibrometrie untersucht.

• Konventionelle CFD für strömungsakustische Optimierung
  F. Kameier, I. Horvat and K. Becker
[A]

Strömungsakustische Berechnungen stehen im Fokus einer Reihe von Forschungsprojekten. In der industriellen Praxis ist es bisher eher nicht möglich, die Schallabstrahlung strömungsakustischer Quellen mit vertretbarem Aufwand zu berechnen. Goldstein hat zwar bereits 1976 Grundlagen dafür gelegt, die physikalischen Quellen und ihre Quellstärke müssen aber bekannt sein. Semiempirische Ansätze helfen, die Größenordnung einer möglichen Schallausbreitung abzuschätzen.

Zur konstruktiven Verbesserung technischer Anwendungen ist es aber bereits möglich, konventionelle CFD-Rechnungen durchzuführen, um die Strömungstopologie zu verstehen und um Optimierungsansätze zu entwickeln. Am Spalteffekt axialer Strömungsmaschinen, einer Zylinder-Platte-Konfiguration und der Staulippe eines Personenkraftwagens werden Beispiele zeitlich unkontrollierter Berechnungen (''Physical Time Steps'' als automatische Vorgabe) mit kommerzieller CFD-Software gezeigt und mit akustischen Messergebnissen bewertet.

Becker, S.

• Fluid-Structure-Acoustic Coupling Related to the Flow over Rigid and Flexible Plate Structures
  S. Müller, S. Becker, T. Biermeier, J. Grabinger and M. Kaltenbacher
[A]

Bei der Umströmung eines Automobils resultiert die Wechselwirkung des Strömungsfeldes im Nachlauf der A-Säule und des Seitenspiegels mit der Seitenscheibe in der Abstrahlung von tonalem und breitbandigem Schall in die Fahrgastzelle. Der so erzeugte Schall lässt sich in Strömungsschall infolge der Schwankungen im Strömungsfeld und Vibrationsschall aufgrund der induzierten Schwingungen der Seitenscheibe unterscheiden. Es werden Untersuchungen an einem Modellaufbau vorgestellt. Dabei handelt es sich um verschieden steife Plattenstrukturen, die in eine massive Grundplatte inte-griert sind. Die bündigen Oberflächen der jeweils betrachteten Platte sowie der Grundplatte werden mit unterschiedlichen Anströmgeschwindigkeiten überströmt. Weiterhin wird jeweils ein zu einem Seitenspiegel bzw. zu einer A-Säule korrespon-dierendes Hindernis in der Anströmung positioniert. Die Rückseite der Platten kann durch ein Plenum mit schallharten Wänden abgeschlossen werden. Der Einfluss der Plattensteifigkeit auf das wandnahe Strömungsfeld wird durch instationäre Wanddruckmessungen untersucht. Zusätzlich wird die resultierende Strukturbewegung mit einem Laser-Scanning Vibrometer erfasst. Druck- und Schnellemessungen werden zudem herangezogen um mittels Statistischer Energieanalyse (SEA) die Schallabstrahlung in das Plenum bzw. mittels eines Finite-Elemente Akustiklösers die Abstrahlung von tonalem Schall zu berechnen. Als Vergleichsbasis dienen umfangreiche Mikrofonmessungen. Die Ergebnisse erlauben Aussagen über die Abhängigkeit des abgestrahlten Schalls von der Plattensteifigkeit und zudem die Separation der Entstehungsmechanismen von Strömungs- und Strukturschall bzw. Schall unterschiedlicher Frequenzbereiche und Tonalität.

• Computational Aeroacoustics in Time and Frequency Domain
  H. Landes, M. Meiler, M. Kaltenbacher, S. Triebenbacher and S. Becker
[A]

We present a Finite Element (FE) formulation of Lighthill's acoustic analogy for the hybrid computation of noise generated by turbulent flows. In the present approach the flow feld is computed using ANSYS-CFX Scale Adaptive Simulation (SAS) turbulence models. The acoustic propagation is obtained by solving the variational formulation of Lighthill's acoustic analogy with the FE method. In order to preserve the acoustic energy, the inhomogeneous part of Lighthill's wave equation is computed by applying the FE formulation on the fne flow grid. The resulting acoustic nodal loads are then conservatively interpolated to the coarser acoustic grid. Subsequently, the radiated acoustic feld can be solved in both time and frequency domains. An enhanced Perfectly Matched Layer (PML) technique is employed, allowing truncation of the computational domain in the acoustic near feld, without compromising the numerical solution. To demonstrate the applicability of our scheme, we present full 3D numerical results for the computed acoustic feld generated by the turbulent flow around different square cylinder geometries. The sound pressure levels obtained compare well with measured values.

• Trennung von tonalen und breitbandigen Schallquellen bei der menschlichen Phonation
  S. Kniesburges and S. Becker
[A]

In bisherigen Untersuchungen zur Schallentstehung während der menschlichen Phonation wurde ein Versuchsstand entwickelt, der künstliche Modelle der menschlichen Stimmlippen enthält. Die Modelle wurden mit einem für die menschliche Phonation charakteristischen Massenstrom angeströmt und begannen mit einer Frequenz zwischen 60 Hz und 100 Hz zu schwingen. Dabei wurde ein akustischer Schall erzeugt, der sowohl tonale als auch breitbandige Anteile besaß. Aufgrund von Nebengeräuschen in der Anströmung konnte bisher nur begrenzt eine Korrelation der Schallanteile zu den Quelltermen im Prozess der Fluid-Struktur-Interaktion der Stimmlippenschwingungen hergestellt werden.

Daher wurde ein neuer Versuchsaufbau mit einer Schalldämpferanordnung konzipiert, welcher eine geräuscharme und gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung in der Zuströmung ermöglicht. Die Messstrecke ist hierbei so ausgelegt, dass das Anströmprofil vor den Stimmlippen frei von störenden akustischen Wellen ist.

Mit diesem Versuchsaufbau konnten synchrone Messungen des akustischen Drucks im Fernfeld, des hydrodynamischen Drucks im subglottalen Bereich und der Strömungsgeschwindigkeit im supraglottalen Gebiet durchgeführt werden. Alle Messungen erfolgten hierfür in einem schalltoten Raum. In den Untersuchungen wurden sowohl die Vorspannungen in den Stimmlippen als auch die Steifigkeiten des Stimmlippenmaterials variiert. Durch eine detaillierte Analyse der Messsignale war es möglich die relevanten akustischen Quellen innerhalb des Prozesses zu identifizieren und zu bewerten.

• Computational Aeroacoustics of a Backward Facing Step
  M. Kaltenbacher, J. Grabinger, S. Becker and F. Schäfer
[A]

Since the beginning of Computational Aeroacoustics (CAA), several numerical methodologies have been proposed, each trying to overcome the challenges that the specific problems under investigation pose for an effective and accurate computation of the radiated sound. The main difficulties that have to be considered for the simulation of flow noise problems include energy and length scale disparity, preservation of the multipole character of the acoustic sources and dispersion and dissipation occurring in numerical schemes. Due to the large disparities of length and energy scales between flow and acoustic quantities, the hybrid methodologies still remain the most commonly used approaches for aeroacoustic computations. In order to provide a basis for a real benchmark problem, we have performed highly resolved DNS (Direct Numerical Simulation) computations of a backward facing step with well defined boundary conditions for the flow. We will provide detailed analysis of the flow field as well as occurring acoustic field based on an enhanced Finite Element (FE) scheme solving Lighthill's acoustic analogy, and will encourage other research groups to use our fluid flow data to test their computational aeroacoustic schemes.

• Numerische Berechnung von Strömungslärm in rotierenden Systemen mittels FEM auf nicht-konformen Gittern
  J. Grabinger, R. Lerch, M. Kaltenbacher, S. Becker and B. Karic
[A]

Bei der Produktentwicklung von Lüftern und Pumpen spielt die Geräuschminderung eine immer wichtigere Rolle. Oft werden numerische Modelle zur Berechnung von Wirkungsgrad und Lärmemission eingesetzt, um den Bau kostspieliger Prototypen zu vermeiden. Stand der Technik bei der Berechnung der Abstrahlung von strömungsinduziertem Schall ist das sog. Ffowcs Williams-Hawkings-Verfahren. Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass nur das Laufrad in die Berechnung einbezogen werden kann, nicht aber das Gehäuse, da bewegte und ruhende Wände nicht gleichzeitig berücksichtigt werden können.

Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines numerischen Verfahrens, das sowohl die mit dem Laufrad rotierenden Schallquellen als auch die Reflexionen des Schalls am Gehäuse korrekt abbildet. Die aeroakustischen Schallquellen werden gemäß der Lighthillschen Analogie aus einer numerischen Strömungsberechnung extrahiert. Die Lösung der inhomogenen Wellengleichung erfolgt mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Um die Schallausbreitung gleichzeitig im rotierenden und im ruhenden Bezugssystem zu modellieren, wird eine Gebietszerlegung am numerischen Modell vorgenommen. Der Austausch von Schallwellen zwischen den nicht-konformen Gittern der beiden disjunkten Gebiete wird durch Anwendung der sog. Mortar-Methode realisiert. Dabei werden Lagrange-Multiplikatoren eingeführt, die eine übereinstimmende Lösung an der Schnittfläche der Gebiete sicherstellen. Das entwickelte Verfahren wird anhand eines einfachen Beispiels validiert und anschließend auf einen Radiallüfter angewandt.

• Einsatz von Integralverfahren zur Schallvorhersage am Beispiel von Radiallaufrädern
  C. Scheit, B. Karic, A. Delgado and S. Becker
[A]

Integralverfahren, basierend auf einer akustischen Analogie, werden bereits seit einigen Jahrzehnten erfolgreich zur Berechnung von Fluglärm eingesetzt. In den letzten Jahren wurden diese Verfahren auch zur Schallvorhersage von Axial- und Radiallaufrädern eingesetzt. In dieser Arbeit wird die akustische Analogie von Ffowcs Williams und Hawkings vorgestellt. Die allgemeine Form kann für eine poröse, stationäre Integrationsfläche vereinfacht werden. In dieser Form wird das Integralverfahren zur Schallberechnung eines Radiallaufrades benutzt. Die dazu erforderlichen Strömungsdaten werden aus einer transienten Strömungsberechnung auf Basis der reynoldsgemittelten, kompressiblen Erhaltungsgleichungen gewonnen. Es wird anhand experimenteller Daten gezeigt, dass die Änderung der Schallabstrahlung durch eine Änderung der Schaufelform mittels des hier vorgestellten hybriden Verfahrens vorhergesagt werden kann. Dies ermöglicht es, Integralverfahren auch zur akustischen Auslegung von Radiallaufrädern zu benutzen.

• Ortung und Beschreibung tonaler Schallquellen in Seitenkanalgebläsen
  T. Grohmann, R. Dittmar and S. Becker
[A]

Seitenkanalmaschinen zählen zu den Strömungsmaschinen und finden Einsatz in vielen Bereichen der Industrie. Der Geräuscheindruck von Seitenkanalgebläsen wird dominiert von einem Sirenenton mit der Frequenz Schaufelzahl x Drehzahl. Aufgrund sich stetig verschärfender gesetzlicher Anforderungen an zulässigen Schallemissionen und -immissionen sowie der zunehmenden Sensibilität der Öffentlichkeit sind die Hersteller von Maschinen und Anlagen gezwungen, Schallpegel zu reduzieren. In dem Vortrag wird aufgezeigt, wie über einen komplementären Ansatz aus Experiment, Numerik und Analytik die tonalen Schallquellen des Seitenkanalgebläses: Entspannung des von der Druckseite zur Saugseite mitgeschleppten Unterbrechermassenstroms, Abstreifen des Fördergases am druckseitigen Unterbrecher und periodisches Aufschneiden von sich ablösenden Wirbeln durch Schaufelkanten lokalisiert und die physikalischen Vorgänge bei der Schallentstehung beschrieben werden können. Anhand eines Vergleiches mit Schalldruckmessungen werden die auf Basis der Lighthill-Analogie formulierten Quellglieder bewertet. Aus den Ergebnissen werden konstruktive Vorschläge zur gezielten Schallreduktion der tonalen Komponenten abgeleitet.

Becker-Schweitzer, J.

• Auralisation des Innengeräusches von Dieselfahrzeugen
  S. Skoda, J. Becker-Schweitzer and R. Heinrichs
[A]

Zunehmend kürzere Entwicklungsprozesse in der Automobilindustrie erfordern den Einsatz leistungsfähiger Simulationstools, die bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt eine zuverlässige Vorhersage und Bewertung des Geräusch- und Schwingungsverhaltens eines Fahrzeugs ermöglichen. Unter den verschiedenen Fahrgeräuschen stellen besonders die impulshaften Verbrennungsgeräusche von Dieselfahrzeugen (Dieselnageln) bei der Synthese eine Herausforderung dar. Eine originalgetreue Auralisation dieser Geräusche ist jedoch für die Produktentwicklung von hoher Bedeutung, da das Dieselnageln stark zu einer Abwertung der Geräuschqualität durch den Kunden beiträgt. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der gehörrichtigen Auralisation von Fahrzeuginnengeräuschen beim Dieselfahrzeug unter Verwendung eines frequenzbereichsbasierten Syntheseverfahrens. Dabei wird das Fahrzeuginnengeräusch drehzahlabhängig aus Sinustönen und spektral gefiltertem Rauschen gebildet. Entscheidend für den impulshaften Charakter des Geräusches sind die Phasenbeziehungen zwischen den einzelnen Motorordnungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Betrags- und Phasenverhältnisse der Motorordnungen analysiert und deren klanglicher Einfluss auf die Impulshaltigkeit untersucht.

• „Wieviel Realität braucht der Mensch?“ – Kriterien zur Bestimmung und Quantifizierung der ökologischen Validität von Hörversuchen
  J. Steffens, B. Schulte-Fortkamp and J. Becker-Schweitzer
[A]

Im industriellen Sounddesign werden immer häufiger Simulationen zur Erforschung der akustischen Qualität von Produkten eingesetzt. In vielen Fällen ist dabei eine Diskrepanz von Geräuschbewertungen im Labor zu solchen in Feldversuchen zu beobachten. Die Versuchspersonen werden in der Regel in abstrakte Erlebniswelten geführt, die ihren Alltagswahrnehmungen und Vorerfahrungen sowie ihrer gewohnten Handlungsautonomie nicht gerecht werden. Dieser Beitrag stellt eine psychoakustische Untersuchung von Haushaltsgeräten vor, in der gezielt verschiedene Versuchsszenarien mit unterschiedlichen Realitätsgraden miteinander verglichen und der Einfluss der Wirklichkeitsnähe auf die Geräuschbewertung ermittelt wurde. Ferner wird ein Fragebogen vorgestellt, der diejenigen Faktoren beleuchtet, die einen mutmaßlichen Beitrag zur sog. ökologischen Validität leisten. Diese ist sichergestellt, wenn die Ergebnisse einer Laboruntersuchung auf die individuellen Alltagssituationen der Versuchsteilnehmer übertragbar sind. Der Fragebogen soll in Zukunft als ''Werkzeug'' herangezogen werden, um die Güte von Hörversuchen im akustischen Produktdesign zu quantifizieren.

Bednar, T.

• Einfluss von Befestigungsmitteln auf die Schall-Längsleitung von Massivholzkonstruktionen
  F. Dolezal and T. Bednar
[A]

Wie ein an der Holzforschung Austria durchgeführtes Forschungsprojekt belegt, kann die vertikale Flankenübertragung durch abgestimmte elastische Zwischenschichten wirksam bedämpft werden. Eine Berechnung nach EN 12354 erscheint aufgrund des diffusen Schallfeldes innerhalb der Elemente zumindest bezüglich der Einzahlangaben möglich. Bei Betrachtung des kompletten Frequenzverlaufes werden relevante Abweichungen im mittleren Frequenzbereich erkennbar. Detaillierte Untersuchungen zum frequenzabhängigen Einfluss von handelsüblichen sowie akustisch optimierten Befestigungsmitteln wurden durchgeführt. Wie sich zeigt, werden effiziente, elastische Zwischenschichten durch Befestigungsmittel in Ihrer Wirkung stark beeinträchtigt, nicht jedoch durch den Einsatz schalltechnisch optimierter Varianten. Neben dem Nachweis der schalltechnischen Wirksamkeit werden die optimierten Befestigungsmittel auch statischen Vorversuchen unterzogen die zu teilweise überraschenden Ergebnissen führen. Aufgrund der fehlenden Eingangsdaten für die normgemäße Berechnung wird das Stoßstellendämm-Maß der befestigten Stoßstellensituation empirisch ermittelt, in das normgemäße Berechnungsverfahren eingesetzt und mit den Ergebnissen aus den Schallmessungen verglichen.

Behler, G.K.

• Musical instrument recording for building a directivity database
  M. Pollow, G.K. Behler and F. Schultz
[A]

The main objective of virtual acoustics is a most realistic playback of sound events. Beside of the spectral composition and the emitted sound power, the directivity of the source is important as it describes the spatial distribution of the radiated energy. For natural sound sources these data can be extracted by a time-synchronous recording in an anechoic environment. To cover all directions equally, a large spherical microphone array can be used for the recording, with the musician placed in the center of the array. Clean single tones allow a systematic evaluation of the properties of a specific instrument, including the relative phase shifts in the signal on the points of measurement. In general the directivity is not only dependent on the frequency, but also on the played tone, style and strength of playing, with different emphases for different types of instruments. Dozens of orchestral instruments were measured in this way, allowing to build a database for their directivities. These data can be used for computer simulations, as well as for sound reproduction by using a technical sound source that resynthesizes the radiation patterns of the measured instruments.

• Automatic Loudness Control for Car Infotainment Systems
  M. Guski and G.K. Behler
[A]

The levels of different sources (CD, radio, MP3, navigation, etc.) differ substantially making one single volume for all annoying. Even individual level settings for all sources are not helpfull since loudness and dynamic range of the source programs may vary. Therefore the driver (namely when listening to classical music) is forced to readjust the volume continously so not to miss his beloved music or not to be hooted down by the radio info program in between. A solution is presented that on one hand uses a sofisticated algorithm to measure the background noise inside of the car and on the other uses the real loudness information (Zwicker) from the running program to adjust a comfortable level and reduce dynamic shifts.

Behr, W.

• Schienenstegdämpfer - eine Möglichkeit zur Reduktion der Schallabstrahlung im Schienenverkehr
  W. Behr
[A]

Behrens, T.

• Zur Raumakustik im Deutschen Theater (DT) Berlin
  J. Hoffmeier, T. Behrens and W. Ahnert
[A]

Im Rahmen der 2009 abgeschlossenen Sanierung des Deutschen Theaters Berlin kam es zu umfangreichen Veränderungen raumakustisch relevanter innen-architektonischer Ausstattungsmerkmale. Der raumakustische Planungsprozess mit Zielsetzungen, Lösungen und Ergebnissen sowie die speziellen Verhältnissen im DT, z.B. in Form des unter Bestandsschutz stehenden Max Reinhardt'schen Rundhorizonts auf der Bühne und der damit gegebenen starken Ankopplung des Bühnenhauses an das akustisch eher trockene Zuschauerhaus werden im Vortrag dargelegt.

Bendl, I.

• Acoustical exploration on the role of the audiophonatorical feedback in professional female classical singing
  I. Bendl, S. Carral and W. Kausel
[A]

This study aims to proof or disproof a general spoken consensus among singers that singing is mainly controlled using kinaesthetically sensations. Though it is the singers experience that the environment may influence the kind of singing too. Is it possible to estimate the extent of the influence of acoustical feedback given by the acoustical environment for classical female singing?

Five singers were asked to sing the first verse of the song ''Heidenröslein'' from Franz Schubert in an unechoic chamber. Two microphones were placed in front of the singer in a distance of 2.6 m with a distance of 2.6m between the microphones. Both signals were amplified and recorded. One was altered with a hall generator and then sent back to the singer, who receives the signal through a headphone. There were used different settings of the hall generator which gave the acoustical impression of being in a different environment.

This study has a look at parameters as sound quality, musical criteria like tempo and time dependant changes in the generation of the sound and physiological parameters represented by spectral tilt and inverse filtering. The occurrence of the characteristically criteria was statistically evaluated in dependency of the acoustical conditions.

Bergen, B.

• A Wave Based Method for solving Helmholtz problems in semi-infinite domains
  B. Bergen, D. Vandepitte and W. Desmet
[A]

Element based methods, such as the finite element method and the boundary element method, are most commonly applied for the numerical analysis of acoustic Helmholtz problems. However, due to the pollution error, the element discretization must be refined with increasing frequency in order to preserve reliable predictions. In this way, the required computational resources limit the use of the element based methods to applications in the low-frequency range.

The wave based method (WBM), which is based on an indirect Trefftz approach, is an alternative deterministic prediction method. It uses wave functions, which are exact solutions of the underlying differential equation, to describe the dynamic field variables. As a consequence, a dense element discretization is no longer required. The resulting smaller numerical system and the absence of pollution errors make the WBM well suited for the treatment of mid-frequency problems.

This paper extends the applicability of the WBM to acoustic problems in semi-infinite domains. An appropriate function set is proposed, along with a procedure for treating semi-infinite scattering and transmission problems. The resulting technique is validated on several numerical examples.

Berger, J.

• Ein Schallschutzkonzept für höchste hygienische Ansprüche
  J. Berger, M. Haaß, H.V. Fuchs and P. Rietschel
[A]

Die EU-Richtlinie 2003/10/EG hat die Anforderungen im betrieblichen Lärmschutz verschärft. Hierdurch entstanden neue und weiter ausgedehnte kennzeichnungspflichtige Lärmbereiche in den Produktionsstätten der Nahrungsmittelindustrie. Konventionelle Schallabsorber erfüllen aber in der Regel nicht die dort verbreitet geltenden extremen Anforderungen an die Hygiene, an die mechanische Stabilität und widerstehen nicht den notwendigen harten Reinigungsmethoden. Eine alternative Lösung des Lärmproblems in den betroffenen Betrieben ist für die Einhaltung der ''Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch Lärm und Vibrationen'' und für die Verbesserung der dortigen Arbeitsbedingungen somit unabdingbar. Aufbauend auf den Erfahrungen mit innovativen, robusten Absorbern für ein breites Anwendungsspektrum (u. a. Membran-Absorber, Verbundplatten-Resonatoren, Breitband-Kompaktabsorber und Mikroperforierte Platten) wird im Rahmen eines mittelfristig angelegten F&E-Projekts ein neues Konzept zur Lärmminderung an lauten Maschinen und Anlagen entwickelt. Es versucht, die üblichen Maßnahmen an und unter der Decke über den sensiblen Produktionsbereichen durch leichter zu reinigende, bevorzugt stehende Schallschirme sowie Maßnahmen an den Lärmquellen selbst zu ersetzen. Ihrem Einsatz in ausgewählten Muster-Betrieben müssen scharfe Qualifikationstests bezüglich Hygiene, mechanischer Stabilität und Reinigung vorausgehen. Parallel zu konkreten Ausführungen in Betrieben werden zum Vergleich Lärmprognosen berechnet. Diese sollen es ermöglichen, in Zukunft präzise Prognosen für die akustische Wirksamkeit dieses Konzepts unter den sehr unterschiedlichen Einsatzbedingungen zu erstellen.

Bergmann, S.

• Untersuchungen zu den Ursachen der Geräuschentwicklung eines turbinen-betriebenen Zahnarztbohrers
  S. Bergmann, S. van der Meulen, A. Jakob and B.A.T. Petersson
[A]

Die von turbinen-getriebenen Zahnarztbohrern abgestrahlten hochfrequenten Schallwellen stellen vor allem für den Zahnarzt eine gesundheitliche Belastung dar. Bei langjähriger Lärmbelastung sind bei Zahnarztpersonal vielfach permanente Hörschädigungen im betreffenden Frequenzbereich beobachtet worden. Aus diesem Grund ist die Schallabstrahlung ein wichtiger Parameter bei der Entwicklung eines ergonomischen Zahnarztbohrers.

Die vorgestellte Arbeit untersucht die akustischen Eigenschaften eines für europäische Zahnarztkliniken typischen Bohrers. Neben Messungen mit der akustischen Kamera werden die Richtcharakteristik sowie die Gehäuseschwingung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unwucht der Turbine den Ursprung der Schwingungen, und somit der Geräuschemission, darstellt.

Bernschütz, B.

• Entwurf und Aufbau eines variablen sphärischen Mikrofonarrays für Forschungsanwendungen in Raumakustik und Virtual Audio
  B. Bernschütz, C. Pörschmann, S. Spors and S. Weinzierl
[A]

Sphärische Mikrofonarrays und deren Anwendung haben in den letzten Jahren zunehmend das Interesse von Forschern und Entwicklern geweckt. Im Rahmen von Forschungsarbeiten im Bereich richtungsabhängiger akustischer Raumeigenschaften und der Gewinnung extrapolierbarer Datensätze für 3D-Audio Wiedergabesysteme (z.B. Binaural, WFS) wurde am Institut für Nachrichtentechnik der FH-Köln in Kooperation mit den Deutsche Telekom Laboratories in Berlin und dem Fachgebiet Audiokommunikation der Technischen Universität Berlin ein variables sphärisches Arraymesssystem ''VariSphear'' entwickelt und aufgebaut. Das Messsystem kann auf beliebigen Abtastquadraturen und Radien sequentiell Raumimpulsantworten gewinnen. Die RIA können durch nachfolgende Signalverarbeitung für Beamforming oder Schallfeldextrapolation eingesetzt werden. Der Messroboter arbeitet mechanisch höchst präzise, um Abweichungen von idealen Abtastmustern und die daraus resultierenden Fehler zu minimieren. Die zugehörige Steuersoftware umfasst verschiedene Features wie z.B. die Generierung von beliebig spektral geformten Stimuli durch Sinussweepsynthese im Frequenzbereich, Adaption der Stimuli an das Störspektrum, Detektion von Zeitvarianzen u.a. durch spektralen Vergleich von Impulsantworten und Temperaturmessungen. So können die Messzeit reduziert, die SNR optimiert und die Plausibilität der Messdaten verifiziert werden. Eine Besonderheit des Messsystems ist die Möglichkeit, Raumgeometrien durch ein integriertes Lasermesssystem zu erfassen. So können die akustischen Messdaten direkt in einen geometrischen Zusammenhang gebracht und Ergebnisse einfach und übersichtlich visuell aufbereitet werden.

Bethke, C.

• Erfahrungen mit der Raumrückwirkung in hochabsorbierenden Halb- und Viertelräumen
  C. Bethke and V. Wittstock
[A]

Für die Ermittlung der Schallleistung von Geräuschquellen im angenäherten Freifeld (ISO 3744) werden hoch absorbierende Messräume benötigt. Abhängig vom Typ der Schallquelle müssen diese Räume einen reflektierenden Boden (Halbraum) oder einen reflektierenden Boden und eine reflektierende Wand (Viertelraum) aufweisen. Die Qualität solcher Räume wird üblicherweise mit einer Referenzschallquelle überprüft, deren Schallleistung aus einer Kalibrierung in einem nach ISO 3745 Anhang A zertifizierten Messraum bekannt ist. Die PTB hat in der Vergangenheit mehrere Halb- und Viertelräume überprüft. Über die Erfahrungen aus diesen Messungen wird berichtet, wobei u.a. auf die Messpunktanordnung bei der Kalibrierung, die Luftdruck- und Temperatureinflüsse sowie die Unsicherheit der ermittelten Raumrückwirkung eingegangen wird.

Beyeler, H.-P.

• Schweizweite Erfassung der akustischen Belagsgüte auf den Nationalstrassen
  M. Balmer, H.-P. Beyeler and L. Linder
[A]

Das Bundesamt für Strassen ASTRA als Eigentümerin der Nationalstrassen hat die Aufgabe die Lärmschutzvorschriften gemäss Umweltschutzgesetz USG und Lärmschutzverordnung LSV umzusetzen. Dabei handelt es sich um 3 Massnahmen: 1.) verhältnismässige vorsorgliche Massnahmen; 2.)verhältnismässige emissionsbegrenzende Massnahmen zur Einhaltung der massgebenden Belastungsgrenzwerte BGW; 3.)Erleichterungen und Schallschutzfenster als Ersatzmassnahmen. Die notwendigen Massnahmen sind im Zuge von Bauprojekten zu realisieren. Die Frist für die Erstsanierung läuft bis am 31. März 2015 ab. Für die Projektierung des notwendigen Lärmschutzes stellt der ''Leitfaden Strassenlärm'' die wichtigste Grundlage dar. Darin sind Sanierungshorizont, die Massnahmen an der Quelle (Beläge) und die Ermittlung des Strassenlärms mittels Berechnungen und Messungen definiert. Die akustische Belagsgüte bei der Strassenlärmermittlung spielt eine wichtige Rolle. Dazu werden zurzeit netzweit und spurweise (Fahrspuren) mittels der CPX - Messmethode in Kombination mit einzelnen SPB- Messungen Zustandsaufnahmen gemacht. Das Ziel ist, die Strassenlärmermittlung auf den Nationalstrassen und die Massnahmenplanung zu vereinfachen und vereinheitlichen. Die Messdaten erlauben auf der strategischen Ebene, Konzepte hinsichtlich des Einsatzes lärmarmer Beläge zu entwickeln. Ob sich dabei die Zustanderfassung mit der CPX - Messmethode eignet und durchsetzt, wird sich noch erweisen müssen.

Der Beitrag stellt die Motivation und lärmrechtlichen Rahmenbedingungen sowie erste Ergebnisse dieses Projektes vor. In einem separaten Beitrag des Auftragnehmers Müller BBM wird auf die Technik und den Projektablauf eingehender eingegangen.

Biermann, J.

• Ein Finite/Infinite Elemente Modell zur akustischen Analyse der Reifen-Fahrbahn-Interaktion
  J. Biermann and O. von Estorff
[A]

Im Rahmen der vom Gesetzgeber geforderten Gesamtgeräuschreduzierung von Kraftfahrzeugen kommt dem Reifen-Fahrbahngeräusch eine besondere Bedeutung zu. Im Gegensatz zu anderen Schallquellen am Fahrzeug sind hier kaum passiven Maßnahmen möglich, so dass die Entwicklung von geräuschoptimierten Reifen und Fahrbahnoberflächen für eine Verringerung der Geräuschemission unumgänglich ist. Um eine zielgerichtete und kostengünstige Geräuschoptimierung des Systems Reifen-Fahrbahn vornehmen zu können, ist die Entwicklung von Berechnungsmodellen, die es ermöglichen die Schallabstrahlung für bestimmte Reifen-Fahrbahnkombinationen im Vorfeld zu simulieren, von besonderer Wichtigkeit. Im Rahmen eines Projektes im Forschungsverbund Leiser Straßenverkehr 2 wurde ein auf finiten und infiniten Elementen basierendes Berechnungsmodell entwickelt, welches die akustische Analyse von virtuellen Prototypen ermöglicht. Zunächst werden die Ergebnisse dieses Projektes vorgestellt, was sowohl die Modellvalidierung anhand von Messdaten umfasst, als auch die Anwendung des Rechenmodells auf weitere akustische Fragestellung im Zusammenhang mit dem System Reifen/Fahrbahn. Anschließend wird auf aktuelle Untersuchungen eingegangen, die sich auf die Lärmentstehung durch das sogenannte texturinduzierte ''Airpumping'' und deren Erfassung im Modell konzentrieren.

Biermeier, T.

• Fluid-Structure-Acoustic Coupling Related to the Flow over Rigid and Flexible Plate Structures
  S. Müller, S. Becker, T. Biermeier, J. Grabinger and M. Kaltenbacher
[A]

Bei der Umströmung eines Automobils resultiert die Wechselwirkung des Strömungsfeldes im Nachlauf der A-Säule und des Seitenspiegels mit der Seitenscheibe in der Abstrahlung von tonalem und breitbandigem Schall in die Fahrgastzelle. Der so erzeugte Schall lässt sich in Strömungsschall infolge der Schwankungen im Strömungsfeld und Vibrationsschall aufgrund der induzierten Schwingungen der Seitenscheibe unterscheiden. Es werden Untersuchungen an einem Modellaufbau vorgestellt. Dabei handelt es sich um verschieden steife Plattenstrukturen, die in eine massive Grundplatte inte-griert sind. Die bündigen Oberflächen der jeweils betrachteten Platte sowie der Grundplatte werden mit unterschiedlichen Anströmgeschwindigkeiten überströmt. Weiterhin wird jeweils ein zu einem Seitenspiegel bzw. zu einer A-Säule korrespon-dierendes Hindernis in der Anströmung positioniert. Die Rückseite der Platten kann durch ein Plenum mit schallharten Wänden abgeschlossen werden. Der Einfluss der Plattensteifigkeit auf das wandnahe Strömungsfeld wird durch instationäre Wanddruckmessungen untersucht. Zusätzlich wird die resultierende Strukturbewegung mit einem Laser-Scanning Vibrometer erfasst. Druck- und Schnellemessungen werden zudem herangezogen um mittels Statistischer Energieanalyse (SEA) die Schallabstrahlung in das Plenum bzw. mittels eines Finite-Elemente Akustiklösers die Abstrahlung von tonalem Schall zu berechnen. Als Vergleichsbasis dienen umfangreiche Mikrofonmessungen. Die Ergebnisse erlauben Aussagen über die Abhängigkeit des abgestrahlten Schalls von der Plattensteifigkeit und zudem die Separation der Entstehungsmechanismen von Strömungs- und Strukturschall bzw. Schall unterschiedlicher Frequenzbereiche und Tonalität.

Bietz, H.

• In-Situ-Charakterisierung menschlicher Geher als Körperschallquelle mit dem Zwei-Platten-Verfahren
  H. Bietz and V. Wittstock
[A]

Für bauakustische Prognoserechnungen kann es erforderlich sein, die Quellcharakteristik einer Körperschallquelle (Admittanz, Quellkraft, freie Schnelle) zu kennen bzw. zu bestimmen. Im Falle des menschlichen Gehers stellt die Bestimmung dieser Parameter eine besondere Herausforderung dar, u.A. durch die zahlreichen Variationsmöglichkeiten der Quelle und die Schwierigkeit, die Quellparameter unter realistischen Bedingungen zu bestimmen. In der Vergangenheit wurden mehrere Versuche zur Bestimmung der Quellparameter unternommen, wobei die erzielten Ergebnisse je nach Versuchsaufbau eine sehr große Streuung aufweisen. In der PTB wurde nun ein neuer Ansatz verfolgt, die Quellcharakterisierung mit Hilfe des Zwei-Platten-Verfahrens zu realisieren. Die grundsätzliche Tauglichkeit dieses Verfahrens konnte in der Vergangenheit sowohl für stationäre als auch für instationäre Quellen aufgezeigt werden. Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass die Quellen in ihrer Gesamtheit betrachtet werden und unter realistischen Betriebsbedingungen (''In Situ'') charakterisiert werden können. Kritisch ist hingegen die Auswahl geeigneter Empfangsplatten. Diese müssen hinsichtlich Admittanz, Modendichte und Dämpfung bestimmte Kriterien erfüllen, um für das Messverfahren bzw. die jeweils zu charakterisierende Quelle geeignet zu sein. In dem Vortrag wird über erste Ergebnisse und Erfahrungen mit diesem Messverfahren zur Charakterisierung eines menschlichen Gehers berichtet.

Binder, U.

• Meteorologisch bedingte Unsicherheiten bei der Berechnung von Fluglärm
  U. Binder
[A]

Konventionelle Fluglärmberechnungsverfahren, z.B. die AzB, legen der Berechnung der Schallausbreitung standardisierte meteorologische Bedingungen zu Grunde; sie gehen somit von einer räumlich und zeitlich konstanten Atmosphäre aus. Bei der freien Schallausbreitung aus größeren Höhen kann der Einfluss der Atmosphäre aber nicht ohne weiteres vernachlässigt werden. Insbesondere die atmosphärische Dämpfung des Schalls entlang des Ausbreitungsweges führt unter realen atmosphärischen Verhältnissen zu deutlichen Unterschieden der Immissionspegel, woraus Unsicherheiten bei der Fluglärmberechnung folgen. Vorgestellt werden Untersuchungen, die auf den realen atmosphärischen Verhältnissen eines repräsentativen Jahres basieren. Die Daten entstammen Radiosondenaufstiegen des Observatoriums Lindenberg aus dem Jahre 2004. Bedingt durch die unterschiedlichen Temperaturen und relativen Feuchten - sowohl am Boden als auch in der vertikalen Verteilung - können die Immissionspegel zwischen den einzelnen Terminen, hervorgerufen allein durch die atmosphärische Dämpfung, um bis zu 5 dB bei einer Schallquelle in 2 km Höhe differieren bzw. sogar um bis zu 11 dB bei einer Quelle in 10 km. Nichtsdestotrotz zeigen Vergleiche zwischen den über einen längeren Zeitraum gemittelten Immissionspegeln, die auf realen atmosphärischen Bedingungen basieren, und den auf standardisierten atmosphärischen Bedingungen beruhenden Immissionspegeln einander entsprechende Werte. Weiterhin kann festgestellt werden, dass konventionelle Fluglärmberechnungsverfahren mit der Annahme standardisierter Bedingungen tendenziell höhere Immissionspegel liefern; sie schätzen den Fluglärm eher konservativ ab.

Birkefeld, A.

• A Hybrid Method for CAA
  A. Birkefeld and C.-D. Munz
[A]

Das Rechenprogramm NoisSol löst mit Hilfe von Discontinuous-Galerkin-Verfahren hoher Ordnung die linearisierten akustischen Gleichungen im Zeitbereich in Gebieten mit komplexer Geometrie. Dabei wird ein hybrider Ansatz verwendet, bei dem die Anregung akustischer Wellen durch Quellterme erfolgt, die mit Hilfe einer vorangegangenen Strömungssimulation bestimmt werden. Dieser Ansatz ist vor allem für Strömungen mit geringer Mach-Zahl sinnvoll, um die unterschiedlichen Längen- und Energieskalen von Strömungs- und Akustikfeld auflösen zu können.

Die Kombination von Discontinuous-Galerkin-Verfahren hoher Ordnung mit komplexen Geometrien und inhomogener Hintergrundströmung bietet einige Herausforderungen, auf die im Vortrag eingegangen wird. Dabei sind unterschiedliche Ausbreitungsmodelle mit den entsprechenden Quelltermen implementiert, wie die linearisierten Eulergleichungen und die Acoustic Perturbation Equations (APE).

Um die Effizienz bei der Berechnung der Schallabstrahlung in Fernfeld zu erhöhen, wird außerdem eine Kopplung zwischen dem Discontinuous-Galerkin-Code für unstrukturierte Gitter und dem Finite-Differenzen-Code PIANO (IAS, DLR Braunschweig) für strukturierte Gitter im hindernisfreien Fernfeld vorgestellt. Mit diesem gekoppelten Code wurden bereits einfache Testfälle gerechnet, um die Kopplungs- und Initialisierungsmechanismen zu erproben und validieren. Dabei konnte gezeigt werden, dass keine unphysikalischen Reflektionen oder Brechungen an den Kopplungsrändern auftreten und die gewünschte Genauigkeit und Konvergenzordnung erreicht wird. Die Simulation eines realen Problems (Flügelprofil mit Hochauftriebshilfen) ist in Vorbereitung und soll vorgestellt werden.

Birkholz, P.

• Evaluation of Articulatory Speech Synthesis: A Perception Study
  D. Bauer, P. Birkholz, J. Kannampuzha and B.J. Kröger
[A]

In this study, the intelligibility of an articulatory speech synthesizer has been evaluated by a perception test of monosyllabic utterances which were presented to a human listener. The stimuli were CV and CCV syllables. The CV syllables consisted of voiced and voiceless plosives /b,d,g,p,t,k/, nasals /m,n/ and the lateral /l/ as consonant combined with five different vowel qualities of long vowels in Standard German. The set of CCV was compiled by using a plosive as first consonant and nasal or lateral as second consonant. The analysis of the confusion matrix showed which parameters should be revised to improve the intelligibility of the synthesis: changed wall stiffness will have effect on bandwith of transition which seemed to be too broad, velocity of articulators seemed to bee too low during beginning of release. The aspiration parameters should be adapted, especially the amplitude of friction which seems to be too low for most voiceless plosives. The results are currently used to improve the synthesizer which is still under development.

Bischoff, S.

• Reflexion und Transmission von Körperschall an Unstetigkeiten in Zylinderstrukturen
  H. Sprenger, S. Bischoff and L. Gaul
[A]

Die Ausbreitung von Körperschall in zylindrischen Strukturen hat, vergleichbar mit Wellen in Platten (Lamb-Wellen) multimodalen dispersiven Charakter. Werden Körperschallwellen zur Schadensdetektion eingesetzt, z.B. bei der Strukturüberwachung von Seilstrukturen, ist genaue Kenntnis der Ausbreitungs- und Reflexionseigenschaften der Körperschallwellen vonnöten. Diese lassen sich mittels der Finite-Elemente-Methode ermitteln, indem ein Segment des periodischen Wellenleiters modelliert wird. Als Lösung erhält man alle sich in dem entsprechenden zylindrischen Wellenleiter auftretenden Ausbreitungsmoden sowie lokal auftretende, evaneszente Moden.

Interessiert insbesondere die Reflexion und Transmission von Körperschallwellen an Unstetigkeiten wie z.B. Rissen oder Kerben, erhält man die entsprechenden Reflexions- und Transmissionskoeffizienten durch Formulieren des Prinzips der virtuellen Arbeit an der Unstetigkeitsstelle. Die präsentierten Ergebnisse zeigen die Umwandlung von Ausbreitungsmoden an Fehlstellen und ermöglichen die Identifizierung geeigneter Wellentypen zur Strukturcharakterisierung. Umgekehrt lassen sich mit den ermittelten Reflexions- und Transmissionskoeffizienten aus Messsignalen von Ultraschallwellen Fehlstellen nicht nur lokalisieren sondern auch in gewissen Maße in ihrer Geometrie (z.B. Risstiefe) charakterisieren.

Bistafa, S.

• Vereinfachtes Messobjekt zur Untersuchung von Unsicherheitsfaktoren bei der Transferpfadanalyse und -synthese
  P. Dietrich, B. Masiero, M. Vorländer, S. Bistafa and S.N.Y. Gerges
[A]

Es wurde ein vereinfachtes Modellszenario bestehend aus einer Box mit den Abmessungen 30 50 80 cm3 und eines austauschbaren Deckels zur Untersuchung verschiedener Methoden der Transferpfadanalyse und Synthese (TPA/TPS) entwickelt. Der Kernpunkt beim Vergleich liegt bei eventuellen Fehlern bzw. Grenzen der Methoden und den resultierenden Mess- bzw. Prädiktionsunsicherheiten. Bei der Prädiktion werden sowohl Pegel als auch auralisierte Ausgangssignale berücksichtigt. Es können sowohl Luftschallausbreitungsszenarien innerhalb der Box und durch die Begrenzungen der Box hinweg, als auch Körperschalleinleitungen am Deckel der Box realisiert werden.

Durch die Wahl eines besonders einfachen Aufbaus, der trotzdem vielzählige Szenarien zulässt, können verschiedene Laboratorien vor Ort mit ihrer eigenen Messtechnik arbeiten, dennoch bleiben die Messergebnisse vergleichbar. Derzeit arbeiten drei akustische Forschungseinrichtungen nach diesem Aufbau zusammen.

Im Beitrag soll kurz auf den geometrischen Aufbau und die genaue wissenschaftliche Fragestellung eingegangen werden. Zudem werden erste Lösungsvorschläge zur einheitlichen Aufnahme von Transferfunktionen und Ergebnisse der verschiedenen Messteams diskutiert und verglichen.

Bitzer, J.

• Quantifizierung des Sprachverständlichkeitsgewinns durch Richtungsfilterung im Hörgerät: Vergleich verschiedener Algorithmen
  T. Herzke, S. Franz, M. Vormann, M. Müller-Wehlau and J. Bitzer
[A]

Gegenüber einkanaligen Störgeräuschreduktionsalgorithmen können Algorithmen zur Richtungsfilterung, die Signale von mehreren Mikrofonen kombinieren, größere Gewinne bei der Sprachverständlichkeit erzielen. Im Rahmen des BMBF-Forschungsprojektes Modellbasierte Hörsysteme wurden mehrere Richtungsfilter-Algorithmen auf dem HörTech Master Hearing Aid implementiert und sowohl miteinander als auch mit einem aktuellen kommerziellen Hörgerät verglichen. Das Master Hearing Aid ist eine Software, die Audiosignalverarbeitung für Hörgeräte auf PC-Hardware bei niedrigem Delay ermöglicht. Die Vergleichsmessungen wurden mit 15 schwerhörenden Versuchspersonen durchgeführt. Der Hörverlust wurde auf dem Software-Hörgerät und auf dem kommerziellen Hörgerät in gleicher Weise durch lineare Verstärkung versorgt. Sprachverständlichkeit wurde mit dem Oldenburger Satztest gemessen. Dabei kam das Sprachsignal stets von Vorne und das Störgeräusch aus unterschiedlichen Richtungen. Erste Ergebnisse mit festen Störquellen und einem Adaptiven Richtmikrophon nach Elko (Adaptive Differential Microphone) deuten daraufhin, dass eine Verbesserung des Ausgleichs der durch dieses Filter bewirkten Kammfiltercharakteristik durch ein rechenaufwändigeres und genaueres Tiefpassfilter auch eine signifikante Verbesserung der Sprachverständlichkeit zur Folge hat, sich der zusätliche Rechenaufwand folglich lohnt. Dieses und weitere Ergebnisse sowie die verwendeten Algorithmen für das Software-Hörgerät werden auf der Tagung vorgestellt.

• Mehrkanaliges Verfahren zur Windgeräuschreduktion bei Hörgeräten mit binauraler Kompensation
  S. Franz and J. Bitzer
[A]

Turbulente Luftströmungen an Hindernissen, wie Kopf und Ohrmuschel, können starke Windgeräusche bei Hörgeräten hervorrufen. Diese tieffrequenten, rauschhaften Geräusche können bei Hinter-dem-Ohr-Hörgeräten schon ab einer Windgeschwindigkeit von 5m/s bis zu 110dB SPL betragen. Sie werden meist als störend empfunden und führen zu einer Maskierung des Nutzsignals.

Im Rahmen des Forschungsprojektes Modellbasiertes Hörgerät wurde ein binaurales Verfahren zur Kompensation von Windgeräuschen entwickelt und auf dem Master Hearing Aid implementiert. Das von HörTech gGmbH entwickelte Master Hearing Aid ist eine PC-Software und ermöglicht eine Audiosignalverarbeitung für Hörgeräte bei niedrigem Delay.

Der vorgestellte Algorithmus basiert auf einkanaliger Tieftonreduktion (Kates 2007) und einem zweikanaligen Korrelationsdetektor (Elko 2003) zur Winddetektion und -reduktion. Als neues Verfahren wird die binaurale Kopplung mehrkanaliger Hörgeräte zur Kompensation der Windgeräusche vorgestellt. Der Algorithmus nutzt den Effekt, dass bei seitlich einfallenden Wind vornehmlich Windgeräusche auf dem abgewandten Ohr auftreten. Die binaurale Kopplung ermöglicht so eine Verbesserung der Nutzsignalqualität.

- Elko, G (2003): Reducing noise in audio systems. U.S. Patent Application No. US 2003/0147538 A1. Published August, 2003

- Kates, J. M. (2007): A hearing aid with suppression of wind noise. U.S. Patent Application No. 20070030989, issued February, 2007

Bitzer, N.

• Geräuschverhalten von Handbrausen
  S. Öhler, N. Bitzer and L. Weber
[A]

Die Messung der Installationsgeräusche von Bade- und Duschwannen am Bau erfolgt gemäß DIN EN ISO 10052 durch Geräuschanregung mit dem vor Ort vorhandenen Brausekopf. Hierbei wird der Brausekopf in die höchste Stellung gebracht, die Wasserarmatur voll geöffnet und der resultierende Geräuschpegel beim Aufprall des Wasserstrahls auf die Wannenoberfläche gemessen. Das Ergebnis dieser Messung hängt in starkem Maße von der Art und der Einstellung (normal, soft, Massage, etc.) des Brausekopfes ab. Um reproduzierbare und vergleichbare Ergebnisse zu erhalten, wird daher im Fraunhofer-Institut für Bauphysik zur Geräuschanregung ersatzweise ein genormter Wasserauslass, das so genannte Körperschallgeräuschnormal (KGN) verwendet.In dem Beitrag werden Messergebnisse mit marktüblichen Handbrausen und mit dem KGN am Beispiel einer typischen Duschwanne miteinander verglichen. Dabei werden u. a. der Einfluss von Wasserdruck und Durchfluss sowie der Höhe der Wasserquelle über dem Wannenboden betrachtet. Des Weiteren wird untersucht, wie die nach DIN EN ISO 10052 ermittelten Messwerte mit den Geräuschen übereinstimmen, die beim Duschen einer realen Person entstehen. Aus den durchgeführten Messungen lassen sich Hinweise für eine mögliche Verbesserung des genormten Messverfahrens im Hinblick auf einen stärkeren Praxisbezug entnehmen.

Blasl, A.

• Zerstörungsfreie Prüfung des zugänglichen Hohlraumgehalts von offenporigen Fahrbahnbelägen
  J. Hübelt, C. Kühnert, U. Figula, F. Wellner and A. Blasl
[A]

Der zugängliche Hohlraumgehalt von offenporigen Asphalten wird in der Regel an Bohrkernen bestimmt. Dieses Verfahren bedingt die Entnahme von Material aus der Asphaltdeckschicht und kann somit nicht als zerstörungsfreie Methode angesehen werden. Die Bestimmung des Hohlraumgehaltes kann auf diese Weise nur exemplarisch an bestimmten Stellen, jedoch nicht flächendeckend und somit i.d.R. nicht mit statistischer Sicherheit bestimmt werden. Da der zugängliche Hohlraumgehalt erst nach dem Einbau an der bereits erkalteten Deckschicht ermittelt werden kann, ist darüber hinaus eine Einflussnahme auf die Verdichtung noch während der Bauausführung ausgeschlossen. Es erweist sich somit als erforderlich, eine zerstörungsfreie Methode zur Bestimmung des zugänglichen Hohlraumgehalts zu entwickeln, die ein Intervenieren während des Verdichtungsprozesses erlaubt. Aufbauend auf dem phänomenologischen Modell für poröse Absorber wurde ein Verfahren entwickelt, das die Berechnung des zugänglichen Hohlraumgehalts aus der Oberflächenimpedanz der offenporigen Asphaltschicht ermöglicht. Zur Messung der Wandimpedanz wurde eine PU-Sonde verwendet. Ihre prinzipielle Eignung für den Anwendungszweck ist hierbei in Laboruntersuchungen getestet worden. Ein erster Prototyp eines Messsystems wurde entwickelt und unter Praxisbedingungen eingesetzt. Seine Weiterentwicklung sowie weitere messtechnische Untersuchungen an realen Probestrecken sind vorgesehen.

Blau, M.

• Subjektiver Vergleich individueller Entzerrungsfunktionen für Hörgeräte mit geschlossenen Otoplastiken
  T. Sankowsky, E. Rasumow, M. Blau and K. Plotz
[A]

In der Hörgeräteanpassung ist es erforderlich neben der Verstärkung zum Ausgleich des Hörverlustes die Verstärkung des offenen Gehörgangs (OEG) sowie die Übertragungseigenschaften des verschlossenen Gehörgangs zu berücksichtigen. Im Allgemeinen werden hierfür entweder mittlere Modelle oder gemessene Schalldrücke als Referenz verwendet. Für den verschlossenen Gehörgang lässt sich aber auch eine Übertragungsfunktion auf Basis einer Messung der Reflektanz des Gehörgangs an der Innenseite der Otoplastik schätzen.

In einem subjektiven Vergleich mit 10 normalhörenden Versuchspersonen wurde die Darbietung eines Musiksignals über HdO-Hörgerätedummies mit geschlossenen Otoplastiken bei verschiedenen Entzerrungsfunktionen mit einer Freifelddarbietung verglichen.

Entzerrungsfunktionen, die aus Insitumessungen, geschätzten individuellen Gehörgangsmodellen sowie aus mittleren Gehörgangsmodellen bestimmt wurden, sind in den Vergleich mit aufgenommen worden. Als OEG wurden jeweils die individuell gemessenen, sowie eine mittlere OEG verwendet. Die Ergebnisse des Vergleiches werden präsentiert und diskutiert.

• Limits of intelligible speech in medium sized multi purpose spaces
  S. Kissner, M. Barron and M. Blau
[A]

Many medium-sized spaces (with volumes between 1000 and 3000 m) are used for both speech and music. Examples include churches, school halls or local cultural spaces. The different requirements for speech and music make the acoustic design of such spaces difficult, in particular if a purely passive solution is sought. In acoustical terms, the question is to which limits can reverberation time be increased while still maintaining acceptable speech intelligibility.

This problem was addressed by investigating generic medium-sized spaces using computer simulation and scale model measurements. In the models, absorption was added until a certain target value for speech intelligibility (measured by Deutlichkeit D) was obtained. Then, reverberation metrics (EDT, T30, Sabine RT) and C80 were analysed, in order to assess the suitability for music performances.

The results indicate that under the given conditions, reverberation times recommended for music, along with acceptable values for C80, might still allow sufficient speech intelligibillity. One important effect observed with this type of room is that the various reverberation metrics differ due to the presence of two-dimensional horizontal sound fields away from the (absorbing) audience seating. This behaviour can be expected for these rooms and consequently it can be exploited when acoustically designing multi-purpose spaces.

Blauert, J.

• Zur Terminologie der Hörakustik im Lichte der neuen DIN 1320
  J. Blauert
[A]

Die Begriffe der Akustik in deutscher Sprache sind seit 1939 in der DIN 1320 genormt. Diese Norm hat seit 1969 eine gründliche Bearbeitung erfahren. wobei insbesondere die Begriffe der Hörakustik zu einem erheblichen Teil neu formuliert wurden. Obwohl die überarbeitete Fassung kürzlich bereits in dritter, überarbeiteter Auflage erschienen ist, ist sie in Fachkreisen wenig bekannt. Es ist das Ziel dieses Vortrages, die Definitions- und Benennungsgrundsätze der DIN 1320 zu erläutern und zu diskutieren, wobei insbesondere auf die Begriffe der Hörakustik abgehoben wird. Hierbei wird auf die Möglichkeiten hingewiesen, die die Norm anbietet, um physikalische Größen und perzeptive Größen zu unterscheiden. Die Diskussion führt auf grundsätzliche Überlegungen zum Wesen so genannter ''subjektiver'' und ''objektiver'' Größen mit dem Ziel einer sauberen sprachlichen Differenzierung.

Blickensdorff, J.

• Die Akustik der Konzertsäle im Leipziger Gewandhaus. Geschichte, Rekonstruktion und Auralisation
  S. Weinzierl, H. Rosenheinrich, J. Blickensdorff, M. Horn and A. Lindau
[A]

Die Leipziger Gewandhausbauten sind Spielstätte und Namensgeber des weltweit traditionsreichsten Konzertorchesters. Auch die Architektur und die Akustik der drei Konzerthäuser selbst ist ein einzigartiges Dokument für die Entwicklung des öffentlichen Konzertwesens, die Veränderung von symphonischer Aufführungspraxis und den damit verbundenen Wandel des Orchesterklangs. Auf der Grundlage von Computermodellen für die beiden ersten, 1781 bzw. 1884 eröffneten Säle und der Vermessung binauraler Raumimpulsantworten im aktuellen, 1981 eröffneten Saal wurde die Akustik der drei Konzertsäle im Vergleich analysiert. Die dynamische Binauralsynthese dieser Aufnahme macht für ein jeweils identisches Anregungssignal die unterschiedliche Akustik der drei Gewandhäuser hörbar und dokumentiert den mit der Veränderung der Aufführungsbedingungen und insbesondere mit einem Zuwachs an Raumvolumen einhergehenden Wandel des musikalischen Klangeindrucks.

Blumrich, R.

• Spielen Schallausbreitungseffekte durch die inhomogene Umströmung in der Fahrzeugaeroakustik eine Rolle?
  R. Blumrich
[A]

Die Umströmung von Fahrzeugen im Fahrbetrieb verursacht Geräusche, die im Innenraum den Insassenkomfort reduzieren und bei höheren Geschwindigkeiten nach außen hin ein Umweltproblem darstellen können. Diese aeroakustischen Phänomene sind weitgehend bekannt. Ein weiteres Phänomen ist die Tatsache, dass in einer solchen Umströmung, die hochgradig inhomogen ist, Schall sich nicht mehr geradlinig ausbreitet, sondern von Strömungseffekten beeinflusst wird. Grenz- und Scherschichten mit starken Geschwindigkeitsgradienten und Gebiete mit Turbulenz sind hierfür verantwortlich. Auch Temperaturgradienten könnten eine Rolle spielen. Diese Schallausbreitungseffekte fanden in der Fahrzeugakustik bisher keine Berücksichtigung. In einer theoretischen Studie wurde aus diesem Grunde eine Abschätzung durchgeführt, inwieweit diese Effekte hier eine Rolle spielen. An Hand von typischen Geometrien, die am Fahrzeug aeroakustischen Schall erzeugen können, wurde die Schallausbreitung in der inhomogenen Umströmung des Fahrzeuges von diesen Quellen untersucht und deren Relevanz für die Fahrzeugakustik abgeschätzt. Ergebnis ist, dass im Normalfall nur die Geschwindigkeitsgradienten und die Turbulenz relevant sind. Bei geometrisch kleinen Strukturen wie z. B. einer Wasserfangleiste sind nur Wellenlängen der gleichen Größenordnung und kleiner betroffen. Schallausbreitungseffekte können in solchen Fällen also für Frequenzen im Bereich von einigen kHz und darunter vernachlässigt werden. Für großräumigere Strömungsstörungen wie z.B. das Radhaus oder die A-Säule sind auch tiefere Frequenzen betroffen. Es werden Abschätzungen für die betroffenen Frequenzbereiche und Gebiete gegeben.

Böhle, M.

• Verfahren zur Ermittlung der Körperschalldämmung durch Entkoppelelemente in Kfz-Abgasanlagen
  H.-J. Kammer, M. Fallen, M. Böhle and T. Pfeffer
[A]

Die Abgasanlage überträgt Körperschall und strahlt Luftschall ab, für deren Entstehung andere Komponenten wie z.B. Abgasturbolader verantwortlich sind. Eine Minderung der Schwingungsanregung wird durch den Einsatz von Entkoppelelementen erlangt, deren Auswahl bisher primär im Hinblick auf tieffrequente Schwingungsentkopplung unterhalb von 500 Hz erfolgte. Das vermehrte Auftreten von Körperschall mit höheren Frequenzen, bedingt durch den Turbolader, und die immer weiter wachsenden Anforderungen an ein niedriges Geräuschniveau im Automobilbau lässt die Dämmung höherer Frequenzen zu einem wichtigen Auswahlkriterium geeigneter Entkoppelelemente werden.

Für die experimentellen Untersuchungen wurde ein Prüfstand entwickelt, der bereits auf der DAGA 2008 vorgestellt wurde. Damit ist es möglich, das Übertragungsverhalten von Entkoppelelementen mit einer indirekten Methode in einem Frequenzbereich bis 5 kHz zu erfassen. In axialer Schwingungsrichtung werden Vierpole zur Systembeschreibung verwendet. Es wird eine neue Methode zur Messung der lateralen und rotatorischen Transfersteifigkeiten vorgestellt. Diese baut auf dem Verfahren nach DIN ISO 10846-3 auf und wurde so erweitert, dass der Messfrequenzbereich keine Beschränkung zu tiefen Frequenzen hin hat, auch wenn kleine Abschlussmassen verwendet werden.

Des Weiteren wird gezeigt, welchen Einfluss unterschiedliche Anregungen und Vorspannungen bei nichtlinearen Elementen haben und welche Linearisierungsmethoden zu praxisrelevanten Ersatzmodellen führen. Messergebnisse von häufig eingesetzten Entkoppelelementen werden vorgestellt und deren Integration in Rechenmodelle der gesamten Abgasanlagendynamik gezeigt.

Boehm, R.

• Materialprüfung mit Ultraschall unter Verwendung von SAFT und der Gruppenstrahlertechnik
  J. Kitze, R. Boehm, G. Brekow and M. Kreutzbruck
[A]

Die Kenntnisse über die Existenz und vor allem über die Abmessungen von Rissen sind für die Sicherheit und die Bestimmung des Gefährdungspotentials von hochbelasteten Bauteilen unbedingt erforderlich. So werden quantitative Aussagen über die zu erwartende Fehlergröße zum Beispiel in der Bruchmechanik für die Bestimmung der Restlebensdauer benötigt. Bei austenitischen und ferritischen Werkstoffen ist vor allem Spannungsrisskorrosion ein großes Problem. Dabei treten Risskonfigurationen im Inneren des Bauteiles auf, die mit konventioneller Ultraschallprüftechnik aufgrund der komplizierten Rissflächengestalt und Rissorientierung nur unzureichend abgebildet werden können. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Analyse von Materialschäden bietet die ''Synthetic Aperture Focusing Technique'' (SAFT). Dieses Verfahren setzt die Nutzung von konventionellen Prüfköpfen mit breiter Schallbündeldivergenz voraus, die jedoch nicht genügend Signal-Rausch-Verhältnis liefern um komplizierte Risskonfigurationen aufzulösen. In der vorgeschlagenen Methode wurden Gruppenstrahlerprüfköpfe anstelle der konventionellen Prüfköpfe eingesetzt, die durch einen Winkelschwenk ein divergentes Schallfeld künstlich nachbilden. Für diese Art der SAFT-Auswertung wurden neue Algorithmen entwickelt, die entsprechende Korrekturen für Gruppenstrahlerprüfköpfe enthalten. Die Möglichkeiten und Grenzen dieser Technik wurden theoretisch untersucht und in Modellrechnungen simuliert. Untersuchungen wurden an künstlich nachgebildeten Rissen mit konventionellen Prüfköpfen und Gruppenstrahlerprüfköpfen mit anschließender SAFT-Rekonstruktion durchgeführt. Die Prüfsysteme wurden hinsichtlich ihrer Nachweisempfindlichkeit und ihrer Eignung zur Fehleranalyse verglichen.

Böhm, W.

• Blockheizkraftwerke: Stand der Lärmminderungstechnik und Probleme durch tieffrequente Geräusche
  W. Böhm and J. Danner
[A]

Im Rahmen eines Forschungsvorhaben zur Feststellung des Standes der Technik auf dem Gebiet der Emissionsminderung bei Blockheizkraftwerken (BHKW) wurden Emissionsdaten zusammengetragen (UBA Förderkennzeichen 3708 44 300/05). Die Datenerhebung stützt sich auf Ergebnisse eigener Messungen sowie auf Angaben von Motorherstellern. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag beim Abgasschall der Motoren, da insbesondere unzulängliche Abgasschalldämpfer häufig Anlass zu Lärmbeschwerden in der Nachbarschaft geben. In diesem Zusammenhang werden die Besonderheiten der Geräusche von Verbrennungsmotoren mit ausgeprägten tieffrequenten Anteilen in Bezug auf Messung und Bewertung sowie gezielte Schallschutzmaßnahmen erläutert. Zur sachgerechten Einschätzung der im Umfeld von BHKW anzutreffenden Geräuschsituation wird ein Verfahren zur Ermittlung der Störwirkung tieffrequenter und tonaler Abgasgeräusche vorgeschlagen und beschrieben. Es werden die für tieffrequente Geräusche anzusetzenden Bewertungsgrundsätze der DIN 45680 mit Freifeld-Schalldruckpegeln verknüpft. Damit bedarf dieses Verfahren eines geringeren Aufwandes als das normgerechte Messverfahren. Ein weiterer Vorzug ist die Möglichkeit seiner Anwendung in der Planungsphase, da anhand von Motordaten eine rechnerische Aussage zu möglichen Störwirkungen getroffen werden kann. Des weiteren werden die vom Motorengehäuse im Verbund mit dem Generator als Modul direkt abgestrahlten Geräusche beschrieben und entsprechend der Motorleistung klassifiziert, und es werden Möglichkeiten des Schallschutzes genannt.

Böhnke, F.

• Wave propagation in a 3D-Fluid-Structure System with Cochlear Implant Electrode
  F. Böhnke, H. Schwingshandl, K. Braun and T. Stark
[A]

Because the cochlea is inaccessible in vivo the influence of prostheses placed into the cochlea on the wave propagation along the Basilar Membrane (BM) is difficult to understand. Therefore a 3D-model of the acoustical system with boundary and coupling conditions according to the widely known anatomy and mechanical properties of cochlear implants is developed for numerical evaluation. Slice images ( x 25 m) from human temporal bones were generated by a CT (Scanco, Switzerland) without and with implanted electrodes provided by MED-EL (Innsbruck, Austria). The different materials were manually segmented (bone, lymph, ligamentum spirale and cochlear implant electrode) using Amira and exported as surface tesselation language (.stl) files. The snappyHexMesh meshing tool of OpenFOAM software allows a sophisticated meshing of geometric (.stl) objects. A problem to be solved is the coupling of the compressible and viscous fluid (lymph) to the BM which is idealised as an elastic orthotropic shell or a more complicated framework if the organ of Corti is included. The results approve the transfer of acoustic energy to vibratory places due to the fixation of the BM by the prosthesis which was formerly stated by Kiefer et al., 2006 (Hearing Research).

Bös, J.

• Maschinenakustik - Quo vadis?
  R. Storm and J. Bös
[A]

Seit ca. 1970 gibt es das Forschungsgebiet und Lehrfach ''Maschinenakustik''. Es war über Jahrzehnte fast ausschließlich davon geprägt, die Ursachen von Maschinengeräuschen, die gewöhnlich krafterregten Körperschall erzeugten, zu detektieren und konstruktive Maßnahmen zur Geräuschminderung zu entwickeln. Die Umsetzung solcher Maßnahmen führte in den letzen 40 Jahren zu einer deutlichen Schallemissionreduktion technischer Schallquellen, wodurch plötzlich Geräuschanteile hervortraten, die zuvor überdeckt und maskiert waren und nicht mehr nur als lärmend sondern oft als störend, lästig und nicht produktkonform empfunden werden. Diese neuen und fremden Geräuschanteile akustisch wirksam zu beeinflussen ist oft nur noch mit großem konstruktiven und meist kostensteigernden Aufwand zu bewältigen - falls überhaupt möglich. Aber auch das technische Umfeld hat sich deutlich verändert und generiert neue akustischen Herausforderungen, wie z.B. bei Windenergieanlagen, Hypridtechniken, extremen Leichtbauweisen mit höheren Wirkungsgraden und Leistungsdichten, Soundbeeinflussung und produktstimmiges Soundengineering, akustisches Diagnose- und Schadensmanagement, usw. Daraus entwickeln sich für die ''Maschinenakustik'' neue Anwendungsbereiche, welche ursprünglich nicht vorhersehbar waren: Maßnahmen zur Geräuschbeeinflussung mit aktiven Techniken, Einsatz alternativer und smarter Materialien, Maschinendiagnose mit akustischen Techniken, Anwendung psychoakustischer Metriken für die Geräuschgestaltung und Schadenserkennung, usw. Der Beitrag befasst sich mit diesen neu entstehenden Zielsetzungen und veränderten Aufgaben für die ''Maschinenakustik'' und ihrer Bedeutung für künftige Produktentwicklungen.

Bogusz, E.

• Results of questionnaire adressed to visually impaired persons concerning use of hearing and vibration sensations for orientation and mobility in a big city continuation
  E. Bogusz, E. Skrodzka, E. Hojan, M. Jakubowski and A. Talukder
[A]

Poster presents results of questionnaire for blind and visual impaired persons concerning usage of hearing and vibration senses in mobility and spatial orientation in a big city. Analysis of the questionnaire is a first step to elaborate innovatory, professional and systematic method of training orientation and mobility. A fundamental tool of the method will be a ''library of sound events and vibrations ''. In the library vibration and acoustic signals which may be helpful or disturbing for orientation and mobility of blind and visual impaired persons will be collected. Additionally in the library characteristic sounds of places and objects, which are often visited by persons with disabilities of sight will be collected. The poster presents a survey of acoustic sounds which may be helpful or disturbing for orientation and mobility of persons with disabilities of sight as well as acoustic events and atmospheric condition which may make impossible correct interpretation of city signals like e.g. high level of communication noise, buzz of city, reflection of sounds, rain, wind, snow. Moreover, respondents pointed out places and objects, which have characteristic sounds like e.g. postal offices, churches, hospitals, lawn mowers, etc. The work was supported by the National Centre for Investigation and Development, grant NR11 000804.

Bonhoff, H.

• Interface mobilities for structure-borne sound source characterization and the description of the transmission process
  H. Bonhoff and B.A.T. Petersson
[A]

The processing of measured or calculated source and receiver data in order to obtain e.g. the transmitted power is currently performed by means of the matrix formulation. In addition to the conditioning problems of the matrix formulation in the presence of measurement errors, the interpretation of the results can become cumbersome. With the introduction of interface mobilities, the physical installation is subdivided into a series of theoretical orders. Such interface orders are directly linked to elementary vibrational characteristics such as the rigid-body motion and consequently represent physically highly comprehensible quantities. As it is demonstrated that the coupling between different orders is insignificant, each order can be treated as an equivalent single-point and single-component system. With the gained formal simplicity in combination with the physical transparency, the application of interface mobilities offers a straightforward interpretation which is essential with respect to design. The applicability of fast Fourier transform algorithms for the calculation of the interface mobilities facilitates short computation times. A full set of equations is presented for structure-borne sound source characterization and the description of the transmission process by means of interface mobilities.

• Die Methode der Interface Mobilitäten zur Prognose der Körperschallübertragung in der Praxis
  S. Mathiowetz and H. Bonhoff
[A]

Körperschallquellen sind im Allgemeinen in Mehrpunkt-Installationen anzutreffen, wobei mehrere Bewegungskomponenten involviert sein können. Aufgrund der Komplexität ist es von Nöten, deren Beschreibung zu vereinfachen. Durch Einführung der Interface Mobilitäten kann der Mehrpunkt-Fall formal auf den Einpunkt- und Einkomponenten-Fall zurückgeführt werden. Damit können sowohl die Charakterisierung von Körperschallquellen als auch der damit verbundene Prozess der Körperschallübertragung in angekoppelte Strukturen über mehrere Kontaktpunkte wesentlich vereinfacht werden. Die Anwendbarkeit der Methode beruht auf der Vernachlässigung der sog. Kreuzordnungsterme. In früheren Studien wurde gezeigt, dass die Methode unter Vernachlässigung der Kreuzordnungsterme den Körperschallprozess in einer für die Ingenieurpraxis verwertbaren Genauigkeit beschreibt. In dieser Arbeit wird die Methode auf ein praxisrelevantes Beispiel übertragen. Der formale Einpunkt- und Einkomponenten-Fall der Interface Mobilitäten wird anhand einer Installation mit elastischen Stützelementen demonstriert.

Boonen, R.

• Development of a cold engine setup for experimentation with exhaust silencers
  R. Boonen and P. Sas
[A]

A cold engine setup has been developed for experiments with exhaust silencers. The setup consists of a regular engine block. The pistons are fixed at their lower dead points. At the intake manifold, compressed air is supplied from a normal pressure network. The pressure is equal to the pressure which appears at the end of the expansion stroke of an operational engine. The camshaft is driven electrically. As result, the air flow through the exhaust pulsates in the same manner as an operational engine. The source characteristics at the exhaust, such as its acoustical impedance and the sound power spectrum, have been measured and compared with these of an operational engine. Additionally, a one-dimensional model has been developed in electrical analog circuit. The cold engine setup exhibits the same properties as an operational engine. As result, the setup allows to experiment with exhaust systems using economically producable prototypes and standard measurement equipment. The clean exhaust air permits to study the aero-acoustics and the flow dynamics using transparant exhaust silencers under realistic conditions.

Borges Leao, E.

• Akustischer Komfort in Bürogebäuden mit Glasdoppelfassaden
  V. Huckemann, E. Borges Leao and M. Leao
[A]

In dem Projekt TwinSkin wurden am IGS neun Bürogebäude mit Glasdoppelfassaden (GDF) u.a. akustisch bewertet. GDF bieten gegenüber anderen Fassadenarten erhöhten Schallschutz vor von außen eindringendem Lärm. Zudem können bei GDF Fenster oder Türen in den Fassadenzwischenraum geöffnet werden, was möglicherweise den Nutzerkomfort erhöht, aber Fragen über die Beeinträchtigung des akustischen Komforts entstehen lässt. Ein Untersuchungsziel war es, die Bauschalldämm-Maße von GDF im erweiterten Frequenzbereich von 50 bis 5000 Hz zu analysieren. Die Messungen wurden nach DIN EN ISO 140-5 für die verschiedenen Betriebsbedingungen der Öffnungen durchgeführt und es wurden Einzahlangaben berechnet. Zusätzlich wurden jeweils alle Spektrum-Anpassungswerte (C und Ctr) ermittelt. Es wurde ein bemerkenswerter Einfluss des GDF-Designs auf die Schalldämmung gefunden. Die Ergebnisse zeigen ein hohes bewertetes Schalldämm-Maß von bis zu 60 dB, aber es wurden auch Ergebnisse von nur 35 dB und 40 dB gemessen. Mehrgeschossige Fassadenkonstruktionen weisen im Vergleich zu den anderen Arten von GDF eine bessere Schalldämmung auf, wobei im Durchschnitt 13 dB höhere Werte gefunden wurden. Ästhetische günstige Gestaltung der GDF kann jedoch auch negativen Einfluss auf die Schalldämmung haben.

• Sound Masking to Reduce Annoyance by Traffic Noise
  E. Borges Leao, V. Huckemann and M. Leao
[A]

Office building energy efficiency, especially in tropical climates, could be improved by applying natural ventilation thus reducing the period of air-conditioning. However, in general unacceptable increase of annoyance by traffic noise occurs when the façade is opened. The use of sound masking to overlap the external noise could reduce the disturbance. Clearly R'w gets lower when the façade is opened, but this reduction is not sufficient to characterize the change in acoustic comfort. Besides the (A-weighted) level of the perceived noise also a change in the frequency content, in the temporal fluctuation and in the ''character'' of the noise is of important influence. It was investigated, by questionaries and measurements, to which extend the negative acoustical effects on the subjective ''well-feeling'' of office users can be reduced by sound masking. Water noise was used for convenience and clearly distinct effects were observed. Careful optimization of the spectrum and sound level of the masking water noise were necessary to reach acceptance of feasible higher traffic noise levels in the office rooms.

Bork, I.

• Breitbandmessplatz zur Prüfung der Richtcharakteristik von Schallpegelmessern und Messmikrofonen
  C. Kling, M. Schuster and I. Bork
[A]

An der PTB muss bei der Zulassungsprüfung von Schallpegelmessern und der Sekundärkalibrierung von Messmikrofonen unter anderem die Richtcharakteristik untersucht werden. Bisher wurde dies im Sinustonverfahren durchgeführt. Dabei wurde für jeden Raumwinkel und jede Frequenz, die von den jeweiligen Normen vorgeschrieben sind, eine eigene Messung durchgeführt. Der Zeitaufwand hierfür ist immens. Nun wurde im Rahmen einer Diplomarbeit ein neuer Messplatz aufgebaut, der mit Breitbandsignalen anstatt mit Sinustönen arbeitet. Die daraus folgende Zeitersparnis ist so groß, dass auch höhere Frequenz- und Raumwinkelauflösungen in vernünftiger Messzeit zu realisieren sind. Dies kommt der Qualität der Prüfungen zugute. Das neue Breitbandverfahren bietet somit bei gleicher Messunsicherheit deutliche Vorteile gegenüber dem bisherigen Sinustonverfahren.

• Prüfverfahren zur Wirkung mechanischer Schwingungen auf Schallpegelmessgeräte
  I. Bork
[A]

Schallpegelmessgeräte werden häufig an Orten eingesetzt, an denen starke Schwingungen des Bodens über das Stativ an das Messmikrofon übertragen werden können, z.B. in Fahrzeugen oder Maschinenhallen. Besonders wenn die Schwinganregung in die Hauptmessrichtung des Mikrofons gerichtet ist, d.h. senkrecht zur Membranfläche, kann der lineare Arbeitsbereich des Messgerätes erheblich eingeschränkt werden. Um diesen Einfluss zu untersuchen, wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem in verschiedenen Frequenzbändern zunächst eine definierte Schwingung mit einer Beschleunigung von 1 m/s dem Prüfling eingeprägt wird. Gleichzeitig wird der Pegel eines zu messenden Schallfeldes mit einem 1 kHz-Sinuston in 1 dB Schritten von 30 dB bis 94 dB variiert. Durch gleichzeitigen Vergleich mit einem ruhenden Referenzschallpegelmessgerät am gleichen Messort wird derjenige Grenzpegel bestimmt, von dem an beide Messinstrumente den gleichen Messwert anzeigen. Dies ist die untere Grenze des linearen Arbeitsbereichs des Prüfling. Typische Werte in den Frequenzbändern mit starkem Schwingungseinfluss liegen im Bereich zwischen 60 dB und 70 dB. Die Darstellung der nichtlinearen Abhängigkeit des angezeigten A-bewerteten Pegels beider Geräte vom vorherrschenden Schallfeldpegel liefert u.a. auch eine Abschätzung für den Beitrag der eigenen Schallabstrahlung des schwingenden Schallpegelmessgerätes.

• Lärmschutz im Orchester
  H.-D. Neumann, I. Bork, K. Wogram and W. Steffens
[A]

Die Tätigkeit in einem Symphonieorchester ist im Regelfall als gehörgefährdend anzusehen. Lärmminderungsmaßnahmen an der Entstehungsstelle, wie z. B. im gewerblichen Bereich häufig praktiziert, sind im Bereich der Musik allerdings nicht möglich. In einem Orchester verbleiben daher nur Schallschutzmaßnahmen auf dem Ausbreitungsweg, organisatorische Maßnahmen und das Tragen persönlichen Schallschutzes. Der Einsatz von Schallschutzmaßnahmen auf dem Ausbreitungsweg z. B. in Form von Schallschutzschirmen ist in einem Orchester insofern problematisch, als dadurch einerseits keine Reflexionen auftreten dürfen und andererseits das Klangbild des Orchesters nicht verzerrt werden darf.

Von der Physikalisch-Technischen-Bundesanstalt in Braunschweig wurden mit Unterstützung der Städtischen Bühnen Münster und der Unfallkasse Nordrhein-Westfalen Schallschutzschirme entwickelt, die diesen Anforderungen genügen sollen. Nachdem die dort entwickelten Baumuster ihre Wirksamkeit im Labor und im Studio unter Beweis stellen konnten, wurden sie zwischenzeitlich auch unter Praxisbedingungen im Orchester getestet. Gleichzeitig wurden auch handelsübliche Schallschutzschirme aus Kunststoff, die lediglich den Kopfbereich abschirmen, getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sollen vorgestellt werden.

Darüber hinaus sind organisatorische Maßnahmen wie z. B. veränderte Sitzanordnungen oder Dienstzeitplanungen unter dem Aspekt der Schallexposition zur Reduzierung der Schallbelastungen von Musikern möglich. Schließlich verbleibt das Tragen von persönlichem Schallschutz. Über die notwendigen Anforderungen an persönlichen Schallschutz im Orchester und vorhandene Probleme soll auch berichtet werden.

Bothe, H.-H.

• LIPPS – Eine dialogbasierte, audio-visuelle Trainingshilfe für das Absehen zum Einsatz mit Schwerhörigen
  H. Gebert and H.-H. Bothe
[A]

Menschen mit abnehmender Hörfähigkeit sind zunehmend auf alternative Kommunikationskanäle angewiesen. Das Absehen der sichtbaren Artikulationsbewegungen eines Gesprächspartners stellt dann eine Möglichkeit dar, verbale Äusserungen zu verstehen. Das bewusste Trainieren des Absehens kann auch als Erlernen einer visuellen Sprache betrachtet werden. In diesem Sinne stellt das vorgestellte Projekt den Entwurf und Aufbau eines Sprachlabors für das Absehen dar, welches dem Lehrer eine effektive audio-visuelle Hilfe zur Ergänzung seines Unterrichts bieten kann.

Dazu wurde ein Softwarepaket entworfen, das im Wesentlichen aus einer 3D-Gesichtsanimation mit synchronisierter Sprachvollsynthese, einer natürlichsprachigen Dialogeinheit mit sprecherabhängigem Spracherkenner sowie einem Lehrer-Schüler-Trainingsmodul besteht. Der modulare Aufbau mit zentralem Eventmanager erlaubt die Kombination verschiedener Einzelmodule.

In der hier vorgeschlagenen Version des Trainingsmoduls findet ein hierarchisch strukturierter Aufbau Anwendung, der zunächst wichtige Einzelwörter und kurze Phrasen darstellt, um dann über einfache gesteuerte Dialoge zu einer relativ freien Konversation zu kommen; die vom Lehrer vorgeschlagenen Wörter oder Äusserungen werden dabei systematisch in die Dialogführung eingebaut. Dieses Vorgehen erscheint den Absehschülern durch seine Interaktivität wesentlich interessanter als die sequentielle Präsentation vorgefertigter Videofilme.

In unserem Beitrag werden die aktuelle Version der Trainingshilfe sowie erste Ergebnisse im Einsatz mit schwerhörigen und normalhörenden Schülern vorgestellt.

Bräu, F.

• Lautstärke beim Bayerischen Rundfunk Fernsehen
  E. Hergenröder, G. Krump and F. Bräu
[A]

Seit Jahren bemühen sich Fernseh- und Rundfunkanstalten, die Lautstärke unterschiedlichen Programmmaterials einheitlich zu gestalten. Dennoch treten immer noch große Lautheitssprünge bei verschiedenen Sendern, aber auch bei unterschiedlichen Programminhalten wie z.B. Werbung auf, um die Aufmerksamkeit der Zuhörer zu gewinnen. In der vorliegenden Untersuchung wurden Lautheitssprünge von ausgewähltem Programmmaterial durch Hörversuche hinsichtlich ihrer Wahrnehmbarkeit und ihrer Störempfindung ermittelt und mit objektiven Lautheitsmessungen verglichen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass eine automatische Lautheitsanpassung alleine noch nicht genügt, da auch der Programminhalt, ob Sprache oder Musik, eine große Rolle spielt. Zudem sind die Lautheitsmessalgorithmen noch nicht ausgereift und müssen senderübergreifend Anwendung finden. In dem Vortrag werden Audio-/Video-Beispiele vorgeführt.

Bräuer, J.

• Evolutionary algorithms for the engine sound specification of electrical vehicles
  J. Bräuer, S. Twieg and M. Rötting
[A]

Brand, T.

• Entwicklung eines Sprachkorpus zur Bestimmung des Sprachverstehens bei variabler linguistischer Komplexität
  V. Uslar, T. Brand, M. Hanke, R. Carroll, E. Ruigendijk, C. Hamann and B. Kollmeier
[A]

Verschiedene Forschungsarbeiten zeigen, dass Sprachverstehen in akustisch anspruchsvollen Situationen nicht allein vom sensorisch-akustischen Hörvermögen abhängt sondern auch von kognitiven Fähigkeiten des Hörers (z.B. Kapazität des Arbeitsgedächtnis oder maximale Leistungsfähigkeit des Sprachperzeptions-Systems). Zur systematischen Erfassung des relativen Einflusses dieser Größen wurde im Rahmen des DFG-Projektes AULIN (AUdiologie und LINguistik) ein Sprachkorpus mit Sätzen abgestufter linguistischer Komplexität entwickelt und evaluiert.

Der Korpus besteht aus sieben Satztypen, die sich in zwei Kategorien zusammenfassen lassen: Sätze mit Subjekt-Verb-Objekt- bzw. Objekt-Verb-Subjekt-Struktur (''Der stille Postbote grüßt den dicken Frisör.'') und Sätze mit Relativsatzeinbettung (''Der Arzt, der die Lehrerinnen beschenkt, niest.''). Innerhalb dieser Kategorien gibt es zudem Sätze, die bis zu einer bestimmten Stelle im Satz mehrdeutig sind (''Die gute Köchin umarmt der/den brave/n Polizist/en.''; ''Die Postboten, die die Lehrerin filmen/filmt, zittern.'').

Die Evaluation des Satzmaterials wurde mit insgesamt 24 normalhörenden Versuchspersonen durchgeführt. Es zeigte sich, dass Sätze mit Relativsatzeinbettung durchschnittlich leichter verständlich waren als einfache Subjekt-Verb-Objekt- bzw. Objekt-Verb-Subjekt-Sätze (67,1% bzw. 53,5% Verständlichkeit über das gesamte Testmaterial und alle Personen bei -7dB SNR). Zudem waren starke Unterschiede zwischen den Versuchspersonen zu beobachten (zwischen 46,3% und 70,1% Verständlichkeit für das gesamte Material für einzelne Versuchspersonen). Das Material scheint somit gut geeignet, um die Einflüsse von linguistischer Komplexität und individueller kognitiver Leistungsfähigkeit auf das Sprachverstehen zu untersuchen.

• Vorhersage der Sprachverständlichkeit im Störgeräusch für Schwerhörende mit Hörgeräten
  R. Meyer, T. Herzke, T. Brand and B. Kollmeier
[A]

Die Vorhersage der Sprachverständlichkeit für schwerhörige Versuchspersonen ist für die Untersuchung des Versorgungserfolges bei einer Hörgeräteversorgung wichtig. So kann zum Beispiel die zu erwartende Verbesserung der Sprachverständlichkeit in Störgeräusch-Situationen vor der eigentlichen Anpassung des Hörgerätes abgeschätzt und mit der tatsächlichen Verbesserung verglichen werden. Um die Machbarkeit und Grenzen dieses Ansatzes zur Objektivierung der Hörgeräte-Anpassung zu testen, wurden verschiedene Hörgeräte in dieser Studie mit dem ''Hoertech Master Hearing Aid'' (MHA) sowohl in der Messung mit Schwerhörigen simuliert, als auch in der Modellberechnung in die Signalverarbeitung eingebaut. Als Modell diente ein Kurzzeit-Model auf der Basis des Speech-Intelligibility-Indexes (SII). Es wurde zum einen ein lineares Hörgerät simuliert, und zum anderen ein kompressives, um mit 14 sensorineural schwerhörigen Versuchspersonen Sprachverständlichkeitsmessungen für verschiedene Störgeräusche durchzuführen. Zusätzlich wurden ein Ton-Audiogramm als Grundlage für die automatische Anpassung des MHA und eine kategoriale Lautheitsskalierung erfaßt. Die Sprachverständlichkeitsmessungen wurden mit dem Oldenburg Satztest sowohl ohne Hörgerät als auch mit dem MHA bei einem Störgeräuschpegel von 65 dB SPL durchgeführt. Mit einer adaptiven Messung wurde die Sprachverständlichkeitsschwelle für 50% Sprachverstehen gemessen. Die R-Quadrat-Werte zwischen den vorhergesagten und den gemessenen Sprachverständlichkeitsschwellen liegen um 0.7 sowohl mit, als auch ohne Hörgerät. Es wird eine detailierte Analyse der Ergebnisse präsentiert.

• Schätzung der Nichtlinearität der auditorischen Verarbeitung bei Normal- und Schwerhörenden durch kategoriale Lautheitsskalierung
  T. Jürgens, T. Brand, S. Ewert and B. Kollmeier
[A]

Neben der Hörbarkeit eines Schalls ist die Nichtlinearität der überschwelligen auditorischen Verarbeitung eine wichtige Eigenschaft des normalen bzw. des schwerhörigen auditorischen Systems. Im Gegensatz zur Hörbarkeit, die relativ einfach durch ein Audiogramm bestimmt werden kann, ist man bei der Schätzung der Nichtlinearität auf indirekte Verfahren angewiesen. Das in der Forschung gängigste psychoakustische Verfahren zur Schätzung solch einer frequenzabhängigen Input/Output-Charakteristik sind Temporal Masking Curves (TMCs), in denen die Maskierwirkung von Maskierern unterschiedlicher Frequenz auf einen geringfügig überschwelligen Ton untersucht wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens sind sehr lange Messzeiten. Die kategoriale Lautheitsskalierung ist hingegen schneller und einfacher zu messen und die gewonnenen Daten können über Lautheitsmodelle mit der überschwelligen Nichtlinearität in Verbindung gebracht werden. In dieser Studie werden die Ergebnisse von TMC-Messungen von Normal- und Schwerhörenden verglichen mit Ergebnissen der kategorialen Lautheitsskalierung. Es werden sowohl Schätzungen der kompressiven Steigungen als auch die aus beiden Messungen abgeschätzten Verstärkungen durch aktive Prozesse im Gehör miteinander verglichen im Hinblick auf die Fragestellung, ob die Lautheitsskalierung eine effiziente Messmethode zur Bestimmung der Nichtlinearität des auditorischen Systems darstellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Korrelationen der abgeschätzten Verstärkungen durch aktive Prozesse im Gehör höher sind als die Korrelationen der kompressiven Steigungen.

• In welchem Augenblick wird der Satz verstanden? - Sprachverstehen und linguistische Komplexität quantifiziert anhand der Augenbewegung
  D. Wendt, T. Brand and B. Kollmeier
[A]

Die linguistische Komplexität eines Satzes beeinflusst den vom Hörer aufzubringenden Verarbeitungsaufwand und seine Verständlichkeit. Hier wird die Verarbeitungsgeschwindigkeit als Funktion der linguistischen Komplexität des Satzes auf unterschiedlichen Zeitskalen durch die zeitaufgelöste Messung der Augenbewegungen erfasst. Dazu wird das Oldenburger audiologisch und linguistisch kontrollierte Satzmaterial (OLAKS) mit sieben verschiedenen Komplexitätsstufen verwendet. Es wurde ein sogenanntes visual world-Paradigma verwendet, indem die Augenbewegungen bzw. die Fixationen für verschiedene regions of interest einer visuell dargestellten Situation gemessen werden. Den Probanden wurden die Sätze über Kopfhörer dargeboten, während jeweils zwei Bilder visuell auf einem Monitor präsentiert wurden. Aus jeder der sieben verschiedenen Komplexitätsstufen wurden jeweils ca. 15 Sätze akustisch zusammen mit den zugehörigen Bildpaaren präsentiert. Eines der Bilder zeigt die im Satz geschilderte Situation. Das zweite, leicht unterschiedliche Bild entspricht nicht mehr der vom Satz geschilderten Szene. Die Probanden hatten die Aufgabe, das zu dem gehörten Satz passende Bild möglichst schnell zu finden und entsprechend per Tastendruck zu antworten. Untersucht wurde der prozentuale Anteil der Fixationen für bestimmte regions of interest als Funktion der Zeit für die verschiedenen Komplexitätsstufen. Erste Ergebnisse weisen darauf hin, dass sich anhand der Augenbewegung bzw. der Fixationen Zeitintervalle bestimmen lassen, innerhalb derer eine Entscheidung zwischen den beiden Bildern statt findet. Besonderes Augenmerk erhält die Frage nach dem Zusammenhang zwischen dem Zeitverlauf der Fixationen und der linguistischen Komplexitätsstufe.

• Influence of the linguistic complexity in relation to speech material on non-native speech perception in noise
  A. Warzybok, K. Wagener, T. Brand and B. Kollmeier
[A]

Speech communication in a foreign language is especially difficult in noise. For non-native listeners (NN) speech intelligibility is not only affected by masking but also by limited experience with the vocabulary, syntax, and semantics of the second language (L2). This study investigated how speech material influences the intelligibility in noise by NN. Speech reception thresholds were measured for 40 non-native German listeners using three speech intelligibility tests: the Digit Triplets Test, the Oldenburg Sentence Test and the Göttingen Sentence Test. The NN participants differed in their German language skills. In each test performed significantly worse intelligibility scores were obtained by the NN than by the native listeners. The largest difference was found in the Göttingen Sentences which uses daily life sentences. This indicates that intelligibility of everyday speech is most challenging for NN. Results also showed that the level of L2 skills is significant for speech reception in noise, and the differences between groups increased with increasing linguistic complexity of the speech material. These findings support the expectation that NN's speech intelligibility in noise is strongly dependent on the speech material and listeners skills in L2, and decreases with complexity, advanced speech stimuli and limited knowledge in L2.

• Modellierung binauraler Sprachverständlichkeit in verhallter Umgebung
  J. Rennies, T. Brand and B. Kollmeier
[A]

In räumlichen Situationen sind binaurale Sprachverständlichkeitsschwellen oftmals niedriger, wenn Sprache und Störgeräusch aus unterschiedlichen Richtungen angeboten werden. In verhallten Umgebungen ist dieser Effekt häufig verringert, da Reflektionen und Nachhall das Störgeräusch diffuser erscheinen lassen und somit eine räumliche Trennung von Stör- und Nutzschall erschwert wird. Ein kürzlich entwickeltes Modell konnte den binauralen Gewinn in verhallten Umgebungen vorhersagen [Beutelmann und Brand: Prediction of speech intelligibility in spatial noise and reverberation for normal-hearing and hearing-impaired listeners, J.Acoust.Soc.Am 120, S. 331-342]. Diese Studie stellt eine Erweiterung des Modells vor, die auch den schädlichen Einfluss des Nachhalls auf die Sprache selbst beschreiben kann. Als Grundlage dient ein Experiment, in dem der Abstand von Schallquellen und Empfänger systematisch verändert wurde. Das Störgeräusch wurde aus drei Richtungen angeboten (0, 45, 90), die Sprache von vorne (0). Das variierte Verhältnis von Direktschall- und Raumhallenergie hat Einfluss auf die Sprachverständlichkeitsschwellen für alle drei Störgeräuschrichtungen. Der binaurale Gewinn sinkt mit schlechteren Verhältnissen von Direkt- zu Reflektionsschall. Erhöhte Schwellen sind zu beobachten, wenn Sprache und Störgeräusch aus derselben Richtung angeboten werden. Dieser Effekt kann mit dem Originalmodell nicht erklärt werden. Das erweiterte Modell stimmt gut mit den Messdaten überein und ist somit genereller auch in verhallten Umgebungen anwendbar.

Brandenburg, K.

• Interaktiver audiovisueller Demonstrator psychoakustischer Phänomene
  F. Klein, A. Kruspe, M. Pfitzer, S. Werner and K. Brandenburg
[A]

Eine akustische Szene lässt sich durch eine Vielzahl von Parametern beschreiben, wie beispielsweise durch die Anzahl und Signale von Schallquellen und durch akustische Rauminformationen. Die genannten Parameter lassen sich im Allgemeinen messtechnisch bestimmen; ihr Einfluss auf die Wahrnehmung der akustischen Szene wird jedoch stark durch die Psychoakustik beeinflusst. Es gibt eine große Anzahl an psychoakustischen Effekten, die sich in Aufbau und Wirkungsweise stark unterscheiden. Eine einfache und übersichtliche Präsentation und Beschreibung der Phänomene kann daher zu einem größeren Verständnis beitragen. Diese Präsentation soll mittels eines interaktiven audiovisuellen Demonstrationstools anschaulich einen Überblick über einige wichtige psychoakustische Phänomene geben. Durch eine grafische Oberfläche wird der jeweils dargestellte Effekt durch textuelle und grafische Darstellung (Bilder, Animationen) erklärt. Anschließend kann durch interaktive Steuerung von Effektparameter der Effekt selbst nachvollzogen werden. Der Aufbau des Programmes ist modular, um später eine einfache Erweiterung um weitere Effekte oder eine Nutzung des Programmes für andere Anwendungen zu ermöglichen. Im Wesentlichen sind zwei Einsatzgebiete für dieses Demonstrationstool denkbar. Zum einen ist es ein sinnvolles Werkzeug in der Lehre, um interessierten Personen psychoakustische Effekte zu demonstrieren und verständlich zu machen. Zum anderen kann in einem weiteren Schritt die Plattform genutzt werden, um in Hörtests die akustische Wahrnehmung genauer zu untersuchen.

Brandstätt, P.

• Mikroperforierter Absorber für die Bedämpfung der Reifen-Torusmode
  W. Herget, P. Brandstätt, K. Bay and W. Moll
[A]

Die Torusmode ist eine sich ausbildende stehende Welle im Reifenhohlraum eines Rades. Sie trägt zu einer wahrnehmbaren akustischen Anregung im Fahrzeuginnenraum bei und wird als störend empfunden. Sie zu bedämpfen ist das Ziel der Untersuchungen. Dafür wurde im ersten Schritt ein Labormessverfahren entwickelt, welches eine Identifikation der Torusmode ermöglicht. Im Weiteren wurde ein Absorber ausgewählt, der in diesem spezifischen Anwendungsgebiet eingesetzt werden kann. Die Herausforderung dabei ist, den begrenzten Raum der zur Verfügung steht für einen akustischen Absorber nutzbar zu machen. Weiterhin darf der Absorber das Fahrverhalten und die Fahrsicherheit nicht beeinträchtigen. Diese Ansprüche konnten mit dem Aufbau- und Wirkungsprinzip des mikroperforierten Absorbers erfüllt werden. Er wird direkt am Entstehungsort der Torusmode, im Reifenhohlraum, platziert. Die Nähe zur akustischen Quelle, und die Möglichkeiten einer technisch gut umsetzbaren Eingliederung des mikroperforierten Absorbers in die Funktionsgemeinschaft Rad und Bremse, führte zu einer messbaren Bedämpfung der Torusmode sowohl im Laboraufbau als auch im Fahrzeuginnenraum. Die Messungen am Fahrzeug wurden bei direkten Vergleichsfahrten mit einem Serienreifensatz und dem Absorberreifensatz durchgeführt. Dieser Entwicklungsprozess von der Auslegung des mikroperforierten Absorbers über Labormessverfahren hin zum realen Anwendungsgebiet im Fahrzeug ist Inhalt des Vortrages.

• Labor für Fahrzeugakustik und simulierte Vorbeifahrt
  P. Teller and P. Brandstätt
[A]

Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik hat in Stuttgart-Vaihingen ein neues Laborgebäude für die Fahrzeugakustik gebaut, das eine Außengeräuschmesshalle mit Allrad-Rollen-Prüfstand auf technisch höchstem Niveau beherbergt. Der Prüfstand dient einerseits der simulierten Vorbeifahrt, bei der die Außengeräusche eines Fahrzeugs in definiertem Abstand erfasst werden. Üblicherweise wird diese Messung, die für die Zulassung eines neuen Fahrzeugs gesetzlich vorgeschrieben ist, im Freien durchgeführt. Durch Simulation der Vorbeifahrt in einem akustischen Halbfreifeldraum, der dem Schall vergleichbare Bedingungen wie im Freien bietet, können diese Messungen unabhängig von Witterungseinflüssen jederzeit durchgeführt werden. Andererseits können mit der Allradrolle, bei der jedes Rad einzeln angesteuert wird, alle Untersuchungen am Fahrzeug hinsichtlich Schwingungen und Akustik durchgeführt werden. Eine Antriebsleistung von 300 kW und eine Zugkraft von 7500 N pro Rad erlauben hohe Beschleunigungen und Fahrgeschwindigkeiten bis 320 km/h. Der Vortrag stellt das Konzept und die Auslegung des Prüfstandes vor, sowie die weiteren Bestandteile, wie wechselbare Rollenbeläge und Prüfstandsabdeckungen, Vorbereitungs- und Auswertungsräumen. Anhand von Messungen der Freifeldeigenschaften der Messhalle, Hintergrundgeräuschen der Klima- und Fahrtwindanlagen sowie Messungen an der Allradrolle werden die hochwertigen akustischen und dynamischen Eigenschaften dieser neuen Einrichtung gezeigt.

Braun, K.

• Wave propagation in a 3D-Fluid-Structure System with Cochlear Implant Electrode
  F. Böhnke, H. Schwingshandl, K. Braun and T. Stark
[A]

Because the cochlea is inaccessible in vivo the influence of prostheses placed into the cochlea on the wave propagation along the Basilar Membrane (BM) is difficult to understand. Therefore a 3D-model of the acoustical system with boundary and coupling conditions according to the widely known anatomy and mechanical properties of cochlear implants is developed for numerical evaluation. Slice images ( x 25 m) from human temporal bones were generated by a CT (Scanco, Switzerland) without and with implanted electrodes provided by MED-EL (Innsbruck, Austria). The different materials were manually segmented (bone, lymph, ligamentum spirale and cochlear implant electrode) using Amira and exported as surface tesselation language (.stl) files. The snappyHexMesh meshing tool of OpenFOAM software allows a sophisticated meshing of geometric (.stl) objects. A problem to be solved is the coupling of the compressible and viscous fluid (lymph) to the BM which is idealised as an elastic orthotropic shell or a more complicated framework if the organ of Corti is included. The results approve the transfer of acoustic energy to vibratory places due to the fixation of the BM by the prosthesis which was formerly stated by Kiefer et al., 2006 (Hearing Research).

Brekow, G.

• Materialprüfung mit Ultraschall unter Verwendung von SAFT und der Gruppenstrahlertechnik
  J. Kitze, R. Boehm, G. Brekow and M. Kreutzbruck
[A]

Die Kenntnisse über die Existenz und vor allem über die Abmessungen von Rissen sind für die Sicherheit und die Bestimmung des Gefährdungspotentials von hochbelasteten Bauteilen unbedingt erforderlich. So werden quantitative Aussagen über die zu erwartende Fehlergröße zum Beispiel in der Bruchmechanik für die Bestimmung der Restlebensdauer benötigt. Bei austenitischen und ferritischen Werkstoffen ist vor allem Spannungsrisskorrosion ein großes Problem. Dabei treten Risskonfigurationen im Inneren des Bauteiles auf, die mit konventioneller Ultraschallprüftechnik aufgrund der komplizierten Rissflächengestalt und Rissorientierung nur unzureichend abgebildet werden können. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Analyse von Materialschäden bietet die ''Synthetic Aperture Focusing Technique'' (SAFT). Dieses Verfahren setzt die Nutzung von konventionellen Prüfköpfen mit breiter Schallbündeldivergenz voraus, die jedoch nicht genügend Signal-Rausch-Verhältnis liefern um komplizierte Risskonfigurationen aufzulösen. In der vorgeschlagenen Methode wurden Gruppenstrahlerprüfköpfe anstelle der konventionellen Prüfköpfe eingesetzt, die durch einen Winkelschwenk ein divergentes Schallfeld künstlich nachbilden. Für diese Art der SAFT-Auswertung wurden neue Algorithmen entwickelt, die entsprechende Korrekturen für Gruppenstrahlerprüfköpfe enthalten. Die Möglichkeiten und Grenzen dieser Technik wurden theoretisch untersucht und in Modellrechnungen simuliert. Untersuchungen wurden an künstlich nachgebildeten Rissen mit konventionellen Prüfköpfen und Gruppenstrahlerprüfköpfen mit anschließender SAFT-Rekonstruktion durchgeführt. Die Prüfsysteme wurden hinsichtlich ihrer Nachweisempfindlichkeit und ihrer Eignung zur Fehleranalyse verglichen.

• Einsatz von Luftultraschall-Sensoren mit geringer akustischer Impedanz
  M. Gaal, J. Döring, J. Bartusch and G. Brekow
[A]

Einer der Schwerpunkte bei der Entwicklung von Luftultraschall-Sensoren ist die Impedanzanpassung an das Medium Luft. Trotz vieler Arbeiten auf diesem Gebiet und ungeachtet der mit den Lambda-Viertel-Schichten verbundenen Nachteile werden sie zur Anpassung an Luft am häufigsten eingesetzt. Einen neuartigen Ansatz zur Überwindung dieses Problems für den Bau von Luftschall-Sensoren liefern piezoelektrische Kunststoff-Schaumfolien. Ihre geringe Schallgeschwindigkeit und Dichte bewirken eine sehr niedrige akustische Impedanz und liefern damit die Voraussetzung für sehr kurze (breitbandige) Prüfimpulse. Ein Vergleich der verschiedenen Methoden zur Impedanzanpassung, wie die erwähnten Anpassschichten, die Erhöhung der Luftdichte und die Verwendung von CMUTs (capacitive micromachined ultrasonic transducers) belegt die Vorzüge der Schaumfolien für die zerstörungsfreie Prüfung.

Brick, H.

• Bestimmung eines mittleren Schallleistungsspektrums von offenen Flammen mittels BEM
  H. Brick, M. Ochmann and W. Kropp
[A]

Die experimentelle Bestimmung der Schallleistungspektren beliebiger Schallquellen basiert auf der Messung der mittleren Schallintensitätsspektren auf einer Kontrollfläche, die die Schallquellen vollständig einschließt. Die numerische Simulation der Schallleistung von Flammen folgt derselben Idee. Zur Ermittlung der Schallintensität muss Schnelle und Druck auf der Kontrollfläche bekannt sein. Die Schnelle wird durch eine Large Eddy Simulation (LES) der Verbrennungszone ermittelt. Der Schalldruck wird mit einer nachfolgenden Boundary Element Method (BEM) Simulation berechnet. Die Schnelledaten der LES dienen dabei als Randbedingungen der BEM. Sie weisen eine hohe spektrale Varianz auf. Um die Varianz der daraus ermittelten Schallintensität zu reduzieren, kann, wie im experimentellen Fall, auf die Mittelung der Intensitätsspektren zurückgegriffen werden. Das führt zu einer enormen Erhöhung des Rechenaufwandes, da für jedes Einzelspektrum ein voller BEM-Durchlauf ausgeführt werden muss. Eine Alternative zu diesem Vorgehen ist die Verwendung von gemittelten Schnelle-Transferfunktionen als Eingangsdaten für die BEM. Durch diese Vorgehensweise wird die Mittelung vor den BEM-Berechnungen durchgeführt, so dass nur noch ein BEM-Durchlauf notwendig ist. Im Vortrag wird der theoretische Hintergrund dieses Mittelungsansatzes diskutiert und die Ergebnisse der beiden Mittelungsstrategien verglichen. Bei richtiger Wahl der Kontrollfläche ist die Verwendung der Transferfunktionen eine akkurate und effiziente Strategie.

• Randelementeverfahren für akustische Innenraumprobleme
  N. Gorenflo, H. Brick and M. Ochmann
[A]

Es werden geometrisch komplexe Innenraumprobleme für Räume betrachtet, welche Objekte enthalten. Hierbei werden Quellen im Rauminnern oder auch schwingende Berandungen als Schallquellen vorgegeben. Gesucht sind Schalldruck und Schalldruckpegel in ausgewählten Raumpunkten. Für solche Probleme sind die üblicherweise im Rahmen der Raumakustik für praktische Berechnungen verwendeten und bei einfacheren Raumgeometrien erfolgreich angewandten Ray-Tracing-Methoden aufgrund der mangelhaften Berücksichtigung von Beugungseffekten zu ungenau. Daher werden direkte BEM-Verfahren zur Lösung der Helmholtzgleichung unter geeigneten Impedanzrandbedingungen untersucht, wobei neuere Entwicklungen auf dem Gebiet berücksichtigt werden. Numerische Resultate werden vorgestellt.

Brinkmann, F.

• On the effect of individual headphone compensation in binaural synthesis
  F. Brinkmann and A. Lindau
[A]

Wie zahlreiche Hörversuche gezeigt haben, sind klangfarbliche Abweichungen ein wesentliches subjektives Unterscheidungsmerkmal beim direkten Vergleich von auf Messungen basierenden binauralen Raumakustiksimulationen mit der akustischen Realität. Ursachen sind A) die Verwendung nichtindividueller kopfbezogener Impulsantworten bei der Aufnahme und B) die nichtindividuelle Kopfhörerkompensation bei der Wiedergabe. Da die Erhebung individueller, dynamischer binauraler Datensätze oft nicht praktikabel ist, haben die Autoren zunächst die Auswirkung individueller Kopfhörerkompensationen untersucht. Zur schnellen und gut reproduzierbaren Messung der individuellen Kopfhörer-Übertragungsfunktionen wurde ein Miniaturmikrofon-Verfahren zur Messung an einer definierten Position im geblockten Ohrkanal entwickelt. Die so erhaltenen Übertragungsfunktionen dienen als Ausgangspunkt zur Erstellung von Kompensationsfiltern durch LMS-Inversion mit Hochpass- Regularisierung - ein Verfahren, welches in einer früheren Studie die besten Ergebnisse lieferte. Der Einfluss der individuellen Kompensation auf die perzeptive Qualität der Binauralsysnthese wurde in einem ABC/HR-Hörversuch im direkten Vergleich mit der akustischen Realität evaluiert. Mit verschiedenen Stimuli wurde zudem der Einfluss der Kompensation fehlender Körperschallanregung durch eine Subwoofer, der Einfluss minimal- und linearphasiger Kompensationsfilter, sowie die Verwendung eines im Rahmen einer weiteren Studie speziell für die Binauralsynthese entwickelten Kopfhörers untersucht.

Brosig, D.

• Erhöhung der Einfügungsdämpfung leichter Trennelemente durch Vergrößerung der Oberflächenspannung
  D. Brosig, V. Mellert and H. Remmers
[A]

Leichte Bauelemente sollen im Flugzeug- und Fahrzeugbau nicht nur optisch sondern auch akustisch eine hinreichende Trennung verschiedener Abschnitte bzw. Abteilungen einer Kabine erbringen. Im Fahrzeug- und Flugzeugbau sind Paneelen mit Kernen aus Wabenkonstruktionen, Schaumstoffen oder Fasermaterial gebräuchlich. Die akustische Trennung erfordert eigentlich ein hohes Flächengewicht, das jedoch im Widerspruch zur Gewichtseinsparung steht. Die Erhöhung der Steife eines Paneels durch Vergrößerung der Spannung der ''Außenhaut'' des Bauelements ist eine Möglichkeit, um zumindest unterhalb der Biegewellenresonanz eine deutliche Verbesserung der akustischen Trennung (Vergrößerung des transmission loss TL) zu erreichen. Die Vergrößerung der ''Oberflächenspannung'' kann durch leichtes Evakuieren des Inneren des Bauelementes erreicht werden. Es werden verschiedene Materialproben vorgestellt, deren TL durch ''Evakuieren'' beträchtlich verbessert werden kann.

Brücker, C.

• Glottal Jet Instabilities: Mechanisms, Control and Effect on Primary Acoustics in Voice Generation
  C. Brücker, M. Triep, W. Mattheus and R. Schwarze
[A]

The opening and closing of the glottal orifice is responsible for a complex flow field in the vocal tract as well as for the primary acoustic sources in voice generation. This paper presents the flow results of an experimental and numerical study on the jet formation, evolution and disintegration in a glottal cam model. The modelled glottal orifices take into account the three-dimensional (3-D) contouring of natural glottal gaps. Instabilities of the jet head and the jet edge are analyzed with regard to the involved mechanisms. The incidence of coherent structures in the jet edge and in part their coalescence is detected. Observed phenomena such as a length-wise vena contracta and axis-switching are supposed to play an important role in the control of the glottal jet. A redistribution of the vortex structures has shown to lead to a different character of the flow-induced primary acoustic sources in the region downstream the glottis. This trend is assumed to be enhanced when the glottal jet also interacts with the vocal tract walls or other supraglottal structures.

• Sensitivity of Aeroacoustic Source Distribution for Different Glottal Motion Patterns
  W. Mattheus, S. Zörner, M. Triep, M. Stingl, M. Döllinger, R. Schwarze, M. Kaltenbacher and C. Brücker
[A]

The modulation of the air flow resulting from the oscillation pattern of the human vocal folds represents the main acoustic source in human voice generation. The present investigation uses a three-dimensional numerical model of the vocal folds and shows the connection between glottal motion pattern, the supraglottal flow field and the flow induced acoustic field. In a hybrid approach the Navier-Stokes equations for incompressible fluid flow are numerically solved and the aeroacoustic source terms for the inhomogeneous wave equation are determined by Lighthill's acoustic analogy. Coherent flow structures generated in the shear layer of the supraglottal jet flow and small-scale fluctuations occurring during the turbulent decay of the jet contribute to the acoustic source terms in the supraglottal flow field. In case of asymmetric vocal folds movement during phonation cycle the supraglottal jet is deflected out of central axis and shows a stronger interaction with the walls of the vocal tract. It is assumed that these interactions result in a change of the harmonic to noise ratio (HNR) in the generated primary voice signal. The HNR is used as a voice quality indicator.

Brüggemann, G.

• Experimente zur punktförmigen Schallquelle für Ortungsversuche
  R. Germer, G. Brüggemann and U. Prüter
[A]

Für geplante Untersuchungen von Höreindrücken wurden Lautsprecher gebraucht, die den Schall zeitlich gut reproduzieren. Zwei Verfahren wurden getestet, die Anregung einer inhomogen Schall abstrahlenden Fläche und ineinander gespiegelte Schallquellen für unterschiedliche Frequenzbereiche. Ein Meßlautsprecher mit sehr guter Impulstreue wurde konstruiert. Ortungsversuche damit verliefen unerwartet und machen weitere Untersuchungen nötig.

Bschorr, O.

• Akustische Strahlungskräfte bei Festkörperwellen (I)
  O. Bschorr and J. Starke
[A]

Aufgabe der Untersuchung sind die wellenbedingten Strahlungskräfte im Innern eines Festkörpers und die Strahlungsdrücke an dessen Begrenzungsflächen. Dabei wird von der linearen Wellengleichung ausgegangen, um daraus über eine Störungsrechnung die nichtlinearen, quadratischen Beiträge zu bestimmen. Diese lassen sich als Kräfte interpretieren, die bei einer Änderung einer laufenden Welle als lokale Reaktionskräfte freigesetzt werden: Einmal sind dies die in Wellenrichtung wirkenden Kräfte infolge Dämpfung, infolge sphärischer Divergenz und bei zeitlich variierender Quellstärke. Dazu senkrecht steht die bei Wellenkrümmung auftretende zentrifugale Kraft. Diese Kräfte lassen sich auf ein symmetrisches Tensorpotential zurückführen. Die bei Transversalwellen zusätzlich auftretenden Drehmomente liefert das verallgemeinerte Potential.

Buchholz, J.

• Externalization versus Internalization of Sound in Normal-hearing and Hearing-impaired Listeners
  B. Ohl, S. Laugesen, J. Buchholz and T. Dau
[A]

• Monaural and binaural benefit from early reflections for speech intelligibility
  I. Arweiler, J. Buchholz and T. Dau
[A]

The auditory system takes advantage of early reflections (ER) in a room by integrating them with the direct sound (DS) and thereby increasing the effective speech level. The present study quantifies the benefit from ER compared to the DS in different noise conditions and investigates if this benefit is due to monaural or binaural mechanisms. Monaural and binaural speech intelligibility tests were performed with 9 normal-hearing listeners in a loudspeaker-based virtual auditory environment. The Danish sentence test Dantale II was presented from a loudspeaker at 0 azimuth and speech intelligibility was measured either in diffuse speech shaped noise (SSN) or with directional SSN, multi talker babble and reversed speech at 90 azimuth. Different signal-to-noise ratios were obtained by changing the DS level of the speech signal, the ER level, or both together. Increased ER energy improved speech intelligibility but the effect was smaller than for increased DS energy. The benefit from ER did neither depend on the type of interferer nor on the listening mode (monaural or binaural). For the SSN no binaural processing other than a summation of the signals at the two ears could be observed. For the modulated interferers, however, listeners showed an additional binaural benefit.

• Reproduction of nearby sound sources using high-order Ambisonics: Implementation and evaluation
  S. Favrot and J. Buchholz
[A]

Buchholz, U.

• Computation of the Surface Velocity of a Cylindrical Layered Dielectric Device Caused by Partial Discharges
  U. Buchholz and B.A.T. Petersson
[A]

Elastic waves caused by partial discharges in a solid dielectric device are investigated. The solid dielectric device consist of two cylindrical layers namely of a cross-linked polyethylene layer and an elastomeric layer, from the inner to the outer respectively. The innermost boundary is defined to be infinite rigid whereas the outermost boundary behave as a free surface. The partial discharge is modelled as point force acting in radial direction. By using transfer matrix method the surface velocity is computed for different locations of the source. Furthermore the Influence of Poisson's ratio of the surface velocity is studied.

Buchschmid, M.

• Room Acoustical Models based on strongly coupled Substructures
  M. Buchschmid, J. Sremcevic, M. Pospiech and G. Müller
[A]

In many different fields of engineering design like automotive industry or civil engineering, room acoustical models are used, which build up the acoustic fluid coupled with structural elements. In order to get a spatial distribution of the results containing phase-information very often methods, based on Finite Element formulations are used instead of energy methods. To obtain robust results, for example concerning small changes in geometry, especially in a higher frequency range energetically averaging processes over ensembles could be carried out in the post processing.

To reduce the numerical effort for such applications a model order reduction method, based on a Component Mode Synthesis (CMS), is presented in this paper. Macrostructures are assembled out of single substructures applying global shape functions at the interfaces.

These substructures, containing acoustical design elements like absorbers or resonators, are calculated separately in the frame of the CMS approach. In the substructures the acoustic fluid is modeled with the Spectral Finite Element Method for complex geometries and plate like compound absorbers, where the porous foam is specified by the Theory of Porous Media, are coupled with the air via impedances in the scope of a Ritz approach.

Results are presented for the strongly coupled system.

Buck, M.

• Robust Adaptive Cancellation of Interfering Speakers for Distributed Microphone Systems in Cars
  T. Matheja, M. Buck and T. Wolff
[A]

For hands-free speaking systems in car environments often multi-channel signal processing is applied to include the speech of the wanted speaker at the best. Beside beamforming approaches distributed microphone systems can be installed where the distances between the microphones might be larger in order to align to several potential speakers.

In this presentation a system is proposed that applies adaptive filters to cancel cross-talk between the microphone signals. In contrast to the well-known echo cancellation problem a noise component occurs on the reference signal which complicates the control of the adaptive filter. A robust adaptation rule based on the NLMS algorithm is derived and discussed.

Buckert, S.

• Energiefluss in dünnwandigen Strukturen
  S. Buckert
[A]

Betrachtet man die Strukturintensität, so können Energieflüsse in einfachen, dünnwandigen Strukturen sichtbar gemacht und die Auswirkungen passiver sowie aktiver Maßnahmen zur Schwingungsreduktion bewertet werden. Anhand eines Rahmen-Platte-Prüfstandes, der unterschiedliche Einspannungen der Platte ermöglicht, wurden mit einem Scanning-Laservibrometer Messungen der passiven, nicht geregelten Platte durchgeführt. Hierfür wurde die Platte mit einem Shaker zu Schwingungen angeregt, und die Auswirkungen der verschiedenen Randeinspannungen der Platte (momentenfreie Lagerung, feste Einspannung und dissipative Einspannung) auf den Energiefluss wurden untersucht. Darüber hinaus wurden Messungen mit aufgebrachten Dämpfungsbelägen unterschiedlicher Größe durchgeführt. Zuletzt wurden die Auswirkungen von Abkoppelementen auf den Energiefluss und die Schallabstrahlung untersucht. Die Abkoppelemente wurden zwischen dem Rahmen und der Wandöffnung angebracht, in die der Prüfstand eingebaut ist. Verschiedene Methoden zur Betrachtung und Bewertung der Energie und des Energieflusses werden vorgestellt. Ziele dieses Projektes sind eine energetische Bewertung aktiv geregelter Systeme und das Herausarbeiten von Konstruktionshinweisen für die Auslegung aktiver Systeme.

Büchner, A.

• Modellierung der auditorischen Sprachverarbeitung bei elektrischer Stimulation durch Cochleaimplantate
  S. Fredelake, V. Hohmann, S. Haumann, A. Büchner, T. Lenarz and B. Kollmeier
[A]

Der Indikationsbereich von Cochleaimplantaten erweitert sich ständig, so dass nicht nur taube, sondern auch hochgradig schwerhörende Patienten teilweise eine bessere Rehabilitation mit einem Cochleaimplantat oder mit elektrisch-akustischer Hybridstimulation erwarten lassen als mit Hörgeräten. Andererseits steigt die Leistung von modernen Hörgeräten bei hochgradiger Schwerhörigkeit. Um den Indikationsbereich für diese verschiedenen Gerätetypen festzulegen, wurden im Rahmen der Audiologie-Initiative Niedersachsen präoperative und postoperative Daten von Cochleaimplantat-Patienten an der Medizinischen Hochschule Hannover gesammelt, die im Anschluss analysiert wurden. Präoperativ wurde die Sprachverständlichkeit für den Freiburger Sprachtest und für den Oldenburger Satztest im Störgeräusch mit dem Oldenburger Forschungshörgerät (''Master Hearing Aid'') ermittelt, welches an den Hörverlust des Patienten individuell angepasst wurde. Ebenso wurde die kognitive Komponente für die Sprachverständlichkeit mittels eines Lesetests abgeschätzt. Postoperativ wurden die Sprachverständlichkeitsmessungen mit dem Cochleaimplantat wiederholt. Insgesamt wurden über 100 Patientendatensätze gesammelt, die in diesem Beitrag zusammen mit einem Modell des elektrisch stimulierten Hörnerven vorgestellt werden. Das Modell besteht aus 10000 Nervenzellen, die nach elektrischer Stimulation durch ein simuliertes Cochleaimplantat Aktionspotentiale in Abhängigkeit von der zeitlichen und räumlichen Anregung produzieren. Diese Aktionspotentiale werden auf einer zentralen Verarbeitungsstufe zu einer internen Repräsentation weiterverarbeitet, die zur Vorhersage der Sprachverständlichkeit mit Cochleaimplantaten dient. Die Validität des Modells wird anhand der Patientendaten untersucht.

Bütikofer, R.

• Neue Messmethode für Gehschall
  R. Bütikofer
[A]

Gehschall ist der Schall, der in den Raum abgestrahlt wird, in welchem sich die gehende Person befindet. Ausgedehnte Untersuchungen des Zusammenwirkens des Schuh-Absatzes mit den Laminat-Fussbodensystemen führten zur Einsicht, dass der Gehschall nur mit Hilfe eines ''künstlichen Schuhs'' adäquat gemessen werden kann. Das in der Bauakustik verwendete Normhammerwerk entspricht diesen Anforderungen nicht. Der ''künstliche Schuh'' besteht aus einem Impulshammer mit einem relativ harten Kunststoff als Schlagkopf. Die Kraftmessdose im Impulshammer erlaubt die Normierung der Schlagstärke auf eine standardisierte Auftreffgeschwindigkeit. Die Messmethode wurde im Auftrag der EPLF (European Producers of Laminate Floorings) entwickelt und liegt als ausformulierter Vorschlag in der CEN Arbeitsgruppe ''Walking noise on floors'' (TC 126/WG 1/AHG 7) vor. Im Vortrag werden die Probleme des sehr subtilen Zusammenwirkens der Quellen- und Fussbodenimpedanz bei Laminat-Fussböden vorgestellt sowie die konkrete Anwendung der Messmethode.

Büttner, C.

• The Acoustics of Early Concert Venues in Japan
  C. Büttner and S. Weinzierl
[A]

Das Konzertwesen in Japan ist durch eine außergewöhnlich hohe Zahl an Konzertvereinigungen, professionellen Orchestern und Aufführungen von europäischer klassischer Musik gekennzeichnet. Während heutige Konzertstätten international gültigen Empfehlungen zur Raumakustik von Konzertsälen folgen, untersucht die vorliegende Arbeit die Architektur und die Akustik von Aufführungsräumen aus der Frühzeit der Aneignung westlicher Kultur und Musik und der Etablierung eines Musiklebens nach europäischem Vorbild. Hierfür wurden die wichtigsten Aufführungsräume in Japan in der Zeit zwischen 1868 und 1930 ermittelt und baugeschichtlich untersucht. Da keiner der untersuchten Räume heute noch im originalen Zustand erhalten ist, wurden auf der Grundlage von Plänen, Abbildungen und anderen historischen Quellen Computermodelle erstellt und raumakustische Parameter im Modell berechnet. Diese geben nicht nur Hinweise auf die akustischen Gegebenheiten dieser Epoche, sondern erlauben eine vergleichende Betrachtung der Entwicklung eines öffentlichen Konzertwesens in Europa und in Japan.

Buogo, S.

• Experimental Study of Light Emission from Spark Generated Bubbles
  K. Vokurka and S. Buogo
[A]

In experiments discussed here spark discharges in water have been used to generate oscillating bubbles. During a spark discharge a high density and high temperature plasma is produced in a small conducting channel between two submerged electrodes. This channel is a source of high intensity optic and acoustic radiation. Due to extremely compressed plasma the channel also expands violently and converts into a radially oscillating almost spherical bubble. The plasma and vapor in the bubble interior cools down during the growth phase which follows the discharge. However, during the next phase (the compression phase) the vapor in the bubble interior is compressed and heated and optic and acoustic pulses are emitted again. Using a photodiode and a hydrophone the optic and acoustic emission from the spark discharge and subsequent bubble oscillation phases could be recorded simultaneously. By analyzing the acoustic wave the bubble size and its oscillation intensity can be determined. However, now these data are accompanied by a light emission record which significantly enhances understanding of the spark bubble behavior. At the meeting the first results obtained by analyzing the measured optic and acoustic records will be presented.

Burgschweiger, R.

• Ein Multilevel-Fast-Multipole-Algorithmus (MLFMM) zur Berechnung der Schallstreuung am Beispiel von Objekten unter Wasser
  R. Burgschweiger, I. Schäfer and M. Ochmann
[A]

Die Multilevel-Fast-Multipole-Methode (MLFMM) ermöglicht die Berechnung der Schallstreuung an sehr fein diskretisierten Objekten. Die hierfür benötigte Rechenzeit ist um Größenordnungen geringer als die konventioneller Randelemente-Methoden, da der Algorithmus eine levelbasierte Zusammenfassung der Potentiale ''ferner Quellen'' zu akustischen Multipolen verwendet, wodurch die Bildung der benötigten Matrix-Vektor-Produkte stark beschleunigt werden kann. Theorie und Funktionsweise des im Rahmen des Forschungsprojekts ''Numerische Detektion von Objekten'' in parallelisierter Form implementierten Algorithmus werden beschrieben. Die erzielten Ergebnisse werden für direkte und iterative BEM-Lösungsverfahren mit und ohne Verwendung des MLFMM-Algorithmus an Streukörpern unterschiedlich feiner Diskretisierung mit lokal wirksamen Randbedingungen dargestellt. Der zeitliche Aufwand der verschiedenen Verfahren wird verglichen und die derzeitigen Grenzen des Algorithmus werden aufgezeigt.

Burkowitz, P.

• Von der funktionalen Akustik realer Räume zur virtuellen Akustik der Wiedergabe
  P. Burkowitz
[A]

Tonmeister ''übersetzen'' quasi als Klang-Dolmetscher mittels ihres speziellen Wissens und vielfältigen Instrumentariums den in der realakustischen Domäne empfangenen Klang in das virtuell-akustische Klangbild der Lautsprecher - wobei das Vokabular für die Beschreibung von technisch wiedergegebenem Klang noch komplexer ist, als das für den Klang im realen Raum. Die raumakustische Darbietungsumgebung hat aber beträchtlichen Einfluss auf die qualitative Ausprägung des erreichbaren Aufnahmeklangs. Sie bedingt beispielsweise, ob mit sinnvoll knapper und bestmöglicher Mikrophonierung aufgenommen werden kann, oder ob eigentlich unnötige Polymikrophonie, synthetischer Hall u.a. erforderlich sind. Seit der ''Entdeckung'' der Jesus-Christus-Kirche in Berlin-Dahlem für Aufnahme-Zwecke 1948, der Aufdeckung der Ursachen für ihren herausragenden Klang durch den Autor (v,a. die zu den Tiefen abfallende Nachhallzeit), der Übertragung dieser Erkenntnisse auf die Säle des Rundfunkzentrums in Berlin-Oberschöneweide durch G. Steinke und begeisterten Resonanz auch von Konzertbesuchern in diesen Räumen, kann kein Zweifel mehr bestehen, dass Räume mit diesen akustischen Eigenschaften sich besser als solche nach DIN 18041 sowohl für das unmittelbare, also das ''live''-Hören, als auch für Aufnahmen, also für das mittelbare Hören, eignen. In diesem Beitrag werden die heutige Situation beim Aufnehmen beschrieben und Argumente zur Erarbeitung einer Raumakustik-Norm vorgetragen, die den Bedürfnissen der Darbietenden, Zuhörenden und Aufnehmenden mehr entgegenkommt.

Buske, O.

• Aktive Schallreduktion und –gestaltung in PKW Abgasanlagen
  O. Buske, W. Ruth, K. Spindler, P. Klötzer, H. Siebald, R. Wimmel and H. Venghaus
[A]

Die Anforderungen an die Schallemission von Fahrzeugen werden vom Gesetzgeber weiter verschärft. Das Abgasmündungsgeräusch ist dabei nach wie vor eine der dominanten Teilschallquellen. Gleichzeitig ist der für die Abgasanlage zur Verfügung stehende Bauraum zunehmend limitiert. Effizientere Schalldämpfung bei geringerem Bauraum stellt in der herkömmlichen Schalldämpfertechnologie einen Widerspruch dar. Daher haben die EMCON Technologies GmbH und die ERAS GmbH ein aktives System zur Reduktion des Mündungsgeräusches von Abgasanlagen entwickelt und umgesetzt. Neben der akustischen Verbesserung der Anlage ermöglicht das aktive System kleinere und leichtere Schalldämpfer einzusetzen. Darüber hinaus bietet ein solches System die Möglichkeit einer gezielten Klanggestaltung des Abgasmündungsgeräusches. Eine dynamisch angesteuerte Klappe in der Abgasanlage dient als Anti-Schallquelle zur Kontrolle des sich ausbreitenden Schalls. Öffnungswinkel und Dynamik der Oszillation werden je nach Betriebszustand geregelt. Das System ist bereits erfolgreich an mehreren Versuchsfahrzeugen der oberen Mittelklasse auf dem Rollenprüfstand getestet worden. Im vorliegenden Beitrag wird das Konzept des Gesamtsystems vorgestellt und die Systemkomponenten erläutert. Die Funktionsfähigkeit des Systems wird anhand von Messungen vergleichend zur Serienanlage dargestellt. Eine akustische Demonstration der Wirksamkeit rundet den Vortrag ab.

Busse, S.

• Untersuchung der Zellinteraktion der Resonatorkammern eines nichtlokal reagierenden Schalldämpfers
  S. Busse, C. Richter, S. Nitsch, L. Enghardt, F. Thiele, C. Kückens, C. Sefrin and U. Müller
[A]

Im Beitrag wird das akustische Verhalten einer neuartigen Dämpferstruktur tief greifender untersucht. Dieser Dämpfer ist durch die nichtlokal reagierenden Eigenschaften der Resonatorzellen gekennzeichnet. Deren Zellseitenwände sind aufgrund des Schweißprozesses zur Verbindung von Innenstruktur mit Deck- und Bodenplatte sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite mit mehreren Schlitzen versehen. Deshalb ist ein fluid-akustischer Austausch zwischen den Zellen möglich. Durch teilweise Abdeckung der perforierten Oberseite einzelner Zellreihen konnte bereits eine wesentliche Veränderung der Dämpfungscharakteristik des Testobjektes erreicht werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass aufgrund der fluid-akustischen Interaktion der Zellen deren aktives Resonator- bzw. Hohlraumvolumen durch die jeweiligen Nachbarzellen beeinflusst wird. Zusätzlich dürfte eine Einkopplung und Ausbreitung akustischer Wellen im Inneren der Struktur weitere Dämpfungseffekte mit sich bringen. Somit weichen die Dämpfereigenschaften von der Theorie des klassischen Helmholtzresonators bzw. Feder-Masse-Schwingers ab. Für einige geometrische Konfigurationen der akustisch aktiven Oberfläche wird aus Mikrofonmessungen an einem Strömungskanal mittels Reflexions- und Transmissionsfaktoren die resultierende Dissipation bestimmt. Anhand dessen werden mögliche Erklärungen für die sich ergebenden unterschiedlichen Dämpfereigenschaften gesucht. Mithilfe einer bewährten numerischen Methode wird darüber hinaus die frequenzabhängige Impedanz abgeleitet, um den Dämpfer näher zu charakterisieren.

Butenweg, C.

• 3D vocal fold geometry mapping using Magnetic Resonance Imaging
  A. Gömmel, T. Niendorf, T. Frauenrath, M. Otten, C. Butenweg and M. Kob
[A]

Even if some spatial insight can be obtained by stereoscopy imaging from classical optical methods or ex-vivo experiments, real 3D in-vivo measurements of vocal fold geometry are still elusive. Magnetic resonance imaging (MRI) is conceptually appealing for the pursuit of 3D imaging since it affords sub-millimeter spatial resolution and versatile tissue/muscle/cartilage image contrast. However, MRI comes with the penalty that it requires relatively long scan times. Hence, imaging of moving organs requires consideration of physiological motion. For the phonating vocal folds, periodic oscillation is superimposed by breathing movements (abduction and adduction). While for the first, synchronization cannot be obtained yet, the second can be handled by a customized explicit synchronization technique. The imaging protocol consisted of segmented 3D gradient-echo imaging and segmented 3D ultra-short TE. In vivo imaging on male and female subjects was conducted using a 3.0 T (Achieva, Philips, Best, The Netherlands) in modal and head register. 3D MRI data were included into segmentation to derive boundary conditions for finite-element models of vocal fold oscillation. Thereby, the segmented air volume of the larynx is transformed in splines at different positions in the anterior-posterior axis of the vocal folds. First results obtained from the FE simulations are shown.

Carolus, T.

• Schallentstehung bei Tragflügeln mit Hinterkantenausblasen
  J. Winkler and T. Carolus
[A]

Zur Minderung des Schalls in Strömungsmaschinen mit Rotor und Stator, der auch als ''Interaktionsschall'' z.B. bei Flugzeugtriebwerken bekannt ist, wird diskutiert, den Rotornachlauf durch Luftausblasen aufzufüllen. Diese Arbeit überträgt den Sachverhalt auf den ebenen Tragflügel. Ein erstes Ziel der hier beschriebenen Arbeit ist es, durch geschicktes Ausblasen nicht nur makroskopisch den Nachlauf aufzufüllen, sondern auch die Nachlaufturbulenz zu verringern. Die Turbulenzreduktion würde zu einer verminderten Interaktion der Nachlaufturbulenz mit der Statorvorderkante führen (Breitbandschallreduktion). Ein zweites Ziel der Arbeit ist es, den Schall zu beschreiben und zu minimieren, der durch den Ausblasvorgang selbst entsteht (''self-noise''). Für die Studie wird ein Tragflügelelement mit Ausblasschlitzen an der Hinterkante versehen. Der Flügel wird sowohl einzeln als auch in Tandemanordnung untersucht. Zunächst wird der einzelne Tragflügel mit Ausblasen betrachtet. Schallmessungen werden in einem kleinen aeroakustischen Windkanal durchgeführt. Das ''self-noise'' wird mit einem Prognoseverfahren auf Basis einer Grobstruktursimulation der Umströmung (LES) und einem analytischen Modell sowie alternativ einer exakten Schallausbreitungsberechnung mit einem modernen CAA-Verfahren berechnet und mit den Messungen verglichen. In einem zweiten Schritt wird die Tandemanordnung untersucht. Hier wird auf Basis von Nachlaufturbulenzdaten der ''Interaktionsschall'' mit einem analytischen Verfahren berechnet und ebenfalls mit Messungen verglichen. Abschließend wird das Potential der Breitbandschallminderung durch geschicktes Ausblasen abgeschätzt.

Carral, S.

• Gold vs Silver: Does material influence the sound of flutes?
  S. Carral
[A]

There are no two instruments that are exactly the same. Even instruments of the same model and material and made by the same maker differ slightly from one another. Some manufacturers of high quality instruments even claim that their instruments are ''hand made''. Before being able to conclude whether there is a significant difference in the sound of two instruments made with different material but otherwise ''exactly'' the same, the differences bound to exist between two instruments that are ''exactly'' the same including the material should be investigated. In this study, two pairs of flutes (Muramatsu with silver keywork and pulled toneholes) were taken: Gold vs Silver and Silver vs Silver. A graduand from the University of Music in Vienna played a fragment of music 30 times on each flute in an anechoic chamber. The session was recorded with two microphones: one close to her left ear, and another 3 m away from her. The recorded signals were subsequently analysed with the program SNDAN, from which the pitch, RMS and spectral centroid vs time of each instance were calculated. With the aid of statistical testing, differences in the means of these quantities are searched for between the flutes in each pair.

• Acoustical exploration on the role of the audiophonatorical feedback in professional female classical singing
  I. Bendl, S. Carral and W. Kausel
[A]

This study aims to proof or disproof a general spoken consensus among singers that singing is mainly controlled using kinaesthetically sensations. Though it is the singers experience that the environment may influence the kind of singing too. Is it possible to estimate the extent of the influence of acoustical feedback given by the acoustical environment for classical female singing?

Five singers were asked to sing the first verse of the song ''Heidenröslein'' from Franz Schubert in an unechoic chamber. Two microphones were placed in front of the singer in a distance of 2.6 m with a distance of 2.6m between the microphones. Both signals were amplified and recorded. One was altered with a hall generator and then sent back to the singer, who receives the signal through a headphone. There were used different settings of the hall generator which gave the acoustical impression of being in a different environment.

This study has a look at parameters as sound quality, musical criteria like tempo and time dependant changes in the generation of the sound and physiological parameters represented by spectral tilt and inverse filtering. The occurrence of the characteristically criteria was statistically evaluated in dependency of the acoustical conditions.

Carrarini, A.

• Berechnung des Rollgeräusches von Eisenbahnrädern mittels Mehrkörpersimulation
  A. Carrarini, A. Heckmann and I. Kaiser
[A]

Die Mehrkörpersimulation ermöglicht heutzutage die Berechnung hochfrequenter Schwingungen elastischer Strukturen mit akzeptablem Rechenaufwand. In diesem Kontext bietet sich an, die Ergebnisse von Zeitsimulationen komplexer Mehrkörpersysteme mit elastischen Strukturen auch akustisch auszuwerten. Insbesondere geht es darum, den Körperschall zu berechnen, da diese Größe sich unmittelbar und mit minimalem Rechenaufwand aus den mechanischen Größen herleiten lässt. Dabei ist vorausgesetzt, dass das Modell den relevanten Frequenzbereich gut abbildet. Wenn auch eine Aussage über den abgestrahlten Schall notwendig ist, kann dies in einer zusätzlichen nachgeschalteten Analyse mit passenden Tools (z.B. BEM) erfolgen.

In diesem Beitrag wird die akustische Analyse eines rollenden Eisenbahnradsatzes durchgeführt. Der Radsatz wurde zunächst im FEM-Programm ANSYS modelliert und anschließend als flexibles Bauteil in das komplette Mehrkörpermodell eines Schienenfahrzeugs eingebaut. Hierfür wurde die Software SIMPACK verwendet. Es ist zu betonen, dass das Radsatzmodell keinen Einschränkungen unterliegt: er ist gelagert und wird von den Kräften am Rad/Schiene-Kontakt beansprucht, d.h. die Randbedingungen entsprechen weitgehend den realen operativen Randbedingungen. Bezüglich der Anregung des Radsatzes am Rad/Schiene Kontakt sind zwei Szenarien untersucht worden: die Schwankung der Kontaktkräfte aufgrund von Schienenrauheit und den Schlag beim Passieren des Herzstücks einer Weiche. In beiden Fällen werden die Rad/Schiene Kräfte ausgehend von Messdaten des Schienenprofils berechnet.

Carroll, R.

• Entwicklung eines Sprachkorpus zur Bestimmung des Sprachverstehens bei variabler linguistischer Komplexität
  V. Uslar, T. Brand, M. Hanke, R. Carroll, E. Ruigendijk, C. Hamann and B. Kollmeier
[A]

Verschiedene Forschungsarbeiten zeigen, dass Sprachverstehen in akustisch anspruchsvollen Situationen nicht allein vom sensorisch-akustischen Hörvermögen abhängt sondern auch von kognitiven Fähigkeiten des Hörers (z.B. Kapazität des Arbeitsgedächtnis oder maximale Leistungsfähigkeit des Sprachperzeptions-Systems). Zur systematischen Erfassung des relativen Einflusses dieser Größen wurde im Rahmen des DFG-Projektes AULIN (AUdiologie und LINguistik) ein Sprachkorpus mit Sätzen abgestufter linguistischer Komplexität entwickelt und evaluiert.

Der Korpus besteht aus sieben Satztypen, die sich in zwei Kategorien zusammenfassen lassen: Sätze mit Subjekt-Verb-Objekt- bzw. Objekt-Verb-Subjekt-Struktur (''Der stille Postbote grüßt den dicken Frisör.'') und Sätze mit Relativsatzeinbettung (''Der Arzt, der die Lehrerinnen beschenkt, niest.''). Innerhalb dieser Kategorien gibt es zudem Sätze, die bis zu einer bestimmten Stelle im Satz mehrdeutig sind (''Die gute Köchin umarmt der/den brave/n Polizist/en.''; ''Die Postboten, die die Lehrerin filmen/filmt, zittern.'').

Die Evaluation des Satzmaterials wurde mit insgesamt 24 normalhörenden Versuchspersonen durchgeführt. Es zeigte sich, dass Sätze mit Relativsatzeinbettung durchschnittlich leichter verständlich waren als einfache Subjekt-Verb-Objekt- bzw. Objekt-Verb-Subjekt-Sätze (67,1% bzw. 53,5% Verständlichkeit über das gesamte Testmaterial und alle Personen bei -7dB SNR). Zudem waren starke Unterschiede zwischen den Versuchspersonen zu beobachten (zwischen 46,3% und 70,1% Verständlichkeit für das gesamte Material für einzelne Versuchspersonen). Das Material scheint somit gut geeignet, um die Einflüsse von linguistischer Komplexität und individueller kognitiver Leistungsfähigkeit auf das Sprachverstehen zu untersuchen.

Chamaoun, M.

• Vorbereitung eines Ringversuchs zur Empfangsplattenmethode
  M. Chamaoun, J. Scheck and H.-M. Fischer
[A]

Die Empfangsplattenmethode nach EN 15657-1 ist ein praktikables Verfahren zur Charakterisierung von Körperschallquellen für Vergleichs- und Prognosezwecke. Mittlerweile verfügen zahlreiche Akustik-Institute in Europa über Empfangsplatten. Anhand eines Ringversuchs soll nun die Vergleichbarkeit von Messergebnissen der charakteristischen Körperschallleistung untersucht werden bzw. eine Validierung der Mess-Vorschriften erfolgen. Dafür wurde an der Hochschule für Technik Stuttgart eine Referenz-Körperschallquelle entworfen und konstruiert. Beim Design mussten die Anforderungen an eine ausreichend starke Körperschall-Anregung, hohe Admittanz (Kraftquellensituation), leichte Handhabbarkeit (Transport) und Reproduzierbarkeit in Einklang gebracht werden. Dies erfolgte mit Hilfe von FEM- Simulationen. Basierend auf diesen wurde die Quelle gebaut und anhand von Messungen die Eignung für den Ringversuch sichergestellt. In weiteren Vor- Untersuchungen an der Empfangsplatte der HFT Stuttgart wurden potentielle Unsicherheitsfaktoren des Norm-Verfahrens identifiziert, die es bei der Konzeption des Ringversuchs zu berücksichtigen gilt.

Cho, J.-H.

• A study on enhancement of existing noise barriers in railways
  H.-I. Koh, J.-H. Cho and M. Möser
[A]

Within the framework of a research project ''Noise and vibration reduction technology development for speed increase in railways'' which is supported by the Ministry of Knowledge Economy, conventional Korean railway noise barriers have been studied with the purpose of the enhancement of the shielding performance. Main research objects for the technical improvement are incidencing noise from upper part of high speed trains and the low frequency noise radiated by diesel locomotives. Another issue is the high positioned receiver points at the high-rise buildings. First the noise characteristics and environment of several civil claim sites are investigated by means of measurement and noise map. With theoretical models and analytical studies the effects of variation in the acoustical impedance of the upper edge on the improvement efficiency are investigated. The results at different critical receiver points for target frequencies are shown and possible acoustical concepts for the additional edge devices are discussed.

Clausen, M.

• Eine graphbasierte Indexstruktur zum inhaltsbasierten Audioretrieval
  A. Höck, F. Kurth and M. Clausen
[A]

Graphbasierte Retrieval- bzw. Ranking-Verfahren haben insbesondere im Bereich des Web-Retrievals zu großen Qualitätssteigerungen der Retrievalergebnisse geführt. Es liegt daher nahe, diese Verfahren in geeigneter Weise für allgemeine Aufgaben im Bereich Multimediaretrieval zu adaptieren. In diesem Beitrag stellen wir vor diesem Hintergrund eine neuartige Indexstruktur zum inhaltsbasierten Audiomatching vor, deren Kernkomponente ein automatisch generierter Ähnlichkeitsgraph für Merkmalsfolgen ist. Hierbei läuft die Suche nach zu einer Anfrage ähnlichen Abschnitten innerhalb einer großen Kollektion von Musikaufnahmen basierend auf dem in einem Vorverarbeitungsschritt aufgebauten Index, in drei Schritten ab. Zunächst werden wenige bezüglich der Anfrage vielversprechende Knoten in dem Merkmalsgraphen identifiziert. Ausgehend von diesen Knoten werden im zweiten Schritt weitere Trefferkandidaten anhand der Struktur des Graphen ausgewählt. Abschließend werden die selektierten Kandidaten exakt bezüglich der Anfrage bewertet und ausgegeben. Die vorgestellte Indexstruktur wird mit bekannten Verfahren zum Audiomatching verglichen und mögliche Einsatzszenarien des graphbasierten Ansatzes werden vorgeschlagen.

• Musicmatching bei Variabilitäten in der Harmonik und Polyphonie
  S. Ewert, M. Müller and M. Clausen
[A]

Das Ziel des Musicmatching besteht darin, bei Anfrage eines kurzen Musikausschnitts (zum Beispiel einer Passage einer CD-Aufnahme oder eines MIDI-Fragments) alle hierzu musikalisch ähnlichen Ausschnitte innerhalb einer Kollektion von Musikaufnahmen zu identifizieren. Dabei liefern klassische Musicmatching-Methoden selbst dann robust Ergebnisse, wenn sich der angefragte und der zu identifizierende Ausschnitt in Klangfarbe, Instrumentierung oder Dynamik unterscheiden. Unterschiede in Harmonik oder Polyphonie führen jedoch oftmals zu unbefriedigenden Resultaten. So versagen klassische Verfahren häufig, wenn die Anfrage nur aus einer Melodie besteht, während in der Musikkollektion Gesamtkompositionen enthalten sind. In diesem Beitrag präsentieren wir erste Ergebnisse unserer Analysen, mit denen wir das Ziel verfolgen, klassische Musicmatching-Methoden so anzupassen oder zu erweitern, dass diese auch im Fall von Harmonie- oder Polyphonieunterschieden zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen. Insbesondere berücksichtigen wir dabei als Anfrage dominante Themen und Motive, wie sie typischerweise am Anfang von Notenbänden vermerkt werden, um einzelne Stücke in kompakter Weise zu beschreiben oder zu kennzeichnen.

• Notenschrift-Audio Synchronisation komplexer Orchesterwerke mittels Klavierauszug
  V. Thomas, C. Fremerey, S. Ewert and M. Clausen
[A]

Welcher Takt einer Partitur ist gerade auf einer Einspielung des Musikstücks zu hören? Diese und ähnliche Fragen sind Gegenstand der Notenschrift-Audio Synchronisation. Derartige Synchronisationsresultate erleichtern die Navigation und Suche innerhalb von Musikstücken. Bisher wurden meistens Partituren mit nicht zu komplexer Orchestrierung mit den entsprechenden Aufnahmen synchronisiert. In diesem Beitrag sollen erste Schritte in Richtung Synchronisation komplexer Orchesterwerke vorgestellt werden. Für viele dieser Orchesterpartituren existieren Klavierauszüge, durch die eine komprimierte Darstellung des zugrundeliegenden Musikstückes erreicht wird. Im Vortrag soll über unsere Forschungen im Bereich der Synchronisation von Klavierauszügen mit voll instrumentierten Audioaufnahmen berichtet werden.

Czolbe, C.

• Schienenrauheiten auf dem Schweizer Bahnnetz: Erfassung, Resultate, Abhängigkeiten
  C. Czolbe and T. Thron
[A]

Im relevanten Geschwindigkeitsbereich der Eisenbahn dominiert bei der Fahrzeugemission der Anteil des Rollgeräuschs. Dieses wird durch die Rauheiten von Rad und Schiene verursacht und ist darüber hinaus noch von Parametern der Geometrie und Strukturdämpfung abhängig. In modernen Berechnungsmodellen für den Schienenlärm - sonRAIL - werden diese Parameter benötigt, um die Emission an einer beliebigen Stelle im Schienennetz mit hoher Genauigkeit zu ermitteln. Aus den Messungen und Untersuchungen an Eisenbahnrädern kann heute die Radrauheit abhängig vom verwendeten Bremssystem ausreichend genau vorhergesagt werden. Die Schienenrauheit im Netz ist hingegen weitgehend unbekannt. In der Schweiz wurden daher die Schienenrauheiten auf den wichtigsten Streckenabschnitten mittels indirekter Methode während der Fahrt ermittelt. Das Verfahren und die Resultate sollen hier vorgestellt werden. Wie ist die Rauheit im Netz verteilt und gibt es bestimmte Abhängigkeiten? Allein durch die Schienenrauheiten kann der Rollgeräuschpegel an unterschiedlichen Gleisabschnitten um bis zu 20 dB variieren. Demnach steckt in einer gezielten Schienenpflege ein hohes Lärmminderungspotential, welches bisher nicht voll genutzt wurde. Durch ''akustisches'' Schienenschleifen kann dies beeinflusst werden. Wie ist also die Schienenrauheit auf langen Netzabschnitten zu überwachen und wann muss geschliffen werden?

Dannemann, M.

• Masseneutrale Minderung des Fahrzeuginnengeräusches durch den Einsatz einer neuartigen Reserveradmulde aus textilverstärkten Thermoplastverbunden
  W. Hufenbach, J. Meschke, G. Gäbel, M. Dannemann and S. Friebe
[A]

Textilverstärkte Thermoplastverbunde bieten durch das in weiten Bereichen konstruierbare Eigenschaftsprofil die Möglichkeit, eine hohe Verbunddämpfung sowie eine geringe Schallabstrahlung und somit ein hohes Leichtbauakustikpotential zu erzielen. Die im Rahmen des Transferprojektes T5 des Sonderforschungsbereiches 639 durchgeführten Arbeiten umfassen in diesem Zusammenhang neben der Kennwertermittlung und der Erstellung sowie Validierung geeigneter Simulationsmodelle vor allem die Herstellung und praxisnahe Erprobung derartiger textilverstärkter Thermoplaststrukturen. Hierfür wurde von den Projektpartnern die Reserveradmulde eines Personenkraftwagens als Demonstratorbauteil ausgewählt, die serienmäßig aus glasmattenverstärktem Thermoplast besteht. Insbesondere die erste Eigenform dieses Bauteils hat einen großen Einfluss auf das Fahrzeuginnengeräusch. Zum Nachweis des leichtbauakustischen Potentials der textilverstärkten Thermoplaste wurde daher eine geometrisch weitgehend identische Mulde derart ausgelegt, dass eine Erhöhung der ersten Eigenfrequenz ohne Erhöhung der Bauteilmasse erzielt werden kann. Die optimierte Mulde wurde anschließend mit Hilfe eines speziell dafür angepassten seriennahen Pressprozesses gefertigt und experimentell untersucht. Sowohl in der Simulation als auch im Experiment konnte die Erhöhung der ersten Eigenfrequenz der Reserveradmulde durch den Einsatz einer Textilverstärkung um ca. 17 % nachgewiesen werden. In anschließend durchgeführten Fahrversuchen konnte die Reduktion des Fahrzeuginnengeräusches bestätigt werden. Insbesondere im wichtigen niederfrequenten Bereich wurde der Schallpegel durch den Einsatz der textilverstärkten Reserveradmulde erheblich gesenkt.

• Prüfstandsentwicklung zur Identifizierung des haptischen und akustischen Einflusses auf die Wertigkeit von Bedienelementen
  W. Hufenbach, S. Prengel and M. Dannemann
[A]

Moderne Bedienkonzepte müssen meist eine große Zahl an Einstell- und Nutzungsmöglichkeiten in einem Gerät vereinen und dabei durch den Nutzer intuitiv bedien- und anpassbar sein. Hersteller von derartig komplexen Produkten, versuchen meist eine hohe Wertigkeit ihrer Produkte zu vermitteln. Diese Wertigkeit spiegelt sich insbesondere an den Kommunikationsschnittstellen wie etwa Dreh- oder Drückstellern wider. Gleichzeitig wird aber aufgrund des hohen Kostendruckes und des kleinen zur Verfügung stehenden Bauraums speziell bei Multimediageräten aber auch in der Automobilbranche auf preiswerte Schaltelemente mit geringem Hub und somit unzureichender Haptik zurückgegriffen. Im Fokus der Untersuchungen mit Hilfe eines neuartigen Prüfstandes steht daher die Frage, inwieweit sich eine unzureichende Haptik durch eine geeignete hochwertige akustische Stimulation kompensieren lässt bzw. ob sich haptische und akustische ''Einflussfaktoren'' für die Wertigkeit eines Bedienelementes ermitteln lassen. Der erforderliche Prüfstand muss zum einen die Einstellung einer nahezu beliebigen Haptik ermöglichen und zum anderen eine Schnittstelle zum Einspielen verschiedener Betätigungsgeräusche bereitstellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Drehschalter entworfen und aufgebaut, dessen Kraft-Weg- (bzw. Moment-Winkel-)Kurve variabel per Software einstellbar ist. Hauptbestandteil des Drehstellers ist dabei ein Elektromotor mit einem hochsensiblen Positionssensor und zugehörigem Steuergerät. Auf Basis speziell dafür entwickelter Algorithmen kann die Haptik unterschiedlicher mechanischer Schalter erfolgreich simuliert/nachempfunden werden. Mit Hilfe einer derart umgesetzten freien Kopplung von Tast- und Hörerlebnis können umfangreiche Studien an Probanden durchgeführt werden.

Danner, J.

• Blockheizkraftwerke: Stand der Lärmminderungstechnik und Probleme durch tieffrequente Geräusche
  W. Böhm and J. Danner
[A]

Im Rahmen eines Forschungsvorhaben zur Feststellung des Standes der Technik auf dem Gebiet der Emissionsminderung bei Blockheizkraftwerken (BHKW) wurden Emissionsdaten zusammengetragen (UBA Förderkennzeichen 3708 44 300/05). Die Datenerhebung stützt sich auf Ergebnisse eigener Messungen sowie auf Angaben von Motorherstellern. Der Schwerpunkt der Untersuchungen lag beim Abgasschall der Motoren, da insbesondere unzulängliche Abgasschalldämpfer häufig Anlass zu Lärmbeschwerden in der Nachbarschaft geben. In diesem Zusammenhang werden die Besonderheiten der Geräusche von Verbrennungsmotoren mit ausgeprägten tieffrequenten Anteilen in Bezug auf Messung und Bewertung sowie gezielte Schallschutzmaßnahmen erläutert. Zur sachgerechten Einschätzung der im Umfeld von BHKW anzutreffenden Geräuschsituation wird ein Verfahren zur Ermittlung der Störwirkung tieffrequenter und tonaler Abgasgeräusche vorgeschlagen und beschrieben. Es werden die für tieffrequente Geräusche anzusetzenden Bewertungsgrundsätze der DIN 45680 mit Freifeld-Schalldruckpegeln verknüpft. Damit bedarf dieses Verfahren eines geringeren Aufwandes als das normgerechte Messverfahren. Ein weiterer Vorzug ist die Möglichkeit seiner Anwendung in der Planungsphase, da anhand von Motordaten eine rechnerische Aussage zu möglichen Störwirkungen getroffen werden kann. Des weiteren werden die vom Motorengehäuse im Verbund mit dem Generator als Modul direkt abgestrahlten Geräusche beschrieben und entsprechend der Motorleistung klassifiziert, und es werden Möglichkeiten des Schallschutzes genannt.

Dantscher, S.

• Signalhörbarkeit beim Tragen von Gehörschutz in verschiedenen Arbeitssituationen
  S. Dantscher
[A]

Dau, T.

• Externalization versus Internalization of Sound in Normal-hearing and Hearing-impaired Listeners
  B. Ohl, S. Laugesen, J. Buchholz and T. Dau
[A]

• Monaural and binaural benefit from early reflections for speech intelligibility
  I. Arweiler, J. Buchholz and T. Dau
[A]

The auditory system takes advantage of early reflections (ER) in a room by integrating them with the direct sound (DS) and thereby increasing the effective speech level. The present study quantifies the benefit from ER compared to the DS in different noise conditions and investigates if this benefit is due to monaural or binaural mechanisms. Monaural and binaural speech intelligibility tests were performed with 9 normal-hearing listeners in a loudspeaker-based virtual auditory environment. The Danish sentence test Dantale II was presented from a loudspeaker at 0 azimuth and speech intelligibility was measured either in diffuse speech shaped noise (SSN) or with directional SSN, multi talker babble and reversed speech at 90 azimuth. Different signal-to-noise ratios were obtained by changing the DS level of the speech signal, the ER level, or both together. Increased ER energy improved speech intelligibility but the effect was smaller than for increased DS energy. The benefit from ER did neither depend on the type of interferer nor on the listening mode (monaural or binaural). For the SSN no binaural processing other than a summation of the signals at the two ears could be observed. For the modulated interferers, however, listeners showed an additional binaural benefit.

David, J.

• Analysis of Ribbon Microphone Output Transformers and their Influence on the Microphone's Sound
  D. Leckschat and J. David
[A]

Im Rahmen der vorgestellten Studie wurden mehrere Übertrager zur ausgangsseitigen Anpassung von Bändchenmikrofonen, die eine sehr niederohmige Spannungsquelle darstellen, untersucht. Das Bändchen als elektroakustischer Wandler, der Übertrager und die Abschlußimpedanz interagieren in hohem Maße, da alle Impedanzen komplex sind. An elektroakustische oder rein elektrische Messungen an solchen Systemen müssen hohe Anforderungen gestellt werden, da einerseits mit sehr kleinen Signalpegeln gearbeitet werden muss und dennoch eine hohe Auflösung etwa bei Klirrverzerrungen erforderlich ist. Im Vortrag wird eine Messmethode vorgestellt und die Ergebnisse gezeigt. Aus den Übertragungseigenschaften werden Qualitätsparameter abgeleitet, deren Relevanz im Sinne des Einflusses auf den Mikrofonklang in einem Hörversuch untersucht wurde. Die Ergebnisse der Hörversuche werden ebenfalls vorgestellt.

de Bree, H.E.

• Broad Banded Acoustic Vector Sensors For Outdoor Monitoring Propeller Driven Aircraft
  H.E. de Bree, J. Wind and S. Sadasivan
[A]

Permanent monitoring of out door noise faces more and more the need to identify the individual noise sources that contribute to the overall sound pressure level as measured, as this allows specific actions (e.g. noise abatement or price ticketing) to be taken.

An ideal acoustic sensor system should first of all be able to locate noise sources in a 3 D space, providing information on bearing, elevation and range. Secondly, such a system should be able to detect sound sources in the entire audio range.

Traditionally, only sound pressure transducers were used in acoustics. Directionality can be obtained by deploying a small number of spatially positioned sound pressure transducers. The distance in between the sensors determines the frequency where such a system has optimal sensitivity. As such a system is susceptible to ground reflections, an elevated measurement position is desirable.

Since several years, also acoustic particle velocity sensors have become commercially available. Acoustic vector sensors do measure in one single node both the sound pressure and the 3 D acoustic particle velocity. Such a system has the capabilities to detect noise sources over the entire audio bandwidth in a 3 D space, whereas the susceptibility to ground reflections is low.

de Vries, D.

• Application of GUM concepts on uncertainties caused by microphone placement
  I. Witew, D. de Vries and M. Vorländer
[A]

The rules for conducting acoustical measurements in auditoria are described in ISO 3382. In this standard it is defined how many source-receiver combinations - depending on the room size - have to be measured in order to derive general properties of the acoustic conditions. Over the years, however, it turned out that some parameters, such as Early Decay Time (EDT) or Strength (G), are strongly depending on the source-receiver distance, and hence, averaging over a number of source-receiver combinations will lead to a loss of information that will make proper conclusions impossible. In 1999 detailed measurements, conducted at Concertgebouw Amsterdam, showed that already small changes in the microphone position are sufficient to produce measurable fluctuations in parameters of lateral sound incidence. In this case study the tools of the ''Guide to the Expression of Uncertainty in Measurements'' (GUM) are used to develop an understanding to which extend singular measurements are suitable to describe the acoustical properties of entire audience areas in the Concertgebouw. As a result it is shown how filtering of the impulse response affects this uncertainty.

• Uncertainties of IACC related to dummy head orientation
  I. Witew, A. Lindau, J. van Dorp Schuitman, M. Vorländer, S. Weinzierl and D. de Vries
[A]

In ISO 3382 the interaural cross correlation coefficient IACC is identified as a parameter to predict the perception of spatial impression in auditoria from binaural impulse response measurements. Depending on the exact calculus IACC is thought to predict either listener envelopment (LEV) or apparent source width (ASW). Despite standardisation there is no general consensus about the correct measurement and calculation procedure. Moreover, the generalisability and the perceptual relevance of IACC have not been clearly verified yet. This may be a reason why IACC didn't get to be widely used in the acoustic community. In this contribution the concept of the Guide to the expression of Uncertainties in Measurements (GUM) is used to discuss the influence of inaccurate alignment of the artificial head to the sound source on the measurement uncertainty of IACC. This is done based on binaural impulse response measurements conducted with a dummy head which is freely adjustable above the torso in azimuth and elevation. These binaural data sets were collected in rooms different in size and reverberation time. The significance of this uncertainty contribution is judged with respect to just noticeable differences and compared to recently proposed, more robust signal based predictors for spaciousness.

• The Relation Between Perception of Room Acoustics and Objective Parameters as Calculated Using a Binaural, Nonlinear Model
  J. van Dorp Schuitman and D. de Vries
[A]

At TU Delft a new method was proposed for evaluating parameters related to room acoustical quality. The method is based on a binaural, nonlinear auditory model which is capable of predicting perceptual reverberance, clarity, apparent source width and listener envelopment from binaural audio recordings. This way the parameters are calculated in a content-specific way and furthermore there is no need to perform impulse response measurements. From listening test results it follows that these parameters correlate satisfactorily with room acoustical perception, whereas conventional acoustical parameters often do not. In this paper the method is discussed and the relation between the model outputs and the results of the listening tests is evaluated.

Deboy, D.

• Comparison of acoustic centering maps for radiation capture of musical instruments with spherical microphone arrays
  D. Deboy and F. Zotter
[A]

Recently, the capture of sound radiated from musical instruments has been topic of research, using surrounding spherical microphone arrays. Astonishingly, spatial aliasing errors of these arrays depend on accurate acoustic centering of the sound source as shifting yields higher-order spherical harmonic components. Acoustic centering, however, is non-trivial for musical instruments if not impossible. Therefore using different measures like weights of spherical harmonic components can be used to roughly track the acoustical centre for each partial of the musical sound after the recording has been made. Eventually, the paper investigates different strategies for tracking with respect to the uniqueness of the positions by visualizing their time-varying localization map. The suggested method shall give a more compact description of radiation-patterns extracted from spherical microphone array recordings, which can be more efficient in further analysis and synthesis processes.

Decker, M.

• Analyse und Bewertung des Dieselgeräusches aus Körperschallsignalen
  M. Decker, M. Ebel, P. Schmiechen, C. Haukap and C. Gühmann
[A]

Nicht nur bei CO2-Ausstoß und Kraftstoffverbrauch soll der Dieselmotor Maßstab moderner Verbrennungsmotoren sein, sondern zukünftig auch beim Geräusch. Im Rahmen der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen wird zu dieser Zielsetzung das Forschungsprojekt ''Geräuschgeregelter Dieselmotor'' durchgeführt. Im Projekt soll geklärt werden, welche Verbesserungen sich durch die Integration geeigneter Sensorsignale in das Diesel-Motormanagementsystem bezüglich des Verbrauchs, des Geräuschs und der Abgasemissionen erzielen lassen. Dabei soll ein gewichtetes Optimum aus Verbrauch, Abgasemissionen und Luftschallemissionen erzielt werden unter Einhaltung der gesetzlichen Grenzen.

Zur Berücksichtigung des Geräusches in der Regelung des Dieselmotors sind rein akustische Signale wenig aussagekräftig, einen größeren Nutzen versprechen psychoakustische Parameter wie Lästigkeit oder Impulshaftigkeit. Um herauszufinden, welche Motoreinstellparameter die Psychoakustik beeinflussen, wurden bei der IAV Messungen an einem Dieselmotor durchgeführt. Nach Vorgabe durch ein Design of Experiments (DoE) wurden dabei Einspritzbeginne, Einspritzmengen, Drehzahl und Last variiert, die vorab als relevante Einflußgrößen identifiziert wurden.

Neben den Zustandsgrößen wurden Körper- und Luftschallsignale aufgezeichnet. Aus beiden Signaltypen wurden mit denselben Algorithmen verschiedene psychoakustische Parameter berechnet. Obwohl die Algorithmen für Luftschallsignale entwickelt wurden, zeigt die anschließende Regressionsanalyse der Parameter eine sehr hohe Korrelation. Nachfolgend werden die Untersuchungen vorgestellt.

Delgado, A.

• Einsatz von Integralverfahren zur Schallvorhersage am Beispiel von Radiallaufrädern
  C. Scheit, B. Karic, A. Delgado and S. Becker
[A]

Integralverfahren, basierend auf einer akustischen Analogie, werden bereits seit einigen Jahrzehnten erfolgreich zur Berechnung von Fluglärm eingesetzt. In den letzten Jahren wurden diese Verfahren auch zur Schallvorhersage von Axial- und Radiallaufrädern eingesetzt. In dieser Arbeit wird die akustische Analogie von Ffowcs Williams und Hawkings vorgestellt. Die allgemeine Form kann für eine poröse, stationäre Integrationsfläche vereinfacht werden. In dieser Form wird das Integralverfahren zur Schallberechnung eines Radiallaufrades benutzt. Die dazu erforderlichen Strömungsdaten werden aus einer transienten Strömungsberechnung auf Basis der reynoldsgemittelten, kompressiblen Erhaltungsgleichungen gewonnen. Es wird anhand experimenteller Daten gezeigt, dass die Änderung der Schallabstrahlung durch eine Änderung der Schaufelform mittels des hier vorgestellten hybriden Verfahrens vorhergesagt werden kann. Dies ermöglicht es, Integralverfahren auch zur akustischen Auslegung von Radiallaufrädern zu benutzen.

Dencks, S.

• Messung akustischer Parameter von therapeutischen Leistungs-Ultraschallwandlern zur Tumortherapie
  K.-V. Jenderka, J. Haller, S. Dencks and C. Koch
[A]

Im Spektrum der Therapiemöglichkeiten zur Behandlung von Tumoren nimmt die Bedeutung der Ultraschallverfahren ständig zu. Hochintensiver therapeutischer Ultraschall (HITU) wird heute bereits regelmäßig in Kliniken für die Behandlung bestimmter Karzinome eingesetzt (z. B. Prostata) und weitere therapeutische Anwendungen werden erforscht. Unter dem Aspekt der Patientensicherheit und Therapieplanung ist die Messung der akustischen Parameter und die Charakterisierung der HITU-Felder dringend erforderlich, kann aber mit den etablierten Messverfahren zur Zeit noch nicht vollständig geleistet werden. Nicht zuletzt deshalb wurde ein durch die Europäische Union unterstütztes Projekt begonnen, in dem neun Nationale Metrologische Institute (NMI) zum Thema ''Tumortherapie mit externen Strahlen'' forschen. In dem Beitrag werden das Projekt inhaltlich vorgestellt und Ergebnisse der Arbeitsgebiete präsentiert. Diese umfassen u. a. die Messung der akustischen Ausgangsleistung der Wandler und der Schalldruckverteilung in HITU-Feldern sowie die Entwicklung von thermischen Phantomen als Vorraussetzung zur Messung der Temperaturverteilung in Gewebe mit verschiedenen Modalitäten. Die Ergebnisse des Projektes sind von Bedeutung für die internationale Normung, die Geräteentwicklung und nicht zuletzt für Therapieplanung und Patientensicherheit.

Desmet, W.

• Accurate Coupling Information for Hybrid CAA-Methodologies Based on Compressible Flow Simulations.
  W. de Roeck and W. Desmet
[A]

Hybrid CAA methodologies, based on domain decomposition, are commonly considered as the most appropriate technique for the numerical simulation of aerodynamically generated noise and their far-field propagation with a reasonable computational effort. A crucial step, largely determining the accuracy of the final acoustic results, is the coupling between the aerodynamic source region and the acoustic propagation region. It is known that the spatial and temporal truncation of the source domain simulation together with the interpolation from the 'fine' source domain mesh to the 'coarse' acoustic grid strongly influence the aeroacoustic radiation. When using a compressible flow simulation, the acoustic fluctuations, which are inherently present in the source domain results, can introduce an additional source of errors in the aeroacoustic radiation predictions. In this case, an aerodynamic/acoustic splitting technique, which allows separating the aerodynamic and acoustic fluctuations from the source domain simulation, can largely improve the accuracy of the aeroacoustic prediction. This paper illustrates the benefits of using this aerodynamic/acoustic splitting technique for a number of commonly used CAA benchmark problems. It is shown that the final accuracy of hybrid CAA methodologies can be largely improved, with only a minimum of additional computational effort, by extracting accurate coupling information from the source domain results.

• A Wave Based Method for solving Helmholtz problems in semi-infinite domains
  B. Bergen, D. Vandepitte and W. Desmet
[A]

Element based methods, such as the finite element method and the boundary element method, are most commonly applied for the numerical analysis of acoustic Helmholtz problems. However, due to the pollution error, the element discretization must be refined with increasing frequency in order to preserve reliable predictions. In this way, the required computational resources limit the use of the element based methods to applications in the low-frequency range.

The wave based method (WBM), which is based on an indirect Trefftz approach, is an alternative deterministic prediction method. It uses wave functions, which are exact solutions of the underlying differential equation, to describe the dynamic field variables. As a consequence, a dense element discretization is no longer required. The resulting smaller numerical system and the absence of pollution errors make the WBM well suited for the treatment of mid-frequency problems.

This paper extends the applicability of the WBM to acoustic problems in semi-infinite domains. An appropriate function set is proposed, along with a procedure for treating semi-infinite scattering and transmission problems. The resulting technique is validated on several numerical examples.

Detzner, E.

• Zur Schallleistung von modernen und historischen Orchesterinstrumenten II: Holz- und Blechblasinstrumente
  E. Detzner, F. Schultz, M. Pollow and S. Weinzierl
[A]

In einer konsistenten Messreihe wurden für eine große Anzahl von Orchesterinstrumenten in moderner und historischer Bauart schalldruckkalibrierte Aufnahmen mit einem 32-kanaligen, sphärischen Mikrofonarray im reflexionsarmen Vollraum erstellt. Von professionellen Orchestermusikern wurden Einzeltöne und Tonleitern in verschiedenen Dynamikstufen über den gesamten, chromatischen Tonumfang eingespielt. In der Auswertung wurde die maximal und minimal erreichte Schallleistung und Dynamikbereiche für Einzeltöne und Tonfolgen ermittelt. Der Vergleich zwischen Instrumenten moderner und historischer Bauart liefert zum ersten Mal eine empirische Grundlage für eine Beurteilung der Lautstärke historischer Klangkörper und für die akustische Balance der Instrumentengruppen in einem Sinfonieorchester des frühen 19. Jahrhunderts.

Dierke, J.

• Synthetische Turbulenz für numerische Aeroakustik
  M. Siefert, R. Ewert, O. Kornow and J. Dierke
[A]

The generation of broadband noise induced by turbulent flows is of great technical concern. Examples are the noise produced at the edges of high-lift wings of aircrafts or the cabin noise which comes from the structural vibrations excited by the turbulent boundary layer. A great demand exists in the industry for predicting these kind of noise with aeroacoustic methods at turnaround times less than one day.

Calculating the turbulent flow in an adequate short time is the essential constrain for aeroacoustic simulations. Large Eddy simulations can be used to simulate the turbulent flow but it appears rather challenging to apply LES in the design process within the next 10 years. The use of synthetic turbulence models is an accepted alternative approach to get a representative of the flow under consideration with desired properties.

We present a synthetic turbulence model based on a random particle mesh method which was introduced in recent works. This model takes the time averaged turbulent quantities from a RANS simulation and reconstruct the instationary turbulent fluctuations. This is used in conjunction with a hybrid method for the prediction of turbulence generated noise. Applications to a high-lift system will be presented.

Dietrich, P.

• Vereinfachtes Messobjekt zur Untersuchung von Unsicherheitsfaktoren bei der Transferpfadanalyse und -synthese
  P. Dietrich, B. Masiero, M. Vorländer, S. Bistafa and S.N.Y. Gerges
[A]

Es wurde ein vereinfachtes Modellszenario bestehend aus einer Box mit den Abmessungen 30 50 80 cm3 und eines austauschbaren Deckels zur Untersuchung verschiedener Methoden der Transferpfadanalyse und Synthese (TPA/TPS) entwickelt. Der Kernpunkt beim Vergleich liegt bei eventuellen Fehlern bzw. Grenzen der Methoden und den resultierenden Mess- bzw. Prädiktionsunsicherheiten. Bei der Prädiktion werden sowohl Pegel als auch auralisierte Ausgangssignale berücksichtigt. Es können sowohl Luftschallausbreitungsszenarien innerhalb der Box und durch die Begrenzungen der Box hinweg, als auch Körperschalleinleitungen am Deckel der Box realisiert werden.

Durch die Wahl eines besonders einfachen Aufbaus, der trotzdem vielzählige Szenarien zulässt, können verschiedene Laboratorien vor Ort mit ihrer eigenen Messtechnik arbeiten, dennoch bleiben die Messergebnisse vergleichbar. Derzeit arbeiten drei akustische Forschungseinrichtungen nach diesem Aufbau zusammen.

Im Beitrag soll kurz auf den geometrischen Aufbau und die genaue wissenschaftliche Fragestellung eingegangen werden. Zudem werden erste Lösungsvorschläge zur einheitlichen Aufnahme von Transferfunktionen und Ergebnisse der verschiedenen Messteams diskutiert und verglichen.

• Mess-'Blackbox' zum Verständnis des Übertragungsverhaltens und der akustischen Messtechnik
  S. Fingerhuth, P. Dietrich and R. Kaldenbach
[A]

Mit dem Ziel den Studenten die Eigenschaften, Vorteile und Grenzen der digitalen Messtechnik zur Bestimmung von Systemübertragungsfunktionen näher zu bringen, wurde eine entsprechende ''Blackbox'' entwickelt.

Das Gerät hat intern sieben unterschiedliche auswählbare Messstrecken, die messtechnisch charakterisiert werden sollen. Die verschiedenen Strecken spiegeln übliche Messsituationen wider.

Eingebaut sind unter anderem eine normale LTI Messstrecke mit Bandpasseigenschaften, eine Strecke mit Hintergrundrauschen, weitere Strecken mit Nichtlinearitäten und Zeitvarianzen, usw.

Es sollen während der Messung der einzelnen Strecken Messeinstellungen verändert und deren Einfluss auf das Messergebnis analysiert werden. Die Einstellungen sind z.B. der Typ des Anregungssignals (Impuls, MLS, Sweep, Rauschen), Länge des Anregungssignals, Abtastfrequenz, Ausgangspegel und Eingangsempfindlichkeit, usw.

Durch einen eingebauten Lautsprecher kann der Ausgang des Systems angehört werden.

• MATLAB Toolbox for the Comprehension of Acoustic Measurement and Signal Processing
  P. Dietrich, B. Masiero, M. Pollow, R. Scharrer and M. Müller-Trapet
[A]

Es wurde eine plattformunabhängige Matlab Toolbox für übliche Aufgaben der digitalen Messtechnik und Signalverarbeitung in der Akustik entwickelt. Durch das offene Konzept sind wesentliche Vorgänge in der Signalverarbeitung für die Studenten einsehbar und nachvollziehbar. Die bestehenden Funktionen können beliebig erweitert werden.

Die Toolbox erlaubt die Anbindung an alle im Institut verfügbaren Softwarepakete und an die speziellen Messeinrichtungen. Alle Funktionen lassen sich durch Verwendung einer speziellen Audiodatenstruktur einfach bedienen und können in Skripten zu automatisierten Signalverarbeitungsprozessen kombiniert werden. Somit können viele Aufgaben wie z.B. das Messen von Richtcharakteristiken, das Bestimmen der Nachhallzeit oder die Berechnung der Schallleistung einer Quelle von den Studenten mithilfe elementarer Verarbeitungsfunktionen dieser Toolbox realisiert werden.

Eine grafische Bedienoberfläche zur Verwaltung, Verarbeitung und Betrachtung von Audiodaten setzt auf den Kommandozeilen-basierten Funktionen auf. Entsprechende Metadaten wie z.B. physikalische Einheiten, Kanalbezeichnungen und Samplingraten werden stets mitgeführt und bei nicht automatisch lösbaren Konflikten werden entsprechende Hinweise gegeben.

Das Konzept der kalibrierten Messkette wird übersichtlich dargestellt und es wird durch den Kalibrierprozess von Mikrofon, Verstärkern, Audiohardware und Lautsprecher geführt.

Dietz, P.

• Körperschallübertragung von Wälz- und Gleitlagern
  R. Kruk, D. Thoden, A. Lohrengel, P. Dietz and G. Schäfer
[A]

Die Kenntnis über das Übertragungsverhalten von Wälz- und Gleitlagern kann das lärmarme Konstruieren von modernen Maschinen unterstützen und beschleunigen. Dieses kann anhand theoretischen oder experimentellen Arbeiten erforscht werden. An Institut für Maschinenwesen wurde ein Forschungsvorhaben zu diesem Thema bearbeitet, wo anhand einer Messstrategie ein umfangreiches Versuchsprogramm für verschiedene Betriebsparameter der Wälz- und Gleitlager durchgeführt wurde.

Die Versuche wurden im Betrieb durchgeführt und die gemessenen Signale aus der rotierenden Welle wurden mittels einer Telemetrie per Funk übertragen, sodass Einfluss auf Übertragungsverhalten von den Lagern untersucht werden konnte. Hier wurde Vierpoltheorie zur Auswertung angewendet, was eine Trennung der Übertragungsfunktionen von untersuchten Lagern und von dem Übertragungsverhalten des ganzen Prüfstandes ermöglicht. Daraus wurden Steifigkeit und Dämpfung für jede Versuch mit Hilfe von Kelvin-Voigt-Modell ermittelt, um ein Vergleich durchzuführen. In den Artikel werden die untersuchte Parameter und Ergebnisse des Forschungsvorhabens zusammengefasst und präsentiert. Diese Informationen können in den numerischen Modellen der neu entwickelten Konstruktionen integriert werden. Es werden Ansätze gezeigt, wie diese Ergebnisse in numerischen Programmen bei der Entwicklung von neuen Konstruktionen eingesetzt werden können.

Dietzel, R.

• Über den Ursprung der Mareyschen Kapseln
  D. Mehnert, R. Hoffmann, U. Kordon and R. Dietzel
[A]

In der Experimentalphonetik spielen die Mareyschen Kapseln seit Beginn des 20. Jahrhunderts eine herausragende Rolle als akustisch-mechanische Wandler. In einem Beitrag zur DAGA 2008 wurden Ergebnisse von Messungen des Übertragungsverhaltens von unterschiedlichen Kapseln, die sich heute in der historischen akustisch-phonetischen Sammlung der TU Dresden befinden, veröffentlicht. Im vorliegenden Beitrag wird darüber berichtet, wie sich diese Wandler, die ursprünglich für die Messung physiologischer Größen (z. B. Pulsmessung) erfunden wurden, zu Messeinrichtungen der Experimentalphonetik entwickelt haben. Diese Entwicklung hat im 19. Jahrhundert in Frankreich stattgefunden und ist mit den folgenden Namen verbunden: Claude Bernard als der Vater der experimentellen Medizin, étienne-Jules Marey als berühmter Experimentator bei der Aufdeckung physiologischer Bewegungsabläufe, Abbé Jean-Pierre Rousselot als Begründer der Experimentalphonetik und sein Schüler Giulio Panconcelli-Calzia, der in Hamburg die erste deutsche Professur für Phonetik erhielt. Diese Entwicklung wird anhand von Belegstücken demonstriert, die sich in verschiedenen französischen und deutschen Museen befinden.

Dijckmans, A.

• A Combined TMM-WBM Prediction Technique for Finite-Sized Multilayered Structures
  A. Dijckmans, G. Vermeir and W. Lauriks
[A]

The Transfer Matrix Method (TMM) is widely used to simulate the vibroacoustic behaviour of multilayered structures, because of the low computation cost and easy implementation of different types of layers. Standard TMM assumes infinite layers and plane wave excitation. In the low- and mid-frequency range, the modal behaviour of both structure and rooms can largely influence the sound insulation properties as measured in labo and in situ. Therefore a Wave Based Model (WBM) has been developed, which models the direct sound transmission through a structure placed between two reverberant rooms. The field variables (plate displacements and sound pressures) are expanded in terms of structural and acoustic wave functions, which are exact solutions of the governing dynamic equations. Multilayered structures are incorporated in an extended WBM by means of the TMM. The dynamic properties of the structure, calculated with the TMM, are used as boundary and continuity conditions in the WBM. The combined TMM-WBM model is compared with an exact wave based model for sound propagation in porous materials and with sound transmission loss measurements of sandwich panels.

Dittmar, C.

• Drumloop Separation using adaptive Spectrogram Templates
  C. Dittmar, J. Abeßer and D. Gärtner
[A]

The separation of single drumsounds from drumloops is a desirable signal processing functionality with a wide variety of applications in music production and music video games. Since recognition of the distinct drumsounds is a pre-requisite for separation, the detection of onsets and instrument types is necessary. Although machine-learning based classification of isolated drumsounds has been proven do be feasible, it is not applicable to the problem of drumloop separation. The main challenge is the strong overlap of drumsound spectra when two or more drumsounds share the same onset-time. It leads to erroneous estimation of the involved instruments, e.g., a tom and a hi-hat appearing simultaneously could easily be misclassified as being a snare. Different approaches have been proposed in the literature to overcome that problem, mainly template matching vs. decomposition based methods. We pursue the approach of template matching, but without the need for any prior assumption about the involved instruments. A heuristic update rule for the templates is described as well as an expectation maximization approach to the final thresholding. The quality of separation is evaluated with artificially generated as well as real drumloops. The transcription is tested against manually annotated excerpts from commercially available music recordings.

• Automatic Recognition of Tonal Instruments in Polyphonic Music from different Cultural Backgrounds
  M. Kahl, J. Abeßer, C. Dittmar and H. Großmann
[A]

This paper describes a feature-based approach for the note-wise classification of instruments in a polyphonic music segment. To reduce the amount of potential misclassification due to spectral overlapping of different instruments, we perform a pre-selection of notes. In doing so, we allow at most two instrument notes to overlap at the same time. If a dominant instrument is present, we try to detect it according to a majority decision of all note-wise classification results. Two evaluation experiments for selections of both western and non-western instruments are performed to examine the applicability of the implemented features for instrument recognition in a world-music context. For this purpose, we used three commonly used large-scale databases of instrument sounds. They contain samples recorded with varying instruments, recording conditions, performers, dynamic range and playing techniques. Furthermore we compile a novel database for non-western instruments. In addition to well-established audio features such as MPEG7 features and MFCC, we introduce a selection of novel features. For instance, the course of the envelopes is characterized for each harmonic separately and in comparison to the fundamental frequency.

• Classification of Electronic Club-Music
  D. Gärtner, C. Zipperle and C. Dittmar
[A]

Technical advances like broadband internet access and digital vinyl systems have made digital music distribution one of the major ways to obtain music. Services like beatport or djtunes give Djs and other music-loving people the opportunity to obtain hundreds of thousands of songs from the electronic club- music genre.

Music discovery in databases of this size is challenging. Besides artist and title information, music providers therefore arrange their content into classes, e.g., subgenres. This way of expressing similarity according to musical attributes can be helpful to find new music. Generally, the class labels are assigned manually, which is a time consuming procedure that requires to be done by music experts.

We present a system for the automatic content-based classification of electronic club-music into 15 different electronic club-music subgenres. Features from the timbre and rhythm domain are extracted, then a classifier is trained incorporating feature selection, feature space transformation, and machine learning techniques. In the development phase, parameters are determined using 5-fold cross-validation. The performance of the final system is evaluated with an additional test set.

Dittmar, R.

• Ortung und Beschreibung tonaler Schallquellen in Seitenkanalgebläsen
  T. Grohmann, R. Dittmar and S. Becker
[A]

Seitenkanalmaschinen zählen zu den Strömungsmaschinen und finden Einsatz in vielen Bereichen der Industrie. Der Geräuscheindruck von Seitenkanalgebläsen wird dominiert von einem Sirenenton mit der Frequenz Schaufelzahl x Drehzahl. Aufgrund sich stetig verschärfender gesetzlicher Anforderungen an zulässigen Schallemissionen und -immissionen sowie der zunehmenden Sensibilität der Öffentlichkeit sind die Hersteller von Maschinen und Anlagen gezwungen, Schallpegel zu reduzieren. In dem Vortrag wird aufgezeigt, wie über einen komplementären Ansatz aus Experiment, Numerik und Analytik die tonalen Schallquellen des Seitenkanalgebläses: Entspannung des von der Druckseite zur Saugseite mitgeschleppten Unterbrechermassenstroms, Abstreifen des Fördergases am druckseitigen Unterbrecher und periodisches Aufschneiden von sich ablösenden Wirbeln durch Schaufelkanten lokalisiert und die physikalischen Vorgänge bei der Schallentstehung beschrieben werden können. Anhand eines Vergleiches mit Schalldruckmessungen werden die auf Basis der Lighthill-Analogie formulierten Quellglieder bewertet. Aus den Ergebnissen werden konstruktive Vorschläge zur gezielten Schallreduktion der tonalen Komponenten abgeleitet.

Dittrich, A.

• Vibroakustische Untersuchungen an aktiven Handprothesen
  A. Dittrich, M.E. Altinsoy and J. Landgraf
[A]

Moderne Handprothesen sind in der Lage, die natürliche Funktion und Beweglichkeit teilweise naturgetreu durch entsprechende Mechanismen, elektrische Antriebe und Stellelemente nachzubilden. Diese erzeugen unnatürliche, technische Geräusche, welche das Fremdkörpergefühl für den Patienten verstärken können und ggf. zu einer Minderbenutzung der Prothese führen kann, was den ungünstigsten Fall aus physiologischer Sicht darstellt. Die typischen Geräusche variieren mit Typ und Bauart der Prothese, sowie der Bewegungsform und Geschwindigkeit. Sie resultieren im Allgemeinen aus der Überlagerung und Weiterleitung der Geräusche der Einzelkomponenten. Insbesondere Antriebs- bzw. Servomotoren werden als wesentliche Geräuschquellen angesehen.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde bei einer Prothese eine Transferpfadanalyse vorgenommen. Zuerst wurde die Schallentstehung am Motor analysiert. Anschließend wurden sowohl Luft- als auch Körperschallmessungen durchgeführt, um die Übertragungswege und das Schallabstrahlungsverhalten der Prothese zu charakterisieren.

Um eine Abschätzung der akustischen Anforderungen an eine Prothese zu erlangen, wurde eine Patientenbefragung zur vorhandenen Geräuschwahrnehmung sowie zur persönlichen Erwartungshaltung an das Geräuschverhalten der Prothese durchgeführt. Zusätzlich wurden die synthetisch erzeugte Geräusche bezüglich der Feedbacktauglichkeit und der Angenehmheit bewertet. Die Ergebnisse stellen eine Grundlage für konstruktive Veränderungen zukünftiger Prothesen zugunsten der Angenehmheit der Geräusche dar.

Diver, S.

• Sprachverständlichkeitsminderung durch Schallschirme in Mehrpersonenbüros
  S. Diver, C. Nocke and G. Höfker
[A]

Dixon, M.

• New Directions in Soundscape Management
  M. Dixon and L. Lavia
[A]

Soundscape research raises both the need and the opportunity for new management approaches. This presentation will review some of the challenges and gaps in regulation and urban management, and explore possible ways forward. Traditional noise standards and guidelines generally assume that each source can be considered independently. However, if one target noise is lowered, a different, possibly more annoying, sound can become more audible. It is typically cheaper in engineering terms to reduce high frequency noise than low, so, over time, simple dB(A)-based vehicle noise certification testing can increase the proportion of low frequency noise in an environment. What approaches might minimise this risk, e.g. 'differential sound frequency charging'? The addition of sound to electric and hybrid vehicles may be mandated on pedestrian safety grounds, but how might residents cope if anonymous hums are replaced by more variable mixes of new warning and/or 'trademark' sounds? How can links with other environmental issues, particularly climate change, be reinforced? How can new regulatory mechanisms and incentives drawing on how natural systems behave be developed? What role can social networking tools and new mapping interfaces play in enabling greater public participation in soundscape management?

• Soundscape of European Cities and Landscape - COST TD0804
  B. Schulte-Fortkamp, K.C. Lam, P. Lercher, M. Dixon, L. Maffei, D. Botteldooren, B. Brooks and K. Genuit
[A]

Open Workshop for all interested in Soundscape.

WG-1: Research and planning strategies for different types of soundscapes Inner-city living areas, urban shopping areas, parks, playgrounds, suburban and rural residential areas need different assessment tools and implementation strategies. About soundscape typologies (beyond the source concept) and fit-to-place strategies.

animators: K.C. Lam, Peter Lercher

WG-2: Policy oriented links to the soundscape perspective Sustainability and quiet areas are established but still weakly linked policy goals. How should these and other links be strengthened and followed up ?

animators: Max Dixon, Luigi Maffei

WG-3: Integrated assessment strategies for the sonic environment Different types of soundscapes need appropriate use of sonic assessment tools. A discussion about fit-to-place questionnaires, use of psychoacoustics, auralisation and implementation of multi-modality in soundscape studies (beyond sound recognition)

animators: Dick Botteldooren, Bennett Brooks, Klaus Genuit, Brigitte Schulte-Fortkamp

Döbler, D.

• Kontrastverbesserung in akustischen Kartierungen durch sukzessives Eliminieren der Hauptschallquellen im Postprozess
  D. Döbler, G. Heilmann and R. Schröder
[A]

Bildgebende akustische Ortungsverfahren mit Hilfe von Beamforming haben sich als schnelles und praktikables Verfahren auf dem Gebiet der Schallortung etabliert. Ein Nachteil ist der durch Sidelobes bedingte relativ geringe Kontrast der akustischen Bilder. Schwächere Quellen werden durch Sidelobes der stärkeren Quellen maskiert. Arrayoptimierungen führen hier nur zu einer begrenzten Verbesserung, einer Erhöhung der Mikrofonzahl sind aus Kosten- und Handhabungsgründen Grenzen gesetzt. Deshalb wird versucht, über aufwändigere Algorithmen eine Verbesserung des Kontrastes zu erreichen. Diese Algorithmen sind aber zum Teil sehr rechenaufwändig. Im Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, welches die dominierenden Quellen im akustischen Bild einschließlich Sidelobes entfernt und dadurch schwächere Quellen erkennen lässt. Das Verfahren arbeitet sehr schnell im Zeitbereich und stellt bei rekursiver Anwendung quasi einen ''akustischen Radiergummi'' dar. Die erreichbaren Kontrastverbesserungen sind zum Teil erheblich und haben den Vorteil der interaktiven Analyse der akustischen Emissionen. Es werden Vor- und Nachteile gegenüber bisherigen Verfahren diskutiert sowie typische Anwendungsfälle und Grenzen des Verfahrens anhand von Beispielen aus Simulation und Praxis gezeigt.

Döllinger, M.

• Transient Material Optimization of a Physical Multi-Layered Vocal Fold Model
  B. Schmidt, M. Döllinger, M. Kaltenbacher and M. Stingl
[A]

Understanding the physical fundamentals of human voice is a challenging and interdisciplinary task. The present work takes a closer look at a physical model of the human larynx, in which the vocal folds are modeled by multi-layered elastic bodies, i.e. silicon layers. In contrast to previous work the dynamic behavior of the model is investigated.

We search for optimal material parameters, so that the movements of surface of the multi-layer model match given vibration patterns as good as possible regarded over a fixed period of time. These reference movements may arise from hemilarynx experiments or may be extracted from 3D high speed camera data recorded during in-vivo experiments using registration techniques.

For this purpose we employ an optimization concept based on a transient finite-element simulation of the model in which the vocal folds are considered linear-elastic bodies and we use an adapted material optimization approach in order to identify optimal material parameters for each layer by assuming isotropic or transversal-isotropic material properties.

We conclude this presentation by a series of experiments with a numerical vocal fold model.

• Parameteroptimierung im biomechanischen 3D-Mehr-Massen-Modell
  A. Yang, M. Stingl, J. Lohscheller, D. Voigt, U. Eysholdt and M. Döllinger
[A]

In der klinischen Diagnostik werden Stimmstörungen auf asymmetrische Stimmlippenschwingungen zurückgeführt. Mittels einer endoskopischen Hochgeschwindigkeitskamera können die asymmetrischen Vibrationen beobachtet und aufgezeichnet werden. Durch ein biomechanisches 3D-Mehr-Massen-Modell (3DM) mit modifizierbaren Modellparametern ist die quantitative Auswertung der Stimmlippenbewegung in 3D möglich. Um zukünftig das 3DM an Stimmlippenbewegungskurven anzupassen, wurde ein Algorithmus entwickelt. Mithilfe der Modellparameter können physiologisch interpretierbare Eigenschaften der Stimmlippendynamik während der Phonation geschätzt werden.

Innerhalb des Algorithmus werden globale und lokale Optimierungsverfahren angewendet. Die Optimierung wird entlang jeder Stimmlippenseite, jedes Querschnitts und jeder Ebene des Modells schrittweise durchgeführt. Die Anwendbarkeit des Algorithmus wird an 50 synthetisch erzeugten symmetrischen Datensätzen gezeigt. Bei den synthetischen Datensätzen wurden 5 Muster von Glottisschlusstypen berücksichtigt. Exemplarisch wurde die Dynamik eines Hemilarynx-Experimentes durch das Modell adaptiert.

In einer weiterführenden Studie soll das Modell mit zugehöriger Optimierungsprozedur an verschiedenen in- und ex-vivo Stimmlippendynamiken auf seine Anwendbarkeit hin überprüft werden. Somit sollen zukünftig aus adaptierten Modellparametern Rückschlüsse auf biomechanische Charakteristika der Stimmlippen vorgenommen werden.

• Numerical study of the acoustic sources inside the human larynx by the Finite Element Method
  S. Zörner, M. Kaltenbacher, R. Lerch and M. Döllinger
[A]

Human phonation is the result of the interaction of different physical fields. Fluid flow through the trachea generates vibrations of the vocal folds, which are positioned inside the larynx. Therewith, fluid flow as well as me- chanical vibrational induced sound is produced. A numerical scheme based on the 2d Finite Element method will be pre- sented, which allows to reveal the different mechanisms of voice produc- tion. Our investigations prove that the main parts within the primary acous- tic signal are generated by fluid flow. However, the vibration induced sound generated by the oscillations of the vocal folds plays a minor role. Con- cerning the flow induced sound, we may distinguish between the pulsating flow driven by the vocal folds oscillations and strong variations of fluid flow velocities due to the Coanda effect. The first phenomena induces a tonal signal, whereas the second phenomena generates vortices of different scales producing a broadband acoustic signal.

• Automatische Diagnose von Stimmstörungen mittels phonovibrographischer Merkmalsbeschreibungen
  D. Voigt, A. Yang, M. Döllinger, U. Eysholdt and J. Lohscheller
[A]

Die klinische Stimmdiagnostik basiert neben der Auswertung akustischer Stimmparameter auf einer videoendoskopischen Untersuchung der dynamischen Stimmlippeneigenschaften. Als besonders geeignet haben sich hierfür Hochgeschwindigkeitskameras erwiesen, da sie derzeit als einziges technisches Verfahren die Möglichkeit bieten, die laryngeale Dynamik in Echtzeit aufzuzeichnen. Problematisch ist jedoch, dass die klinische Auswertung der resultierenden Hochgeschwindigkeitsvideos sehr zeitintensiv ist und die abgeleiteten subjektiven Diagnosen stark zwischen verschiedenen Untersuchern variieren.

In dieser Arbeit wird ein objektives Klassifikationsverfahren vorgestellt, das automatisch und zuverlässig zwischen normalen und gestörten Stimmlippenschwingungen unterscheidet. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf Stimmerkrankungen, die sich vor allem durch ihr pathologisches Bewegungsmuster und nicht durch statische, organische Merkmale manifestieren (Paresen, funktionelle Störungen). Für eine Reihe exemplarischer Hochgeschwindigkeitsaufnahmen wurden mithilfe eines neuartigen Analyseverfahrens, der Phonovibrographie, quantitative Merkmale extrahiert. Diese charakteristischen Beschreibungen der Bewegungsvorgänge wurden mit verschiedenen Datenanalyseverfahren untersucht. Die dabei gewonnenen Klassifikationsmodelle ermöglichen die automatische Zuordnung klinischer Fälle zu den Krankheitsklassen. Mit einer Reihe von Hochgeschwindigkeitsvideos, deren zugrunde liegende Diagnosen zwar bekannt, die aber zu Evaluierungszwecken vorenthaltenen wurden, wurde die Sensitivität und Spezifität des Klassifikationssystems ermittelt.

Die Ergebnisse zeigen, dass das vorgestellte Verfahren mit sehr hoher Genauigkeit klassifiziert und der Arzt bei der zu treffenden klinischen Diagnostik schnell, zuverlässig und objektiv unterstützt wird.

• Sensitivity of Aeroacoustic Source Distribution for Different Glottal Motion Patterns
  W. Mattheus, S. Zörner, M. Triep, M. Stingl, M. Döllinger, R. Schwarze, M. Kaltenbacher and C. Brücker
[A]

The modulation of the air flow resulting from the oscillation pattern of the human vocal folds represents the main acoustic source in human voice generation. The present investigation uses a three-dimensional numerical model of the vocal folds and shows the connection between glottal motion pattern, the supraglottal flow field and the flow induced acoustic field. In a hybrid approach the Navier-Stokes equations for incompressible fluid flow are numerically solved and the aeroacoustic source terms for the inhomogeneous wave equation are determined by Lighthill's acoustic analogy. Coherent flow structures generated in the shear layer of the supraglottal jet flow and small-scale fluctuations occurring during the turbulent decay of the jet contribute to the acoustic source terms in the supraglottal flow field. In case of asymmetric vocal folds movement during phonation cycle the supraglottal jet is deflected out of central axis and shows a stronger interaction with the walls of the vocal tract. It is assumed that these interactions result in a change of the harmonic to noise ratio (HNR) in the generated primary voice signal. The HNR is used as a voice quality indicator.

Döring, J.

• Einsatz von Luftultraschall-Sensoren mit geringer akustischer Impedanz
  M. Gaal, J. Döring, J. Bartusch and G. Brekow
[A]

Einer der Schwerpunkte bei der Entwicklung von Luftultraschall-Sensoren ist die Impedanzanpassung an das Medium Luft. Trotz vieler Arbeiten auf diesem Gebiet und ungeachtet der mit den Lambda-Viertel-Schichten verbundenen Nachteile werden sie zur Anpassung an Luft am häufigsten eingesetzt. Einen neuartigen Ansatz zur Überwindung dieses Problems für den Bau von Luftschall-Sensoren liefern piezoelektrische Kunststoff-Schaumfolien. Ihre geringe Schallgeschwindigkeit und Dichte bewirken eine sehr niedrige akustische Impedanz und liefern damit die Voraussetzung für sehr kurze (breitbandige) Prüfimpulse. Ein Vergleich der verschiedenen Methoden zur Impedanzanpassung, wie die erwähnten Anpassschichten, die Erhöhung der Luftdichte und die Verwendung von CMUTs (capacitive micromachined ultrasonic transducers) belegt die Vorzüge der Schaumfolien für die zerstörungsfreie Prüfung.

Dolezal, F.

• Stoßstellen im Holzbau – Planung, Prognose und Ausführung
  M. Schramm, F. Dolezal, A. Rabold and U. Schanda
[A]

Durch die geplante Übernahme des europäisch harmonisierten Berechnungsverfahrens nach EN 12354 in die neue DIN 4109, werden für den Nachweis der Schalldämmung neue Planungsdaten erforderlich. Neben den Planungsdaten für die direkte Übertragung des Trennbauteils, werden Daten für die Stoßstellen zwischen Trennbauteil und flankierenden Bauteilen benötigt.

Die Erarbeitung dieser Planungsgrundlagen in Form von Bauteilkatalogen zeigte besonders bei Bauteilen in Holzbauweise deutliche Lücken für die Beurteilung der Stoßstellen und der daraus resultierenden Flankenübertragung auf. Um diese Lücken zu schließen, wurden in den letzten Jahren von verschiedenen Stellen Untersuchungen vorangetrieben und veröffentlicht, deren Ergebnisse zur Prognose der Flankenübertragung in diesem Beitrag zusammengestellt und interpretiert werden.

Über die Zusammenstellung hinaus werden die Verbesserungsmöglichkeiten durch elastische Entkopplungen der Stoßstellen untersucht und die Anwendbarkeit der Planungsdaten durch Berechnungsbeispiele überprüft. Hierbei wird eine vereinfachte Berechnung mit Vernachlässigung der gemischten Übertragungswege (Fd, Df) der genaueren Berechnung gegenübergestellt.

• Einfluss von Befestigungsmitteln auf die Schall-Längsleitung von Massivholzkonstruktionen
  F. Dolezal and T. Bednar
[A]

Wie ein an der Holzforschung Austria durchgeführtes Forschungsprojekt belegt, kann die vertikale Flankenübertragung durch abgestimmte elastische Zwischenschichten wirksam bedämpft werden. Eine Berechnung nach EN 12354 erscheint aufgrund des diffusen Schallfeldes innerhalb der Elemente zumindest bezüglich der Einzahlangaben möglich. Bei Betrachtung des kompletten Frequenzverlaufes werden relevante Abweichungen im mittleren Frequenzbereich erkennbar. Detaillierte Untersuchungen zum frequenzabhängigen Einfluss von handelsüblichen sowie akustisch optimierten Befestigungsmitteln wurden durchgeführt. Wie sich zeigt, werden effiziente, elastische Zwischenschichten durch Befestigungsmittel in Ihrer Wirkung stark beeinträchtigt, nicht jedoch durch den Einsatz schalltechnisch optimierter Varianten. Neben dem Nachweis der schalltechnischen Wirksamkeit werden die optimierten Befestigungsmittel auch statischen Vorversuchen unterzogen die zu teilweise überraschenden Ergebnissen führen. Aufgrund der fehlenden Eingangsdaten für die normgemäße Berechnung wird das Stoßstellendämm-Maß der befestigten Stoßstellensituation empirisch ermittelt, in das normgemäße Berechnungsverfahren eingesetzt und mit den Ergebnissen aus den Schallmessungen verglichen.

Domke, M.

• Digitale Signalverarbeitung für Mikrofone
  M. Domke, P. Holstein and H.-P. Schade
[A]

Die Gestaltung der Übertragungseigenschaften von Mikrofonen erfolgt in der Regel durch analoge Signalverarbeitung entweder auf der akustischen oder auf der elektrischen Seite. Im Beitrag wird zunächst ein Verfahren beschrieben, mit dem das analoge Ausgangssignal eines Mikrofons durch eine Kombination von linearer und nichtlinearer Analog-Digital-Umsetzung in die digitale Domäne überführt werden kann. Danach wird gezeigt, wie sich durch Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung das Übertragungsverhalten von Einkapselsystemen in Abhängigkeit vom einwirkenden Schallfeld verbessern lässt, und wie bei einem Doppelkapsel- und einem Zeilenmikrofon das Richtverhalten gesteuert werden kann. Der Beitrag endet mit einem Ausblick auf Implementierungsaspekte eines Mikrofons mit digitaler Signalverarbeitung in das Gesamtkonzept eines Übertragungs- bzw. Messsystems.

Domont, X.

• Investigating the Complementarity of Spectral and Spectro-temporal Features
  M. Heckmann, X. Domont, F. Joublin and C. Goerick
[A]

Most common speech features as Mel Ceptstral Coefficients (MFCCs) and RASTA-PLP features use only spectral information. From measurements in the mammalian auditory cortex it is known that the mammalian brain jointly uses spectral and temporal information. To model this we previously developed Hierarchical Spectro-Temporal (HIST) features. They consist of two layers, the first capturing local spectro-temporal variations and the second integrating them into larger receptive fields. At both layers the receptive fields are learned in a data-driven unsupervised way. On the first layer we apply ICA (Independent Component Analysis) and in the second layer Non Negative Sparse Coding (NNSC). The dimensionality of the resulting features is reduced via the application of a Principal Component Analysis (PCA) and then fed into a Hidden Markov Model (HMM). In this paper we investigate the complementarity of these features to conventional spectral features. For doing so we carried out experiments in a continuous digit in noise recognition task, a setup very similar to the Aurora-2 task. Additionally we performed a correlation analysis between the features. The results show that the HIST features carry complementary information and that they can be beneficially combined with purely spectral features especially to reduce error rates in noise.

Drechsler, A.

• Vom Altbau zum akustisch optimierten Passivhaus – Schallschutz von hochwärmedämmenden Fassaden
  A. Drechsler, R. Marin and H.-M. Fischer
[A]

Die energetische Sanierung von Wohngebäuden bietet in Deutschland ein enormes Einsparpotential. Eine Vielzahl der zur Sanierung anstehenden Gebäude befindet sich jedoch im innerstädtischen Bereich mit entsprechend hoher Verkehrslärmbelastung an den Fassaden. Nachträglich aufgebrachte Dämmsysteme können hierbei den Schallschutz von Außenwänden insbesondere im tieffrequenten Bereich erheblich verschlechtern. Fenster, Rolladenkästen und Lüftungseinrichtungen stellen weitere akustische Schwachpunkte dar. An der Hochschule für Technik in Stuttgart wird im Rahmen eines Forschungsvorhabens der Bogen zwischen energetischer Sanierung und Schallschutz gegen Außenlärm gespannt. Als Zielgröße für die energetische Sanierung von Altbauten wird dabei der sehr anspruchsvolle Passivhausstandard angestrebt. Ziel des Projektes ist es, Auswirkungen auf und Optimierungspotentiale für den Schallschutz gegen Außenlärm von Wohngebäuden im Zuge einer energetischen Sanierung hin zum Passivhausstandard zu untersuchen und über einen Leitfaden für die Planung und Ausführung durch die Bauwirtschaft zu erschließen. Im Rahmen des Beitrages werden das Forschungsvorhaben, die Vorgehensweise, sowie Ergebnisse der akustischen Untersuchungen von hochwärmedämmenden Fassadensystemen vorgestellt.

• Vom Altbau zum akustisch optimierten Passivhaus - Schallschutz von Rollladenkästen und Lüftungseinrichtungen bei der Altbausanierung
  R. Marin, A. Drechsler and H.-M. Fischer
[A]

In einem derzeit laufenden Projekt der Hochschule für Technik in Stuttgart wird im Rahmen eines Forschungsvorhabens der Bogen zwischen energetischer Sanierung und Schallschutz gegen Außenlärm gespannt. Für die energetische Sanierung von Altbauten wird dabei der hoch anspruchsvolle Passivhausstandard angestrebt. Durch besonders energieeffiziente Bauteile und durch Einbau einer dezentralen Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung kann dieser Standard erreicht werden.

Der Beitrag bezieht sich inhaltlich auf den allgemeineren Beitrag ''Vom Altbau zum akustisch optimierten Passivhaus - Schallschutz von hochwärmedämmenden Fassaden'' und erläutert im Speziellen das akustische Verhalten von passivhausgeeigneten Rollladenkästen und Lüftungsöffnungen. Es werden geeignete Bauteile und Systeme vorgestellt, die Ergebnisse akustischer Messungen präsentiert und durch Berechnungen ergänzt, die den Einfluss der betrachteten Bauteile auf die Gesamtschalldämmung von Fassaden verdeutlichen. Der Fokus liegt auf dem erreichbaren Schallschutz durch eine sinnvolle Kombination energieeffizienter Bauteile.

Ebel, M.

• Analyse und Bewertung des Dieselgeräusches aus Körperschallsignalen
  M. Decker, M. Ebel, P. Schmiechen, C. Haukap and C. Gühmann
[A]

Nicht nur bei CO2-Ausstoß und Kraftstoffverbrauch soll der Dieselmotor Maßstab moderner Verbrennungsmotoren sein, sondern zukünftig auch beim Geräusch. Im Rahmen der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen wird zu dieser Zielsetzung das Forschungsprojekt ''Geräuschgeregelter Dieselmotor'' durchgeführt. Im Projekt soll geklärt werden, welche Verbesserungen sich durch die Integration geeigneter Sensorsignale in das Diesel-Motormanagementsystem bezüglich des Verbrauchs, des Geräuschs und der Abgasemissionen erzielen lassen. Dabei soll ein gewichtetes Optimum aus Verbrauch, Abgasemissionen und Luftschallemissionen erzielt werden unter Einhaltung der gesetzlichen Grenzen.

Zur Berücksichtigung des Geräusches in der Regelung des Dieselmotors sind rein akustische Signale wenig aussagekräftig, einen größeren Nutzen versprechen psychoakustische Parameter wie Lästigkeit oder Impulshaftigkeit. Um herauszufinden, welche Motoreinstellparameter die Psychoakustik beeinflussen, wurden bei der IAV Messungen an einem Dieselmotor durchgeführt. Nach Vorgabe durch ein Design of Experiments (DoE) wurden dabei Einspritzbeginne, Einspritzmengen, Drehzahl und Last variiert, die vorab als relevante Einflußgrößen identifiziert wurden.

Neben den Zustandsgrößen wurden Körper- und Luftschallsignale aufgezeichnet. Aus beiden Signaltypen wurden mit denselben Algorithmen verschiedene psychoakustische Parameter berechnet. Obwohl die Algorithmen für Luftschallsignale entwickelt wurden, zeigt die anschließende Regressionsanalyse der Parameter eine sehr hohe Korrelation. Nachfolgend werden die Untersuchungen vorgestellt.

Ehrenfried, K.

• Anwendung der Particle-Image-Velocimetry für Akustische und Aeroakustische Untersuchungen
  A. Henning, L. Koop, S. Kröber, C. Spehr and K. Ehrenfried
[A]

Mit Hilfe der Particle Image Velocimetry (PIV) lassen sich in frei wählbaren Ebenen berührungslos ortsaufgelöste Geschwindigkeitsmessungen durchführen. Aufgrund der Verfügbarkeit stabil arbeitender diodengepumpter Laser und der Entwicklung von CMOS Kameras mit Aufnahmefrequenzen von bis zu 100 kHz ist es darüber hinaus möglich, die zeitliche Entwicklungen von Schwankungsgrößen mit einem sogenannten High-Speed-PIV (HS-PIV) System zu verfolgen. Die von uns durchgeführten verschiedenen akustischen und aeroakustischen Untersuchungen mit einem solchen HS-PIV System sollen hier vorgestellt werden. Unter anderem wurde das System eingesetzt um den Schnellesensor einer p-u Sonde im Frequenzbereich von 10 - 10.000 Hz zu kalibrieren.

Darüber hinaus wird eine experimentelle Methode vorgestellt, welche der Bestimmung des Zusammenhangs von Ursache und Wirkung in der Aeroakustik dient. Dabei wird ein Ansatz verfolgt, der zwei experimentelle Verfahren kombiniert. Die Messung mittels der PIV in einer Ebene liefert Informationen über die ursächlichen Schwankungsgrößen in der Strömung. Synchron dazu werden die emittierten Schallwellen im akustischen Fernfeld durch eine große Anzahl von Mikrofonen erfasst. Durch die Berechnung der Korrelationsfunktion zwischen den aus den Messergebnissen abgeleiteten Größen, können dann akustische Quellregionen identifiziert werden. Die Methode wurde sowohl an einer aeroakustischen Quelle mit starkem tonalem Anteil, als auch an einem breitbandig abstrahlenden Freistrahl erfolgreich angewandt.

• Mikrofon-Array Messungen in Windkanälen mit geschlossener Messstecke
  L. Koop, S. Kröber, A. Henning, T. Ahlefeldt, C. Spehr and K. Ehrenfried
[A]

Microphone-Arrays have been widely used to localize and quantify aeroacoustic sound-sources in wind-tunnel tests during the last years. Especially in the field of aircraft noise they are often applied to wind tunnel measurements in closed test-sections in order to detect dominant airframe noise sources. These wind tunnels usually have a very good characteristic in terms of aerodynamics but are very noisy in return. Microphone array measurements in these non-acoustic test facilities are challenging and require special hardware and data analysis.

In the present paper the setup of a microphone array measurement in a closed test-section wind-tunnel will be described to exemplify the main challenges in this kind of measurements including wind-tunnel background noise, array self-noise and limited spatial resolution. It will be shown that with hardware optimization and advanced array analysis accurate array results can be obtained in a wide frequency and dynamic range.

Eilers, I.

• Beurteilung eines Flugzeuginnengeräuschs in Abhängigkeit von der Kabinen-Farbgestaltung
  I. Holube, I. Eilers, A. Escher, A. Klein, F. Kramer, L. Wilholt and F. Wolters
[A]

Zur Untersuchung der Wahrnehmung eines Flugzeuginnengeräuschs in Abhängigkeit von der Farbgestaltung der Kabinen wurden zwei audiovisuelle Tests webbasiert von ungeübten Probanden online durchgeführt. Der erste Test bestand aus einem Paarvergleich, bei dem der lautere von zwei Stimuli mit identischem Pegel, aber in der Farbe unterschiedlichem Bild einer Flugzeugkabine (blau, gelb, rot, grün) ausgewählt werden musste. Im zweiten Test wurden zwölf verschiedene Farb-Pegel-Kombinationen mit Hilfe des semantischen Differentials eingestuft. Dazu wurden fünf bipolare Adjektivpaare (dumpf/schrill, leise/laut, monoton/abwechslungsreich, sicherheitsvermittelnd/bedrohlich und angenehm/unangenehm) verwendet. An den Tests nahmen 39 bzw. 46 Probanden im Alter von 17-55 Jahren teil. Im Paarvergleich zeigte sich die Tendenz, dass die grüne Flugzeugkabine leiser eingestuft wurde, während zwischen blau, gelb und rot kein Unterschied zu beobachten war. Bei den Bewertungen mit Hilfe des semantischen Differentials ergaben sich große interindividuelle Unterschiede und im Friedman-Test ein signifikanter Einfluss der Farbe, der jedoch nicht für alle Pegel und Probanden konsistent war. Als Anhaltspunkte konnten lediglich eine Tendenz zur Beurteilung ''schrill'' für die gelbe Flugzeugkabine und zur Beurteilung ''sicherheitsvermittelnd'' für die grüne Flugzeugkabine aus den Daten extrahiert werden. Ein Grund für die großen Streuungen ist vermutlich die mangelnde Vergleichbarkeit der Darbietungen durch die webbasierte Durchführung mit der persönlichen Ausstattung der Probanden.

Eisele, G.

• Antriebsakustik von Hybrid- und Elektrofahrzeugen
  P. Genender, K. Wolff, G. Jung and G. Eisele
[A]

Die Akustikentwicklungen von Hybrid- und Elektrofahrzeugen werfen völlig neue und spannende Fragen bezüglich einzuhaltender und zu entwickelnder NVH-Ziele auf, die vom Markt und potentiellen Kunden aktuell noch nicht beantwortet sind.

Elektrofahrzeuge sollten als besonders positive Eigenheit das geräuscharme Fahren speziell bei niedrigen Geschwindigkeiten aufweisen. Dann werden ähnlich angenehme Assoziationen wie beim Segeln zu Wasser oder in der Luft geweckt.

Bei Fahrzeugen mit zusätzlichem Verbrennungsmotor kann dieses Erlebnis bei Anspringen des Verbrennungsmotors jäh enden. Während dieser Effekt von aktuellen Hybridfahrzeugkonzepten bekannt ist und bereits zu antriebsseitigen Entwicklungsprämissen geführt hat, nimmt er bei den aktuellen Entwicklungen des Upsizings des Elektromotors und Downsizings des Verbrennungsmotors einen weiter gesteigerten Stellenwert ein.

Dieser Beitrag diskutiert die aktuellen Erkenntnisse der akustischen Zielwertdefinition, Bewertung und Marktakzeptanz von Hybrid- und Elektroantrieben und berichtet über Erfahrungen in der Entwicklung des FEV-Elektrofahrzeuges Liiondrive mit Range Extender Wankelaggregat.

Eisenmenger, W.

• Hydrophile Kavitationskeime
  W. Eisenmenger, R. Pecha and W. Wölfel
[A]

Kavitationskeime sind nanoskopische bzw. mikroskopische Schwebeteilchen in Flüssigkeiten, die bei Unterdruck zur Dampfblasenbildung führen. Bei der Ultraschallkavitation in Wasser werden insbesondere hydrophobe Keime diskutiert, die durch Oberflächenspalte oder Rauhigkeiten Gastaschen stabilisieren können. Beobachtung von Kavitation in hochreinem Trinkwasser bei Ultraschall- und Stoßwellenexperimenten lässt es jedoch als fraglich erscheinen, ob Kavitationskeime der genannten Art hier wirksam sind. Desgleichen fehlt für die vielfältige Beobachtung der Kavitation in nicht wässerigen Flüssigkeiten eine Erklärung durch ähnliche Mechanismen einer Gasblasenstabilisierung. Auf diese Situation wurde bereits durch R.T.J. Hayward im Jahre 1970 hingewiesen. Ein erster Vorschlag für einen neuen Kavitationsmechanismus erfolgte auf Grund der Beobachtung der Kavitation durch Stoßwellen in entgastem Trinkwasser, die durch Zugabe von Essigsäure weitgehend unterdrückt werden konnte. Im Trinkwasser kommen Calcite in Form nanoskopischer Schwebeteilchen als Kavitationskeime in Betracht. Diese werden durch Essigsäure gelöst. Ebenso wurde Kavitationsauslösung durch Gipspartikel beobachtet. Auf Grund der hydrophilen Eigenschaften kann in beiden Fällen die Stabilisierung von Gasblasen in entgastem Wasser ausgeschlossen werden. Stattdessen wurde ein Modell der Kavitationsblasenbildung durch Aufreißen von Mikrorissen (Griffith-Rissen) der Festkörperpartikel in der Unterdruckphase vorgeschlagen. Es wird im Vortrag über weitere Kavitationsexperimente im Zusammenhang mit diesem Modell berichtet.

Elliott, A.

• Structure borne sound from a small wind turbine: characterisation by measurement in-situ
  A. Elliott and A. Moorhouse
[A]

In a recent study small wind turbines have been found to cause structure borne noise levels sufficient to generate complaints from building occupants. Before widespread use of micro-wind systems can be permitted a better understanding and ideally a prediction tool would be required. This represents a challenging problem as no standard measurement procedures exist for this purpose. In order to predict the structure borne noise produced by a micro-wind installation the source must be characterised independently in terms of free velocity or blocked force. Unfortunately conventional free velocity measurements are impossible for an operational wind turbine. Similarly, conventional blocked force measurements would be highly impractical. It has recently been discovered however that it is possible to measure the blocked force of a vibration source whilst operating in- situ. Currently this in-situ blocked force characterisation approach appears to be the only method suitable for independently describing micro wind turbine source activity. The paper details some preliminary investigations carried out to determine the blocked force of a wind turbine in preparation for a long term monitoring study. The in-situ source characterisation procedure is described and results from the preliminary investigations are presented.

Engelbrecht, K.-P.

• Qualitätsintegration bei multimodaler Interaktion
  S. Möller, B. Weiss, I. Wechsung, C. Kühnel and K.-P. Engelbrecht
[A]

Gestalter von multimodalen Applikationen gehen bislang davon aus, dass das Verfügbarmachen verschiedener Interaktionsmodalitäten die vom Nutzer erfahrene Qualität steigern wird. Dennoch gibt es abgesehen vom bekannten Zeige-Szenario ''Put-that-there'' wenig überzeugende Beispiele vom erfolgreichen simultanen Einsatz verschiedener Modalitäten. Andererseits können verschiedene Modalitäten Teilaspekte der Qualität durchaus positiv beeinflussen, wie bspw. die Effektivität oder die Effizienz, und sie erhöhen die Nähe zu einer natürlichen menschlichen Kommunikation.

Im Vortrag sollen theoretische Überlegungen darüber angestellt werden, auf welchen Ebenen eine Integration unterschiedlicher Modalitäten für den Nutzer gewinnbringend sein kann. Grundlage hierzu ist eine Taxonomie von Qualitätsaspekten multimodaler Interaktion. Zu den einzelnen Aspekten geben wir Messmethoden an und zitieren Beispiele von positiver oder negativer Beeinflussung unterschiedlicher Interaktionsmodalitäten. Wir schließen mit einer Reihe offener Fragen, deren Beantwortung die Gestaltung multimodaler Interaktionsprinzipien erleichtern würde.

Enghardt, L.

• Numerical investigation of transmission, reflection and scattering of sound waves through a blade row
  A. Fritzsch, S. Guerin, C. Weckmüller and L. Enghardt
[A]

This paper presents a method to quantify the influence of arbitrary no-swirl mean flow on the sound propagation characteristics in a duct. The analytical eigenfunctions for plug flow are used rather than the numerical Pridmore-Brown solutions.

Replacing the radial mean flow profile by a potential flow enables the usage of fast methods like that applied in the finite element code Actran TM. It can be shown, that this simplification leads to errors depending on frequency, Mach number and modal structure of the sound field.

Previous studies estimated these errors by comparing the analytical modal functions for plug flow with the Pridmore-Brown functions for arbitrary mean flow. This comparability has not been proven, yet.

The authors use the modal eigenfunctions to generate an analytical sound field on plug flow and propagate it with the DLR CAA solver Piano along a spatially developing flow profile. Thus the sound field changes gradually with the flow profile. Its modal decomposition along the extend of the duct on an assumed radial constant flow profile allow conclusions about the influence of the radial non constant flow profile on the spatial changes of the radial structure of the sound field.

• Experimentelle Validierung der Rekonstruktion von Schallquellen in einem Strömungskanal
  C. Pfeifer, B. Pardowitz, C.O. Paschereit and L. Enghardt
[A]

Moderne Brennkammern für Flugzeugtriebwerke oder stationäre Gasturbinen werden zur Optimierung ihrer Effizienz und zur Minimierung der Schadstoffemissionen bei sehr hohen Temperaturen mit nicht stöchiometrischen Gemischen von Luft und Brennstoff mager betrieben. Diese Art der Verbrennung hat den Nachteil, dass sie zur Ausbildung von Instabilitäten neigt, die grundsätzlich ein sehr unangenehmes akustisches Fernfeld erzeugen und außerdem im Resonanzfall auch die Lebensdauer der Brennkammer signifikant herabsetzen können. Im Rahmen eines von der DFG geförderten Forschungsprojekts geht es um die Lokalisierung solcher Schallquellen in geschlossenen Brennkammern. Zur Vorhersage, Charakterisierung und Vermeidung dieser Resonanzen benötigt man detaillierte Kenntnis über die Positionen und die Amplituden der zu Grunde liegenden Schallquellen.

In der vorgestellten Arbeit geht es um die experimentelle Validierung eines Verfahrens zur Rekonstruktion von Schallquellen, welches in früheren Arbeiten der Autoren theoretisch entwickelt und in Simulationen erfolgreich getestet wurde. Der Rekonstruktionsalgorithmus beruht auf der akustischen Nahfeldholographie, wobei die benötigten Informationen des Schallfeldes durch eine hohe Anzahl von wandbündig angeordneten Wechseldrucksensoren bestimmt werden. Durch diese hohe Anzahl der Schalldruckmesswerte soll die örtliche Auflösung bei der Rekonstruktion verbessert werden. Die Experimente sollen unter anderem der Validierung der in früheren Arbeiten ermittelten optimierten Sensoranordnung dienen. Es werden ausgewählte Ergebnisse eines Prinzipexperiments präsentiert und diskutiert.

• Regelungskonzept zur aktiven Minderung des Drehklangs axialer Turbomaschinen bei Verwendung aeroakustischer Gegenschallquellen
  O. Lemke, R. Muminovic, W. Neise, L. Enghardt, R. King and M. Möser
[A]

In einem DFG geförderten Forschungsvorhaben werden aeroakustische Gegenschallquellen zur aktiven Minderung des Drehklangs eines Axialventilators verwendet, die durch das Einblasen von Druckluft über zylindrische Düsen zwischen Rotor und Stator angeregt, zur Ausbildung eines Sekundärschallfeldes führen. Damit unterscheidet sich dieser Ansatz wesentlich von konventionellen Verfahren, welche Lautsprecher verwenden.

Die Hauptursache der tonalen Geräuschentstehung in axialen Turbomaschinen sind instationäre periodische Kräfte als Folge der Rotor-Stator Interaktion, die zu einer Abstrahlung kompliziert strukturierter Schallfelder in das Fernfeld führen. Die modale Zusammensetzung des Schallfeldes in Umfangsrichtung ist dabei abhängig von der Anzahl der Rotor- und Statorschaufeln. Bei Verwendung der gleichen Anzahl von Einblasdüsen wie Statorschaufeln ist in jedem Fall sichergestellt, dass als Folge der Rotor-Störung-Interaktion das Sekundärschallfeld hinsichtlich seiner modalen Umfangsstruktur dem Primärschallfeld entspricht. Die Anpassung von Amplitude und Phasenlage erfolgt durch den Einblasmassenstrom und die Umfangsposition der Düsen bezüglich des Stators.

In vorangegangen Untersuchungen wurde ein Extremwertregler entwickelt, welcher ohne Systemkenntnis auskommt, aber sehr langsam ist. Der aktuelle Regelungsentwurf basiert auf einer linearen Phasenbeziehung des Sekundärfeldes zur Umfangsposition der Düsen. Dabei wird die Amplitude und Phase des Sekundärschallfeldes mittels eines Kalmanfilters geschätzt und schließlich die Umfangsposition der Düsen für eine optimale Schallpegelminderung durch einen einfachen PI-Regler sehr schnell eingestellt.

• Untersuchung der Zellinteraktion der Resonatorkammern eines nichtlokal reagierenden Schalldämpfers
  S. Busse, C. Richter, S. Nitsch, L. Enghardt, F. Thiele, C. Kückens, C. Sefrin and U. Müller
[A]

Im Beitrag wird das akustische Verhalten einer neuartigen Dämpferstruktur tief greifender untersucht. Dieser Dämpfer ist durch die nichtlokal reagierenden Eigenschaften der Resonatorzellen gekennzeichnet. Deren Zellseitenwände sind aufgrund des Schweißprozesses zur Verbindung von Innenstruktur mit Deck- und Bodenplatte sowohl an der Oberseite als auch an der Unterseite mit mehreren Schlitzen versehen. Deshalb ist ein fluid-akustischer Austausch zwischen den Zellen möglich. Durch teilweise Abdeckung der perforierten Oberseite einzelner Zellreihen konnte bereits eine wesentliche Veränderung der Dämpfungscharakteristik des Testobjektes erreicht werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass aufgrund der fluid-akustischen Interaktion der Zellen deren aktives Resonator- bzw. Hohlraumvolumen durch die jeweiligen Nachbarzellen beeinflusst wird. Zusätzlich dürfte eine Einkopplung und Ausbreitung akustischer Wellen im Inneren der Struktur weitere Dämpfungseffekte mit sich bringen. Somit weichen die Dämpfereigenschaften von der Theorie des klassischen Helmholtzresonators bzw. Feder-Masse-Schwingers ab. Für einige geometrische Konfigurationen der akustisch aktiven Oberfläche wird aus Mikrofonmessungen an einem Strömungskanal mittels Reflexions- und Transmissionsfaktoren die resultierende Dissipation bestimmt. Anhand dessen werden mögliche Erklärungen für die sich ergebenden unterschiedlichen Dämpfereigenschaften gesucht. Mithilfe einer bewährten numerischen Methode wird darüber hinaus die frequenzabhängige Impedanz abgeleitet, um den Dämpfer näher zu charakterisieren.

Enzinger, E.

• Parametric Diphthong Formant Trajectory Representations for Forensic Speaker Recognition
  E. Enzinger
[A]

Three different parametric diphthong formant trajectory representations are evaluated for the use in forensic speaker identification. Polynomial curves, discrete cosine transform and B-splines are fitted to tracks of the first three formants of diphthongs from 30 Viennese German speakers. Instantaneous measurements are taken at two presumed phonetic targets (emulating dual-target) as well as 9 measurements at 10% steps throughout the duration of the segments. Comparisons are performed in a likelihood ratio framework, using a multi-variate kernel density formula (MVKD). The MVKD relates speaker similarity to all measurements. The evaluation applies cross-validation by using the remaining speakers as background data when comparing two particular speakers. Resulting error rates are computed for all conditions and displayed in DET plots.

Epp, B.

• Modellierung des Einflusses der Feinstruktur der Ruhehörschwelle auf schwellennahe Wahrnehmung
  B. Epp, M. Mauermann and J. Verhey
[A]

Wird die Ruhehörschwelle von normalhörenden Versuchspersonen mit einer großen Frequenzauflösung gemessen, zeigt diese häufig quasi-periodische Schwankungen. Diese Schwankungen werden Feinstruktur der Ruhehörschwelle genannt. Bei Pegeln bis zu 40 dB zeigt sich ein Einfluss der Feinstruktur der Ruhehörschwelle auf die Wahrnehmung. So ändert sich die Modulations-Detektionsleistung von sinusförmig amplitudenmodulierten Signalen wenn der Träger bzw. die Seitenbänder in Minima bzw. Maxima der Feinstruktur platziert werden (Heise et al., DAGA 2009). Außerdem konnte psychoakustisch gezeigt werden, dass sich Wachstumsfunktionen der Lautheit unterscheiden wenn diese in Minima bzw. in Maxima der Feinstruktur gemessen werden (Mauermann et al. 2004, JASA). In diesem Beitrag soll untersucht werden, inwieweit sich die Effekte schon durch die Repräsentation der Reize auf der Stufe der Cochlea erklären lassen. Ein eindimensionales, nichtlineares und aktives Cochleamodell wir benutzt um eine Feinstruktur der Ruhehörschwelle zu simulieren. Mit Hilfe des Modells wird Untersucht welchen Einfluss die Lage der spektralen Komponenten der Reize bezüglich der Feinstruktur auf die interne Repräsentation auf der Ebene der Cochlea hat.

• Bestimmung von Mithörschwellen von bewegten und statischen Signalen mit Hilfe eines Lautsprecherarrays unter Freifeldbedingungen
  S. Klockgether, B. Epp and J. Verhey
[A]

Bewegungssensitive Wahrnehmung spielt im visuellen System ein große Rolle. Ihre Auswirkung in akustischen Verhaltensexperimenten ist hingegen noch unklar, auch wenn bewegungssensitive Neuronen im auditorischen System physiologisch nachgewiesen wurden. Um den Effekt von Bewegung auf Mithörschwellen und auditorische Objektbildung zu untersuchen wurden psychoakustische Experimente im Freifeld durchgeführt. Ein halbkreisförmiges Lautsprecherarray aus 32 statischen Aktivlautsprechern ermöglicht es, in der horizontalen Ebene bewegte Signale durch Überblenden zu simulieren. Durch die hohe Anzahl an Lautsprechern werden Fehler durch das Überblenden minimiert. Für statische und dynamische Testsignale wurden Mithörschwellen in verschiedenen Rauschmaskierern gemessen. Konditionen mit und ohne Bewegung einzelner Stimuluskomponenten werden miteinander verglichen, um den Einfluss der Bewegung zu untersuchen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Mithörschwellen für bewegte Signale deutlich unter denen räumlich stationärer Signale liegen. Es wird diskutiert, inwiefern die Verbesserung der Schwellen durch die Winkelauflösung in der Horizontalebene und durch binaurale Verarbeitungsmechanismen erklärt werden kann. Des Weiteren wird diskutiert, welchen Einfluss Bewegung auf auditorische Objektbildungsmechnismen in einem modifiziertem Paradigma zu Comodulation Masking Release (CMR) hat. Diese Ergebnisse liefern Erkenntnisse über die Verarbeitung dynamischer, binauraler Signaleigenschaften in komplexen akustischen Situationen.

Eppler, C.

• System zur Ausbildung in der Kraftfahrzeug- und Maschinenakustik
  W. Foken, M. Gnauck and C. Eppler
[A]

An der Fakultät Kraftfahrzeugtechnik der Westsächsischen Hochschule Zwickau werden Studenten mit den Grundlagen der Fahrzeug- und Maschinenakustik an einem Versuchsstand vertraut gemacht. Ein auf einem ''Aggregateträger'' montierter Kompressor, welcher stationär und in Drehzahlrampen betrieben werden kann, eignet sich zur Vermittlung erster grundlegender akustischer Methoden und Darstellungsformen. Im Wesentlichen werden hierbei Grundlagen der Frequenzanalyse vertieft und auf die in der Akustik gebräuchliche Darstellungen und Verfahren wie z.B. Campbelldiagramme und Ordnungsanalysen eingegangen. Eine variabel gestaltete Lagerung des Kompressors sowie eine Vielzahl veränderlicher Transferpfade zu einer Schall abstrahlenden Oberfläche ermöglichen die Anwendung zahlreicher akustischer Verfahren, wie z.B. der Modal- und Betriebsschwingformanalyse, der Bewertung von Körperschalltransferpfaden und der Beurteilung des Abstrahlverhaltens von Platten und Verbundwerkstoffen. Durch den Einsatz von Intensitätsmesstechnik bei kontinuierlicher Messung auf einem Hüllquader des Versuchsstandes, aber auch durch diskrete Messungen auf einer Teilfläche können Variationen des Aufbaus und deren akustische Wirkung messtechnisch verifiziert werden. Der Demonstrator ermöglicht somit die Analyse verschiedenster akustischer Problemstellungen, eine zielgerichtete Ableitung und Umsetzung von Maßnahmen und den Nachweis der Wirksamkeit.

Ernst, S.M.A.

• Mechanismen der Frequenzmodulationswahrnehmung
  S.M.A. Ernst and B.C.J. Moore
[A]

Für niedrige Trägerfrequenzen (fC) wurde gezeigt, dass die Detektionsschwellen für Frequenzmodulation (FMDLs) niedriger für Modulationsfrequenzen (fM) von 2Hz als von 10Hz sind. Bei hohen fC kehrte sich dieses Muster allerdings um. Dies deutet auf zwei für die Schwellen verantwortliche Mechanismen hin, einen zeitlichen bei niedrigen fM und fC4-5 kHz, sowie einen Ortsmechanismus bei hohen fM und hohen fC. Spätere FMDL-Experimente mit einer zusätzlichen Amplitudenmodulation (AM) aller Stimuli zeigten generell erhöhte Schwellen. In Übereinstimmung mit der Theorie zweier Mechanismen, vergrößerte sich der Einfluss für fC 4 kHz, mit ansteigender fM. Dieser Effekt scheint aber für Stimuli mit niedrigem Pegel kaum von der fM abzuhängen. Das Poster zeigt nun FMDLs für fC=1, 4 und 6 kHz, sowie fM=2 und 10 Hz, bei 20 und 60 dB SL. FMDLs wurden mit sowie ohne AM des Trägers gemessen. Ohne zusätzliche AM und bei 20 dB waren die Schwellen für fC=1 kHz und fM=2 Hz niedriger als für fM=10 Hz, für fC=4 kHz waren sie gleich und für fC=6 kHz höher. Bei 60 dB zeigten sich vergleichbare Trends. Der störende Effekt der AM war für beide Pegel größer bei 10-Hz als bei 2-Hz Frequenzmodulation. Diese Ergebnisse sind konsistent mit der Idee eines zusätzlichen zeitlichen Mechanismus.

Ertl, M.

• Vibroakustische Bewertung fluidgefüllter Transformatorenkessel mit periodischen Versteifungen
  M. Ertl and N. Hassel
[A]

In fluidgefüllten Leistungstransformatoren führen Wicklungs- und Kernvibrationen zu Druckschwankungen im Fluid, die nach mehrfachen Fluid-Struktur-Wechselwirkungen die Tankwand sowie angekoppelte Strukturelemente zu Schwingungen anregen. Hieraus resultiert als unerwünschte Schallemission das typische Brummgeräusch von Transformatorenanlagen. Neben der Reduzierung der primären Schallquellen kann über das Tankdesign die Schalldurchgangs und - abstrahlcharakteristik des Transformators beeinflußt und der Geräuschpegel abgesenkt werden. Aus Sicht der Transformatorenhersteller wird hierbei ein Tankdesign gefordert, daß bei minimalen Herstellungs- und Materialkosten neben der geforderten statischen Druckfestigkeit ein optimiertes Geräuschdesign aufweist.

In dieser Arbeit erfolgt eine vibroakustische Bewertung dünnwandiger Transformatorenkessel bei unterschiedlichen Verrippungs- und Versteifungsstrategien auf der Grundlage numerischer Analysen. Die Anregung von Strukturschwingungen der einseitig fluidbeladenen Tankwand über das Fluid wird auf der Grundlage diskretisierter Fluid-Strukturmodelle mit voller, impliziter Fluid-Struktur -Kopplung untersucht. Hierbei erweisen sich insbesondere die Versteifungsprofile als wirksame akustische Transferpfade. Schließlich werden die Abhängigkeiten des akustischen Abstrahlgrades der rippenversteiften Wandplatten erörtert.

Escher, A.

• Beurteilung eines Flugzeuginnengeräuschs in Abhängigkeit von der Kabinen-Farbgestaltung
  I. Holube, I. Eilers, A. Escher, A. Klein, F. Kramer, L. Wilholt and F. Wolters
[A]

Zur Untersuchung der Wahrnehmung eines Flugzeuginnengeräuschs in Abhängigkeit von der Farbgestaltung der Kabinen wurden zwei audiovisuelle Tests webbasiert von ungeübten Probanden online durchgeführt. Der erste Test bestand aus einem Paarvergleich, bei dem der lautere von zwei Stimuli mit identischem Pegel, aber in der Farbe unterschiedlichem Bild einer Flugzeugkabine (blau, gelb, rot, grün) ausgewählt werden musste. Im zweiten Test wurden zwölf verschiedene Farb-Pegel-Kombinationen mit Hilfe des semantischen Differentials eingestuft. Dazu wurden fünf bipolare Adjektivpaare (dumpf/schrill, leise/laut, monoton/abwechslungsreich, sicherheitsvermittelnd/bedrohlich und angenehm/unangenehm) verwendet. An den Tests nahmen 39 bzw. 46 Probanden im Alter von 17-55 Jahren teil. Im Paarvergleich zeigte sich die Tendenz, dass die grüne Flugzeugkabine leiser eingestuft wurde, während zwischen blau, gelb und rot kein Unterschied zu beobachten war. Bei den Bewertungen mit Hilfe des semantischen Differentials ergaben sich große interindividuelle Unterschiede und im Friedman-Test ein signifikanter Einfluss der Farbe, der jedoch nicht für alle Pegel und Probanden konsistent war. Als Anhaltspunkte konnten lediglich eine Tendenz zur Beurteilung ''schrill'' für die gelbe Flugzeugkabine und zur Beurteilung ''sicherheitsvermittelnd'' für die grüne Flugzeugkabine aus den Daten extrahiert werden. Ein Grund für die großen Streuungen ist vermutlich die mangelnde Vergleichbarkeit der Darbietungen durch die webbasierte Durchführung mit der persönlichen Ausstattung der Probanden.

Estrella Cazuriaga, R.J.

• Individualization of dynamic binaural synthesis by real time manipulation of the ITD
  R.J. Estrella Cazuriaga and A. Lindau
[A]

Wie evaluierende Studien gezeigt haben, sind für die wesentlichsten verbleibenden perzeptiven Unterschiede beim direkten Vergleich von Auralisationen, welche auf mit einem head and torso simulator (HATS) vermessenen binauralen Raumimpulsantworten beruhen, und dem Höreindruck in realen akustischen Umgebungen individuelle anatomische Aspekte verantwortlich.

Dies betrifft sowohl Klangfarbenverfälschung als auch Lokalisationsfehler bei der Verwendung nicht-individueller, kopfbezogener Übertragungsfunktionen. Während sich erstere kaum auf verallgemeinerbare Weise korrigieren lassen, sind letztere im Wesentlichen auf fehlerhafte interaurale Laufzeitdifferenzen, verursacht durch Diskrepanzen bei den Kopfdurchmessern der verwendeten BRIR/HRTF-Datenbanken, zurückzuführen. Diese führen je nach Richtung der Fehlanpassung zu einem gleichsinnigen oder gegensinnigen ''Mitlaufen'' der Quelle bei horizontalen Kopfbewegungen.

Im Folgenden wird ein Algorithmus vorgestellt, der die artefaktfreie und echtzeitfähige Manipulation der interauralen Laufzeitdifferenz beliebiger BRIR/HRTF-Datensätze ermöglicht. Nach Extraktion der initialen Laufzeiten durch onset detection können diese durch ein variables Verzögerungsglied auf Basis von Abtastratenwandlung skalierbar wieder eingefügt werden. Damit wird ein wesentliches Artefakt der datenbasierten Binauralsynthese behoben. Messungen und Lokalisationexperimente zeigen die perzeptive Fehlerfreiheit des Verfahrens.

In einer ersten Anwendung des Verfahrens wurde untersucht, mit welcher Genauigkeit Versuchspersonen ihre individuelle ITD (Hörversuch mit Herstellungsverfahren, AB-Vergleich mit einem realen Schallfeld) herstellen können. Zugleich wurden der Literatur entnehmbare anthropometrische Prädiktoren zur Vorhersage der persönlichen ITD auf ihre Anwendbarkeit geprüft.

Eulitz, C.

• Analyse der Aussagesicherheit bei der Messung von Erschütterungsimmissionen durch den oberirdischen Schienenverkehr
  H. Högg, C. Eulitz and L. Kolny
[A]

Bei der Messung von Erschütterungsimmissionen sind neben den zwangsläufigen Unsicherheiten bei der Mess- und Auswertetechnik auch die Einflussfaktoren der Emission (z.B. Art und Zustand des Oberbaus bzw. der Fahrzeuge), der Transmission (z.B. Untergrundverhältnisse, Meteorologie) und der Immission (z.B. Gebäudedynamik, Lage und Ankopplung der Messpunkte in und an Gebäuden) maßgebend. Eine Verringerung der Messunsicherheit wird in der Praxis meist nur durch eine oftmals aufwändige pauschale Erhöhung der Stichprobenzahl herbeigeführt. Das entsprechende Regelwerk enthält hierzu pauschalisierte Vorgaben (vgl. DIN 4150 bzw. RiL 800.25xx). Im Rahmen einer Untersuchung wurden die relevanten Einlussfaktoren der Unsicherheit anhand von Messdaten mit Hilfe allgemeiner statistischer Methoden sowie speziellerer Festlegungen im Hinblick auf die Aussagensicherheit analysiert sowie die Konsequenzen für Folgegrößen der gemessenen Schwingungsgrößen abgeleitet. Als Ergebnis sollten Schlüsse gezogen werden, welche Stichprobenzahl bei unterschiedlichen Schichten notwendig sein können, um statistisch gesicherte Aussagen aus Messungen von Erschütterungsimmissionen an oberirdischen Schienenwegen abzuleiten.

Ewert, R.

• Synthetische Turbulenz für numerische Aeroakustik
  M. Siefert, R. Ewert, O. Kornow and J. Dierke
[A]

The generation of broadband noise induced by turbulent flows is of great technical concern. Examples are the noise produced at the edges of high-lift wings of aircrafts or the cabin noise which comes from the structural vibrations excited by the turbulent boundary layer. A great demand exists in the industry for predicting these kind of noise with aeroacoustic methods at turnaround times less than one day.

Calculating the turbulent flow in an adequate short time is the essential constrain for aeroacoustic simulations. Large Eddy simulations can be used to simulate the turbulent flow but it appears rather challenging to apply LES in the design process within the next 10 years. The use of synthetic turbulence models is an accepted alternative approach to get a representative of the flow under consideration with desired properties.

We present a synthetic turbulence model based on a random particle mesh method which was introduced in recent works. This model takes the time averaged turbulent quantities from a RANS simulation and reconstruct the instationary turbulent fluctuations. This is used in conjunction with a hybrid method for the prediction of turbulence generated noise. Applications to a high-lift system will be presented.

Ewert, Sebastian

• Musicmatching bei Variabilitäten in der Harmonik und Polyphonie
  S. Ewert, M. Müller and M. Clausen
[A]

Das Ziel des Musicmatching besteht darin, bei Anfrage eines kurzen Musikausschnitts (zum Beispiel einer Passage einer CD-Aufnahme oder eines MIDI-Fragments) alle hierzu musikalisch ähnlichen Ausschnitte innerhalb einer Kollektion von Musikaufnahmen zu identifizieren. Dabei liefern klassische Musicmatching-Methoden selbst dann robust Ergebnisse, wenn sich der angefragte und der zu identifizierende Ausschnitt in Klangfarbe, Instrumentierung oder Dynamik unterscheiden. Unterschiede in Harmonik oder Polyphonie führen jedoch oftmals zu unbefriedigenden Resultaten. So versagen klassische Verfahren häufig, wenn die Anfrage nur aus einer Melodie besteht, während in der Musikkollektion Gesamtkompositionen enthalten sind. In diesem Beitrag präsentieren wir erste Ergebnisse unserer Analysen, mit denen wir das Ziel verfolgen, klassische Musicmatching-Methoden so anzupassen oder zu erweitern, dass diese auch im Fall von Harmonie- oder Polyphonieunterschieden zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen. Insbesondere berücksichtigen wir dabei als Anfrage dominante Themen und Motive, wie sie typischerweise am Anfang von Notenbänden vermerkt werden, um einzelne Stücke in kompakter Weise zu beschreiben oder zu kennzeichnen.

• Notenschrift-Audio Synchronisation komplexer Orchesterwerke mittels Klavierauszug
  V. Thomas, C. Fremerey, S. Ewert and M. Clausen
[A]

Welcher Takt einer Partitur ist gerade auf einer Einspielung des Musikstücks zu hören? Diese und ähnliche Fragen sind Gegenstand der Notenschrift-Audio Synchronisation. Derartige Synchronisationsresultate erleichtern die Navigation und Suche innerhalb von Musikstücken. Bisher wurden meistens Partituren mit nicht zu komplexer Orchestrierung mit den entsprechenden Aufnahmen synchronisiert. In diesem Beitrag sollen erste Schritte in Richtung Synchronisation komplexer Orchesterwerke vorgestellt werden. Für viele dieser Orchesterpartituren existieren Klavierauszüge, durch die eine komprimierte Darstellung des zugrundeliegenden Musikstückes erreicht wird. Im Vortrag soll über unsere Forschungen im Bereich der Synchronisation von Klavierauszügen mit voll instrumentierten Audioaufnahmen berichtet werden.

• Ein Baseline-Experiment zur Klassifizierung von Problemen bei der Akkorderkennung
  V. Konz, M. Müller and S. Ewert
[A]

Ein Musikstück westlicher tonaler Musik ist wesentlich durch seine harmonische Struktur bestimmt. Daher ist die Akkorderkennung ein wichtiger Bestandteil der automatisierten Musikdatenerschliessung. Hierbei geht es um die Entwicklung automatisierter Verfahren zur harmonischen Analyse von Audiodaten und deren Anwendung in Bereichen wie der Segmentierung, der Indexierung oder der inhaltsbasierten Suche in Audiodatenbeständen. In diesem Beitrag wird ein einfaches template-basiertes Baselineverfahren zur Akkorderkennung auf dem Audiodatenbestand von zwölf Studioalben der Beatles ausgewertet, für die manuell erzeugte Groundtruth-Annotationen vorliegen. Durch eine geschickte Parameterwahl im Algorithmus wird eine Klassifikation von Problemen vorgenommen, die bei der Akkorderkennung auftreten können. Beispielsweise werden durch den gezielten Einsatz von Filterbanktechniken Tuningabweichungen in den Audiodaten detektiert und ausgeglichen. Unsere Experimente zeigen, dass der Ausgleich von Tuningunterschieden für die Akkorderkennung eine zentrale Rolle spielt.

Ewert, Stephan

• Schätzung der Nichtlinearität der auditorischen Verarbeitung bei Normal- und Schwerhörenden durch kategoriale Lautheitsskalierung
  T. Jürgens, T. Brand, S. Ewert and B. Kollmeier
[A]

Neben der Hörbarkeit eines Schalls ist die Nichtlinearität der überschwelligen auditorischen Verarbeitung eine wichtige Eigenschaft des normalen bzw. des schwerhörigen auditorischen Systems. Im Gegensatz zur Hörbarkeit, die relativ einfach durch ein Audiogramm bestimmt werden kann, ist man bei der Schätzung der Nichtlinearität auf indirekte Verfahren angewiesen. Das in der Forschung gängigste psychoakustische Verfahren zur Schätzung solch einer frequenzabhängigen Input/Output-Charakteristik sind Temporal Masking Curves (TMCs), in denen die Maskierwirkung von Maskierern unterschiedlicher Frequenz auf einen geringfügig überschwelligen Ton untersucht wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens sind sehr lange Messzeiten. Die kategoriale Lautheitsskalierung ist hingegen schneller und einfacher zu messen und die gewonnenen Daten können über Lautheitsmodelle mit der überschwelligen Nichtlinearität in Verbindung gebracht werden. In dieser Studie werden die Ergebnisse von TMC-Messungen von Normal- und Schwerhörenden verglichen mit Ergebnissen der kategorialen Lautheitsskalierung. Es werden sowohl Schätzungen der kompressiven Steigungen als auch die aus beiden Messungen abgeschätzten Verstärkungen durch aktive Prozesse im Gehör miteinander verglichen im Hinblick auf die Fragestellung, ob die Lautheitsskalierung eine effiziente Messmethode zur Bestimmung der Nichtlinearität des auditorischen Systems darstellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Korrelationen der abgeschätzten Verstärkungen durch aktive Prozesse im Gehör höher sind als die Korrelationen der kompressiven Steigungen.

• Bestimmung von Maskierung mit hoher zeitlicher Auflösung in Audiocodecs mittels Subband Instantanfrequenz-Analyse
  N. Koppaetzky, S. Ewert, B. Kollmeier and V. Hohmann
[A]

Perceptual audio coding algorithms use psychoacoustical masking models to compress audio data with minimal impact on the perceived quality. Most common audio codecs apply classical spectral masking models, although latest psychoacoustical research emphasizes the excellent spectro-temporal resolution of the auditory system. Generally these models reach the required high spectral resolution at the expense of an insufficient temporal resolution. An application of a current psychoacoustical model which simulates the high spectro-temporal resolution of the auditory system, might offer an increase of the coding efficiency or of the perceptual coding quality, respectively. The general effect of an enhanced time resolution was analysed by applying a current linear auditory filterbank model with subband instantaneous frequency control to extract perceptual masking thresholds with high spectro-temporal resolution. For that purpose the model classifies the tonality and estimates spectro-temporal masking pattern with respect to the spread of masking. The models applicability and its performance in combination with a simple perceptual coder was tested and compared to a common audio codec. The general applicability of the model could be shown. However, the use of the simple perceptual coder limited the significance of the data. Further research on combining the new model with a state-of-the-art coder is indicated.

• Direction-of-arrival estimation using auditory models employing pitch analysis
  M. Klein-Hennig, M. Dietz, S. Ewert and V. Hohmann
[A]

For the estimation of the direction-of-arrival (DOA) of sounds from binaural signals, a computational algorithm based on a binaural auditory model was presented by Dietz et al. [NAG/DAGA, 1299-1300 (2009)]. In the present study, an extension of this DOA estimator with an algorithm for multiple source tracking based on particle filters [e.g., Särkkä et al., Information Fusion 8(1), 2-15 (2007)] is suggested and evaluated. The extended DOA estimator was able to successfully track independent movements of three concurrent speakers in the frontal, horizontal halfplane of a virtual acoustic space. To further improve the accuracy and robustness of speech source tracking and to simulate grouping mechanisms as employed by the human auditory system, a second extension of the model by an auditory-model-based pitch (fundamental frequency) estimator was investigated. The pitch estimator combines spectral and temporal information of the signal extracted from the excitation pattern and extracted by strobed temporal averaging, respectively.

Eysholdt, U.

• Parameteroptimierung im biomechanischen 3D-Mehr-Massen-Modell
  A. Yang, M. Stingl, J. Lohscheller, D. Voigt, U. Eysholdt and M. Döllinger
[A]

In der klinischen Diagnostik werden Stimmstörungen auf asymmetrische Stimmlippenschwingungen zurückgeführt. Mittels einer endoskopischen Hochgeschwindigkeitskamera können die asymmetrischen Vibrationen beobachtet und aufgezeichnet werden. Durch ein biomechanisches 3D-Mehr-Massen-Modell (3DM) mit modifizierbaren Modellparametern ist die quantitative Auswertung der Stimmlippenbewegung in 3D möglich. Um zukünftig das 3DM an Stimmlippenbewegungskurven anzupassen, wurde ein Algorithmus entwickelt. Mithilfe der Modellparameter können physiologisch interpretierbare Eigenschaften der Stimmlippendynamik während der Phonation geschätzt werden.

Innerhalb des Algorithmus werden globale und lokale Optimierungsverfahren angewendet. Die Optimierung wird entlang jeder Stimmlippenseite, jedes Querschnitts und jeder Ebene des Modells schrittweise durchgeführt. Die Anwendbarkeit des Algorithmus wird an 50 synthetisch erzeugten symmetrischen Datensätzen gezeigt. Bei den synthetischen Datensätzen wurden 5 Muster von Glottisschlusstypen berücksichtigt. Exemplarisch wurde die Dynamik eines Hemilarynx-Experimentes durch das Modell adaptiert.

In einer weiterführenden Studie soll das Modell mit zugehöriger Optimierungsprozedur an verschiedenen in- und ex-vivo Stimmlippendynamiken auf seine Anwendbarkeit hin überprüft werden. Somit sollen zukünftig aus adaptierten Modellparametern Rückschlüsse auf biomechanische Charakteristika der Stimmlippen vorgenommen werden.

• Automatische Diagnose von Stimmstörungen mittels phonovibrographischer Merkmalsbeschreibungen
  D. Voigt, A. Yang, M. Döllinger, U. Eysholdt and J. Lohscheller
[A]

Die klinische Stimmdiagnostik basiert neben der Auswertung akustischer Stimmparameter auf einer videoendoskopischen Untersuchung der dynamischen Stimmlippeneigenschaften. Als besonders geeignet haben sich hierfür Hochgeschwindigkeitskameras erwiesen, da sie derzeit als einziges technisches Verfahren die Möglichkeit bieten, die laryngeale Dynamik in Echtzeit aufzuzeichnen. Problematisch ist jedoch, dass die klinische Auswertung der resultierenden Hochgeschwindigkeitsvideos sehr zeitintensiv ist und die abgeleiteten subjektiven Diagnosen stark zwischen verschiedenen Untersuchern variieren.

In dieser Arbeit wird ein objektives Klassifikationsverfahren vorgestellt, das automatisch und zuverlässig zwischen normalen und gestörten Stimmlippenschwingungen unterscheidet. Besonderes Augenmerk liegt hierbei auf Stimmerkrankungen, die sich vor allem durch ihr pathologisches Bewegungsmuster und nicht durch statische, organische Merkmale manifestieren (Paresen, funktionelle Störungen). Für eine Reihe exemplarischer Hochgeschwindigkeitsaufnahmen wurden mithilfe eines neuartigen Analyseverfahrens, der Phonovibrographie, quantitative Merkmale extrahiert. Diese charakteristischen Beschreibungen der Bewegungsvorgänge wurden mit verschiedenen Datenanalyseverfahren untersucht. Die dabei gewonnenen Klassifikationsmodelle ermöglichen die automatische Zuordnung klinischer Fälle zu den Krankheitsklassen. Mit einer Reihe von Hochgeschwindigkeitsvideos, deren zugrunde liegende Diagnosen zwar bekannt, die aber zu Evaluierungszwecken vorenthaltenen wurden, wurde die Sensitivität und Spezifität des Klassifikationssystems ermittelt.

Die Ergebnisse zeigen, dass das vorgestellte Verfahren mit sehr hoher Genauigkeit klassifiziert und der Arzt bei der zu treffenden klinischen Diagnostik schnell, zuverlässig und objektiv unterstützt wird.

Faccinelli, E.

• Überlegungen zu Möglichkeiten und Grenzen virtueller Wellenfeldsynthese
  F. Völk, E. Faccinelli and H. Fastl
[A]

Virtuelle Wellenfeldsynthese ist ein Verfahren zur dynamischen Berechnung der in Wellenfeldsyntheseszenarien auftretenden Ohrsignale mittels binauraler Raumsynthese. Dieses Verfahren kann Vorteile insbesondere für Entwicklungsarbeit und psychoakustische Forschung auf dem Gebiet der Wellenfeldsynthese bieten. Die technische Realisierbarkeit der virtuellen Wellenfeldsynthese wurde prinzipiell gezeigt, allerdings sind bislang die Bedingungen unklar, die es zu erfüllen gilt, um tatsächlich eine Simulation realer Wellenfeldsynthese zu erreichen.

In diesem Beitrag wird die virtuelle Wellenfeldsynthese einer systemtheoretischen Analyse unterworfen. Insbesondere liegt hier der Fokus auf den Randbedingungen, die die Gültigkeit der Betrachtungen sicherstellen. Basierend auf den Ergebnissen dieser Analyse werden, unter Berücksichtigung elektroakustischer Gesichtspunkte und der auf dem Kirchhoff-Helmholtz-Integral aufbauenden Herleitung der Wellenfeldsynthese, prinzipielle Möglichkeiten und Grenzen der virtuellen Wellenfeldsynthese diskutiert.

Fallen, M.

• Verfahren zur Ermittlung der Körperschalldämmung durch Entkoppelelemente in Kfz-Abgasanlagen
  H.-J. Kammer, M. Fallen, M. Böhle and T. Pfeffer
[A]

Die Abgasanlage überträgt Körperschall und strahlt Luftschall ab, für deren Entstehung andere Komponenten wie z.B. Abgasturbolader verantwortlich sind. Eine Minderung der Schwingungsanregung wird durch den Einsatz von Entkoppelelementen erlangt, deren Auswahl bisher primär im Hinblick auf tieffrequente Schwingungsentkopplung unterhalb von 500 Hz erfolgte. Das vermehrte Auftreten von Körperschall mit höheren Frequenzen, bedingt durch den Turbolader, und die immer weiter wachsenden Anforderungen an ein niedriges Geräuschniveau im Automobilbau lässt die Dämmung höherer Frequenzen zu einem wichtigen Auswahlkriterium geeigneter Entkoppelelemente werden.

Für die experimentellen Untersuchungen wurde ein Prüfstand entwickelt, der bereits auf der DAGA 2008 vorgestellt wurde. Damit ist es möglich, das Übertragungsverhalten von Entkoppelelementen mit einer indirekten Methode in einem Frequenzbereich bis 5 kHz zu erfassen. In axialer Schwingungsrichtung werden Vierpole zur Systembeschreibung verwendet. Es wird eine neue Methode zur Messung der lateralen und rotatorischen Transfersteifigkeiten vorgestellt. Diese baut auf dem Verfahren nach DIN ISO 10846-3 auf und wurde so erweitert, dass der Messfrequenzbereich keine Beschränkung zu tiefen Frequenzen hin hat, auch wenn kleine Abschlussmassen verwendet werden.

Des Weiteren wird gezeigt, welchen Einfluss unterschiedliche Anregungen und Vorspannungen bei nichtlinearen Elementen haben und welche Linearisierungsmethoden zu praxisrelevanten Ersatzmodellen führen. Messergebnisse von häufig eingesetzten Entkoppelelementen werden vorgestellt und deren Integration in Rechenmodelle der gesamten Abgasanlagendynamik gezeigt.

Fastl, H.

• Praktische Anwendungen der Psychoakustik
  H. Fastl
[A]

Die Fachdisziplin Psychoakustik hat sich zum Ziel gesetzt, die Zusammenhänge zwischen physikalisch spezifizierten Schallreizen und durch diese hervorgerufenen Hörwahrnehmungen quanitativ zu beschreiben. Während die ''klassische'' Psychoakustik Sinustöne, Komplexe Töne, Schmalbandrauschen, Breitbandrauschen etc. studierte, stehen derzeit technische Geräusche, Sprachschalle und musikalische Klänge im Mittelpunkt des Interesses. Von den Ergebnissen solider Grundlagenforschung profitieren heute zahlreiche praktische Anwendungen.

Im Vortrag werden zunächst moderne Methoden der Schallwiedergabe dargestellt. Praktische Anwendungen der Psychoakustik werden für Fragestellungen der Audiologie, Musikalischen Akustik und Geräuschbeurteilung aufgezeigt. Darüber hinaus werden Aspekte multi-modaler Wahrnehmung sowie kulturelle Unterschiede bei der Geräuschbeurteilung angesprochen.

• Echtzeitbeurteilung instationärer Signale in Hörversuchen
  S. Großmann and H. Fastl
[A]

Die hier vorgestellte Methode dient der Echtzeitbeurteilung von instationären Signalen in Hörversuchen. Beurteilungsschwerpunkt war bei einem Versuch der zeitliche Verlauf ausgewählter Merkmale dargebotener Stimuli. Die Probanden hatten dabei die Aufgabe ihre Beurteilung mittels Schiebepotentiometer nachzufahren. Wesentlich war die Wiedergabe der Verhältnisse zueinander, vergleichbar mit der Linienlängen - Methode. Zur Unterstützung wurde den Probanden der Beurteilungsverlauf visuell dargestellt. Ein früher mit freier Größenschätzung und gleichen Stimuli durchgeführter Hörversuch ergab nicht nur eine hohe Korrelation zwischen den Ergebnissen aus beiden Versuchen, auch die gleiche Rangfolge der bewerteten Stimuli geordnet nach subjektiv empfundenen Merkmal, gleichwohl unterschiedlicher Methoden, war identisch. Die Durchführung, Ergebnisse, sowie Vor- und Nachteile beider Methoden werden gegenübergestellt.

• Zum Einfluss der Farbpräferenz auf die Lautheitsbeurteilung
  D. Menzel, T. Schulze and H. Fastl
[A]

Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass sich das Lautheitsurteil durch gleichzeitige Darbietung von farbigen visuellen Stimuli beeinflussen lässt. Rot rief hierbei üblicherweise eine Überschätzung der Lautheit hervor. Jedoch zeigten sich oft starke inter-individuelle Schwankungen in der Lautheitsbeeinflussung durch verschiedene Farben. Als mögliche Ursache für diese individuellen Unterschiede wurde daher die Farbpräferenz am Beispiel abstrakter Farbflächen sowie Bildern eingefärbter Objekte und Innenräume untersucht. Weibliche und männliche Versuchspersonen zeigten hierbei Unterschiede hinsichtlich ihrer Farbvorlieben. Anschließend wurden die Lautheiten von zu den Bildern passenden Schallen per Größenschätzung beurteilt, während die visuellen Stimuli auf einem Bildschirm sichtbar waren, jedoch konnten keine Hinweise auf einen globalen oder individuellen Zusammenhang der Farbpräferenz mit der Lautheitsbeurteilung gefunden werden.

• Überlegungen zu Möglichkeiten und Grenzen virtueller Wellenfeldsynthese
  F. Völk, E. Faccinelli and H. Fastl
[A]

Virtuelle Wellenfeldsynthese ist ein Verfahren zur dynamischen Berechnung der in Wellenfeldsyntheseszenarien auftretenden Ohrsignale mittels binauraler Raumsynthese. Dieses Verfahren kann Vorteile insbesondere für Entwicklungsarbeit und psychoakustische Forschung auf dem Gebiet der Wellenfeldsynthese bieten. Die technische Realisierbarkeit der virtuellen Wellenfeldsynthese wurde prinzipiell gezeigt, allerdings sind bislang die Bedingungen unklar, die es zu erfüllen gilt, um tatsächlich eine Simulation realer Wellenfeldsynthese zu erreichen.

In diesem Beitrag wird die virtuelle Wellenfeldsynthese einer systemtheoretischen Analyse unterworfen. Insbesondere liegt hier der Fokus auf den Randbedingungen, die die Gültigkeit der Betrachtungen sicherstellen. Basierend auf den Ergebnissen dieser Analyse werden, unter Berücksichtigung elektroakustischer Gesichtspunkte und der auf dem Kirchhoff-Helmholtz-Integral aufbauenden Herleitung der Wellenfeldsynthese, prinzipielle Möglichkeiten und Grenzen der virtuellen Wellenfeldsynthese diskutiert.

Favrot, S.

• Reproduction of nearby sound sources using high-order Ambisonics: Implementation and evaluation
  S. Favrot and J. Buchholz
[A]

Fedtke, T.

• Untersuchungen zur Knochenleitungs-Stimulation von otoakustischen Distorsionsprodukten
  M. Zebian, J. Hensel and T. Fedtke
[A]

Distorsionsprodukte otoakustischer Emissionen (DPOAEs) gewinnen immer mehr an Bedeutung in der klinischen Diagnostik. Zur Auslösung von DPOAEs werden zwei Reintöne unterschiedlicher Frequenzen normalerweise über in eine Mess-Sonde eingebaute Miniatur-Lautsprecher wiedergegeben. Mit dem Sondenmikrofon kann bei intakten äußeren Haarzellen das sogenannte kubische Distorsionsprodukt registriert werden. Die Schallzuführung von den Sondenlautsprechern bis zum Innenohr erfolgt dabei über Luftleitung.

In dieser Studie wurden die DPOAEs nicht, wie üblich, über Luftleitung stimuliert, sondern über Knochenleitung. Purcell (1998) konnte erstmalig nachweisen, dass eine Stimulation von DPOAEs über Knochenleitung zu messbaren Ergebnissen führt. Dies fand in der klinischen Praxis, vor allem wegen der meist ungenauen Kalibrierung von Knochenleitungshörern, bislang keine Anwendung.

Der Kern dieser Arbeit besteht darin, die Stimulation von DPOAEs über Knochenleitung ausführlich zu untersuchen, insbesondere ihre Eignung zur Kalibrierung von DPOAE-Sonden. Im Rahmen einer Pilotstudie wurden einige DP-Gramme und Wachstumsfunktionen bei Knochenleitungs-Stimulation aufgenommen und mit auf Luftleitung beruhenden verglichen. Es wird diskutiert, ob sich daraus ein neuer Weg zur Kalibrierung der Stimuli in äquivalenten Schwellenkraftpegeln entwickeln könnte.

• Interpretation von Bezugs-Schwellenschalldruckpegeln neuer Kurzzeitsignale für die objektive Audiometrie
  J. Hensel and T. Fedtke
[A]

Nach ISO 389-9 dürfen nicht nur die in IEC 60645-3 genormten Kurzzeit-Hörprüfsignale ''Bezugsimpuls'' und ''Bezugs-Kurzton'' für die objektive Audiometrie verwendet werden, sondern auch andere Zeitsignale, sofern sie eindeutig spezifiziert werden. Ihre Bezugs-Schwellenschalldruckpegel (peak-to-peak equivalent Reference Equivalent Threshold Sound Pressure Level, peRETSPL) sind auf die gleiche Art und Weise zu ermitteln wie die in ISO 389 6 angegebenen peRETSPL von Bezugsimpuls und Bezugs-Kurzton. Diese peRETSPL dienen zur Kalibrierung der Audiometrie-Kette von der Signalerzeugung bis zum ''Hörpegel'' des Schalldrucks (Hearing Level, HL). Das Konzept des peRETSPL zielt im Wesentlichen auf die mit einfachen Messmitteln (Oszilloskop, Schallpegelmesser) herstellbare Reproduzierbarkeit und Allgemeingültigkeit des Bezugs-Schwellenschalldruckpegels, jedoch nicht darauf, den sich tatsächlich im Gehörgang vor dem Trommelfell einstellenden Schalldruckpegel zu beschreiben. Dies führt zuweilen zu inkonsistent erscheinenden peRETSPL-Werten bei im Zeitverlauf oder im Amplitudenspektrum ähnlichen elektrischen Signalen. Beispielsweise liegen die peRETSPL von Signalen mit gleichem Effektivwert oder sogar identischem Amplitudenbetragsspektrum je nach Zeitverlauf bzw. Nullphasenwinkelspektrum weit auseinander. Dies gilt sogar dann, wenn die Signale bei identischem elektrischem Amplitudenbetragsspektrum identische Hörschwellen erzeugen (Hensel, DAGA2008). Außerdem hängen die peRETSPL vom Typ des verwendeten Ohrsimulators bzw. Kupplers ab. Es werden Wege zur Verbesserung der Kalibrierung im Sinne eines engeren Bezugs zur physiologischen Hörschwelle oder zum Energieinhalt der Signale diskutiert.

Fehndrich, M.

• Messdatengestützte Simulation der Wirkung von Radschallabsorbern auf Laufgeräusche im Nahverkehr
  M. Fehndrich and L. Krüger
[A]

Radschallabsorber gegen Laufgeräusche werden erfolgreich beim Hochgeschwindigkeitsverkehr (z.B. beim ICE), aber auch beim Güterverkehr eingesetzt. Im Nahverkehr ist Haupteinsatzzweck von Radschallabsorbern die Reduzierung kreischender Kurvengeräusche. Sie wirken aber auch dort gegen das Rollgeräusch. Das ist immer dann relevant, wenn die Pegel durch Rollgeräusche bestimmend sind.

Für ein projektiertes Nahverkehrsfahrzeug von Alstom Transport Deutschland soll der zu erwartende Pegel im Laufgeräusch abgeschätzt werden. Zum Einsatz soll ein vom Bochumer Verein Verkehrstechnik entwickeltes Rad kommen, samt dazu entwickelter Radschallabsorber gegen Kurvenkreischen.

Auf Basis von FE-Berechnungen und gemessener Übertragungsfunktionen eines absorbergedämpften Prototyprades konnte mit Hilfe des Programmpakets TWINS der Vorbeifahrtspegel durch das Laufgeräusch eines Fahrzeuges mit und ohne Absorber ermittelt werden. Dabei ergeben sich auf dem berechneten Referenzgleis bei Geschwindigkeiten von 60 und 80 km/h Pegelreduzierungen von 6 dB(A).

Dieses Ergebnis steht im Widerspruch zu einem Hinweis in der aktuellen VDV Schrift 154 (08/02), ''Die bei Eisenbahnzügen des Hochgeschwindigkeitsverkehrs eingesetzten Schallabsorber gegen das Rollgeräusch haben in dem Geschwindigkeitsbereich von Straßenbahnen, Stadtbahnen und U-Bahnen keine nennenswerte Wirkung.''. Dieser sollte durch den empfehlenden Hinweis ersetzt werden, dass Radschallabsorber die Pegel durch das Laufgeräusch von Nahverkehrsfahrzeugen nennenswert reduzieren können. Eine entsprechende Änderung wird im Rahmen der laufenden Überarbeitung der VDV Schrift 154 diskutiert.

Fels, J.

• Untersuchungen zur Messung von Gehörgangsimpedanzen bei Kleinkindern
  J. Fels, M.J. Herring Jensen and M. Rung
[A]

Für die Messung und Entwicklung von Hörgeräten werden so genannte Kuppler verwendet. Kinder - oder Babykuppler gibt es jedoch zurzeit noch nicht. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich Gehörgangsimpedanzen von Kindern besonders in den ersten 6 Lebensjahren verändern und hier stark von Erwachsenendaten abweichen.

Die wichtigste Altersgruppe sind jedoch die Kleinkinder, die jünger als 2-3 Jahre sind, hier weichen die Gehörgangsimpedanzen extrem von standardisierten Daten ab - eine Anpassung von Hörgeräten erfolgt aber oft schon im Alter von 6 Monaten.

Ein besonderes Problem in dieser Altersgruppe stellt jedoch die In-Situ Messung von Gehörgangsimpedanzen dar. Durch den kleinen Gehörgangseingang sind besonders kleine Messsonden notwendig. Durch die Verwendung von sehr kleinen Sonden treten jedoch messtechnische Probleme auf. Eine Simulation basierend auf Gehörgangsgeometrien wäre zwar möglich, jedoch fehlt das Wissen über die genauen Randbedingungen wie zum Beispiel die Trommelfellimpedanz bei Kleinkindern.

In diesem Beitrag werden Untersuchungen zur Messtechnik für die Erhebung Gehörgangsimpedanzen bei Kleinkindern vorgestellt.

Feneberg, G.

• Untersuchung zum Betriebsgeräusch von Videoprojektoren für die Entwicklung eines Konzepts für Geräuschklassen von IT-Geräten
  G. Feneberg
[A]

Ein von der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) in Dortmund öffentlich ausgeschriebenes Forschungsprojekt startete Anfang 2009 mit einer Laufzeit von 1 1/2 Jahren. Hierbei soll ein System für verschiedene IT-Gerätegruppen erarbeitet werden, welches das Konzept von Qualitätsklassen, wie im Bereich der Haushaltsgeräte die bekannten Energieverbrauchsklassen A - F, auf die Geräuschemission überträgt. Zwar existieren derzeit genormte und detailliert ausgeführte Vorschriften nach ISO 7779 bzw. ISO 9296 zur Messung und Deklaration der Geräuschaussendung von IT-Geräten, für den technischen Laien oder Interessenten sind die Aussagen in der Praxis jedoch schwer vergleichbar. Die Zusammenführung der schon existierenden Messverfahren für die Geräuschmessung von IT-Geräten, mit einer Kategorisierung unter Berücksichtigung von psychoakustischen Messverfahren, nehmen einen Schwerpunkt der Untersuchung ein. Hierzu wird der Projektstand und das aktuelle Konzept vorgestellt. Um dieses Konzept hinsichtlich einer gehörrichtigen Bewertung zu überprüfen, wurde das Betriebsgeräusch von 12 Daten- und Videoprojektoren u.a. hinsichtlich der Schallleistung und Tonhaltigkeit nach DIN 45681 gemessen, ausgewertet und ergänzend einem Hörvergleich unterzogen. Die Ergebnisse werden auch der derzeitigen Deklarationspraxis gegenübergestellt und diskutiert.

Fichtel, C.

• Ansatz für ein Rechenmodell zur Prognose der Trittschallübertragung von entkoppelten Massivtreppen
  E. Taskan, J. Scheck, C. Fichtel and H.-M. Fischer
[A]

Für den schalltechnischen Nachweis von elastisch gelagerten massiven Treppenpodesten - und Läufen wird ein EN 12354 kompatibles Rechenmodell benötigt, welches eine zuverlässigere Prognose des Norm-Trittschallpegels als das derzeitige Verfahren nach DIN 4109 - Beiblatt 1 ermöglicht. Dort wird für entkoppelte Podeste- und Läufe pauschal ein am Bau zu erreichender bewerteter Norm-Trittschallpegel von L'n,w,R 43 dB angegeben, unabhängig von den Eigenschaften der beteiligten Bauteile und der Art der Entkoppelung. Der verfolgte Ansatz basiert auf dem Verfahren nach EN 12354-2 und sieht die Verwendung von messtechnisch bestimmten Eingangsdaten aus dem Treppenprüfstand vor. Die Verwendung von gemessenen Eingangsdaten ist aufgrund der Komplexität des Übertragungssystems zielführend. Andererseits muss eine Anpassung an die tatsächlichen Gegebenheiten am Bau erfolgen. Im Beitrag werden hierzu Möglichkeiten vorgestellt und diskutiert.

• Übertragbarkeit von Prüfstandsmessergebnissen für entkoppelte Massivtreppen auf Bausituationen
  C. Fichtel, J. Scheck, E. Taskan and H.-M. Fischer
[A]

Eine zuverlässige Prognose des Norm-Trittschallpegels von elastisch gelagerten massiven Treppenpodesten - und Läufen ist derzeit nicht möglich. Im Rahmen eines Forschungsprojektes soll ein EN 12354 kompatibles Rechenmodel entwickelt werden. Die maßgeblichen Einflussgrößen für die Trittschallübertragung von entkoppelten Treppenpodesten- und Läufen wurden im Treppenprüfstand eingehend untersucht. Im Fall der entkoppelten Podestlagerung zeigte sich, dass maßgebliche Effekte für die Übertragung rechnerisch nicht mit vertretbarem Aufwand und zufriedenstellender Genauigkeit nachgebildet werden können. Demgegenüber ist eine messtechnische Bestimmung von Eingangsdaten an einem bekannten Referenzaufbau als Basis für eine Prognose am Bau zielführend. Die Übertragbarkeit von Prüfstandsergebnissen wurde anhand von Messungen am Bau überprüft. Daraus ergaben sich Erkenntnisse zur Auswirkung unterschiedlicher Podestgeometrien (anderes Schwingungsverhalten), Einfluss der Lagerpressung, Einfluss flankierender Bauteile und allgemein zur Ausführungssicherheit am Bau. Diese werden im Beitrag vorgestellt.

Fiebig, A.

• Untersuchungen zur akustischen Störwirkung von Kreuzungspunkten im Rahmen der Überarbeitung der RLS-90
  A. Fiebig and T. Papenfus
[A]

Figula, U.

• Zerstörungsfreie Prüfung des zugänglichen Hohlraumgehalts von offenporigen Fahrbahnbelägen
  J. Hübelt, C. Kühnert, U. Figula, F. Wellner and A. Blasl
[A]

Der zugängliche Hohlraumgehalt von offenporigen Asphalten wird in der Regel an Bohrkernen bestimmt. Dieses Verfahren bedingt die Entnahme von Material aus der Asphaltdeckschicht und kann somit nicht als zerstörungsfreie Methode angesehen werden. Die Bestimmung des Hohlraumgehaltes kann auf diese Weise nur exemplarisch an bestimmten Stellen, jedoch nicht flächendeckend und somit i.d.R. nicht mit statistischer Sicherheit bestimmt werden. Da der zugängliche Hohlraumgehalt erst nach dem Einbau an der bereits erkalteten Deckschicht ermittelt werden kann, ist darüber hinaus eine Einflussnahme auf die Verdichtung noch während der Bauausführung ausgeschlossen. Es erweist sich somit als erforderlich, eine zerstörungsfreie Methode zur Bestimmung des zugänglichen Hohlraumgehalts zu entwickeln, die ein Intervenieren während des Verdichtungsprozesses erlaubt. Aufbauend auf dem phänomenologischen Modell für poröse Absorber wurde ein Verfahren entwickelt, das die Berechnung des zugänglichen Hohlraumgehalts aus der Oberflächenimpedanz der offenporigen Asphaltschicht ermöglicht. Zur Messung der Wandimpedanz wurde eine PU-Sonde verwendet. Ihre prinzipielle Eignung für den Anwendungszweck ist hierbei in Laboruntersuchungen getestet worden. Ein erster Prototyp eines Messsystems wurde entwickelt und unter Praxisbedingungen eingesetzt. Seine Weiterentwicklung sowie weitere messtechnische Untersuchungen an realen Probestrecken sind vorgesehen.

Fingerhuth, S.

• Mess-'Blackbox' zum Verständnis des Übertragungsverhaltens und der akustischen Messtechnik
  S. Fingerhuth, P. Dietrich and R. Kaldenbach
[A]

Mit dem Ziel den Studenten die Eigenschaften, Vorteile und Grenzen der digitalen Messtechnik zur Bestimmung von Systemübertragungsfunktionen näher zu bringen, wurde eine entsprechende ''Blackbox'' entwickelt.

Das Gerät hat intern sieben unterschiedliche auswählbare Messstrecken, die messtechnisch charakterisiert werden sollen. Die verschiedenen Strecken spiegeln übliche Messsituationen wider.

Eingebaut sind unter anderem eine normale LTI Messstrecke mit Bandpasseigenschaften, eine Strecke mit Hintergrundrauschen, weitere Strecken mit Nichtlinearitäten und Zeitvarianzen, usw.

Es sollen während der Messung der einzelnen Strecken Messeinstellungen verändert und deren Einfluss auf das Messergebnis analysiert werden. Die Einstellungen sind z.B. der Typ des Anregungssignals (Impuls, MLS, Sweep, Rauschen), Länge des Anregungssignals, Abtastfrequenz, Ausgangspegel und Eingangsempfindlichkeit, usw.

Durch einen eingebauten Lautsprecher kann der Ausgang des Systems angehört werden.

Fingscheidt, T.

• Head-Unit Integrated Microphone Array for Handsfree Wideband Telephony
  H. Yu and T. Fingscheidt
[A]

Nowadays handsfree equipment for mobile telephony is mandatory in cars. With upcoming wideband telephony appropriate solutions operating at a sampling frequency of 16 kHz are required. Microphone array based beamforming for noise reduction is particularly interesting in car applications, however, it is challenging. In this paper we propose a head-unit integrated microphone array with low-cost microphones. Unlike many other approaches assuming quite idealistic conditions, our proposal is optimized and tested with real multi-channel signals acquired with these integrated microphones. Although the position of the head-unit is not optimal from an acoustical perspective, it is yet very attractive, since no further wiring is necessary and radio/navigation systems manufacturers can offer very compact and optimized solutions including the microphones. In order to achieve good noise reduction performance in car noise, we complement the beamformer with a post-filter, which is estimated with the knowledge of the car specific noise coherence of diffuse noise and an adaptive smoothing approach. By using an intrusive instrumental evaluation methodology, we show that compared to the state of the art a significant level of noise attenuation along with a high preservation of the quality of the speech component can be achieved.

Finnveden, S.

• Experiments on the viscoelastic properties of a car tyre
  S. Finnveden, M. Fraggstedt and B.A.T. Petersson
[A]

An outstanding problem in any prediction of dynamic response of an engineering structure is the actual magnitude, frequency dependence and distribution of its damping. The current work considers the viscoelastic properties of a radial car tyre. It is a complicated composite structure, built up by many different materials, and a full experimental evaluation of its dynamic properties is clearly impossible. It is therefore described by an 'equivalent structure' built up by steel wires and isotropic rubber. The wires have frequency independent properties while the rubber is described by a viscoelastic fractional Kelvin-Voigt model. It has rather few parameters, which are determined by inverse procedures applied to experimental data for a piece of rubber, a tyre sample and the full tyre structure. An FE model based on the determined viscoelastic data, and the geometry and static stiffness supplied by a tyre manufacturer, predicts dynamic response that agrees favourably with experiments.

Fischer, A.

• Optische Messung des Schalldruckes mittels Rayleighstreuung
  A. Rausch, A. Fischer, F. Bake and I. Röhle
[A]

Die Mikrofontechnik ist eine weit verbreitet Möglichkeit Schalldrücke zu erfassen. Sie hat jedoch den Nachteil eine Sondenmesstechnik und damit invasiv zu sein. Das Mikrofon muss entweder durch eine Bohrung in die Wand des akustischen Kanals eingebaut oder als Störkörper in das Schallfeld eingebracht werden. Ist das akustisch zu vermessende Objekt klein oder stellt es besondere Anforderung an das Mikrofon wie z.B. hohe Temperaturen wird dies häufig zum Problem. Eine nichtinvasive Messtechnik, die es ermöglicht Schalldrücke auch an schwer zugänglichen Stellen zu messen bzw. eine dreidimensionale Vermessung eines Schallfeldes ermöglicht ist daher wünschenwert. Rayleighstreuung ist eine optische Messtechnik, die es ermöglicht Dichteschwankungen und damit Druckschwankungen zeitlich und räumlich aufgelöst zu vermessen. Ein Laserstrahl beleuchtet den zu untersuchenden Messbereich. Die Intensität des in diesem Volumen gestreuten Lichtes ist direkt proportional der Dichte und kann durch Photomultiplier detektiert werden. Dadurch können bei konstanter Temperatur Druckschwankungen im kHz Bereich sichtbar gemacht werden. In einem aus Plexiglas bestehenden akustischen Kanal wurde ein Stehwellenfeld sowohl mit Mikrofonen als auch mittels Rayleighstreuung vermessen. Die Amplituden und Phasen im Maximum und Minimum der Druckschwankung wurden verglichen. Fehlerquellen und Einsatzgrenzen der optischen Messtechnik im Vergleich zum Mikrofon wurden ermittelt.

• Optische Schallschnellemessung mittels Doppler Global Velocimetry
  A. Fischer, A. Rausch, F. Bake and I. Röhle
[A]

In einem Schallfeld ist die direkte Messung der Schallschnelle recht schwierig, weshalb meist auf das indirekte Verfahren der Zweimikrofonmethode zurückgegriffen wird. Dies ermöglicht aber nur die indirekte Bestimmung der Schallschnelle unter der Annahme eines Schallfeldmodells mit einer verknüpfenden Gleichung von Schnelle und Druck. Das hier vorgestellte laser-optische Messverfahren (DGV) erlaubt eine direkte Schnellemessung unter Ausnutzung des Dopplereffektes. Hierbei wird das gestreute Laserlicht einer partikelbehaftete Strömung punktuell durch einen Photomultipier erfasst. Dieses Licht weist aufgrund des Dopplereffekts eine Verschiebung der Laserlichtfrequenz auf, die über die Absorption einer Jodzelle in eine Intensitätsmodulation umgewandelt wird. Da es sich um ein berührungsloses Messverfahren handelt, ermöglicht es die Messung der Schallschnelle an Orten, die nur schwer oder gar nicht für Mikrofone zugänglich sind. Gleichzeitig bietet dieses Verfahren aber auch in Kombination mit Mikrofonmessungen eine direkte Impedanzbestimmung. In einem akustisch definierten Kanal aus Plexiglas wurde ein Schallfeld angeregt und einerseits mit wandbündigen Mikrofonen sowie auch punktuell mit DGV vermessen. Durch die Mikrofonmessungen ist es möglich das angeregte Schallfeld in ein hin- und rücklaufendes Feld zu zerlegen. Dies ermöglicht die Bestimmung des Schalldrucks an der Position der DGV Messung. Mit bekannter Impedanz kann dieser wieder in eine Schnelle überführen werden, um so die gemessen DGV-Daten zu validieren.

Fischer, D.

• Verfolgung von chemischen Reaktionen mit Ultraschallmessungen
  J. Müller, S. Kummer, S. Ptacek and D. Fischer
[A]

In der Vergangenheit wurden zahlreiche Methoden entwickelt, um chemische Reaktionen in Echtzeit zu verfolgen. Dabei werden üblicherweise Spektroskopiemethoden wie die Infrarot- und Ramanspektroskopie als Werkzeuge zur Verfolgung von chemischen Reaktionen verwendet. Mit diesen Methoden ist es möglich, chemische Bindungen, die sich im Verlauf der Reaktion auf- oder abbauen zu charakterisieren und auch zu quantifizieren. In diesem Beitrag lag der Fokus der Untersuchungen bei verschiedenen Arten von chemischen Reaktionen. Zum einen wurde die Sol-Gel-Reaktion von TEOS (Tetraethoxysilan) beobachtet. Dieser zweistufige Prozess beinhaltet die Hydrolyse zu einem Sol und die Kondensation zu Siliziumdioxidnetzwerken, deren Entstehung durch die so genannte Vergelung auch optisch erkennbar ist. Zum anderen wurden verschiedene Polymerisationsreaktionen verfolgt. Bei diesen ist die fortschreitende Reaktion durch einen Anstieg der Lösungsviskosität gekennzeichnet. Es wurden Ultraschallsonden entwickelt, mit denen verfolgende Messungen bei chemischen Reaktionen möglich sind. Zusätzlich zu spektroskopisch bestimmten chemischen Informationen über die Reaktion können nun mittels Ultraschallmessungen on-line Aussagen über akustisch bestimmbare physikalische Eigenschaften getroffen werden. So können Vernetzungsreaktionen von Sol-Gel-Prozessen, welche spektroskopisch nicht einfach erfassbar sind, mittels Ultraschall verfolgt und beschrieben werden. Der Beitrag stellt die Messmethode vor und demonstriert das Potential der Messmethode unter Anderem am Beispiel der Hydrolyse und der Vergelung von TEOS und Lösungspolymerisationen.

Fischer, H.-M.

• Vorbereitung eines Ringversuchs zur Empfangsplattenmethode
  M. Chamaoun, J. Scheck and H.-M. Fischer
[A]

Die Empfangsplattenmethode nach EN 15657-1 ist ein praktikables Verfahren zur Charakterisierung von Körperschallquellen für Vergleichs- und Prognosezwecke. Mittlerweile verfügen zahlreiche Akustik-Institute in Europa über Empfangsplatten. Anhand eines Ringversuchs soll nun die Vergleichbarkeit von Messergebnissen der charakteristischen Körperschallleistung untersucht werden bzw. eine Validierung der Mess-Vorschriften erfolgen. Dafür wurde an der Hochschule für Technik Stuttgart eine Referenz-Körperschallquelle entworfen und konstruiert. Beim Design mussten die Anforderungen an eine ausreichend starke Körperschall-Anregung, hohe Admittanz (Kraftquellensituation), leichte Handhabbarkeit (Transport) und Reproduzierbarkeit in Einklang gebracht werden. Dies erfolgte mit Hilfe von FEM- Simulationen. Basierend auf diesen wurde die Quelle gebaut und anhand von Messungen die Eignung für den Ringversuch sichergestellt. In weiteren Vor- Untersuchungen an der Empfangsplatte der HFT Stuttgart wurden potentielle Unsicherheitsfaktoren des Norm-Verfahrens identifiziert, die es bei der Konzeption des Ringversuchs zu berücksichtigen gilt.

• Ansatz für ein Rechenmodell zur Prognose der Trittschallübertragung von entkoppelten Massivtreppen
  E. Taskan, J. Scheck, C. Fichtel and H.-M. Fischer
[A]

Für den schalltechnischen Nachweis von elastisch gelagerten massiven Treppenpodesten - und Läufen wird ein EN 12354 kompatibles Rechenmodell benötigt, welches eine zuverlässigere Prognose des Norm-Trittschallpegels als das derzeitige Verfahren nach DIN 4109 - Beiblatt 1 ermöglicht. Dort wird für entkoppelte Podeste- und Läufe pauschal ein am Bau zu erreichender bewerteter Norm-Trittschallpegel von L'n,w,R 43 dB angegeben, unabhängig von den Eigenschaften der beteiligten Bauteile und der Art der Entkoppelung. Der verfolgte Ansatz basiert auf dem Verfahren nach EN 12354-2 und sieht die Verwendung von messtechnisch bestimmten Eingangsdaten aus dem Treppenprüfstand vor. Die Verwendung von gemessenen Eingangsdaten ist aufgrund der Komplexität des Übertragungssystems zielführend. Andererseits muss eine Anpassung an die tatsächlichen Gegebenheiten am Bau erfolgen. Im Beitrag werden hierzu Möglichkeiten vorgestellt und diskutiert.

• Übertragbarkeit von Prüfstandsmessergebnissen für entkoppelte Massivtreppen auf Bausituationen
  C. Fichtel, J. Scheck, E. Taskan and H.-M. Fischer
[A]

Eine zuverlässige Prognose des Norm-Trittschallpegels von elastisch gelagerten massiven Treppenpodesten - und Läufen ist derzeit nicht möglich. Im Rahmen eines Forschungsprojektes soll ein EN 12354 kompatibles Rechenmodel entwickelt werden. Die maßgeblichen Einflussgrößen für die Trittschallübertragung von entkoppelten Treppenpodesten- und Läufen wurden im Treppenprüfstand eingehend untersucht. Im Fall der entkoppelten Podestlagerung zeigte sich, dass maßgebliche Effekte für die Übertragung rechnerisch nicht mit vertretbarem Aufwand und zufriedenstellender Genauigkeit nachgebildet werden können. Demgegenüber ist eine messtechnische Bestimmung von Eingangsdaten an einem bekannten Referenzaufbau als Basis für eine Prognose am Bau zielführend. Die Übertragbarkeit von Prüfstandsergebnissen wurde anhand von Messungen am Bau überprüft. Daraus ergaben sich Erkenntnisse zur Auswirkung unterschiedlicher Podestgeometrien (anderes Schwingungsverhalten), Einfluss der Lagerpressung, Einfluss flankierender Bauteile und allgemein zur Ausführungssicherheit am Bau. Diese werden im Beitrag vorgestellt.

• Verlustfaktor-Korrektur bei gefülltem Ziegelmauerwerk Teil 1: Einfluss der Füllung auf die innere Dämpfung
  L. Weber, S. Müller, M. Schneider and H.-M. Fischer
[A]

Um die Wärmedämmung von Außenwänden aus Hochlochziegeln weiter zu verbessern, werden die Hohlräume der Steine in zunehmendem Maße mit thermisch isolierenden Materialien gefüllt. Neben der Wärmeisolation wirkt sich dies auch auf die akustischen Eigenschaften der Steine aus. Ein wichtiger Aspekt hierbei ist die Verlustfaktor-Korrektur der Schalldämmung nach DIN EN 12354-1. Die Thematik wurde von der Hochschule für Technik, Stuttgart und dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik in einem gemeinsamen Forschungsvorhaben untersucht und wird hier als zweiteiliger Beitrag präsentiert.

Im ersten Teil des Beitrages werden zunächst in kurzer Form die Grundlagen der Verlustfaktor- Korrektur bei Lochsteinwänden erläutert. Wegen der bei Lochsteinen vorhandenen Eigenschwingungen ist hier gegenüber massivem Mauerwerk ein modifiziertes Korrekturverfahren erforderlich. Anschließend wird über neue Forschungsergebnisse zum Einfluss der Füllung auf den Verlustfaktor von Hochlochziegeln berichtet. Obgleich zwischen den verschiedenen Arten von Steinen deutliche Unterschiede bestehen, ist insgesamt gesehen ein deutlicher Anstieg der inneren Dämpfung erkennbar, der eine Erhöhung des bewerteten Schalldämm-Maßes von im Mittel 1,6 dB bewirkt.

Die durchgeführten Untersuchungen erfolgten auf messtechnischer Basis, wobei Schalldämmung und Verlustfaktor gleichartiger Steine mit und ohne Füllung verglichen wurden. Um den Untersuchungsaufwand zu verringern, wurden die Messungen an im Fensterprüfstand eingebauten Steinverbänden durchgeführt. Anwendungsbereich und Genauigkeit dieses Verfahrens sind gleichfalls Thema des Tagungsbeitrages.

• Verlustfaktor-Korrektur bei gefülltem Ziegelmauerwerk Teil 2: Einfluss der Randanbindung auf den Verlustfaktor und die Schalldämmung
  M. Schneider, H.-M. Fischer and L. Weber
[A]

Der zweite Teil des Vortrages behandelt den Einfluss der Randanbindung auf den Verlustfaktor und die Schalldämmung von gefülltem Hochlochziegelmauerwerk. Um den Einfluss der Randanbindung auf die Energieableitung und damit auf die Schalldämmung von Lochsteinwänden zu klären, wurden mehrere dieser Wände im Wandprüfstand der HFT aufgebaut. Hier wurde in einem ersten Schritt ein sogenannter ''elastischer'' Einbau (Mauerwerkswand dreiseitig vom Prüfstand getrennt) realisiert und Schalldämm-Maß und Verlustfaktor messtechnisch ermittelt. Im zweiten Schritt wurden die Wände ''starr'' mittels Mauermörtel an den Prüfstand angeschlossen. Damit konnten zwei unterschiedliche Einbausituationen der gleichen Wand im gleichen Prüfstand realisiert werden. Mit den unterschiedlichen Anschlussbedingungen wurde das modale Schallfeld auf der Wand, die Energieableitung der Wand in den Prüfstand und die Schalldämmung verändert. Die Schalldämmung der Lochsteinwände erhöht sich oberhalb der Grenzfrequenz durch das Anmörteln der Wand deutlich. Gleichzeitig erhöht sich in diesem Frequenzbereich der Energieabfluss von der Wand in den angeschlossenen Prüfstand. Dies gilt allerdings nur bis ca. 3 Terzen unterhalb des Maximums des Resonanzeinbruchs in der Schalldämmkurve. Ab dieser Frequenz ist keine signifikante Änderung des Verlustfaktors noch des Schalldämm-Maßes der Wand aufgrund der unterschiedlichen Randanbindung festzustellen. Aufgrund der Ergebnisse wird ein Verfahren zur Verlustfaktor-Korrektur von Lochsteinen vorgeschlagen.

• Vom Altbau zum akustisch optimierten Passivhaus – Schallschutz von hochwärmedämmenden Fassaden
  A. Drechsler, R. Marin and H.-M. Fischer
[A]

Die energetische Sanierung von Wohngebäuden bietet in Deutschland ein enormes Einsparpotential. Eine Vielzahl der zur Sanierung anstehenden Gebäude befindet sich jedoch im innerstädtischen Bereich mit entsprechend hoher Verkehrslärmbelastung an den Fassaden. Nachträglich aufgebrachte Dämmsysteme können hierbei den Schallschutz von Außenwänden insbesondere im tieffrequenten Bereich erheblich verschlechtern. Fenster, Rolladenkästen und Lüftungseinrichtungen stellen weitere akustische Schwachpunkte dar. An der Hochschule für Technik in Stuttgart wird im Rahmen eines Forschungsvorhabens der Bogen zwischen energetischer Sanierung und Schallschutz gegen Außenlärm gespannt. Als Zielgröße für die energetische Sanierung von Altbauten wird dabei der sehr anspruchsvolle Passivhausstandard angestrebt. Ziel des Projektes ist es, Auswirkungen auf und Optimierungspotentiale für den Schallschutz gegen Außenlärm von Wohngebäuden im Zuge einer energetischen Sanierung hin zum Passivhausstandard zu untersuchen und über einen Leitfaden für die Planung und Ausführung durch die Bauwirtschaft zu erschließen. Im Rahmen des Beitrages werden das Forschungsvorhaben, die Vorgehensweise, sowie Ergebnisse der akustischen Untersuchungen von hochwärmedämmenden Fassadensystemen vorgestellt.

• Vom Altbau zum akustisch optimierten Passivhaus - Schallschutz von Rollladenkästen und Lüftungseinrichtungen bei der Altbausanierung
  R. Marin, A. Drechsler and H.-M. Fischer
[A]

In einem derzeit laufenden Projekt der Hochschule für Technik in Stuttgart wird im Rahmen eines Forschungsvorhabens der Bogen zwischen energetischer Sanierung und Schallschutz gegen Außenlärm gespannt. Für die energetische Sanierung von Altbauten wird dabei der hoch anspruchsvolle Passivhausstandard angestrebt. Durch besonders energieeffiziente Bauteile und durch Einbau einer dezentralen Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung kann dieser Standard erreicht werden.

Der Beitrag bezieht sich inhaltlich auf den allgemeineren Beitrag ''Vom Altbau zum akustisch optimierten Passivhaus - Schallschutz von hochwärmedämmenden Fassaden'' und erläutert im Speziellen das akustische Verhalten von passivhausgeeigneten Rollladenkästen und Lüftungsöffnungen. Es werden geeignete Bauteile und Systeme vorgestellt, die Ergebnisse akustischer Messungen präsentiert und durch Berechnungen ergänzt, die den Einfluss der betrachteten Bauteile auf die Gesamtschalldämmung von Fassaden verdeutlichen. Der Fokus liegt auf dem erreichbaren Schallschutz durch eine sinnvolle Kombination energieeffizienter Bauteile.

• Prognose für die Schallübertragung von Heizungsanlagen in Gebäuden
  A. Ruff, A. Mayr and H.-M. Fischer
[A]

Zur Berechnung der Schallübertragung von haustechnischen Anlagen in Gebäuden steht seit kurzem die DIN EN 12354-5 zur Verfügung. Erfahrungen mit diesem Verfahren liegen bislang noch nicht vor. Zur Berechnung werden für die jeweiligen Schallquellen geeignete Eingangsdaten für deren Luftschall- und Körperschallerzeugung benötigt. Vor allem für den Körperschall sind solche Daten aber zurzeit noch nicht verfügbar. Die Bestimmung dieser Eingangsdaten kann am so genannten Empfangsplattenprüfstand nach DIN EN 15657-1 erfolgen. Eine repräsentative Auswahl von Gas- und Öl-Heizgeräten wurde als Körperschallquelle mittels der Empfangsplattenmethode charakterisiert. Die Anwendbarkeit dieses Verfahrens konnte für die untersuchten Heizgeräte durch die messtechnische Bestimmung der Quell- und Strukturadmittanzen nachgewiesen werden. In definierten Übertragungssituationen in einem bauähnlichen Prüfstand und im Gebäude wurde die Schallübertragung der einzelnen Heizgeräte bei direkter, flankierender und diagonaler Übertragung untersucht. Mittels des nach DIN EN 12354-5 vorgesehenen Prognosemodells wurden die Schalldruckpegel in den jeweiligen Empfangsräumen für die untersuchten Übertragungswege mit den zuvor bestimmten Quelldaten der Heizgeräte als Eingangsdaten ermittelt. Im Anschluss daran konnten die tatsächlich im Gebäude gemessenen Schalldruckpegel mit den rechnerisch prognostizierten Schalldruckpegeln zur Validierung des Prognosemodells abgeglichen werden.

Fischer, S.A.

• Das Wohnzimmer mit akustischer Verbesserung - Zur Visualisierung von Akustik und Design
  S.A. Fischer and E.-J. Völker
[A]

Die Akustik von Wohnräumen ist bekannt. Dieses gilt gleichermaßen für Sprache und ihre Verständlichkeit, für Lautsprecherwiedergabe oder Lärmstörungen. Bekannt sind auch unangenehme Halligkeiten bei ungünstiger Möblierung. Es zeigt sich, dass kürzere Nachhallzeiten bevorzugt werden. Aus Messungen der Nachhallzeiten und Schallreflexionen in 19 Wohnzimmern konnte eine Unterscheidung gefunden werden zwischen normalen und akustisch besseren Räumen. Beurteilungen erfolgten durch Abhörversuche, wozu der Standard Abhörraum im IAB einbezogen wurde. Das Bewusstsein für die richtige Raumgestaltung wächst mit der Forderung nach akustischer und visueller Verbesserung, verbunden mit geänderten Nutzungen, etwa mit der Einbindung der Multimedia-Technik mit Grossbildprojektion, 5.1 Surround Sound Wiedergabe und PC-Internet-Technologie. Das Wohnzimmer wird zum Medienzentrum mit neuen Perspektiven. Das Design dieser neuen Wohnräume schließt den Wunsch nach einem ''Persönlichen Wohlklang'' ein, der bei Wohnraumplanungen häufig nicht oder nicht genügend berücksichtigt wird. Es geht um das Arrangieren der Raumelemente nach natürlichen Gesetzen der Harmonie, wie sie u. a. aus der Lehre des Feng Shui bekannt sind. Raumaufteilungen, Möblierung und Beleuchtung sowie Farben, Materialien, technisches Equipment und Konstruktionen werden zu einem ''Positiven Energiesystem'' für die Bewohner zusammengefasst. Über diese Verbindung zwischen Akustik und Design wird berichtet.

• Optimale Akustik in Schulklassen – Zur Definition eines Behaglichkeitsfeldes
  E.-J. Völker, W. Teuber and S.A. Fischer
[A]

Schulen sind in das besondere Interesse der Öffentlichkeit geraten. Sie müssen mehr sein als ein Betonklotz mit abgehängten Decken, flach und erdrückend. Mehr Luft und angenehme Farben sind gefragt. Es geht um das Wohl der Kinder und der Lehrer. Wortverständlichkeit und gute Akustik sind gefordert für fremdsprachlichen Unterricht, insbesondere für ausländische Kinder und hörgeschädigte Kinder. Die akustischen Anforderungen sind seit langem bekannt. Sie beziehen sich auf ein gleichmäßiges Schallfeld, das Raummoden und Schetterechos vermeidet und kleine Nachhallzeiten aufweist. Das hallige Klassenzimmer stört und erschwert die pädagogische Arbeit. Lehrer lehnen diese Akustik ab. Für die Schulklasse kann ein akustisches Behaglichkeitsfeld definiert werden, das eingehalten werden muss. Die Nachhallzeit beträgt im Mittel T=0,45s oder weniger. Schallschluckmaterial ist sowohl an der Decke als auch an den Wänden angeordnet. Großflächige Reflektoren sind vermieden. Mobiliar ist perforiert und schallschluckend. Das Grundgeräusch durch lufttechnische Anlagen ist auf 30 dB(A) limitiert. Die Silben- und Wortverständlichkeiten sind optimal und betragen CIS0,9. Das Behaglichkeitsfeld fasst die Einflussgrößen zusammen und verdeutlicht die Grenzen. Bei den Beurteilungen wird ausgegangen von aktuellen Messungen in Schulen. Einbezogen sind Messwerte aus der Literatur. Ein kurzer Vergleich mit dem bereits veröffentlichten Behaglichkeitsfeld für Großraumbüros ist einbezogen.

Fleischer, H.

• Stegadmittanz und Deckenschwingungen eines Cellos
  H. Fleischer
[A]

Aus der Sicht der Mechanik stellen Streichinstrumente äußerst komplexe Schwinger mit ausgeprägter Fluid-Struktur-Interaktion dar. Soll ihr Schwingungsverhalten untersucht werden, sind Experimente unerlässlich. Gegenstand der Studie ist ein hochwertiges Cello, das mit zwei unterschiedlichen Stegen versehen werden konnte. Zunächst wurde an den Auflagepunkten der Saiten parallel zur Decke die komplexe Punkt-Admittanz gemessen. Bis zu Frequenzen von etwa 800 Hz zeigten die Ergebnisse für die beiden Stege keine erwähnenswerten Unterschiede. Danach wurde am Steg ebenfalls parallel zur Decke angeregt und mittels Laser-Scanning-Vibrometrie die Schwingungen der Vorderseite aufgenommen. Ein Vergleich macht deutlich, dass sich im Frequenzbereich bis 800 Hz in den Maxima der Stegadmittanz Schwingungen der Vorderseite widerspiegeln. Es wird dargelegt, welche Schwingungsform welchem Maximum zugeordnet ist. Die Admittanz quantifiziert die Schwingfreudigkeit am Punkt der Messung in der Richtung der Messung. Sinnvollerweise wird sie dort bestimmt, wo die Saiten Kontakt mit dem Instrumentenkörper haben. Ist die Richtung so gewählt, wie es der hauptsächlichen Orientierung der Saitenschwingung entspricht, dann sind die Maxima Indikatoren für die relevanten Schwingungen des Instrumentenkörpers. Darüber hinaus ist der Realteil der Admittanz (die Konduktanz) am Auflagepunkt ein Maß dafür, welche Leistung die Saite in das Instrument einbringen kann. Somit ist die Stegadmittanz, obwohl einfach zu messen, von hoher Aussagekraft.

Flurl, B.

• Zur Simulation der Strömungsgeräusche einer Kreiselpumpe
  O. von Estorff, B. Flurl, A. Jantzen, M. Markiewicz, T. Michels and R. Schilling
[A]

Im Rahmen des Beitrags wird eine effiziente Methode zur Simulation der Strömungsgeräusche einer Kreiselpumpe vorgestellt. Die Methode erlaubt eine gekoppelte Berechnung des strömungsakustischen Feldes und der daraus resultierenden Dynamik der Struktur, hier des Pumpengehäuses, mit einer sich anschließenden Berechnung des äußeren Schallfeldes. Dabei werden gleichzeitig der Schalldurchgang und die Schallabstrahlung des Gehäuses erfasst.

Die Berechnung des strömungsakustischen Feldes im Inneren der Pumpe erfolgt mittels der EIF-Methode. Diese wurde 1994 durch Hardin und Pope entwickelt und basiert auf den vereinfachten Navier Stokes Gleichungen, die eine Zerlegung der dynamischen Vorgänge im Fluid in inkompressible, viskose Strömung und kompressible nichtlineare Akustik ermöglichen. Die Methode ist so formuliert, dass es möglich ist, die Strömungs- und Akustikvorgänge separat zu untersuchen. Für die notwendige Interaktion zwischen dem Pumpengehäuse und dem Fluid können die Strömungs- und akustischen Größen einzeln oder in der Summe berücksichtigt werden.

Mit den anhand einer gekoppelten Berechnung ermittelten Schallschnellen auf der Oberfläche des Pumpengehäuses und unter Verwendung von im Vorfeld berechneten akustischen Übertragungsfunktionen (ATFs) wird das Schallfeld an vorgegebnen Feldpunkten ermittelt. Dieser Teil der Berechnung erfolgt mittels der Boundary-Elemente-Methode im Frequenzbereich.

Foken, W.

• System zur Ausbildung in der Kraftfahrzeug- und Maschinenakustik
  W. Foken, M. Gnauck and C. Eppler
[A]

An der Fakultät Kraftfahrzeugtechnik der Westsächsischen Hochschule Zwickau werden Studenten mit den Grundlagen der Fahrzeug- und Maschinenakustik an einem Versuchsstand vertraut gemacht. Ein auf einem ''Aggregateträger'' montierter Kompressor, welcher stationär und in Drehzahlrampen betrieben werden kann, eignet sich zur Vermittlung erster grundlegender akustischer Methoden und Darstellungsformen. Im Wesentlichen werden hierbei Grundlagen der Frequenzanalyse vertieft und auf die in der Akustik gebräuchliche Darstellungen und Verfahren wie z.B. Campbelldiagramme und Ordnungsanalysen eingegangen. Eine variabel gestaltete Lagerung des Kompressors sowie eine Vielzahl veränderlicher Transferpfade zu einer Schall abstrahlenden Oberfläche ermöglichen die Anwendung zahlreicher akustischer Verfahren, wie z.B. der Modal- und Betriebsschwingformanalyse, der Bewertung von Körperschalltransferpfaden und der Beurteilung des Abstrahlverhaltens von Platten und Verbundwerkstoffen. Durch den Einsatz von Intensitätsmesstechnik bei kontinuierlicher Messung auf einem Hüllquader des Versuchsstandes, aber auch durch diskrete Messungen auf einer Teilfläche können Variationen des Aufbaus und deren akustische Wirkung messtechnisch verifiziert werden. Der Demonstrator ermöglicht somit die Analyse verschiedenster akustischer Problemstellungen, eine zielgerichtete Ableitung und Umsetzung von Maßnahmen und den Nachweis der Wirksamkeit.

Fouloulis, A.

• Estimating Similarity of Musical Rhythm Patterns through the use of a Neural Network Model
  A. Fouloulis, G. Papadelis, K. Pastiadis and G. Papanikolaou
[A]

Assessment of musical aptitude in young children usually includes the task of rhythm copying, where the child is asked to tap a short rhythm pattern after listening to it. Evaluation of performance accuracy on this task is based on indices of similarity between the stimulus and the performed pattern, which may result either from mathematical ''distance metrics'' or, alternatively, from ratings provided by experienced musicians in pair wise comparison tasks.

In this work we present the architecture of a system containing two artificial neural networks in cascade - a self-organizing neural network (called SARDNET) and a Multi-Layer Perceptron - that receives a sequence of temporal intervals (performed rhythm pattern) as input and maps it into a given set of stimulus rhythm patterns.

Results provide strong evidence that this type of network architecture may be proven successful on calculating ''similarity measures'' between a rhythm pattern and its micro-variations that are consistent with ratings provided by real listeners.

Keywords: Musical Rhythm, Neural Networks, Similarity measures

Fraggstedt, M.

• Experiments on the viscoelastic properties of a car tyre
  S. Finnveden, M. Fraggstedt and B.A.T. Petersson
[A]

An outstanding problem in any prediction of dynamic response of an engineering structure is the actual magnitude, frequency dependence and distribution of its damping. The current work considers the viscoelastic properties of a radial car tyre. It is a complicated composite structure, built up by many different materials, and a full experimental evaluation of its dynamic properties is clearly impossible. It is therefore described by an 'equivalent structure' built up by steel wires and isotropic rubber. The wires have frequency independent properties while the rubber is described by a viscoelastic fractional Kelvin-Voigt model. It has rather few parameters, which are determined by inverse procedures applied to experimental data for a piece of rubber, a tyre sample and the full tyre structure. An FE model based on the determined viscoelastic data, and the geometry and static stiffness supplied by a tyre manufacturer, predicts dynamic response that agrees favourably with experiments.

Frahm, A.

• Schalltechnische „Immissionsrelevanz“ als Mittel strategischer Werksplanung
  A. Frahm
[A]

Frank, M.

• Training and Guidance Tool for Listening Panels
  M. Frank, A. Sontacchi and R. Höldrich
[A]

This paper presents an expandable computer-based training application for an established expert listening panel (ELP). The panel itself is part of a long-term project and treats pure research questions up to product benchmarking. Providing general training as well as specific preliminary tests, this method can shift most of the preparation time to the ELP member's home. As the training process is divided into different skill levels, the monitoring of the panel members abilities, weaknesses and progress is an easy task. In contrast to present existing tools a flexible framework has been built. Thus the application splits up into different modules: The core program provides the control of the test sequence and file-handling and has to be updated only for new experiment paradigms. The whole signal processing is performed in real-time using puredata (pd, an open-source software), so that a new experiment consists only of the raw sound file, a configuration file for the core program, and a patch file for pd. All user-related data is saved in one encrypted file per member and can be easily moved to various computers. Furthermore, the usage of open-source software and available standard software packages provides inexpensive usage at the ELP member site.

Franz, S.

• Quantifizierung des Sprachverständlichkeitsgewinns durch Richtungsfilterung im Hörgerät: Vergleich verschiedener Algorithmen
  T. Herzke, S. Franz, M. Vormann, M. Müller-Wehlau and J. Bitzer
[A]

Gegenüber einkanaligen Störgeräuschreduktionsalgorithmen können Algorithmen zur Richtungsfilterung, die Signale von mehreren Mikrofonen kombinieren, größere Gewinne bei der Sprachverständlichkeit erzielen. Im Rahmen des BMBF-Forschungsprojektes Modellbasierte Hörsysteme wurden mehrere Richtungsfilter-Algorithmen auf dem HörTech Master Hearing Aid implementiert und sowohl miteinander als auch mit einem aktuellen kommerziellen Hörgerät verglichen. Das Master Hearing Aid ist eine Software, die Audiosignalverarbeitung für Hörgeräte auf PC-Hardware bei niedrigem Delay ermöglicht. Die Vergleichsmessungen wurden mit 15 schwerhörenden Versuchspersonen durchgeführt. Der Hörverlust wurde auf dem Software-Hörgerät und auf dem kommerziellen Hörgerät in gleicher Weise durch lineare Verstärkung versorgt. Sprachverständlichkeit wurde mit dem Oldenburger Satztest gemessen. Dabei kam das Sprachsignal stets von Vorne und das Störgeräusch aus unterschiedlichen Richtungen. Erste Ergebnisse mit festen Störquellen und einem Adaptiven Richtmikrophon nach Elko (Adaptive Differential Microphone) deuten daraufhin, dass eine Verbesserung des Ausgleichs der durch dieses Filter bewirkten Kammfiltercharakteristik durch ein rechenaufwändigeres und genaueres Tiefpassfilter auch eine signifikante Verbesserung der Sprachverständlichkeit zur Folge hat, sich der zusätliche Rechenaufwand folglich lohnt. Dieses und weitere Ergebnisse sowie die verwendeten Algorithmen für das Software-Hörgerät werden auf der Tagung vorgestellt.

• Mehrkanaliges Verfahren zur Windgeräuschreduktion bei Hörgeräten mit binauraler Kompensation
  S. Franz and J. Bitzer
[A]

Turbulente Luftströmungen an Hindernissen, wie Kopf und Ohrmuschel, können starke Windgeräusche bei Hörgeräten hervorrufen. Diese tieffrequenten, rauschhaften Geräusche können bei Hinter-dem-Ohr-Hörgeräten schon ab einer Windgeschwindigkeit von 5m/s bis zu 110dB SPL betragen. Sie werden meist als störend empfunden und führen zu einer Maskierung des Nutzsignals.

Im Rahmen des Forschungsprojektes Modellbasiertes Hörgerät wurde ein binaurales Verfahren zur Kompensation von Windgeräuschen entwickelt und auf dem Master Hearing Aid implementiert. Das von HörTech gGmbH entwickelte Master Hearing Aid ist eine PC-Software und ermöglicht eine Audiosignalverarbeitung für Hörgeräte bei niedrigem Delay.

Der vorgestellte Algorithmus basiert auf einkanaliger Tieftonreduktion (Kates 2007) und einem zweikanaligen Korrelationsdetektor (Elko 2003) zur Winddetektion und -reduktion. Als neues Verfahren wird die binaurale Kopplung mehrkanaliger Hörgeräte zur Kompensation der Windgeräusche vorgestellt. Der Algorithmus nutzt den Effekt, dass bei seitlich einfallenden Wind vornehmlich Windgeräusche auf dem abgewandten Ohr auftreten. Die binaurale Kopplung ermöglicht so eine Verbesserung der Nutzsignalqualität.

- Elko, G (2003): Reducing noise in audio systems. U.S. Patent Application No. US 2003/0147538 A1. Published August, 2003

- Kates, J. M. (2007): A hearing aid with suppression of wind noise. U.S. Patent Application No. 20070030989, issued February, 2007

Frauenrath, T.

• 3D vocal fold geometry mapping using Magnetic Resonance Imaging
  A. Gömmel, T. Niendorf, T. Frauenrath, M. Otten, C. Butenweg and M. Kob
[A]

Even if some spatial insight can be obtained by stereoscopy imaging from classical optical methods or ex-vivo experiments, real 3D in-vivo measurements of vocal fold geometry are still elusive. Magnetic resonance imaging (MRI) is conceptually appealing for the pursuit of 3D imaging since it affords sub-millimeter spatial resolution and versatile tissue/muscle/cartilage image contrast. However, MRI comes with the penalty that it requires relatively long scan times. Hence, imaging of moving organs requires consideration of physiological motion. For the phonating vocal folds, periodic oscillation is superimposed by breathing movements (abduction and adduction). While for the first, synchronization cannot be obtained yet, the second can be handled by a customized explicit synchronization technique. The imaging protocol consisted of segmented 3D gradient-echo imaging and segmented 3D ultra-short TE. In vivo imaging on male and female subjects was conducted using a 3.0 T (Achieva, Philips, Best, The Netherlands) in modal and head register. 3D MRI data were included into segmentation to derive boundary conditions for finite-element models of vocal fold oscillation. Thereby, the segmented air volume of the larynx is transformed in splines at different positions in the anterior-posterior axis of the vocal folds. First results obtained from the FE simulations are shown.

Fredelake, S.

• Modellierung der auditorischen Sprachverarbeitung bei elektrischer Stimulation durch Cochleaimplantate
  S. Fredelake, V. Hohmann, S. Haumann, A. Büchner, T. Lenarz and B. Kollmeier
[A]

Der Indikationsbereich von Cochleaimplantaten erweitert sich ständig, so dass nicht nur taube, sondern auch hochgradig schwerhörende Patienten teilweise eine bessere Rehabilitation mit einem Cochleaimplantat oder mit elektrisch-akustischer Hybridstimulation erwarten lassen als mit Hörgeräten. Andererseits steigt die Leistung von modernen Hörgeräten bei hochgradiger Schwerhörigkeit. Um den Indikationsbereich für diese verschiedenen Gerätetypen festzulegen, wurden im Rahmen der Audiologie-Initiative Niedersachsen präoperative und postoperative Daten von Cochleaimplantat-Patienten an der Medizinischen Hochschule Hannover gesammelt, die im Anschluss analysiert wurden. Präoperativ wurde die Sprachverständlichkeit für den Freiburger Sprachtest und für den Oldenburger Satztest im Störgeräusch mit dem Oldenburger Forschungshörgerät (''Master Hearing Aid'') ermittelt, welches an den Hörverlust des Patienten individuell angepasst wurde. Ebenso wurde die kognitive Komponente für die Sprachverständlichkeit mittels eines Lesetests abgeschätzt. Postoperativ wurden die Sprachverständlichkeitsmessungen mit dem Cochleaimplantat wiederholt. Insgesamt wurden über 100 Patientendatensätze gesammelt, die in diesem Beitrag zusammen mit einem Modell des elektrisch stimulierten Hörnerven vorgestellt werden. Das Modell besteht aus 10000 Nervenzellen, die nach elektrischer Stimulation durch ein simuliertes Cochleaimplantat Aktionspotentiale in Abhängigkeit von der zeitlichen und räumlichen Anregung produzieren. Diese Aktionspotentiale werden auf einer zentralen Verarbeitungsstufe zu einer internen Repräsentation weiterverarbeitet, die zur Vorhersage der Sprachverständlichkeit mit Cochleaimplantaten dient. Die Validität des Modells wird anhand der Patientendaten untersucht.

Freitag, R.

• Qualitätsbeurteilung von Motorstart- und Leerlaufgeräuschen
  M.E. Altinsoy and R. Freitag
[A]

Eine interessante Frage ist, wie die Menschen eine gesamte Beurteilung für die zeitlich veränderlichen Signale bilden. Wie gewichten wir einzelne Bereiche bei der Gesamtbeurteilung, wenn die Signale klar trennbare zwei unterschiedlich zeitliche Bereiche besitzen? Die Fahrzeuge weisen unterschiedliche zeitlich stationäre und instationäre Geräusche auf. Die Betriebszustände Motorstart (instationär) und Leerlauf (quasi-stationär) sind zwei Beispiele dafür. Sie haben einen engen funktionellen Zusammenhang. Deswegen hören wir öfter die Geräusche der beiden Betriebszustände hintereinander. Was sind die relativen Beiträge von einzelnen Geräuschen bei dem Gesamtqualitätsurteil, wenn die Fahrer diese beiden Geräusche hintereinander hören und ein Gesamtqualitätsurteil bilden,? Um dies analytisch zu untersuchen, werden Tests mit Versuchspersonen durchgeführt. In diesen Experimenten werden die Betriebszustände sowohl einzeln dargeboten und bewertet als auch zusammen. Im Vortrag werden die Ergebnisse dieser Experimente vorgestellt und diskutiert.

Fremerey, C.

• Notenschrift-Audio Synchronisation komplexer Orchesterwerke mittels Klavierauszug
  V. Thomas, C. Fremerey, S. Ewert and M. Clausen
[A]

Welcher Takt einer Partitur ist gerade auf einer Einspielung des Musikstücks zu hören? Diese und ähnliche Fragen sind Gegenstand der Notenschrift-Audio Synchronisation. Derartige Synchronisationsresultate erleichtern die Navigation und Suche innerhalb von Musikstücken. Bisher wurden meistens Partituren mit nicht zu komplexer Orchestrierung mit den entsprechenden Aufnahmen synchronisiert. In diesem Beitrag sollen erste Schritte in Richtung Synchronisation komplexer Orchesterwerke vorgestellt werden. Für viele dieser Orchesterpartituren existieren Klavierauszüge, durch die eine komprimierte Darstellung des zugrundeliegenden Musikstückes erreicht wird. Im Vortrag soll über unsere Forschungen im Bereich der Synchronisation von Klavierauszügen mit voll instrumentierten Audioaufnahmen berichtet werden.

Frère, A.

• Which driving situations best represent “the characteristic sound” of diesel engines?: Comparison between Germany and France
  A. Frère, N. Misdariis, P. Susini, R. Weber, C. Peteul-Brouillet and G. Guyader
[A]

In 2007, the proportion of diesel cars reached 74% in the French market. This growth is similar in other Western Europe countries like Germany for instance. In the last ten years, the drawbacks of diesel engine noise were significantly reduced. A part of current research works deals with the improvement of perceived characteristics towards a higher customer appreciation. As part of a study on the sound perception of diesel engines, we are focusing on positive features of different driving situations (from hot idle to acceleration or traffic jam for instance). Like above-mentioned, France and Germany seem to be the biggest purchasers of diesel cars. Therefore, this paper presents an intercultural study between French and German diesel cars owners. The experiment proposed to the participants, consists in assessing the dieselness of twelve different driving situations (for three different diesel cars) on a continuous scale. For each of those countries, the results show the hot idle like the driving situation that best represents ''the characteristic sound'' of diesel engines. In addition, for most of driving situations, German people evaluate them more diesel than French people assess. These results will be detailed in this article.

Friebe, S.

• Masseneutrale Minderung des Fahrzeuginnengeräusches durch den Einsatz einer neuartigen Reserveradmulde aus textilverstärkten Thermoplastverbunden
  W. Hufenbach, J. Meschke, G. Gäbel, M. Dannemann and S. Friebe
[A]

Textilverstärkte Thermoplastverbunde bieten durch das in weiten Bereichen konstruierbare Eigenschaftsprofil die Möglichkeit, eine hohe Verbunddämpfung sowie eine geringe Schallabstrahlung und somit ein hohes Leichtbauakustikpotential zu erzielen. Die im Rahmen des Transferprojektes T5 des Sonderforschungsbereiches 639 durchgeführten Arbeiten umfassen in diesem Zusammenhang neben der Kennwertermittlung und der Erstellung sowie Validierung geeigneter Simulationsmodelle vor allem die Herstellung und praxisnahe Erprobung derartiger textilverstärkter Thermoplaststrukturen. Hierfür wurde von den Projektpartnern die Reserveradmulde eines Personenkraftwagens als Demonstratorbauteil ausgewählt, die serienmäßig aus glasmattenverstärktem Thermoplast besteht. Insbesondere die erste Eigenform dieses Bauteils hat einen großen Einfluss auf das Fahrzeuginnengeräusch. Zum Nachweis des leichtbauakustischen Potentials der textilverstärkten Thermoplaste wurde daher eine geometrisch weitgehend identische Mulde derart ausgelegt, dass eine Erhöhung der ersten Eigenfrequenz ohne Erhöhung der Bauteilmasse erzielt werden kann. Die optimierte Mulde wurde anschließend mit Hilfe eines speziell dafür angepassten seriennahen Pressprozesses gefertigt und experimentell untersucht. Sowohl in der Simulation als auch im Experiment konnte die Erhöhung der ersten Eigenfrequenz der Reserveradmulde durch den Einsatz einer Textilverstärkung um ca. 17 % nachgewiesen werden. In anschließend durchgeführten Fahrversuchen konnte die Reduktion des Fahrzeuginnengeräusches bestätigt werden. Insbesondere im wichtigen niederfrequenten Bereich wurde der Schallpegel durch den Einsatz der textilverstärkten Reserveradmulde erheblich gesenkt.

Fritzsch, A.

• Numerical investigation of transmission, reflection and scattering of sound waves through a blade row
  A. Fritzsch, S. Guerin, C. Weckmüller and L. Enghardt
[A]

This paper presents a method to quantify the influence of arbitrary no-swirl mean flow on the sound propagation characteristics in a duct. The analytical eigenfunctions for plug flow are used rather than the numerical Pridmore-Brown solutions.

Replacing the radial mean flow profile by a potential flow enables the usage of fast methods like that applied in the finite element code Actran TM. It can be shown, that this simplification leads to errors depending on frequency, Mach number and modal structure of the sound field.

Previous studies estimated these errors by comparing the analytical modal functions for plug flow with the Pridmore-Brown functions for arbitrary mean flow. This comparability has not been proven, yet.

The authors use the modal eigenfunctions to generate an analytical sound field on plug flow and propagate it with the DLR CAA solver Piano along a spatially developing flow profile. Thus the sound field changes gradually with the flow profile. Its modal decomposition along the extend of the duct on an assumed radial constant flow profile allow conclusions about the influence of the radial non constant flow profile on the spatial changes of the radial structure of the sound field.

Fritzsche, C.

• Schallentstehung und turbulente Grenzschicht an der Hinterkante poröser Profile
  T. Geyer, E. Sarradj and C. Fritzsche
[A]

Die turbulente Umströmung der Hinterkante ist eine der Hauptschallquellen an Tragflügeln, zum Beispiel an Ventilatoren, Windrädern und Verdichtern. Eine bekannte Möglichkeit zur Minderung des Hinterkantenschalls an Tragflügeln ist die Verwendung von Profilen aus porösem Material.

Übliche analytische Modelle zur Berechnung des Hinterkantenschalls nichtporöser Profile beruhen auf der Grenzschichtverdrängungsdicke als maßgeblichem Parameter. Viele dieser Modelle basieren auf der Arbeit von Ffowcs-Williams und Hall, wobei angenommen wird, dass die Grenzschichtverdrängungsdicke proportional zur charakteristischen Turbulenzlänge und die mittlere Schnelle der turbulenten Strukturen proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist. Daraus ergibt sich die bekannte Skalierung mit der fünften Potenz der Strömungsgeschwindigkeit. Für herkömmliche Profile heißt das, dass mit zunehmender Grenzschichtverdrängungsdicke, verursacht zum Beispiel durch eine zunehmende Strömungsgeschwindigkeit, die Schallemission steigt. Für poröse Tragflügel gibt es jedoch keine Aussagen über die Gültigkeit vorhandener Modelle.

Im Vortrag werden Messungen der turbulenten Grenzschicht an Profilen aus porösem Material vorgestellt. Die Ergebnisse der Grenzschichtmessungen sowie Ergebnisse akustischer Messungen an porösen und nichtporösen Tragflügeln gleicher Geometrie werden verglichen.

• Akustische Polaren
  C. Fritzsche, E. Sarradj and T. Geyer
[A]

Das bei der Umströmung eines Tragflügelprofils an dessen Hinterkante entstehende Geräusch ist eine der Hauptlärmquellen im Bereich der Aeroakustik. Für die Berechnung dieses Hinterkantengeräusches existieren verschiedene Ansätze, zum Beispiel das Modell von Brooks, Pope und Marcolini (1989) oder das Modell von Lowson (1992). Derartige Berechnungsverfahren berücksichtigen neben der exakten Profilgeometrie und der Strömungsgeschwindigkeit auch den Anstellwinkel des Profils, welcher einen deutlichen Einfluss auf die Schallentstehung hat. Detailliertere Untersuchungen zum Einfluss des Anstellwinkels auf das Hinterkantengeräusch wurden zudem von Hutcheson und Brooks (2004) an einem NACA 63-215-Profil durchgeführt.

Im aeroakustischen Windkanal der BTU Cottbus wurden Geräuschmessungen an Profilen vom Typ SD7003 und NACA 0012 bei verschiedenen Anstellwinkeln und Strömungsgeschwindigkeiten durchgeführt. Simultan erfolgte die Messung der Auftriebs- und Widerstandskraft der Tragflügel. Die gemessenen Schalldruckpegel werden hinsichtlich ihrer Abhängigkeit vom Anstellwinkel betrachtet und als ''akustische Polaren'' dargestellt. Zum Vergleich mit den Messergebnissen werden berechnete Werte und publizierte Ergebnisse herangezogen.

Frommolt, K.-H.

• Bioakustisches Monitoring von Brutvögeln
  K.-H. Frommolt and K.-H. Tauchert
[A]

Lautäußerungen von Vögeln, die der Territorialanzeige dienen, eignen sich sehr gut, um eine nichtinvasive Erfassung von Brutvogelbeständen im Interesse des Naturschutzes durchzuführen. In einer Renaturierungsfläche am Kummerower See (Mecklenburg-Vorpommern) haben wir mit einem Array von 4 Vierkanalrecordern die Rufe nachtaktiver Vogelarten (Rohrdommeln, Rallen) aufgezeichnet. Unter Nutzung von akustischen Mustererkennungsalgorithmen wurden die Rufe der Zielarten auf den Langzeitaufnahmen selektiert und nach möglichst störungsfreien Stellen mit wenig Hintergrundgeräuschen gesucht. Die Anzahl der Rufer wurde durch Lokalisierung des Ruf-Ortes mittels akustischer Triangulation bestimmt. Dabei wurden zwei Ansätze genutzt: A) Ortsbestimmung durch Peilung über Mikrofonpaare deren Einzelmikrofone jeweils einen geringen Abstand (25 cm) hatten und B) Ortsbestimmung über eine Hyperbelfunktion durch Auswertung der Laufzeitunterschiede entfernter (100 bis 250 m) Mikrofone. Ungeachtet der Lokalisationsunschärfe waren beide Ansätze gut geeignet, die Anzahl der Rufer in einer Fläche zu bestimmen. Die Anzahl der Großen Rohrdommel, deren niederfrequente Rufe über große Distanzen reichen, konnte mit einem einzigen Array für eine Fläche von ca. 2 km bestimmt werden. In der Perspektive können akustische Bestimmungen der Brutvogelbestände eine wertvolle Ergänzung zu traditionellen Monitoringprogrammen bilden, insbesondere für sensible Arten, bei denen Störungen am Brutplatz minimiert werden sollten.

Fuchs, H.V.

• Funktionale Akustik für alle Nutzungen realer Räume
  H.V. Fuchs
[A]

Für Akustiker beeinflusst der Raum jede Klangentfaltung auf vielfältige Weise, so als müssten ihn alle Darbieter entsprechend seinen akustischen Eigenheiten nutzungsabhängig berücksichtigen. Für Tonmeister ist der Raum dagegen nur eine lästige Hürde zu seinem eigenen Klangbild, das sie sich aus Partitur, Wünschen des jeweiligen Dirigenten und Produzenten sowie eingängigen Hörgewohnheiten bilden. Wegen der vorherrschend schlechten Konditionierung der Räume aus Kostengründen, Zeitmangel und Bequemlichkeit dominiert heute allgemein Nahfeld-Polymikrofonie und elektronische Nachbearbeitung. Beide Berufsgruppen verkennen, dass der Raum bei einem guten Ensemblespiel überhaupt erst das mehrdimensionale Klangfeld schafft, in dem nach E. Skudrzyk ''der Schall lebendig und räumlich von einer Stimme zur anderen überspringt''. Um aber seine für Darbietung, Aufnahme und Wiedergabe von Musik und Sprache gleichermaßen notwendigen Funktionen erfüllen zu können, sollte der Raum idealer Weise eine zu tiefen Frequenzen abfallende Nachhallzeit aufweisen. Wenn man ihm dagegen nach DIN 18041-2004 einen zu den Tiefen ansteigenden Nachhall gestattet, entsteht Klang-Mulm, der das Live-Erlebnis stört und jede Reproduktion erschwert. Es werden Räume besprochen, die für ihre in jeder Hinsicht phänomenale Akustik weltberühmt wurden, die aber dieser Norm widersprechen. Dieser Vortrag steht im Zusammenhang mit dem von P.K. Burkowitz; beide bereiten das Demonstrations-Konzert am Dienstag in der Jesus-Christus-Kirche vor, s. Programmheft auf S. ...

• Ein Schallschutzkonzept für höchste hygienische Ansprüche
  J. Berger, M. Haaß, H.V. Fuchs and P. Rietschel
[A]

Die EU-Richtlinie 2003/10/EG hat die Anforderungen im betrieblichen Lärmschutz verschärft. Hierdurch entstanden neue und weiter ausgedehnte kennzeichnungspflichtige Lärmbereiche in den Produktionsstätten der Nahrungsmittelindustrie. Konventionelle Schallabsorber erfüllen aber in der Regel nicht die dort verbreitet geltenden extremen Anforderungen an die Hygiene, an die mechanische Stabilität und widerstehen nicht den notwendigen harten Reinigungsmethoden. Eine alternative Lösung des Lärmproblems in den betroffenen Betrieben ist für die Einhaltung der ''Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch Lärm und Vibrationen'' und für die Verbesserung der dortigen Arbeitsbedingungen somit unabdingbar. Aufbauend auf den Erfahrungen mit innovativen, robusten Absorbern für ein breites Anwendungsspektrum (u. a. Membran-Absorber, Verbundplatten-Resonatoren, Breitband-Kompaktabsorber und Mikroperforierte Platten) wird im Rahmen eines mittelfristig angelegten F&E-Projekts ein neues Konzept zur Lärmminderung an lauten Maschinen und Anlagen entwickelt. Es versucht, die üblichen Maßnahmen an und unter der Decke über den sensiblen Produktionsbereichen durch leichter zu reinigende, bevorzugt stehende Schallschirme sowie Maßnahmen an den Lärmquellen selbst zu ersetzen. Ihrem Einsatz in ausgewählten Muster-Betrieben müssen scharfe Qualifikationstests bezüglich Hygiene, mechanischer Stabilität und Reinigung vorausgehen. Parallel zu konkreten Ausführungen in Betrieben werden zum Vergleich Lärmprognosen berechnet. Diese sollen es ermöglichen, in Zukunft präzise Prognosen für die akustische Wirksamkeit dieses Konzepts unter den sehr unterschiedlichen Einsatzbedingungen zu erstellen.

Funke, S.

• SODIX - Inverse Schallquellenanalyse an Flugzeugtriebwerken mit Mikrofonarrays
  S. Funke and U. Michel
[A]

Mit dem inversen Verfahren SODIX (Source Directivity Modeling in Cross-Spectral Matrix) können die absoluten Quellstärken der breitbandigen Lärmquellen von Flugzeugtriebwerken und deren Richtcharakteristik bestimmt werden. Das Verfahren modelliert die Verteilung und die Richtcharakteristik unkorrelierter Punktschallquellen auf der Oberfläche des Triebwerks, mit dem Ziel den Fehler zwischen gemessenen und simulierten Kreuzleistungsspektren zu minimieren. Ein Konjugierte-Gradienten-Verfahren wird zur Lösung des nichtlinearen Problems im Frequenzbereich genutzt. Mit dem resultierenden Punktschallquellenmodell ist es dann möglich die Schallabstrahlung des Triebwerks in das geometrische Fernfeld zu berechnen. Die Ergebnisse stimmen mit entsprechenden Fernfeldmessungen bei Abweichungen von lediglich 1-2 dB sehr gut überein. Die ausgeprägte Richtcharakteristik der Breitbandlärmquellen konnte für einen großen Winkelbereich sehr gut abgebildet werden, wobei die Integration über einzelne Quellteilgebiete die Beurteilung des Einflusses der Triebwerkskomponenten Einlass, Düsen und Strahl erlaubt. Mit synthetischen Daten wurde für SODIX eine im Vergleich zu konventionellem Beamforming größere Dynamik, als auch ein geringerer Einfluss von Alias-Quellen bei hohen Frequenzen nachgewiesen. Das Verfahren zeigte sich ebenfalls sehr robust bei unkorrelierten Störgeräuschen, wodurch es auch für die Analyse von Messungen in Strömungskanälen oder unter Einfluss diffuser Sekundärschallfelder geeignet ist.

Fuß, S.

• Numerische Modalanalyse einer Blockflöte
  S. Fuß and S. Marburg
[A]

Für das Modell einer Sopranblockflöte werden Modalanalysen der spielbaren Töne durchgeführt, ausgenommen der Töne mit halbgeöffneten Tonlöchern. Die Ergebnisse der Modalanalyse werden mit den Werten aus der MIDI-Tabelle verglichen. Dabei wird untersucht, ob alle berechneten Eigenfrequenzen ein ähnliches Verhalten zu den exakten Werten aufweisen oder ob es Besonderheiten bei einzelnen Tönen gibt, wie bereits vorangegangene Untersuchungen vermuten lassen.

• Simulation der Schallausbreitung am Beispiel einer Blockflöte
  S. Fuß and S. Marburg
[A]

Beim Spielen einer Blockflöte wird die Luftsäule im Inneren des Instruments durch den eingebrachten Luftstrom zum Schwingen angeregt. Der Spieler ist in der Lage die Tonfrequenz durch Variation des Anblasdrucks zu beeinflussen und damit Feinabstimmungen im Klang zu erreichen. Die Schallausbreitung in rotationsbehafteten Strömungen wird durch die Galbrun-Gleichung beschrieben. Wir präsentieren den Einfluss der Strömung auf die Eigenfrequenzen.

Weiterhin ist es möglich mit Hilfe von Quadrupolquellen im Bereich des Labiums einer Blockflöte den Anregungsmechanismus für eine Schallausbreitung in der Flöte und um sie herum abzubilden. Die numerischen Ergebnisse werden durch Messungen an der Blockflöte validiert.

• Schallproduktion und -abstrahlung resonatorgesteuerter Schneidentöne
  A. Richter and S. Fuß
[A]

Beim Spielen einer Blockflöte, aber auch in vielen technischen Anwendungen bildet die nichtlineare Wechselwirkung zwischen einem Freistrahl und einem akustischen Feld den primären Schallproduktionsmechanismus. Die Lösung der kompressiblen Navier-Stokes-Gleichungen erlaubt zwar die Modellierung sowohl der strömungsmechanischen Prozesse im Bereich der Schneide als auch die Abbildung des akustischen Resonators, führt aber aufgrund der auftretenden Längendisparitäten zu einem nicht hinnehmbaren Rechenaufwand, wenn eine Optimierung des Resonators angestrebt wird. Aus diesem Grund betrachten wir die Schallproduktion und das Resonatorverhalten voneinander entkoppelt. Die Beschreibung des linearen Resonators erfolgt dabei im Frequenzbereich, die notwendigen akustischen Quellen resultieren aus instationären, kompressiblen RANS-Rechnungen. Dies erlaubt es, sehr effizient Modifikationen des Resonators zu untersuchen, ohne eine vollständige Neuberechnung des gekoppelten Problems durchführen zu müssen. Wir präsentieren ausgesuchte, auf diesem Ansatz basierende Ergebnisse sowie eine Validierung dieses Ansatzes anhand experimentell gewonnener Daten.

Gaal, M.

• Einsatz von Luftultraschall-Sensoren mit geringer akustischer Impedanz
  M. Gaal, J. Döring, J. Bartusch and G. Brekow
[A]

Einer der Schwerpunkte bei der Entwicklung von Luftultraschall-Sensoren ist die Impedanzanpassung an das Medium Luft. Trotz vieler Arbeiten auf diesem Gebiet und ungeachtet der mit den Lambda-Viertel-Schichten verbundenen Nachteile werden sie zur Anpassung an Luft am häufigsten eingesetzt. Einen neuartigen Ansatz zur Überwindung dieses Problems für den Bau von Luftschall-Sensoren liefern piezoelektrische Kunststoff-Schaumfolien. Ihre geringe Schallgeschwindigkeit und Dichte bewirken eine sehr niedrige akustische Impedanz und liefern damit die Voraussetzung für sehr kurze (breitbandige) Prüfimpulse. Ein Vergleich der verschiedenen Methoden zur Impedanzanpassung, wie die erwähnten Anpassschichten, die Erhöhung der Luftdichte und die Verwendung von CMUTs (capacitive micromachined ultrasonic transducers) belegt die Vorzüge der Schaumfolien für die zerstörungsfreie Prüfung.

Gabbert, U.

• Design of a Smart Stripped Engine for Active Noise and Vibration Control Using Numerical Methods
  S. Ringwelski, T. Luft and U. Gabbert
[A]

The objective of this paper is to design a smart car short engine comprised of a cylinder block and an oil pan with surface-attached piezoelectric actuators and sensors for active noise and vibration reduction using numerical methods. In the analyses the FEM is applied to model the structural behavior of the cylinder block and the oil pan as well as the surface-attached piezoelectric elements. At first uncoupled structural FE simulations of the short engine are presented, which are aimed to identify the most dominant mode shapes within a frequency range of 0-1200 Hz. Based on these results the definition of the actuator positions is performed. In a next step, a fully coupled electromechanical FE model is created by including the piezoelectric elements. Then, a velocity feedback control algorithm is implemented into the electromechanical FE analysis to provide a closed loop model. In order to evaluate the performance of the designed system, test simulations of the actively controlled engine are carried out in the frequency domain and the results are compared with experimental data. Additionally, the exterior noise radiation of the short engine is computed with the help of the BEM to examine the noise reduction efficiency of the designed system.

Gäbel, G.

• Masseneutrale Minderung des Fahrzeuginnengeräusches durch den Einsatz einer neuartigen Reserveradmulde aus textilverstärkten Thermoplastverbunden
  W. Hufenbach, J. Meschke, G. Gäbel, M. Dannemann and S. Friebe
[A]

Textilverstärkte Thermoplastverbunde bieten durch das in weiten Bereichen konstruierbare Eigenschaftsprofil die Möglichkeit, eine hohe Verbunddämpfung sowie eine geringe Schallabstrahlung und somit ein hohes Leichtbauakustikpotential zu erzielen. Die im Rahmen des Transferprojektes T5 des Sonderforschungsbereiches 639 durchgeführten Arbeiten umfassen in diesem Zusammenhang neben der Kennwertermittlung und der Erstellung sowie Validierung geeigneter Simulationsmodelle vor allem die Herstellung und praxisnahe Erprobung derartiger textilverstärkter Thermoplaststrukturen. Hierfür wurde von den Projektpartnern die Reserveradmulde eines Personenkraftwagens als Demonstratorbauteil ausgewählt, die serienmäßig aus glasmattenverstärktem Thermoplast besteht. Insbesondere die erste Eigenform dieses Bauteils hat einen großen Einfluss auf das Fahrzeuginnengeräusch. Zum Nachweis des leichtbauakustischen Potentials der textilverstärkten Thermoplaste wurde daher eine geometrisch weitgehend identische Mulde derart ausgelegt, dass eine Erhöhung der ersten Eigenfrequenz ohne Erhöhung der Bauteilmasse erzielt werden kann. Die optimierte Mulde wurde anschließend mit Hilfe eines speziell dafür angepassten seriennahen Pressprozesses gefertigt und experimentell untersucht. Sowohl in der Simulation als auch im Experiment konnte die Erhöhung der ersten Eigenfrequenz der Reserveradmulde durch den Einsatz einer Textilverstärkung um ca. 17 % nachgewiesen werden. In anschließend durchgeführten Fahrversuchen konnte die Reduktion des Fahrzeuginnengeräusches bestätigt werden. Insbesondere im wichtigen niederfrequenten Bereich wurde der Schallpegel durch den Einsatz der textilverstärkten Reserveradmulde erheblich gesenkt.

Gärtner, D.

• Drumloop Separation using adaptive Spectrogram Templates
  C. Dittmar, J. Abeßer and D. Gärtner
[A]

The separation of single drumsounds from drumloops is a desirable signal processing functionality with a wide variety of applications in music production and music video games. Since recognition of the distinct drumsounds is a pre-requisite for separation, the detection of onsets and instrument types is necessary. Although machine-learning based classification of isolated drumsounds has been proven do be feasible, it is not applicable to the problem of drumloop separation. The main challenge is the strong overlap of drumsound spectra when two or more drumsounds share the same onset-time. It leads to erroneous estimation of the involved instruments, e.g., a tom and a hi-hat appearing simultaneously could easily be misclassified as being a snare. Different approaches have been proposed in the literature to overcome that problem, mainly template matching vs. decomposition based methods. We pursue the approach of template matching, but without the need for any prior assumption about the involved instruments. A heuristic update rule for the templates is described as well as an expectation maximization approach to the final thresholding. The quality of separation is evaluated with artificially generated as well as real drumloops. The transcription is tested against manually annotated excerpts from commercially available music recordings.

• Classification of Electronic Club-Music
  D. Gärtner, C. Zipperle and C. Dittmar
[A]

Technical advances like broadband internet access and digital vinyl systems have made digital music distribution one of the major ways to obtain music. Services like beatport or djtunes give Djs and other music-loving people the opportunity to obtain hundreds of thousands of songs from the electronic club- music genre.

Music discovery in databases of this size is challenging. Besides artist and title information, music providers therefore arrange their content into classes, e.g., subgenres. This way of expressing similarity according to musical attributes can be helpful to find new music. Generally, the class labels are assigned manually, which is a time consuming procedure that requires to be done by music experts.

We present a system for the automatic content-based classification of electronic club-music into 15 different electronic club-music subgenres. Features from the timbre and rhythm domain are extracted, then a classifier is trained incorporating feature selection, feature space transformation, and machine learning techniques. In the development phase, parameters are determined using 5-fold cross-validation. The performance of the final system is evaluated with an additional test set.

Gaffal, R.

• Luftverkehrslärm und die Notwendigkeit systematischer Untersuchungen mit flexiblen Fluglärmsimulationswerkzeugen
  G. Saueressig, R. Gaffal, U. Isermann, R. König, R. Schmid and K. Haag
[A]

Lärmminderungsmaßnahmen gewinnen an vielen Flughäfen zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchungen umfassen dabei sowohl Änderungen von Flugverfahren als auch Geräusch reduzierende Maßnahmen an der Schallquelle. In der Regel ist es schwierig die Effekte solcher Maßnahmen auf die Schallimmission zu quantifizieren, wenn konventionelle Berechnungswerkzeuge genutzt werden, weil diese nicht für ''what-if''-Studien entwickelt wurden und die Qualität ihrer Datenbasen nicht ausreicht. Ein Beispiel hierfür stellt die Anleitung zur Berechnung von Fluglärm (AzB) dar, die auf die Unterstützung von gesetzlichen Regelungen ausgelegt ist und deshalb auf standardisierten Daten bzgl. Flugzeugflottenmix und Flugverfahren beruht. Um die aktuellen Lärmimmissionen an einem Flughafen genauer analysieren und Lärmminderungsmaßnahmen bewerten zu können, bedarf es einer Weiterentwicklung der AzB-Methodik. Daneben ist es auch notwendig Analysewerkzeuge für einzelne Flugereignisse weiterzuentwickeln, um zu einer besseren Abschätzung der einzelnen Lärmminderungspotenziale zu kommen. Deshalb sollten künftig sowohl flugzeugbezogene als auch flugleistungsbezogene Daten derart verfeinert werden, dass die Effekte von technischen Modifikationen am Fluggerät und Änderungen in Flugverfahren mit ausreichender Genauigkeit aufgelöst werden können. Parallel zu den Untersuchungen von Lärmminderungsmaßnahmen bedarf es auch der Analyse der Schadstoffemission zur Vermeidung von ''trade-offs''. Dementsprechend wird eine gemeinsame Initiative von Flughäfen, Fluggesellschaften, Flugsicherung, Herstellern und Behörden zur Verbesserung der Methodik und Datenlage empfohlen.

Garcia, M.-N.

• Quality Impact of Audio on Audio-Visual Quality in the context of IPTV
  M.-N. Garcia and A. Raake
[A]

This paper investigates the quality impact of audio in an audio-visual context. It tries to answer a number of questions based on the analysis of audio-only, video-only and audio-visual subjective test results: What is the quality impact of audio on the overall audio-visual quality in the context of IP-based TeleVision (IPTV)? Does this impact depend on the audio-visual content type, e.g. soccer with speech on noise? Does it depend on the degradation type: compression artifacts or transmission errors? Does it depend on the video resolution, i.e. Standard Definition (SD, 720 x 576) or High Definition (HD, 1920x1080)? The paper discusses these questions based on the results of an extensive series of perception tests. All tests follow standard procedures. The stimuli are obtained by off-line processing of five uncompressed audiovisual contents at various bit-rates and packet-loss-rates. The contents are representative of various TV programs. The applied processing results in typical IPTV degradations. This paper also shows how the results of this analysis are used for modeling the audio-visual quality based on audio and video impairment factors, which express the quality impact of the different degradations on a common scale.

Gardonio, P.

• Modelling sound transmission through panels using an elemental approach
  J. Rohlfing and P. Gardonio
[A]

Der Elemente-Ansatz ist eine flexible Methode zur Berechnung der Strukturantwort und abgestrahlten Schallleistung von kleinformatigen Paneelen in einer unendlichen Platte. Das Paneel wird für die Berechnung der Schalltransmission in ein Gitternetz von Elementen unterteilt. Die Strukturantwort und abgestrahlte Schallleistung werden durch mechanische und akustische Punkt- und Transferfunktionen in den Zentren der Elemente beschrieben. Als Anregung können sowohl deterministische Anregungen wie Punktkräfte und ebene Wellen als auch stochastische Anregungen wie Diffusfeld und turbulente Grenzschicht berücksichtigt werden. Durch das Formulieren von Feedback-Schleifen ist es möglich verschiedene Einflussgrößen auf die Schalltransmission zu modellieren, z. B. a) die akustische Impedanz der umgebenden Medien, b) flexible Einspannbedingungen, c) punktuellen aufgebrachte Massen, Dämpfer und Aussteifungen bzw. aktive Feedback-Kontrollsysteme. Die Ergebnisse zeigen den Einfluss von Koinzidenzeffekten auf die Strukturantwort und auf die abgestrahlte Schallleistung. Damit kann zum Beispiel erklärt werden warum Schalltransmissionsmessungen mit gerichteten Lautsprechern als Quellen nur unterhalb der Grenzfrequenz gute Übereinstimmung mit der Diffusfeldmethode aufweisen. Der Vergleich der Formulierungen für Diffusfeldanregung und der Abstrahlcharakteristik zeigt das Prinzip der Diffusfeld Reziprozität. Die Formulierungen des Elemente-Ansatzes lassen sich direkt auf Laser Vibrometer Messungen anwenden. Dies erlaubt die Messung der Schalltransmission unabhängig von Flankenübertragungen und Empfangsraumeigenschaften.

Gaul, L.

• Damping in Structures Assembled by Bolted Joints
  L. Gaul
[A]

• Reflexion und Transmission von Körperschall an Unstetigkeiten in Zylinderstrukturen
  H. Sprenger, S. Bischoff and L. Gaul
[A]

Die Ausbreitung von Körperschall in zylindrischen Strukturen hat, vergleichbar mit Wellen in Platten (Lamb-Wellen) multimodalen dispersiven Charakter. Werden Körperschallwellen zur Schadensdetektion eingesetzt, z.B. bei der Strukturüberwachung von Seilstrukturen, ist genaue Kenntnis der Ausbreitungs- und Reflexionseigenschaften der Körperschallwellen vonnöten. Diese lassen sich mittels der Finite-Elemente-Methode ermitteln, indem ein Segment des periodischen Wellenleiters modelliert wird. Als Lösung erhält man alle sich in dem entsprechenden zylindrischen Wellenleiter auftretenden Ausbreitungsmoden sowie lokal auftretende, evaneszente Moden.

Interessiert insbesondere die Reflexion und Transmission von Körperschallwellen an Unstetigkeiten wie z.B. Rissen oder Kerben, erhält man die entsprechenden Reflexions- und Transmissionskoeffizienten durch Formulieren des Prinzips der virtuellen Arbeit an der Unstetigkeitsstelle. Die präsentierten Ergebnisse zeigen die Umwandlung von Ausbreitungsmoden an Fehlstellen und ermöglichen die Identifizierung geeigneter Wellentypen zur Strukturcharakterisierung. Umgekehrt lassen sich mit den ermittelten Reflexions- und Transmissionskoeffizienten aus Messsignalen von Ultraschallwellen Fehlstellen nicht nur lokalisieren sondern auch in gewissen Maße in ihrer Geometrie (z.B. Risstiefe) charakterisieren.

Gebert, H.

• LIPPS – Eine dialogbasierte, audio-visuelle Trainingshilfe für das Absehen zum Einsatz mit Schwerhörigen
  H. Gebert and H.-H. Bothe
[A]

Menschen mit abnehmender Hörfähigkeit sind zunehmend auf alternative Kommunikationskanäle angewiesen. Das Absehen der sichtbaren Artikulationsbewegungen eines Gesprächspartners stellt dann eine Möglichkeit dar, verbale Äusserungen zu verstehen. Das bewusste Trainieren des Absehens kann auch als Erlernen einer visuellen Sprache betrachtet werden. In diesem Sinne stellt das vorgestellte Projekt den Entwurf und Aufbau eines Sprachlabors für das Absehen dar, welches dem Lehrer eine effektive audio-visuelle Hilfe zur Ergänzung seines Unterrichts bieten kann.

Dazu wurde ein Softwarepaket entworfen, das im Wesentlichen aus einer 3D-Gesichtsanimation mit synchronisierter Sprachvollsynthese, einer natürlichsprachigen Dialogeinheit mit sprecherabhängigem Spracherkenner sowie einem Lehrer-Schüler-Trainingsmodul besteht. Der modulare Aufbau mit zentralem Eventmanager erlaubt die Kombination verschiedener Einzelmodule.

In der hier vorgeschlagenen Version des Trainingsmoduls findet ein hierarchisch strukturierter Aufbau Anwendung, der zunächst wichtige Einzelwörter und kurze Phrasen darstellt, um dann über einfache gesteuerte Dialoge zu einer relativ freien Konversation zu kommen; die vom Lehrer vorgeschlagenen Wörter oder Äusserungen werden dabei systematisch in die Dialogführung eingebaut. Dieses Vorgehen erscheint den Absehschülern durch seine Interaktivität wesentlich interessanter als die sequentielle Präsentation vorgefertigter Videofilme.

In unserem Beitrag werden die aktuelle Version der Trainingshilfe sowie erste Ergebnisse im Einsatz mit schwerhörigen und normalhörenden Schülern vorgestellt.

Gebhardt, K.

• Einsatzmöglichkeiten der TWIN-Mikrofone
  K. Gebhardt and D. Richter
[A]

TWIN-Mikrofone besitzen zwei Mikrofonkapseln, die im Abstand x angeordnet sind. Am Ausgang liegen die Signale beider Mikrofonkapseln parallel. Die Unterschiede der Ausgangssignale resultiert aus den unterschiedlichen Positionen der Membranen. Durch gewichtete Addition bzw. Subtraktion der Signale lassen sich die Richtcharakteristiken bekannter umschaltbarer Mikrofone (Niere, Superniere, Acht, Kugel) realisieren. Das erste TWIN-Mikrofon erschien 2007 auf dem Markt - UM 930 twin von Microtech Gefell. Inzwischen ist ein ähnliches TWIN-Mikrofon erhältlich, das Sennheiser Hochfrequenz-Kondensatormikrofon MKH800 TWIN. Bisher beschränkt sich die Signalverarbeitung dieser Mikrofone auf die analoge Addition und Subtraktion. Die digitale Signalverarbeitung ermöglicht weitere interessante Einsatzmöglichkeiten, die in analoger Technik so nicht möglich gewesen wären. Das Poster zeigt die Einsatzmöglichkeiten der TWIN-Mikrofone.


Es werden dargestellt:

• Generierung gezielter Nullstellen im Richtdiagramm
• Realisierung einer kegelförmigen Richtcharakteristik
• Trennung von Signalen entsprechend ihrer Entfernung zum Mikrofon
• Berechnung von Schallschnelle und Schallintensität

Die Signalverarbeitung kann sowohl zeitlich direkt oder erst später bei der Signalnachbearbeitung (Abmischung) erfolgen. Bei Echtzeitanwendung ist die notwendige Rechenzeit zu berücksichtigen. Sie begrenzt unter Umständen die Einsatzmöglichkeiten.

Geier, M.

• Perceptional Comparison of Wave Field Synthesis Implemented with Integer and Fractional Delays
  J. Ahrens, M. Geier and S. Spors
[A]

The implementation of simple virtual source models like plane and spherical waves in wave field synthesis (WFS) employs delays which are applied to the input signals. These delays can take values which are not equal to integer multiples of the sampling interval on a time discrete system but require the application fractional delays. However, practical implementations typically apply delays equal to integer multiples of the sampling interval since these delays are computationally significantly more efficient than fractional delays. In this paper, we present a formal perceptional experiment comparing WFS implemented with integer and fractional delays.

• Hör- und Konversationstests zur Untersuchung der Vorteile räumlicher Audiokonferenzen
  A. Raake, C. Schlegel, M. Geier and J. Ahrens
[A]

Breitbandige statt schmalbandige Telefonsprache und eine räumliche, z.B. binaurale statt monaurale Wiedergabe der Teilnehmer einer Audiokonferenz führen zu einer verbesserten Quellentrennung, Sprachverständlichkeit und Zuordnung des Gesagten zu den einzelnen Gesprächspartnern (s. Baldis, 2001; Raake et al., 2007). Um die Gültigkeit der meist in Hörversuchen gemessenen Vorteile auch für den Fall einer tatsächlichen Konversation zwischen mehreren Gesprächspartnern zu überprüfen, wurden an den Deutsche Telekom Laboratories in der Vergangenheit realistische Konversationsszenarien für strukturierte, aber weitgehend freie Konversationen mit drei Gesprächspartnern entwickelt. Erste Konversationstests haben gezeigt, dass die erwarteten Vorteile offenbar geringer ausfallen, als ausgehend von reinen Hörtests angenommen (Raake & Schlegel, 2008). Der vorliegende Beitrag fasst die Ergebnisse der Konversationstests zusammen und beschreibt einen Hörtest, welcher Teilaspekte des Konversationstests im Detail beleuchtet. Im Falle der verwendeten Binauralsynthese war in den Konversationsversuchen kein Head-Tracking zur Nachführung der binauralen Raumimpulsantworten eingesetzt worden. Im Hörtest wurden daher als Einstelloptionen die verwendete Audiobandbreite (Schmalband, 300-3400 Hz; Breitband, 50-7000 Hz; Vollband, 50-16000 Hz) und die Wiedergabeart (diotisch; dichotisch mit Headtracking; dichotisch ohne Headtracking) variiert. Als Stimuli wurden dreikanalige Aufnahmen von mittels der Drei-Personen-Konversationsszenarien geführten Audiokonferenzen verwendet. Die untersuchten Messgrößen waren unter anderem die wahrgenommene Qualität und die Genauigkeit der retrospektiven Zuordnung einzelner Aussagen zu einzelnen Gesprächspartnern.

Geiser, B.

• Super-Wideband Bandwidth Extension for Wideband Audio Codecs Using Switched Spectral Replication and Pitch Synthesis
  B. Geiser, H. Krüger and P. Vary
[A]

This paper describes a new bandwidth extension algorithm which is targeted at high quality audio communication over IP networks. The algorithm is also part of the Huawei/ETRI candidate for the ITU-T super-wideband (SWB) extensions of Rec. G.729.1 and G.718. In the codec, the 7-14 kHz frequency band of speech and audio signals is represented in terms of temporal and spectral envelopes. This description is encoded and transmitted to the decoder. In addition, the input signal's fine structure is analyzed and compactly encoded. From this compact information, the decoder can regenerate the 7-14 kHz fine structure either by spectral replication or by pitch synthesis. Then, an adaptive envelope restoration procedure is employed. The algorithm operates in the MDCT domain to allow subsequent refinement coding by vector quantization of spectral coefficients. In the paper, relevant listening test results for the G.729.1-SWB candidate codec that have been obtained during the ITU-T standardization process are summarized. Good audio quality could be shown for both speech and music signals.

Gelbert, G.

• Aktive Kontrolle thermoakustisch instabiler Azimuthalmoden in einem annularen Rijke Rohr
  J. Moeck, G. Gelbert, M. Paul, C.O. Paschereit and R. King
[A]

Thermoakustische Instabilitäten sind eines der Hauptprobleme bei der Entwicklung effizienter, schadstoffarmer Gasturbinen. Heutige Gasturbinenbrennkammern haben tyischerweise eine annulare Bauform mit einer Vielzahl von über den Umfang angeordneten Brennern. Solch ein geometrisches set-up weist eine Reihe von akustischen Umfangsmoden im Bereich von einigen hundert Hz auf. Diese können unter bestimmten Voraussetzungen mit der instationären Wärmefreisetzung der Flamme koppeln und zu selbsterregten Schwingungen führen. Da annulare Brennkammern hochkomplexe Systeme sind, orientieren sich die meisten experimentellen und numerischen Studien zur Analyse und Kontrolle von thermoakustischen Instabilitaeten lediglich an Einzelbrennerkonfigurationen, in denen die Wärmefreisetzungfluktuationen ausschließlich mit den akustischen Longitudinalmoden koppeln. In der vorliegenden Arbeit präsentieren wir ein thermoakustisches Ersatzsystem, ein annulares Rijke Rohr, dass trotz seiner Einfachheit azimuthale Instabilitätsmoden aufweist. Basierend auf einem theoretischen Modell der Konfiguration werden Regelungsverfahren zur Unterdrückung der instabilen Umfangsmoden im Experiment angewendet.

Genender, P.

• Antriebsakustik von Hybrid- und Elektrofahrzeugen
  P. Genender, K. Wolff, G. Jung and G. Eisele
[A]

Die Akustikentwicklungen von Hybrid- und Elektrofahrzeugen werfen völlig neue und spannende Fragen bezüglich einzuhaltender und zu entwickelnder NVH-Ziele auf, die vom Markt und potentiellen Kunden aktuell noch nicht beantwortet sind.

Elektrofahrzeuge sollten als besonders positive Eigenheit das geräuscharme Fahren speziell bei niedrigen Geschwindigkeiten aufweisen. Dann werden ähnlich angenehme Assoziationen wie beim Segeln zu Wasser oder in der Luft geweckt.

Bei Fahrzeugen mit zusätzlichem Verbrennungsmotor kann dieses Erlebnis bei Anspringen des Verbrennungsmotors jäh enden. Während dieser Effekt von aktuellen Hybridfahrzeugkonzepten bekannt ist und bereits zu antriebsseitigen Entwicklungsprämissen geführt hat, nimmt er bei den aktuellen Entwicklungen des Upsizings des Elektromotors und Downsizings des Verbrennungsmotors einen weiter gesteigerten Stellenwert ein.

Dieser Beitrag diskutiert die aktuellen Erkenntnisse der akustischen Zielwertdefinition, Bewertung und Marktakzeptanz von Hybrid- und Elektroantrieben und berichtet über Erfahrungen in der Entwicklung des FEV-Elektrofahrzeuges Liiondrive mit Range Extender Wankelaggregat.

Genuit, K.

• Quo vadis Psychoakustik? Potential und Limitation einer Disziplin zwischen den Disziplinen>
  K. Genuit
[Bonusmaterial]

Gerges, S.N.Y.

• Vereinfachtes Messobjekt zur Untersuchung von Unsicherheitsfaktoren bei der Transferpfadanalyse und -synthese
  P. Dietrich, B. Masiero, M. Vorländer, S. Bistafa and S.N.Y. Gerges
[A]

Es wurde ein vereinfachtes Modellszenario bestehend aus einer Box mit den Abmessungen 30 50 80 cm3 und eines austauschbaren Deckels zur Untersuchung verschiedener Methoden der Transferpfadanalyse und Synthese (TPA/TPS) entwickelt. Der Kernpunkt beim Vergleich liegt bei eventuellen Fehlern bzw. Grenzen der Methoden und den resultierenden Mess- bzw. Prädiktionsunsicherheiten. Bei der Prädiktion werden sowohl Pegel als auch auralisierte Ausgangssignale berücksichtigt. Es können sowohl Luftschallausbreitungsszenarien innerhalb der Box und durch die Begrenzungen der Box hinweg, als auch Körperschalleinleitungen am Deckel der Box realisiert werden.

Durch die Wahl eines besonders einfachen Aufbaus, der trotzdem vielzählige Szenarien zulässt, können verschiedene Laboratorien vor Ort mit ihrer eigenen Messtechnik arbeiten, dennoch bleiben die Messergebnisse vergleichbar. Derzeit arbeiten drei akustische Forschungseinrichtungen nach diesem Aufbau zusammen.

Im Beitrag soll kurz auf den geometrischen Aufbau und die genaue wissenschaftliche Fragestellung eingegangen werden. Zudem werden erste Lösungsvorschläge zur einheitlichen Aufnahme von Transferfunktionen und Ergebnisse der verschiedenen Messteams diskutiert und verglichen.

Gerhard, R.

• Sound Generation in a Piano: Multichannel Measurements
  M. Kappel, M. Abel, R. Gerhard and R. Bader
[A]

Different types of vibrations produced by a grand piano were recorded simultaneously with a multichannel measurement. The aim is to investigate the characteristics of a piano such as the correlation function between certain vibrations and the nature of sound wave transmission within the instrument. The data aquisition of the vibrations was carried out by three different means: 1) self-constructed poleshoes placed over the piano strings, 2) piezo-crystals located at the piano bridge and on the resonance board and 3) a single capacitor microphone positioned over the instrument. The transfer and correlation functions of sound waves are calculated for various parts of the piano, which are crucial for the tone generation.

Gerkmann, T.

• Cepstral Modulation Features for Classifying Audio Data
  A. Nagathil, T. Gerkmann and R. Martin
[A]

A variety of static short-time features derived from different signal domains such as the time, frequency and cepstral domain has been proposed for the task of general audio and music classification within the last decade. Further, the importance of modeling the temporal evolution of audio signals for improving the classification performance was demonstrated in the literature. These methods, however, are often based on the static features which only give a rough description of the underlying signal. Therefore, we propose an alternative way of feature extraction in which we first represent the signal dynamics by means of a highly-resolved cepstral modulation spectrum based on which dynamic features are extracted for general audio and music classification. For discriminating speech, music and noise we obtain an average detection rate of 96%. Musical genres are classified correctly with an accuracy of 81%.

Germer, R.

• Untersuchung von Strömungsgeräuschen an ventilierten Lautsprechern
  R. Germer
[A]

Strömungsgeräusche an einem Baßreflexrohr zeigten je nach Anregungsfrequenz breitbandiges Rauschen oder Obertöne. Überraschend war die optische Beobachtung der Luftbewegung bei größeren Schallamplituden : Ein Großteil der Luft bewegt sich nicht mehr im Rhythmus des Schalls sondern strömt gleichförmig am Rand in das Rohr hinein und in der Mitte heraus.

• Ein- und Ausgabe gefilterter akustischer Signale in Echtzeit
  C. Kuhn and R. Germer
[A]

Auf Basis von Labview wurde ein Programm erstellt, das es gestattet, mit einem PC in Echtzeit Audiosignale zu filtern. Die Filterfunktion wird dabei als Wavedatei mit der Impulsantwort des Filters eingegeben. Die Signalauflösungen sind 24 bit bis 96 kHz Abtastrate, derzeit zwei Eingangskanäle und acht Ausgangskanäle. Die Verzögerungszeit zwischen Eingang und Ausgang ergibt sich aus der zeitlichen Länge für die Impulsantwort des verwendeten Filters und etwa 5ms zusätzlicher Rechenzeit. Das System ist vielfältig erweiterbar, allerdings speziell in der Zahl der Kanäle und Abtastrate begrenzt durch die Leistungsfähigkeit des verwendeten Rechners.

• Experimente zur punktförmigen Schallquelle für Ortungsversuche
  R. Germer, G. Brüggemann and U. Prüter
[A]

Für geplante Untersuchungen von Höreindrücken wurden Lautsprecher gebraucht, die den Schall zeitlich gut reproduzieren. Zwei Verfahren wurden getestet, die Anregung einer inhomogen Schall abstrahlenden Fläche und ineinander gespiegelte Schallquellen für unterschiedliche Frequenzbereiche. Ein Meßlautsprecher mit sehr guter Impulstreue wurde konstruiert. Ortungsversuche damit verliefen unerwartet und machen weitere Untersuchungen nötig.

Gerstbrein, R.

• Vergleich gemessener und prognostizierter Nachhallzeiten in der Halle 2 der Deggendorfer Stadthallen zur Abschätzung eines 'globalen' Faktors für die Schallstreuung
  R. Gerstbrein, H. Hoock and G. Krump
[A]

Aktuelle Software zur raumakustischen Simulation bietet die Möglichkeit, neben den Schallabsorptionsgraden auch die Streueigenschaften von Raumbegrenzungsflächen und Materialien zu berücksichtigen. Hierfür liegen jedoch kaum belastbare Literaturangaben vor. Auf der Basis umfangreicher Nachhallzeitmessungen in der ''Halle 2'' der Deggendorfer Stadthallen sowie der Ergebnisse diesbezüglicher Prognoseberechnungen wird versucht, einen ''globalen'' Streufaktor für typische Mehrzweckhallen zu ermitteln, welcher bei Simulationsrechnungen die Lücke zwischen den - aufgrund der ausschließlichen Berücksichtigung der Schallabsorptionseigenschaften - zu hohen Prognosewerten und den - aufgrund zusätzlicher Schallstreuung - tatsächlich gemessenen kürzeren Nachhallzeiten schließen kann. Untersucht wird weiterhin der für ausreichend gute Prognoseergebnisse notwendige Detaillierungsgrad des raumakustischen Modelles sowie die Genauigkeit verschiedener Berechnungsmethoden der Software ''EASE'' zur Nachhallzeitprognose.

Getzmann, S.

• Elektrophysiologische Korrelate auditiver Bewegungswahrnehmung
  S. Getzmann and J. Lewald
[A]

Geyer, T.

• Schallentstehung und turbulente Grenzschicht an der Hinterkante poröser Profile
  T. Geyer, E. Sarradj and C. Fritzsche
[A]

Die turbulente Umströmung der Hinterkante ist eine der Hauptschallquellen an Tragflügeln, zum Beispiel an Ventilatoren, Windrädern und Verdichtern. Eine bekannte Möglichkeit zur Minderung des Hinterkantenschalls an Tragflügeln ist die Verwendung von Profilen aus porösem Material.

Übliche analytische Modelle zur Berechnung des Hinterkantenschalls nichtporöser Profile beruhen auf der Grenzschichtverdrängungsdicke als maßgeblichem Parameter. Viele dieser Modelle basieren auf der Arbeit von Ffowcs-Williams und Hall, wobei angenommen wird, dass die Grenzschichtverdrängungsdicke proportional zur charakteristischen Turbulenzlänge und die mittlere Schnelle der turbulenten Strukturen proportional zur Strömungsgeschwindigkeit ist. Daraus ergibt sich die bekannte Skalierung mit der fünften Potenz der Strömungsgeschwindigkeit. Für herkömmliche Profile heißt das, dass mit zunehmender Grenzschichtverdrängungsdicke, verursacht zum Beispiel durch eine zunehmende Strömungsgeschwindigkeit, die Schallemission steigt. Für poröse Tragflügel gibt es jedoch keine Aussagen über die Gültigkeit vorhandener Modelle.

Im Vortrag werden Messungen der turbulenten Grenzschicht an Profilen aus porösem Material vorgestellt. Die Ergebnisse der Grenzschichtmessungen sowie Ergebnisse akustischer Messungen an porösen und nichtporösen Tragflügeln gleicher Geometrie werden verglichen.

• Akustische Polaren
  C. Fritzsche, E. Sarradj and T. Geyer
[A]

Das bei der Umströmung eines Tragflügelprofils an dessen Hinterkante entstehende Geräusch ist eine der Hauptlärmquellen im Bereich der Aeroakustik. Für die Berechnung dieses Hinterkantengeräusches existieren verschiedene Ansätze, zum Beispiel das Modell von Brooks, Pope und Marcolini (1989) oder das Modell von Lowson (1992). Derartige Berechnungsverfahren berücksichtigen neben der exakten Profilgeometrie und der Strömungsgeschwindigkeit auch den Anstellwinkel des Profils, welcher einen deutlichen Einfluss auf die Schallentstehung hat. Detailliertere Untersuchungen zum Einfluss des Anstellwinkels auf das Hinterkantengeräusch wurden zudem von Hutcheson und Brooks (2004) an einem NACA 63-215-Profil durchgeführt.

Im aeroakustischen Windkanal der BTU Cottbus wurden Geräuschmessungen an Profilen vom Typ SD7003 und NACA 0012 bei verschiedenen Anstellwinkeln und Strömungsgeschwindigkeiten durchgeführt. Simultan erfolgte die Messung der Auftriebs- und Widerstandskraft der Tragflügel. Die gemessenen Schalldruckpegel werden hinsichtlich ihrer Abhängigkeit vom Anstellwinkel betrachtet und als ''akustische Polaren'' dargestellt. Zum Vergleich mit den Messergebnissen werden berechnete Werte und publizierte Ergebnisse herangezogen.

Giering, K.

• Monetäre Bewertung von Lärmbelastungen
  K. Giering
[A]

Entsprechend des Anhangs III der ''Umgebungslärmrichtlinie'' (2002/49/EG) sind finanzielle Informationen im Rahmen von Kosten-Nutzen-Analysen bzw. Kosten-Wirksamkeitsanalysen in einen Aktionsplan einzuarbeiten. Während die Kosten von Lärmminderungsmaßnahmen (bspw. Lärmschutzwände, Lärmschutzfenster) im Allgemeinen ermittelt werden können, erweist sich die Quantifizierung des Nutzens als schwieriger. Häufig wird deshalb der Nutzen einer Lärmminderungsmaßnahme über die damit vermiedenen Lärmkosten quantifiziert. Es wird ein Modell zur Ermittlung der Lärmkosten für Straßenverkehrslärm vorgestellt. Dieses berücksichtigt neben den Immobilienwertverlusten auch Gesundheitskosten (Myokardinfarkt). Beispielhaft werden damit die jährlichen Lärmkosten für Deutschland berechnet und mit andern Ansätzen verglichen.

Gierlich, H.W.

• Wideband in Car Hands-Free
  H.W. Gierlich
[A]

Wideband speech services in cars will be a great improvement compared to narrowband speech services, especially for the driver inside the car: Wideband speech reduces drivers' distraction, increases the intelligibility and reduces the perception of poor speech quality when switching between audio presentation and speech communication. The support of such services by the different networks and services also forms the basis for the integration of wideband speech hands-free services in cars. However, to achieve a superior speech quality inside the car all elements involved in the transmission have to provide adequate speech quality. This includes the Bluetooth link used to connect the hands-free car system via the mobile terminal, the mobile terminal and the IP-based fixed network as well. The presentation will give an overview about the state of the art of the connections used today and their impact on speech quality. Relevant measurements for the qualification and optimization of wideband car hands-free systems are introduced and their relevance for the different parameters contributing to the speech quality are discussed based on the new ITU-T Focus Group CarCom specification.

• Mobile Phone Performance Evaluation in Background Noise
  H.W. Gierlich, F. Kettler, S. Poschen and S. Kengne
[A]

The performance of mobile terminals in the presence of background noise is crucial because this represents the typical use case today. This also motivates the development and conduction of appropriate speech quality tests. The D-value calculated from DELSM according to ITU-T Recommendation G.111 and the ANR in a similar way represent a one-dimensional score indicating the sensitivity differences of a terminal for speech and background noise and is typically used in telecommunication. A more advance method, SNRI is described in ITU-T Rec. G.160. A perceptually based method for determine the performance of terminals in background noise is described in ETSI EG 202 396-3. For objective performance evaluation all methods are compared for different narrowband and wideband mobile phones. All methods are analyzed with respect to their ability to predict quality parameters of speech in a noisy environment. The results are discussed and conclusions about the applicability and comparability of the methods are drawn.

Giesler, J.

• Experimentelle Analyse der aeroakustischen Schallentstehung an Zylinder-Profil-Anordnungen
  J. Giesler and E. Sarradj
[A]

Die Interaktion einer turbulenten Zuströmung mit einem Schaufelprofil ist ein dominierender Schallentstehungsmechanismus an Rotor/Stator-Konfigurationen innerhalb von Turbomaschinen oder an Windrädern. Der generierte Schall enthält sowohl tonale Komponenten, die durch periodisch auf das Profil auftreffende Wirbel erzeugt werden, wie auch einen breitbandigen Anteil. Die experimentelle Erforschung der breitbandigen Schallentstehung ist Gegenstand eines Projektes der BTU Cottbus.

Die Versuchsanordnung im aeroakustischen Windkanal besteht aus einer Zylinder-Profil-Anordnung an der einzelne Parameter nacheinander variiert werden. Zur Aufzeichnung des emittierten Schalls wird ein Mikrofonarray genutzt. Die Messdaten werden getrennt für die einzelnen Schallquellen (Zylinder/-nachlauf, Vorder- und Hinterkante des Profils) analysiert.

Der an der Profilvorderkante generierte Schalldruckpegel hängt zum einen vom Verhältnis des Abstands zwischen Zylinder und Profilvorderkante und des Zylinderdurchmessers und zum anderen von der Strouhalzahl ab. Der Vortrag stellt einen speziellen Strouhalbandpegel vor, der es gestattet, beide Abhängigkeiten in einer Analyse zu berücksichtigen. Des Weiteren präsentiert er Ergebnisse, die auf der Analyse dieses Pegels basieren.

Glugla, M.

• ANC-System mit dem JACK Audio Connection Kit
  R.K. Schulz, M. Glugla and L. Lindemann-Sperfeld
[A]

Gnauck, M.

• System zur Ausbildung in der Kraftfahrzeug- und Maschinenakustik
  W. Foken, M. Gnauck and C. Eppler
[A]

An der Fakultät Kraftfahrzeugtechnik der Westsächsischen Hochschule Zwickau werden Studenten mit den Grundlagen der Fahrzeug- und Maschinenakustik an einem Versuchsstand vertraut gemacht. Ein auf einem ''Aggregateträger'' montierter Kompressor, welcher stationär und in Drehzahlrampen betrieben werden kann, eignet sich zur Vermittlung erster grundlegender akustischer Methoden und Darstellungsformen. Im Wesentlichen werden hierbei Grundlagen der Frequenzanalyse vertieft und auf die in der Akustik gebräuchliche Darstellungen und Verfahren wie z.B. Campbelldiagramme und Ordnungsanalysen eingegangen. Eine variabel gestaltete Lagerung des Kompressors sowie eine Vielzahl veränderlicher Transferpfade zu einer Schall abstrahlenden Oberfläche ermöglichen die Anwendung zahlreicher akustischer Verfahren, wie z.B. der Modal- und Betriebsschwingformanalyse, der Bewertung von Körperschalltransferpfaden und der Beurteilung des Abstrahlverhaltens von Platten und Verbundwerkstoffen. Durch den Einsatz von Intensitätsmesstechnik bei kontinuierlicher Messung auf einem Hüllquader des Versuchsstandes, aber auch durch diskrete Messungen auf einer Teilfläche können Variationen des Aufbaus und deren akustische Wirkung messtechnisch verifiziert werden. Der Demonstrator ermöglicht somit die Analyse verschiedenster akustischer Problemstellungen, eine zielgerichtete Ableitung und Umsetzung von Maßnahmen und den Nachweis der Wirksamkeit.

Gömmel, A.

• 3D measurement of vocal fold elasticity using the linear skin rheometer
  M. Otten, F. Müller, A.-K. Rohlfs, A. Gömmel, M. Hess and M. Kob
[A]

The accurate simulation of human voice generation with biomechanical models of the larynx requires detailed knowledge of the elastic and geometric properties of the oscillating tissues. A direct approach for assessment of these parameters is the use of the linear skin rheometer, which has already been employed successfully to measure elongation versus applied force orthogonal to the surface of tissues. As the vocal folds and the proximate tissues are reported to be inhomogeneous and anisotropic, the assessment of a complete data set requires multiple measurements in parallel and normal direction to the tissue surface. Since in-vivo measurements are only feasible in the cranial-caudal axis, in this study excised hemi-larynges were used and a modified measurement method was applied for assessment of 3D elasticity data. To gather a complete set of data, the mucosa was removed after a first set of measurement to allow access to the underlying tissues in a second step. To ensure repeatable measurements, the non-oscillating parts of the larynx were casted in alginate and fixed within a stand that was constructed such that the arytenoid cartilages could be adjusted arbitrarily with a defined force. Measurement results and their impact on FE simulations are reported.

• 3D vocal fold geometry mapping using Magnetic Resonance Imaging
  A. Gömmel, T. Niendorf, T. Frauenrath, M. Otten, C. Butenweg and M. Kob
[A]

Even if some spatial insight can be obtained by stereoscopy imaging from classical optical methods or ex-vivo experiments, real 3D in-vivo measurements of vocal fold geometry are still elusive. Magnetic resonance imaging (MRI) is conceptually appealing for the pursuit of 3D imaging since it affords sub-millimeter spatial resolution and versatile tissue/muscle/cartilage image contrast. However, MRI comes with the penalty that it requires relatively long scan times. Hence, imaging of moving organs requires consideration of physiological motion. For the phonating vocal folds, periodic oscillation is superimposed by breathing movements (abduction and adduction). While for the first, synchronization cannot be obtained yet, the second can be handled by a customized explicit synchronization technique. The imaging protocol consisted of segmented 3D gradient-echo imaging and segmented 3D ultra-short TE. In vivo imaging on male and female subjects was conducted using a 3.0 T (Achieva, Philips, Best, The Netherlands) in modal and head register. 3D MRI data were included into segmentation to derive boundary conditions for finite-element models of vocal fold oscillation. Thereby, the segmented air volume of the larynx is transformed in splines at different positions in the anterior-posterior axis of the vocal folds. First results obtained from the FE simulations are shown.

Goerick, C.

• Investigating the Complementarity of Spectral and Spectro-temporal Features
  M. Heckmann, X. Domont, F. Joublin and C. Goerick
[A]

Most common speech features as Mel Ceptstral Coefficients (MFCCs) and RASTA-PLP features use only spectral information. From measurements in the mammalian auditory cortex it is known that the mammalian brain jointly uses spectral and temporal information. To model this we previously developed Hierarchical Spectro-Temporal (HIST) features. They consist of two layers, the first capturing local spectro-temporal variations and the second integrating them into larger receptive fields. At both layers the receptive fields are learned in a data-driven unsupervised way. On the first layer we apply ICA (Independent Component Analysis) and in the second layer Non Negative Sparse Coding (NNSC). The dimensionality of the resulting features is reduced via the application of a Principal Component Analysis (PCA) and then fed into a Hidden Markov Model (HMM). In this paper we investigate the complementarity of these features to conventional spectral features. For doing so we carried out experiments in a continuous digit in noise recognition task, a setup very similar to the Aurora-2 task. Additionally we performed a correlation analysis between the features. The results show that the HIST features carry complementary information and that they can be beneficially combined with purely spectral features especially to reduce error rates in noise.

Goertz, A.

• Welche Lautsprecherdaten werden für eine aussagekräftige Simulation benötigt?
  A. Goertz, M. Makarski and A. Schmitz
[A]

Simulationsprogramme für akustische Berechnungen von Räumen und Beschallungsanlagen berücksichtigen Lautsprecher in der Regel als Balloon-Datensatz mit 5 Winkelauflösung. Herkömmliche Lautsprecher können mit diesem nur im Fernfeld des Lautsprechers gültigen Format hinreichend gut dargestellt werden. Komplexere Anordnungen wie Line-Arrays oder DSP-gesteuerte Zeilen erfordern jedoch aufgrund des sehr weit ausgedehnten Nahfeldes eine korrekte Betrachtung und Darstellung der Schallabstrahlung sowohl für das Fernfeld, wie auch für das Nahfeld. Im ersten Teil beschäftigt sich dieser Beitrag mit den dafür erforderlichen Voraussetzungen. Ebenfalls von großer Bedeutung ist die richtige Vorhersage des erreichbaren Maximalpegels durch die Simulation. Hier gehen die Parameter der Belastbarkeit der einzelnen Lautsprecherwege, die verfügbare Verstärkerleistung und die Filtereinstellungen in die Berechnungen ein. Diese Werte in ihrer Gesamtheit betrachtet, zusammen mit der spektralen Zusammensetzung und dem Crestfaktor des Nutzsignals, ermöglichen die Vorhersage der erreichbaren Maximalpegel.

• Linearphasiges Filterdesign für Lautsprecher und die daraus resultierenden Latenzen
  M. Makarski, A. Goertz and A. Schmitz
[A]

Einen Lautsprecher durch entsprechende Filterungen als linearphasiges Gesamtsystem zu gestalten ist mit Hilfe diverser Filterkonzepte möglich. Unterschiedliche Ansätze verwenden hierzu FIR-, IIR- oder auch gemischte Filterformen. Je nach Ausführung, betrachtetem Frequenzbereich und der erreichbaren Genauigkeit verursachen diese Filter jedoch mehr oder weniger große Latenzen. Viele Anwendungen in Studios oder auch im Live-Bereich erzwingen für die Latenz einen sehr niedrigen Wert von 10 ms oder weniger. Dieser Beitrag befasst sich mit unterschiedlichen Ansätzen zur Findung eines optimalen Kompromisses zwischen Linearphasigkeit und Latenz und zeigt auf, welche Möglichkeiten auch bei nur sehr geringen zulässigen Latenzen schon bestehen dem gewünschten ''Ideal'' eines linearphasigen Lautsprechers möglichst nahe zu kommen.

• Planung und Simulation von Beschallungsanlagen in Kirchengebäuden
  A. Schmitz, A. Goertz and M. Makarski
[A]

Viele Kirchen erfordern aufgrund ihrer extremen raumakustischen Verhältnisse für die Realisierung einer hinreichenden Sprachverständlichkeit den Einsatz einer Lautsprecheranlage. An die Lautsprecher wird heutzutage der Anspruch gestellt, dass sich das Abstrahlverhalten exakt für die jeweilige räumliche Beschallungszone anpassen läßt. Gleichzeitig gilt es aber auch bauseitige Vorgaben wie den Denkmalschutz zu beachten. Fast immer besteht der Wunsch die Lautsprecher optisch unauffällig in das Gebäude zu integrieren. Traditionell werden in Kirchen bevorzugt Zeilenlautsprecher eingesetzt, die in den letzten 10-15 Jahren durch moderne DSP-Technik eine große Renaissance erlebt haben. Die mit der DSP-Technik möglichen individuellen Einstellung des Öffnungs- und Neigungswinkels der Schallabstrahlung sowie die Möglichkeit mehrere ''Beams'' mit einer Zeile zu erzeugen, bieten viele neue Perspektiven, stellen den Planer aber auch vor neue Herausforderungen. Dieser Vortrag beschäftigt sich mit den Voraussetzungen für eine aussagekräftige und belastbare Simulation im Hinblick auf die Darstellung der Lautsprecher und die Parametrierung des Rechenalgorithmus. Es werden typische Beschallungskonzepte vorgestellt sowie deren Grenzen diskutiert. Abschließend wird ein Vergleich mittels Simulationen zwischen DSP-gesteuerten und herkömmlichen passiven Zeilen angestellt.

Goetze, S.

• Objective quality measures for dereverberation methods based on room impulse response equalization
  E. Albertin, J. Rennies and S. Goetze
[A]

Hands-free communication devices are commonly used e.g. in offices or car environments. These devices have to cope with several problems such as ambient noise, acoustic echoes and room reverberation. Reverberation is caused by reflections at room boundaries in closed spaces and increases with the spatial distance between the loudspeaker and the near-end user. A high amount of reverberation decreases speech intelligibility at the position of the near-end speaker. Listening-room compensation (LRC) can be used to reduce the influence of reverberation on acoustic signals. However, such algorithms may have an impact on the perception of the sound quality of the dereverberated signals. In this contribution the performance of dereverberation algorithms will be analysed. The evaluation of the sound quality of the dereverberated signals was done by the subjective listening tests. Additionally, the objective judgement of the dereverberated signals was accomplished by using different objective measures that are expected to be able to assess the quality of the LRC algorithms. The objective measures were classified in two different classes: measures that are based on the impulse response of the system and measures that are based on the signals. The results of the objective and subjective evaluation will be compared by correlation analysis.

Goossens, S.

• Simulation und Auralisierung kleiner Räume
  S. Goossens
[A]

In der raumakustischen Planung werden zunehmend Simulationsverfahren angewendet, welche im Vorfeld einer Neu- oder Umbaumaßnahme das Schallfeld im Raum berechnen. Das gewählte Simulationsverfahren als Grundlage der Auralisierung sollte dem Vergleich mit der wirklichen akustischen Situation standhalten können. Dazu muss zunächst die Schallanregung des Raumes durch die Quelle (3D-Richtcharakteristik) möglichst gut beschrieben werden. Oktav-bezogene Tabellenwerte der Absorberhersteller geben häufig die Reflektionsfaktoren an den Wandbegrenzungsflächen an. Eine größere Genauigkeit bietet die Berechnung durch Absorbermodelle.

Zur raumakustischen Simulation von Räumen mit großen Abmessungen gibt es verschiedene Software auf der Grundlage der geometrischen Akustik (Spiegelschallquellen; ray-tracing). Angewendet auf ''kleine'' Räume mit niedriger Nachhallzeit liefern diese Ansätze meist keine wirklichkeitsnahen Auralisationen.

Im Sinne der geometrischen Akustik werden Räume als ''klein'' bezeichnet, wenn deren Abmessungen im Vergleich zur betrachteten Wellenlänge nicht mehr groß sind. Typische Büroräume, Wohnräume oder Regieräume für die Sprach- und Musikproduktion sind im Frequenzbereich unter ca. 250 Hz als ''akustisch klein'' zu betrachten. Unterhalb dieser Grenzfrequenz müssen das modale Schallfeld und die Eigenschaften von Kugelwellen berücksichtigt werden. Die grundsätzlich geeigneten Lösungsansätze (z.B. FEM, BEM) sind mit einem erheblichen Aufwand für Modellierung und Rechnung verbunden. Verbesserungen können auch mit geeigneten Näherungsverfahren erzielt werden. Die Wiedergabe der Auralisierung erfolgt häufig binaural über Kopfhörer.

Gorenflo, N.

• Randelementeverfahren für akustische Innenraumprobleme
  N. Gorenflo, H. Brick and M. Ochmann
[A]

Es werden geometrisch komplexe Innenraumprobleme für Räume betrachtet, welche Objekte enthalten. Hierbei werden Quellen im Rauminnern oder auch schwingende Berandungen als Schallquellen vorgegeben. Gesucht sind Schalldruck und Schalldruckpegel in ausgewählten Raumpunkten. Für solche Probleme sind die üblicherweise im Rahmen der Raumakustik für praktische Berechnungen verwendeten und bei einfacheren Raumgeometrien erfolgreich angewandten Ray-Tracing-Methoden aufgrund der mangelhaften Berücksichtigung von Beugungseffekten zu ungenau. Daher werden direkte BEM-Verfahren zur Lösung der Helmholtzgleichung unter geeigneten Impedanzrandbedingungen untersucht, wobei neuere Entwicklungen auf dem Gebiet berücksichtigt werden. Numerische Resultate werden vorgestellt.

Grabinger, J.

• Fluid-Structure-Acoustic Coupling Related to the Flow over Rigid and Flexible Plate Structures
  S. Müller, S. Becker, T. Biermeier, J. Grabinger and M. Kaltenbacher
[A]

Bei der Umströmung eines Automobils resultiert die Wechselwirkung des Strömungsfeldes im Nachlauf der A-Säule und des Seitenspiegels mit der Seitenscheibe in der Abstrahlung von tonalem und breitbandigem Schall in die Fahrgastzelle. Der so erzeugte Schall lässt sich in Strömungsschall infolge der Schwankungen im Strömungsfeld und Vibrationsschall aufgrund der induzierten Schwingungen der Seitenscheibe unterscheiden. Es werden Untersuchungen an einem Modellaufbau vorgestellt. Dabei handelt es sich um verschieden steife Plattenstrukturen, die in eine massive Grundplatte inte-griert sind. Die bündigen Oberflächen der jeweils betrachteten Platte sowie der Grundplatte werden mit unterschiedlichen Anströmgeschwindigkeiten überströmt. Weiterhin wird jeweils ein zu einem Seitenspiegel bzw. zu einer A-Säule korrespon-dierendes Hindernis in der Anströmung positioniert. Die Rückseite der Platten kann durch ein Plenum mit schallharten Wänden abgeschlossen werden. Der Einfluss der Plattensteifigkeit auf das wandnahe Strömungsfeld wird durch instationäre Wanddruckmessungen untersucht. Zusätzlich wird die resultierende Strukturbewegung mit einem Laser-Scanning Vibrometer erfasst. Druck- und Schnellemessungen werden zudem herangezogen um mittels Statistischer Energieanalyse (SEA) die Schallabstrahlung in das Plenum bzw. mittels eines Finite-Elemente Akustiklösers die Abstrahlung von tonalem Schall zu berechnen. Als Vergleichsbasis dienen umfangreiche Mikrofonmessungen. Die Ergebnisse erlauben Aussagen über die Abhängigkeit des abgestrahlten Schalls von der Plattensteifigkeit und zudem die Separation der Entstehungsmechanismen von Strömungs- und Strukturschall bzw. Schall unterschiedlicher Frequenzbereiche und Tonalität.

• Computational Aeroacoustics of a Backward Facing Step
  M. Kaltenbacher, J. Grabinger, S. Becker and F. Schäfer
[A]

Since the beginning of Computational Aeroacoustics (CAA), several numerical methodologies have been proposed, each trying to overcome the challenges that the specific problems under investigation pose for an effective and accurate computation of the radiated sound. The main difficulties that have to be considered for the simulation of flow noise problems include energy and length scale disparity, preservation of the multipole character of the acoustic sources and dispersion and dissipation occurring in numerical schemes. Due to the large disparities of length and energy scales between flow and acoustic quantities, the hybrid methodologies still remain the most commonly used approaches for aeroacoustic computations. In order to provide a basis for a real benchmark problem, we have performed highly resolved DNS (Direct Numerical Simulation) computations of a backward facing step with well defined boundary conditions for the flow. We will provide detailed analysis of the flow field as well as occurring acoustic field based on an enhanced Finite Element (FE) scheme solving Lighthill's acoustic analogy, and will encourage other research groups to use our fluid flow data to test their computational aeroacoustic schemes.

• Numerische Berechnung von Strömungslärm in rotierenden Systemen mittels FEM auf nicht-konformen Gittern
  J. Grabinger, R. Lerch, M. Kaltenbacher, S. Becker and B. Karic
[A]

Bei der Produktentwicklung von Lüftern und Pumpen spielt die Geräuschminderung eine immer wichtigere Rolle. Oft werden numerische Modelle zur Berechnung von Wirkungsgrad und Lärmemission eingesetzt, um den Bau kostspieliger Prototypen zu vermeiden. Stand der Technik bei der Berechnung der Abstrahlung von strömungsinduziertem Schall ist das sog. Ffowcs Williams-Hawkings-Verfahren. Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass nur das Laufrad in die Berechnung einbezogen werden kann, nicht aber das Gehäuse, da bewegte und ruhende Wände nicht gleichzeitig berücksichtigt werden können.

Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines numerischen Verfahrens, das sowohl die mit dem Laufrad rotierenden Schallquellen als auch die Reflexionen des Schalls am Gehäuse korrekt abbildet. Die aeroakustischen Schallquellen werden gemäß der Lighthillschen Analogie aus einer numerischen Strömungsberechnung extrahiert. Die Lösung der inhomogenen Wellengleichung erfolgt mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Um die Schallausbreitung gleichzeitig im rotierenden und im ruhenden Bezugssystem zu modellieren, wird eine Gebietszerlegung am numerischen Modell vorgenommen. Der Austausch von Schallwellen zwischen den nicht-konformen Gittern der beiden disjunkten Gebiete wird durch Anwendung der sog. Mortar-Methode realisiert. Dabei werden Lagrange-Multiplikatoren eingeführt, die eine übereinstimmende Lösung an der Schnittfläche der Gebiete sicherstellen. Das entwickelte Verfahren wird anhand eines einfachen Beispiels validiert und anschließend auf einen Radiallüfter angewandt.

Gries, F.

• On Early Reflection Thresholds in the Median Plane
  F. Melchior, F. Gries, U. Heusinger and J. Liebetrau
[A]

Frühe Reflexionen spielen in der virtuellen Akustik eine sehr große Rolle und tragen maßgeblich zum Höreindruck bei. Daher waren Untersuchungen zum Einfluss und der Wahrnehmung dieser Reflexionen häufiger Bestandteil von Forschungen in der Akustik. Bisherige Studien beschäftigten sich in der Mehrzahl mit Reflexionen, die aus der Horizontalebene eintreffen. Um Räume akustisch korrekt nachbilden zu können, müssen weitere Ebenen berücksichtigt werden, z.B. die Frontalebene oder die Medianebene. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund einer Dimensionierung räumlicher Tonwiedergabesysteme zur auralisation von Bedeutung. In dieser Arbeit wird die Wahrnehmungsschwelle früher Reflexionen in der Medianebene untersucht. Die Ergebnisse eines Hörexperiments werden präsentiert und diskutiert.

Grigo, R.

• Grenzwertverletzungen beim baulichen Schallschutz und Wertminderung
  R. Grigo
[A]

Grimme, W.

• Die Entwicklung der Fluglärmimmission an Verkehrsflughäfen unter Berücksichtigung der Ziele der „ACARE Strategic Research Agenda 2020“
  R. Schmid and W. Grimme
[A]

Anhand eines generischen Einbahn- und eines Parallelbahnflughafen (HUB-Flughafen) wird die zu erwartende Entwicklung der Lärmimmission an Verkehrsflughäfen dargestellt. Ausgehend vom Basisjahr 2005 werden für jeden Flughafen drei Prognosefälle für das Jahr 2020 vorgestellt, die sich nur durch den Anteil zukünftiger Flugzeuge unterscheiden. Diese werden im Sinne der ''ACARE Strategic Research Agenda 2020'' 10 dB leiser sein als die dem heutigen Stand der Technik entsprechenden Flugzeuge (ACARE-Flugzeuge).

Durch die prognostizierte Zunahme des Verkehrs von 1,9 % pro Jahr für den Parallelbahnflughafen bzw. 3,2 % pro Jahr für den Einbahnflughafen wird das Gebiet der belasteten Flächen in der Umgebung von Verkehrsflughäfen kontinuierlich zunehmen. Ohne ACARE-Flugzeuge könnten sich die belasteten Flächen um die Flughäfen bis zum Jahr 2020 um 1/4 bis 1/3 vergrößern. Durch eine realistische Ersetzung der heutigen Verkehrsflugzeuge durch ACARE-Flugzeuge, werden die durch Lärm beaufschlagten Flächen nur unwesentlich moderater wachsen und es ergeben sich um ca. 1/5 bis 1/4 größere Immissionsflächen. Lediglich durch eine umfassende Einführung von ACARE-Flugzeugen könnte eine Zunahme des Verkehrs kompensiert und sogar überkompensiert werden.

Der Zunahme der Lärmbelastung durch wachsenden Verkehr könnte also mit Hilfe von leiseren Flugzeugen entgegengewirkt werden. Um deren Einführung in die Flotten zu beschleunigen sind allerdings politische Anreize bzw. verkehrliche Steuerungsmaßnahmen notwendig.

Grohmann, T.

• Ortung und Beschreibung tonaler Schallquellen in Seitenkanalgebläsen
  T. Grohmann, R. Dittmar and S. Becker
[A]

Seitenkanalmaschinen zählen zu den Strömungsmaschinen und finden Einsatz in vielen Bereichen der Industrie. Der Geräuscheindruck von Seitenkanalgebläsen wird dominiert von einem Sirenenton mit der Frequenz Schaufelzahl x Drehzahl. Aufgrund sich stetig verschärfender gesetzlicher Anforderungen an zulässigen Schallemissionen und -immissionen sowie der zunehmenden Sensibilität der Öffentlichkeit sind die Hersteller von Maschinen und Anlagen gezwungen, Schallpegel zu reduzieren. In dem Vortrag wird aufgezeigt, wie über einen komplementären Ansatz aus Experiment, Numerik und Analytik die tonalen Schallquellen des Seitenkanalgebläses: Entspannung des von der Druckseite zur Saugseite mitgeschleppten Unterbrechermassenstroms, Abstreifen des Fördergases am druckseitigen Unterbrecher und periodisches Aufschneiden von sich ablösenden Wirbeln durch Schaufelkanten lokalisiert und die physikalischen Vorgänge bei der Schallentstehung beschrieben werden können. Anhand eines Vergleiches mit Schalldruckmessungen werden die auf Basis der Lighthill-Analogie formulierten Quellglieder bewertet. Aus den Ergebnissen werden konstruktive Vorschläge zur gezielten Schallreduktion der tonalen Komponenten abgeleitet.

Grosche, P.

• Tempobasierte Segmentierung von Audioaufnahmen
  P. Grosche, M. Müller and F. Kurth
[A]

Die automatische Segmentierung und Strukturierung ist für die automatisierte Verarbeitung von Musikaufnahmen von grundlegender Bedeutung. Das Ziel der Musiksegmentierung ist die Zerlegung eines Musikstücks in semantisch sinnvolle Abschnitte und elementare Einheiten. Oftmals stellt diese Segmentierung eines Audiodatenstroms den ersten Schritt für eine anschließende Weiterverarbeitung der Musikdaten dar. Musikalisch sinnvolle Segmente eines Musikstückes zeichnen sich oft dadurch aus, dass sie in sich homogen hinsichtlich bestimmter musikalischer Aspekte sind. So unterscheiden sich unterschiedliche Abschnitte häufig bezüglich ihrer Instrumentierung, der vorherrschenden Klangfarbe und melodischer oder harmonischer Eigenschaften. In diesen Fällen bietet sich die Verwendung homogenitätsbasierter Segmentierungsverfahren an, die eine Unterteilung in Abschnitte vornehmen, die Homogenität bezüglich bestimmter Signaleigenschaften aufweisen. In diesem Beitrag untersuchen wir wie eine tempobasierte Segmentierung vorgenommen werden kann indem auf der Grundlage von Merkmalen, die das lokal vorherrschende Tempo eines Musikstückes beschreiben, Segmente mit homogenem Tempo bestimmt werden. Des Weiteren zeigen wir, wie diese Segmentierung als sinnvolle Ergänzung zu vorherigen Verfahren, die eine Segmentierung hinsichtlich der Klangfarbe oder Harmonie eines Musikstückes vollziehen, eingesetzt werden kann.

Großmann, H.

• Automatic Recognition of Tonal Instruments in Polyphonic Music from different Cultural Backgrounds
  M. Kahl, J. Abeßer, C. Dittmar and H. Großmann
[A]

This paper describes a feature-based approach for the note-wise classification of instruments in a polyphonic music segment. To reduce the amount of potential misclassification due to spectral overlapping of different instruments, we perform a pre-selection of notes. In doing so, we allow at most two instrument notes to overlap at the same time. If a dominant instrument is present, we try to detect it according to a majority decision of all note-wise classification results. Two evaluation experiments for selections of both western and non-western instruments are performed to examine the applicability of the implemented features for instrument recognition in a world-music context. For this purpose, we used three commonly used large-scale databases of instrument sounds. They contain samples recorded with varying instruments, recording conditions, performers, dynamic range and playing techniques. Furthermore we compile a novel database for non-western instruments. In addition to well-established audio features such as MPEG7 features and MFCC, we introduce a selection of novel features. For instance, the course of the envelopes is characterized for each harmonic separately and in comparison to the fundamental frequency.

Großmann, S.

• Echtzeitbeurteilung instationärer Signale in Hörversuchen
  S. Großmann and H. Fastl
[A]

Die hier vorgestellte Methode dient der Echtzeitbeurteilung von instationären Signalen in Hörversuchen. Beurteilungsschwerpunkt war bei einem Versuch der zeitliche Verlauf ausgewählter Merkmale dargebotener Stimuli. Die Probanden hatten dabei die Aufgabe ihre Beurteilung mittels Schiebepotentiometer nachzufahren. Wesentlich war die Wiedergabe der Verhältnisse zueinander, vergleichbar mit der Linienlängen - Methode. Zur Unterstützung wurde den Probanden der Beurteilungsverlauf visuell dargestellt. Ein früher mit freier Größenschätzung und gleichen Stimuli durchgeführter Hörversuch ergab nicht nur eine hohe Korrelation zwischen den Ergebnissen aus beiden Versuchen, auch die gleiche Rangfolge der bewerteten Stimuli geordnet nach subjektiv empfundenen Merkmal, gleichwohl unterschiedlicher Methoden, war identisch. Die Durchführung, Ergebnisse, sowie Vor- und Nachteile beider Methoden werden gegenübergestellt.

Großmann, W.

• Schall 03 2006: Berücksichtigung anderer Bahntechnik und Innovationen anhand eines Beispiels der Stuttgarter Straßenbahnen
  M. Liepert, U. Möhler and W. Großmann
[A]

Die Berechung der Schallemissionen von Schienenwegen erfolgt in Deutschland derzeit nach der Rechenvorschrift Schall 03 aus dem Jahr 1990. Im Entwurf liegt die Überarbeitung der Schall 03 vor. Diese sieht - anders als die bisherige Schall 03 - ein Verfahren vor, mit dem Innovationen, insbesondere neuartige Bahntechniken, in das Rechenmodell nachträglich integriert werden können. Die neuen Bahntechniken können u.a. Fahrzeuge oder Komponenten davon, Fahrbahnarten, Brücken oder Gleis- und Radpflegeverfahren umfassen. Dadurch kann stets der jeweils aktuelle Stand der Bahntechnik abgebildet werden. Die Stuttgarter Straßenbahnen AG hat durch Schallmessungen überprüfen lassen, inwieweit die bekanntermaßen geringen Lärmemissionen ihrer Fahrzeuge im Rechenverfahren der neuen Schall03 einzuordnen sind. Am Beispiel eines modernen Fahrzeugtyps soll in dem Vortrag dargelegt werden, wie auf der Grundlage von Schallmessungen ein Fahrzeug als neue Bahntechnik in der neuen Schall 03 berücksichtigt werden kann. Die Dokumentierung der neuen Bahntechnik innerhalb des Regelwerks wird dargestellt; außerdem werden beispielhaft die möglichen Auswirkungen in Planungsverfahren diskutiert.

Groth, S.

• Automatische Anpassung des stereophonen Sweetspots bei Kopfdrehung
  S. Merchel and S. Groth
[A]

Die räumliche Wiedergabe in einem stereophonen Mehrkanalsystem (z.B. Stereo oder 5.1 Surround) funktioniert nur in einem kleinen Bereich, dem so genannte Sweetspot. Sobald sich der Hörer bewegt, verschieben sich die Phantomschallquellen in Abhängigkeit von dessen Ort und Ausrichtung. Dabei reicht eine einfache Kopfdrehung bereits aus.

Dieser Beitrag diskutiert Lokalisationsfehler durch Asymmetrien die bei Kopfdrehung auftreten. Die Phantomschallquellen verschieben sich in Richtung der Medianebene des Hörers. Eine Kompensationsfunktion wird vorgeschlagen und evaluiert. Durch automatische Anpassung des Sweetspots an die Hörerposition und Hörerorientierung wird eine stabile Phantomschallquellenortung erreicht.

Ein echtzeitfähiges Testprogramm zur Nachführung des Sweetspots wurde unter C++ implementiert. Der Hörer wird dabei mit Hilfe einer Webcam lokalisiert. Eine Demonstrationsversion kann auf www.ias.et.tu-dresden.de/akustik/sweetspotter heruntergeladen werden.

Grothe, T.

• Modellierung von Impedanzmessungen an Blasinstrumenten
  J. Baumgart, T. Grothe and R. Grundmann
[A]

Der Resonator von Blasinstrumenten wird durch seine schwach gedämpften Eigenfrequenzen maßgeblich charakterisiert. Zur experimentellen Bestimmung dieser hat sich die Impedanzmesstechnik bewährt. Die Messung erfolgt üblicherweise ohne angestecktes Mundstück. Mithilfe von dreidimensionalen Finite-Elemente-Modellen ist es möglich die reale Situation weitgehend vollständig und mit den dissipativen Effekten zu erfassen. Zum Einsatz kommen hier Elemente mit quadratischer Ansatzfunktion für die Geschwindigkeit und lineare für den Druck. Hier wird ein Vergleich der Rechnungen mit realen Impedanzmessungen mithilfe der Kapilarmethode und vereinfachte Rechnungen nach der Transmission-Line-Methode vorgestellt. Es zeigen sich sehr gute Übereinstimmungen für den Frequenzbereich der tiefsten Eigenfrequenzen.

• Untersuchung akustischer Resonatoren im Zeitbereich
  A. Richter and T. Grothe
[A]

Die numerische Untersuchung des akustischen Verhalten von Resonatoren erfolgt typischerweise im Frequenzbereich, zum Beispiel durch die Lösung der Helmholtz-Gleichung. Dieser Ansatz vernachlässigt allerdings nichtlineare Effekte, die beispielsweise beim Spielen eines Blasinstrumentes auftreten. Alternativ führen wir die experimentell oft eingesetzte Impulsreflektometrie numerisch durch. Die Untersuchung im Zeitbereich bietet hier eine Reihe von Vorteilen. So ist es möglich, einzelne akustische Wellen zu verfolgen, um einen besseren Einblick in instrumentenspezifische Details zu erlangen. Zusätzlich lassen sich viskose Effekte, nichtlineare Phänomene und transiente Vorgänge abbilden. Ebenso ist es möglich, inhomogene sowie instationäre Strömungen zu berücksichtigen. Am Beispiel der Blockflöte wird die Einsatzmöglichkeit dieses Ansatzes demonstriert. Zur Lösung der kompressiblen strömungsmechanischen Gleichungen kommt dabei ein diskontinuierliches Galerkin-Spektralelemente-Verfahren zum Einsatz, das die für akustische Anwendungen notwendige Genauigkeit bereitstellt. Parallel durchgeführte Experimente dienen der Validierung des vorgeschlagenen Verfahrens.

• Experimente zur Intonationsbestimmung beim Fagott
  T. Grothe, J. Baumgart and R. Grundmann
[A]

Bei Blasinstrumenten ist der Bereich der spielbaren Tonhöhe durch das vom Instrumentenbauer gefertigte Instrument vorgegeben, die Feinabstimmung erfolgt jedoch indivuell durch den Musiker. Diesen Vorgang bezeichnet man als intonieren. Ziel dieser Studie ist die musikerbezogene Ermittlung der Tonhöhen auf einem Fagott.

Einen ersten Anhaltspunkt über Grundstimmung und Intervallabstände lieferten Aufnahmen ausgehaltener Töne von über 500 Fagotten, welche unter gleichen Bedingungen aufgenommen wurden. Weiterhin wurden durch einen Musiker auf verschiedenen Fagotten die Grenzen in Dynamik und Verstimmung für den gesamten Tonumfang ermittelt. Dabei wurden verschiedene S-Bögen und Rohrblätter verwendet, um deren Einfluss auf die Stimmung der Töne abzuschätzen. Experimente mit einem Kunststoffrohrblatt, das in eine Anblasvorrichtung eingespannt ist, ermöglichen den objektiven Vergleich der Fagotte hinsichtlich der Lage der Töne.

Die so erhaltenen musikerbezogenen Ergebnisse werden experimentell und numerisch bestimmten Eingangsimpedanzkurven der verwendeten Fagotte gegenübergestellt und bezüglich der Eignung für eine objektive Beurteilung der Stimmung der Instrumente diskutiert.

• Input Impedance Measurement of Bassoons
  W. Ohno, T. Grothe and R. Grundmann
[A]

Eingangsimpedanzmessungen sind ein Standardmessverfahren um die schwach gedämpften Resonanzfrequenzen von Blasinstrumenten zum bestimmen. Dabei wird die Luftsäule durch eine Volumenstromquelle am mundstückseitigen Ende des Instrumentes angeregt und der resultierende Druck gemessen. Zur Messung der akustischen Impedanz von Fagotten wurde ein Messkopf konstruiert, bei dem die Volumenstromquelle durch einen Lautsprecher in einer Druckkammer mit einem schlanken, ringspaltförmigem Austritt realisiert ist. Der Volumenstrom durch den Ringspalt ist proportional zum Schalldruck in der Druckkammer. Die Eingangsimpedanz eines Messobjektes lässt sich daher aus dem Verhältnis der Schalldrücke vor und hinter dem Ringspalt bestimmen, wenn dessen Impedanz bekannt ist. Diese wird durch Kalibrierung des Aufbaus mit einer einfachen Geometrie bestimmt, für dessen Impedanz theoretische Werte vorliegen. In dieser Arbeit werden Details zu Aufbau, Kalibrierung und Messdurchführung dargestellt. Anhand ausgewählter Messergebnisse können die Funktion von Oktavlöchern und alternativen Griffen, sowie der Einfluss des Rohrblattvolumens auf die Lage der Resonanzfrequenzen beim Fagott veranschaulicht werden.

Gruber, C.

• Optimierung eines einkanaligen Verfahrens zur Störgeräuschunterdrückung für Kommunikationsanwendungen
  W. Grünbaum and C. Gruber
[A]

Grünbaum, W.

• Optimierung eines einkanaligen Verfahrens zur Störgeräuschunterdrückung für Kommunikationsanwendungen
  W. Grünbaum and C. Gruber
[A]

Gruhler, G.

• Eine Vorhersagemethode für die Akzeptanz des akustischen Feedbacks von Drehstellern
  A. Treiber, G. Gruhler and G. Rozinaj
[A]

Grundmann, R.

• Modellierung von Impedanzmessungen an Blasinstrumenten
  J. Baumgart, T. Grothe and R. Grundmann
[A]

Der Resonator von Blasinstrumenten wird durch seine schwach gedämpften Eigenfrequenzen maßgeblich charakterisiert. Zur experimentellen Bestimmung dieser hat sich die Impedanzmesstechnik bewährt. Die Messung erfolgt üblicherweise ohne angestecktes Mundstück. Mithilfe von dreidimensionalen Finite-Elemente-Modellen ist es möglich die reale Situation weitgehend vollständig und mit den dissipativen Effekten zu erfassen. Zum Einsatz kommen hier Elemente mit quadratischer Ansatzfunktion für die Geschwindigkeit und lineare für den Druck. Hier wird ein Vergleich der Rechnungen mit realen Impedanzmessungen mithilfe der Kapilarmethode und vereinfachte Rechnungen nach der Transmission-Line-Methode vorgestellt. Es zeigen sich sehr gute Übereinstimmungen für den Frequenzbereich der tiefsten Eigenfrequenzen.

• Experimente zur Intonationsbestimmung beim Fagott
  T. Grothe, J. Baumgart and R. Grundmann
[A]

Bei Blasinstrumenten ist der Bereich der spielbaren Tonhöhe durch das vom Instrumentenbauer gefertigte Instrument vorgegeben, die Feinabstimmung erfolgt jedoch indivuell durch den Musiker. Diesen Vorgang bezeichnet man als intonieren. Ziel dieser Studie ist die musikerbezogene Ermittlung der Tonhöhen auf einem Fagott.

Einen ersten Anhaltspunkt über Grundstimmung und Intervallabstände lieferten Aufnahmen ausgehaltener Töne von über 500 Fagotten, welche unter gleichen Bedingungen aufgenommen wurden. Weiterhin wurden durch einen Musiker auf verschiedenen Fagotten die Grenzen in Dynamik und Verstimmung für den gesamten Tonumfang ermittelt. Dabei wurden verschiedene S-Bögen und Rohrblätter verwendet, um deren Einfluss auf die Stimmung der Töne abzuschätzen. Experimente mit einem Kunststoffrohrblatt, das in eine Anblasvorrichtung eingespannt ist, ermöglichen den objektiven Vergleich der Fagotte hinsichtlich der Lage der Töne.

Die so erhaltenen musikerbezogenen Ergebnisse werden experimentell und numerisch bestimmten Eingangsimpedanzkurven der verwendeten Fagotte gegenübergestellt und bezüglich der Eignung für eine objektive Beurteilung der Stimmung der Instrumente diskutiert.

• Input Impedance Measurement of Bassoons
  W. Ohno, T. Grothe and R. Grundmann
[A]

Eingangsimpedanzmessungen sind ein Standardmessverfahren um die schwach gedämpften Resonanzfrequenzen von Blasinstrumenten zum bestimmen. Dabei wird die Luftsäule durch eine Volumenstromquelle am mundstückseitigen Ende des Instrumentes angeregt und der resultierende Druck gemessen. Zur Messung der akustischen Impedanz von Fagotten wurde ein Messkopf konstruiert, bei dem die Volumenstromquelle durch einen Lautsprecher in einer Druckkammer mit einem schlanken, ringspaltförmigem Austritt realisiert ist. Der Volumenstrom durch den Ringspalt ist proportional zum Schalldruck in der Druckkammer. Die Eingangsimpedanz eines Messobjektes lässt sich daher aus dem Verhältnis der Schalldrücke vor und hinter dem Ringspalt bestimmen, wenn dessen Impedanz bekannt ist. Diese wird durch Kalibrierung des Aufbaus mit einer einfachen Geometrie bestimmt, für dessen Impedanz theoretische Werte vorliegen. In dieser Arbeit werden Details zu Aufbau, Kalibrierung und Messdurchführung dargestellt. Anhand ausgewählter Messergebnisse können die Funktion von Oktavlöchern und alternativen Griffen, sowie der Einfluss des Rohrblattvolumens auf die Lage der Resonanzfrequenzen beim Fagott veranschaulicht werden.

Grutzek, G.

• Vergleich spektraler Merkmale zur Identifikation von Telefon-SPAM
  G. Grutzek, C. Pörschmann and H. Knospe
[A]

Da die Kosten für Telefongespräche, besonders in IP-basierten Netzen stetig sinken, wird SPAM over IP- Telephony (SPIT) zunehmend interessanter. Es wird ein Verfahren vorgestellt, welches es ermöglicht Telefon-SPAM anhand der Ähnlichkeit von Spektralen Merkmalen automatisiert zu identifizieren. Die Untersuchungen fanden im Rahmen des Projekts VIAT (Verfahren zur Identifikation und Abwehr von Telefon-SPAM) statt. Zur Erkennung von SPIT wird aus den Gesprächsdaten eines jeden eingehenden Anrufs, ein so genannter Fingerabdruck erzeugt und mit Fingerabdrücken vorheriger Anrufe verglichen. Bei genügender Übereinstimmung des Fingerabdrucks, wird die ID des Anrufers für weitere Anrufe gesperrt. Neben den Anforderungen an die Merkmale und deren Extraktion, werden die Probleme der SPIT- Erkennung und die Grenzen des Verfahrens erörtert. Es werden verschiedene spektrale Merkmale hinsichtlich ihrer Eignung zur Erkennung von Telefon-SPAM verglichen.

Grzella, R.

• Qualifizierte akustische Beschreibung von Kasernenanlagen der Bundeswehr
  R. Grzella
[A]

Die Bundeswehr ist bestrebt, Erkenntnisse über Art, Ausmaß und Zeitdauer von Schallereignissen zu gewinnen, denen die Nachbarschaft von Bundeswehr-Kasernen ausgesetzt ist. Gegenwärtig nimmt die Bundeswehr ein Lärmkontingent von 65 dB(A) tags und nachts in Anspruch. Unter Umständen ist die Verringerung dieses Wertes tageszeitabhängig sowie auch für bestimmte Flächennutzungen innerhalb der Ka-serne möglich. Diese ''Umstände'' zu verifizieren ist Ziel dieses Vorhabens. Die Bundeswehr betreibt mehr als 4.600 Liegenschaften in Deutschland. Davon sind mehr als 4.000 nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz nichtgenehmigungsbe-dürftige Anlagen. Von denen nach Baunutzungsverordnung i.d.R. als Sondergebiet Bund ausgewiesenen Liegenschaften können Geräusche schädliche Umwelteinwir-kungen hervorrufen, die Allgemeinheit oder die Nachbarschaft gefährden, benachtei-ligen oder belästigen. Ausgehend von der funktionell strukturierten Flächennutzung der Kasernen werden auf der Grundlage von Betriebsbeschreibungen Lärmquellen identifiziert. Bei unbe-kannten akustischen Quelldaten (Schallleistungspegel, Frequenzspektren) werden Schallpegelmessungen (Emissions- und Immissionsmessungen) durchgeführt und in das Lärmberechnungsprogramm IMMI eingepflegt. Vom Bundesamt für Wehrverwaltung sollen digitale Liegenschafts- und Gebäudeda-ten (ArcView-Daten) bereitgestellt werden, welche von IMMI importiert werden kön-nen. Mit Abschluss des Vorhabens sollte für jede Kaserne eine detaillierte Prognose von Schallimmissionen in der Nachbarschaft möglich sein. Die Ergebnisse werden Einfluss auf die immissionsschutzrechtliche Beurteilung im Zusammenhang mit bestehender und der Planung heranrückender Nachbarschafts-bebauung oder bei der Umnutzung von Kasernen haben.

Gühmann, C.

• Analyse und Bewertung des Dieselgeräusches aus Körperschallsignalen
  M. Decker, M. Ebel, P. Schmiechen, C. Haukap and C. Gühmann
[A]

Nicht nur bei CO2-Ausstoß und Kraftstoffverbrauch soll der Dieselmotor Maßstab moderner Verbrennungsmotoren sein, sondern zukünftig auch beim Geräusch. Im Rahmen der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen wird zu dieser Zielsetzung das Forschungsprojekt ''Geräuschgeregelter Dieselmotor'' durchgeführt. Im Projekt soll geklärt werden, welche Verbesserungen sich durch die Integration geeigneter Sensorsignale in das Diesel-Motormanagementsystem bezüglich des Verbrauchs, des Geräuschs und der Abgasemissionen erzielen lassen. Dabei soll ein gewichtetes Optimum aus Verbrauch, Abgasemissionen und Luftschallemissionen erzielt werden unter Einhaltung der gesetzlichen Grenzen.

Zur Berücksichtigung des Geräusches in der Regelung des Dieselmotors sind rein akustische Signale wenig aussagekräftig, einen größeren Nutzen versprechen psychoakustische Parameter wie Lästigkeit oder Impulshaftigkeit. Um herauszufinden, welche Motoreinstellparameter die Psychoakustik beeinflussen, wurden bei der IAV Messungen an einem Dieselmotor durchgeführt. Nach Vorgabe durch ein Design of Experiments (DoE) wurden dabei Einspritzbeginne, Einspritzmengen, Drehzahl und Last variiert, die vorab als relevante Einflußgrößen identifiziert wurden.

Neben den Zustandsgrößen wurden Körper- und Luftschallsignale aufgezeichnet. Aus beiden Signaltypen wurden mit denselben Algorithmen verschiedene psychoakustische Parameter berechnet. Obwohl die Algorithmen für Luftschallsignale entwickelt wurden, zeigt die anschließende Regressionsanalyse der Parameter eine sehr hohe Korrelation. Nachfolgend werden die Untersuchungen vorgestellt.

Guerin, S.

• Numerical investigation of transmission, reflection and scattering of sound waves through a blade row
  A. Fritzsch, S. Guerin, C. Weckmüller and L. Enghardt
[A]

This paper presents a method to quantify the influence of arbitrary no-swirl mean flow on the sound propagation characteristics in a duct. The analytical eigenfunctions for plug flow are used rather than the numerical Pridmore-Brown solutions.

Replacing the radial mean flow profile by a potential flow enables the usage of fast methods like that applied in the finite element code Actran TM. It can be shown, that this simplification leads to errors depending on frequency, Mach number and modal structure of the sound field.

Previous studies estimated these errors by comparing the analytical modal functions for plug flow with the Pridmore-Brown functions for arbitrary mean flow. This comparability has not been proven, yet.

The authors use the modal eigenfunctions to generate an analytical sound field on plug flow and propagate it with the DLR CAA solver Piano along a spatially developing flow profile. Thus the sound field changes gradually with the flow profile. Its modal decomposition along the extend of the duct on an assumed radial constant flow profile allow conclusions about the influence of the radial non constant flow profile on the spatial changes of the radial structure of the sound field.

• Introducing Lined-wall Boundary Conditions in the DLR Time-domain CAA Solver PIANO
  A. Bassetti, S. Guerin and O. Kornow
[A]

Understanding the physical mechanisms that occur in the aeroacoustics of lined surfaces is a key issue for the optimal design of passive sound absorbers (liners) in aircraft engines. The liners play an important role to reduce the noise emitted by modern transport-aircraft engines. Engine and engine-nacelle manufacturers base their designs on gathered past experience and, more recently, on computational aeroacoustics (CAA) solutions, including impedance-type boundary conditions to simulate the presence of liners in various regions of the engine-duct walls. The DLR CAA software PIANO implements a time-domain linearized Euler equation (LEE) solver. It can be used to simulate the propagation of a general small-perturbation aerodynamic field at the presence of a stationary background flow. The present work deals with the introduction of new types of boundary conditions in PIANO, allowing for the simulation of acoustic propagation at the presence of acoustic liners. An extended Helmholtz resonator model for the normal impedance of a locally-reacting liner is used in the present implementation. Results associated with the benchmark phase are presented, showing acoustic propagation simulations in uniform-section ducts and the effect of finite-impedance walls on the acoustic-pressure fields.

• Accounting for sweep and lean in the design-to-noise of rotor-stator stages
  S. Guerin and A. Moreau
[A]

This work presents a fast method for predicting the effects of stator sweep and lean in the design-to- noise of turbofans. A line of acoustic dipoles distributed along the leading edge of the stator vanes and oriented perpendicularly to these imitates the noise source due to the interaction of the rotor wakes with the vanes. The sound field generated is represented by the eigenmodes of the Green's function of an annular duct with flow. The effect of stator sweep and lean is accounted for by adding two new terms in the noise generation. The first term represents a phase shift accounting for the fact that the sources distributed along a swept and leaned leading edge are excited at different times by the incoming rotor wakes. This time delay is responsible for destructive interferences that mostly explain the noise reduction of the rotor-stator interaction tones. The second term applies to both broadband and tonal interaction noise. It accounts for the reduction of the normal component of the flow impinging the stator vanes and for the sligthly increased length of the leading edge . Moreover, the role of the interference effects is investigated through the modal structure of the sound field.

Guski, M.

• Automatic Loudness Control for Car Infotainment Systems
  M. Guski and G.K. Behler
[A]

The levels of different sources (CD, radio, MP3, navigation, etc.) differ substantially making one single volume for all annoying. Even individual level settings for all sources are not helpfull since loudness and dynamic range of the source programs may vary. Therefore the driver (namely when listening to classical music) is forced to readjust the volume continously so not to miss his beloved music or not to be hooted down by the radio info program in between. A solution is presented that on one hand uses a sofisticated algorithm to measure the background noise inside of the car and on the other uses the real loudness information (Zwicker) from the running program to adjust a comfortable level and reduce dynamic shifts.

Guyader, G.

• Which driving situations best represent “the characteristic sound” of diesel engines?: Comparison between Germany and France
  A. Frère, N. Misdariis, P. Susini, R. Weber, C. Peteul-Brouillet and G. Guyader
[A]

In 2007, the proportion of diesel cars reached 74% in the French market. This growth is similar in other Western Europe countries like Germany for instance. In the last ten years, the drawbacks of diesel engine noise were significantly reduced. A part of current research works deals with the improvement of perceived characteristics towards a higher customer appreciation. As part of a study on the sound perception of diesel engines, we are focusing on positive features of different driving situations (from hot idle to acceleration or traffic jam for instance). Like above-mentioned, France and Germany seem to be the biggest purchasers of diesel cars. Therefore, this paper presents an intercultural study between French and German diesel cars owners. The experiment proposed to the participants, consists in assessing the dieselness of twelve different driving situations (for three different diesel cars) on a continuous scale. For each of those countries, the results show the hot idle like the driving situation that best represents ''the characteristic sound'' of diesel engines. In addition, for most of driving situations, German people evaluate them more diesel than French people assess. These results will be detailed in this article.

Haag, K.

• Luftverkehrslärm und die Notwendigkeit systematischer Untersuchungen mit flexiblen Fluglärmsimulationswerkzeugen
  G. Saueressig, R. Gaffal, U. Isermann, R. König, R. Schmid and K. Haag
[A]

Lärmminderungsmaßnahmen gewinnen an vielen Flughäfen zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchungen umfassen dabei sowohl Änderungen von Flugverfahren als auch Geräusch reduzierende Maßnahmen an der Schallquelle. In der Regel ist es schwierig die Effekte solcher Maßnahmen auf die Schallimmission zu quantifizieren, wenn konventionelle Berechnungswerkzeuge genutzt werden, weil diese nicht für ''what-if''-Studien entwickelt wurden und die Qualität ihrer Datenbasen nicht ausreicht. Ein Beispiel hierfür stellt die Anleitung zur Berechnung von Fluglärm (AzB) dar, die auf die Unterstützung von gesetzlichen Regelungen ausgelegt ist und deshalb auf standardisierten Daten bzgl. Flugzeugflottenmix und Flugverfahren beruht. Um die aktuellen Lärmimmissionen an einem Flughafen genauer analysieren und Lärmminderungsmaßnahmen bewerten zu können, bedarf es einer Weiterentwicklung der AzB-Methodik. Daneben ist es auch notwendig Analysewerkzeuge für einzelne Flugereignisse weiterzuentwickeln, um zu einer besseren Abschätzung der einzelnen Lärmminderungspotenziale zu kommen. Deshalb sollten künftig sowohl flugzeugbezogene als auch flugleistungsbezogene Daten derart verfeinert werden, dass die Effekte von technischen Modifikationen am Fluggerät und Änderungen in Flugverfahren mit ausreichender Genauigkeit aufgelöst werden können. Parallel zu den Untersuchungen von Lärmminderungsmaßnahmen bedarf es auch der Analyse der Schadstoffemission zur Vermeidung von ''trade-offs''. Dementsprechend wird eine gemeinsame Initiative von Flughäfen, Fluggesellschaften, Flugsicherung, Herstellern und Behörden zur Verbesserung der Methodik und Datenlage empfohlen.

Haaß, M.

• Ein Schallschutzkonzept für höchste hygienische Ansprüche
  J. Berger, M. Haaß, H.V. Fuchs and P. Rietschel
[A]

Die EU-Richtlinie 2003/10/EG hat die Anforderungen im betrieblichen Lärmschutz verschärft. Hierdurch entstanden neue und weiter ausgedehnte kennzeichnungspflichtige Lärmbereiche in den Produktionsstätten der Nahrungsmittelindustrie. Konventionelle Schallabsorber erfüllen aber in der Regel nicht die dort verbreitet geltenden extremen Anforderungen an die Hygiene, an die mechanische Stabilität und widerstehen nicht den notwendigen harten Reinigungsmethoden. Eine alternative Lösung des Lärmproblems in den betroffenen Betrieben ist für die Einhaltung der ''Verordnung zum Schutz der Beschäftigten vor Gefährdungen durch Lärm und Vibrationen'' und für die Verbesserung der dortigen Arbeitsbedingungen somit unabdingbar. Aufbauend auf den Erfahrungen mit innovativen, robusten Absorbern für ein breites Anwendungsspektrum (u. a. Membran-Absorber, Verbundplatten-Resonatoren, Breitband-Kompaktabsorber und Mikroperforierte Platten) wird im Rahmen eines mittelfristig angelegten F&E-Projekts ein neues Konzept zur Lärmminderung an lauten Maschinen und Anlagen entwickelt. Es versucht, die üblichen Maßnahmen an und unter der Decke über den sensiblen Produktionsbereichen durch leichter zu reinigende, bevorzugt stehende Schallschirme sowie Maßnahmen an den Lärmquellen selbst zu ersetzen. Ihrem Einsatz in ausgewählten Muster-Betrieben müssen scharfe Qualifikationstests bezüglich Hygiene, mechanischer Stabilität und Reinigung vorausgehen. Parallel zu konkreten Ausführungen in Betrieben werden zum Vergleich Lärmprognosen berechnet. Diese sollen es ermöglichen, in Zukunft präzise Prognosen für die akustische Wirksamkeit dieses Konzepts unter den sehr unterschiedlichen Einsatzbedingungen zu erstellen.

Haberzettl, S.

• Elektretwandler zur Messung von Beschleunigungen und Körperschall
  J. Hillenbrand, S. Haberzettl, T. Motz and G.M. Sessler
[A]

Trotz ihres einfachen Aufbaus zeichnen sich Elektretmikrofone durch ihre sehr guten akustischen Eigenschaften aus. Daher wurden kürzlich Beschleunigungsaufnehmer entwickelt, die auf dem Wandlerprinzip der Elektretmikrofone basieren. Die Mikrofonmembran wurde dabei durch eine metallische seismische Masse ersetzt und der Abstandsring aus einem weichen zellularen Polymer angefertigt. Des Weiteren wurde auf einen integrierten Feldeffekttransistor verzichtet und die erzeugte Ladung mittels eines externen Ladungsverstärkers gemessen. Die dynamische Charakterisierung dieser Beschleunigungsaufnehmer erfolgte mittels eines elektrodynamischen Schwingungserregers im Frequenzbereich von 10 Hz bis 5 kHz. Aufnehmer mit seismischen Massen von 5 g bis 22 g wurden untersucht. Typische Empfindlichkeiten bei einer Frequenz von 100 Hz und einer seismischen Masse von 8 g betrugen dabei 4 pC s2/m bei einer Resonanzfrequenz von 2 kHz. Da die untersuchten Elektretwandler auch bei extrem niedrigen Frequenzen eingesetzt werden können, wurden statische Beschleunigungen durch das Aufbringen von Gewichten simuliert. Es ergaben sich dabei quasistatische Empfindlichkeiten von typisch 7 pC s2/m für eine seismische Masse von 8 g. Der im Vergleich zu 100 Hz höhere quasistatische Wert erklärt sich aus der Frequenzabhängigkeit des E-Moduls des Abstandsrings.

Haeb-Umbach, R.

• Options for Modelling Temporal Statistical Dependencies in an Acoustic Model for ASR
  V. Leutnant and R. Haeb-Umbach
[A]

Traditionally, ASR systems are based on hidden Markov models with Gaussian mixtures modelling the state-conditioned feature distribution. The inherent assumption of conditional independence, stating that a feature's likelihood solely depends on the current HMM state, makes the search computationally tractable, nevertheless has also been identified to be a major reason for the lack of robustness of such systems. Linear dynamic models have been proposed to overcome this weakness by employing a hidden dynamic state process underlying the observed features. Though performance of linear dynamic models on continuous speech/phone recognition tasks has been shown to be superior to that of equivalent static models, this approach still cannot compete with the established acoustic models.

In this paper we consider the combination of hidden Markov models based on Gaussian mixture densities (GMM-HMMs) and linear dynamic models (LDMs) as the acoustic model for automatic speech recognition systems. In doing so, the individual strengths of both models, i.e. the modelling of long-term temporal dependencies by the GMM-HMM and the direct modelling of statistical dependencies between consecutive feature vectors by the LDM, are exploited. Phone classification experiments conducted on the TIMIT database indicate the prospective use of this approach for the application to continuous speech recognition.

Haller, J.

• Messung akustischer Parameter von therapeutischen Leistungs-Ultraschallwandlern zur Tumortherapie
  K.-V. Jenderka, J. Haller, S. Dencks and C. Koch
[A]

Im Spektrum der Therapiemöglichkeiten zur Behandlung von Tumoren nimmt die Bedeutung der Ultraschallverfahren ständig zu. Hochintensiver therapeutischer Ultraschall (HITU) wird heute bereits regelmäßig in Kliniken für die Behandlung bestimmter Karzinome eingesetzt (z. B. Prostata) und weitere therapeutische Anwendungen werden erforscht. Unter dem Aspekt der Patientensicherheit und Therapieplanung ist die Messung der akustischen Parameter und die Charakterisierung der HITU-Felder dringend erforderlich, kann aber mit den etablierten Messverfahren zur Zeit noch nicht vollständig geleistet werden. Nicht zuletzt deshalb wurde ein durch die Europäische Union unterstütztes Projekt begonnen, in dem neun Nationale Metrologische Institute (NMI) zum Thema ''Tumortherapie mit externen Strahlen'' forschen. In dem Beitrag werden das Projekt inhaltlich vorgestellt und Ergebnisse der Arbeitsgebiete präsentiert. Diese umfassen u. a. die Messung der akustischen Ausgangsleistung der Wandler und der Schalldruckverteilung in HITU-Feldern sowie die Entwicklung von thermischen Phantomen als Vorraussetzung zur Messung der Temperaturverteilung in Gewebe mit verschiedenen Modalitäten. Die Ergebnisse des Projektes sind von Bedeutung für die internationale Normung, die Geräteentwicklung und nicht zuletzt für Therapieplanung und Patientensicherheit.

• Ein faseroptischer Verschiebungssensor zur Charakterisierung und Quantifizierung von hochintensiven Ultraschallfeldern
  J. Haller, K.-V. Jenderka and C. Koch
[A]

In den letzten Jahren ist in der Tumor-Therapie ein stetiger Anstieg der Anzahl an HITU-Behandlungen (HITU- High Intensity Therapeutic Ultrasound) zu beobachten, bei denen ein stark fokussierter Ultraschallstrahl malignes Gewebe erwärmt und dadurch nekrotisiert. Für die Therapieplanung einer möglichst wirkungsvollen und zugleich für gesundes Gewebe ungefährlichen Behandlung ist eine genaue Kenntnis der angewandten HITU-Felder unerlässlich. Dabei erfordern die in einem stark fokussierten Bereich auftretenden hohen Drücke und Temperaturen Sensoren, die sowohl möglichst klein als auch extrem widerstandsfähig sind. In diesem Beitrag wird ein auf heterodyner Interferometrie basierender faseroptischer Verschiebungssensor vorgestellt, der diese Anforderungen erfüllen kann. Es wird gezeigt, dass die erhaltenen Ergebnisse gut mit denen kalibrierter piezoelektrischer Hydrophone übereinstimmen und erste Ergebnisse von Messungen in HITU-Feldern werden präsentiert. Weiterhin werden relevante Charakteristika dieser Messmethode wie der Frequenzgang, die Empfindlichkeit, die Widerstandsfähigkeit und das Signal-zu-Rausch-Verhältnis mit denen anderer optischer und piezoelektrischer Messsysteme verglichen.

Haltenorth, I.

• Akustische Optimierung von Großraumbüros
  I. Haltenorth
[A]

Hamann, C.

• Entwicklung eines Sprachkorpus zur Bestimmung des Sprachverstehens bei variabler linguistischer Komplexität
  V. Uslar, T. Brand, M. Hanke, R. Carroll, E. Ruigendijk, C. Hamann and B. Kollmeier
[A]

Verschiedene Forschungsarbeiten zeigen, dass Sprachverstehen in akustisch anspruchsvollen Situationen nicht allein vom sensorisch-akustischen Hörvermögen abhängt sondern auch von kognitiven Fähigkeiten des Hörers (z.B. Kapazität des Arbeitsgedächtnis oder maximale Leistungsfähigkeit des Sprachperzeptions-Systems). Zur systematischen Erfassung des relativen Einflusses dieser Größen wurde im Rahmen des DFG-Projektes AULIN (AUdiologie und LINguistik) ein Sprachkorpus mit Sätzen abgestufter linguistischer Komplexität entwickelt und evaluiert.

Der Korpus besteht aus sieben Satztypen, die sich in zwei Kategorien zusammenfassen lassen: Sätze mit Subjekt-Verb-Objekt- bzw. Objekt-Verb-Subjekt-Struktur (''Der stille Postbote grüßt den dicken Frisör.'') und Sätze mit Relativsatzeinbettung (''Der Arzt, der die Lehrerinnen beschenkt, niest.''). Innerhalb dieser Kategorien gibt es zudem Sätze, die bis zu einer bestimmten Stelle im Satz mehrdeutig sind (''Die gute Köchin umarmt der/den brave/n Polizist/en.''; ''Die Postboten, die die Lehrerin filmen/filmt, zittern.'').

Die Evaluation des Satzmaterials wurde mit insgesamt 24 normalhörenden Versuchspersonen durchgeführt. Es zeigte sich, dass Sätze mit Relativsatzeinbettung durchschnittlich leichter verständlich waren als einfache Subjekt-Verb-Objekt- bzw. Objekt-Verb-Subjekt-Sätze (67,1% bzw. 53,5% Verständlichkeit über das gesamte Testmaterial und alle Personen bei -7dB SNR). Zudem waren starke Unterschiede zwischen den Versuchspersonen zu beobachten (zwischen 46,3% und 70,1% Verständlichkeit für das gesamte Material für einzelne Versuchspersonen). Das Material scheint somit gut geeignet, um die Einflüsse von linguistischer Komplexität und individueller kognitiver Leistungsfähigkeit auf das Sprachverstehen zu untersuchen.

Hammelmann, F.

• Werkzeuge für das Lärmmanagement auf Schießplätzen
  F. Hammelmann and K.-W. Hirsch
[A]

Das tägliche Lärmmanagement nach den Lärmmanagementregelungen des BMVg (LMR) auf einem Schießplatz ist nur möglich, wenn dem Betreiber Werkzeuge (Programme) zur Verfügung gestellt werden, die das Lärmmanagement in die Betriebsführung des Schießplatzes integrieren. Diese Werkzeuge müssen den Planungsvorgang auf einem Schießplatz praxisgerecht abbilden und dem Planer schnell und sachgerecht Informationen über die Auswirkung der aktuellen Planung auf die Lärmbelastung bereitstellen.

Das Programmmodul Manager der WinLarm Suite nutzt die gesamten in den Datenbanken der Suite vorgehaltenen Informationen über die möglichen Emissionssituationen auf dem Platz, über die Übungsszenarien, über die Schusskonfigurationen (Waffensysteme, Waffen und Munitionen) und ihre akustischen Parameter, über die Topographie und die Lage der Wohnplätze in der Nachbarschaft, um zeitnah die Lärmkriterien zu berechnen und ihre Konsequenzen auf den Schießbetrieb graphisch darzustellen.

Der Vortrag präsentiert die Umsetzung der wesentlichen Anforderungen an das Modul Manager und erläutert den Einsatz während der Planung und Durchführung der Schießvorhaben auf einem Schießplatz.

Han, S.-O.

• Simulationsbasierte und experimentelle Sensitivitätsanalysen eines adaptiven Systems
  Y. Li, S.-O. Han and T. Pfeiffer
[A]

Leichtbaukomponenten neigen in vielen Fällen zu unerwünschten Schwingungen und Schallabstrahlungen. Als eine Alternative zu den konventionellen passiven Maßnahmen bieten sich adaptive Systeme für die Reduktion dieser Schwingungen an. Aufgrund der komplexen Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Systemgrößen ist es für die Auslegung, Optimierung sowie Zuverlässigkeitsanalyse solcher adaptiven Systeme wichtig, die das Systemverhalten dominierenden Einflussgrößen zu identifizieren und zu bewerten. Dies kann durch eine Sensitivitätsanalyse erfolgen. Das zu untersuchende Objekt ist eine aktiv lärmreduzierte PKW-Ölwanne. Mittels Piezoaktoren, -sensoren und einer geeigneten Regelung werden die Schwingungen des Ölwannenbodens aktiv gedämpft und somit der über den Ölwannenboden abgestrahlte Lärm reduziert. In diesem Beitrag werden die Wirkungen verschiedener Einflussgrößen auf die Dämpfung der Ölwannenbodenschwingung bei bestimmten Frequenzen sowohl durch experimentelle als auch durch simulationsbasierte Methoden untersucht. Die experimentelle Sensitivitätsanalyse des aktiven Ölwannensystems erfolgt nach der Methode der statistischen Versuchsplannung und -auswertung. Für die simulationsbasierte Sensitivitätsanalyse wird ein FE-Modell des aktiven Ölwannensystems erstellt. Mit diesem wird ein automatisierter Simulationsprozess, in dem verschiedene Programme miteinander interagieren, für die numerische Sensitivitätsbewertung aufgebaut. Nach der Sobol-Methode werden die Sensitivitätsindizes der Faktorgrößen berechnet. Abschließend werden die Wirkungen der Einflussgrößen quantitativ miteinander verglichen und die dominanten Effekte identifiziert.

Hanisch, B.

• Aktive Körperschallisolation bei haustechnischen Installationen
  M. Späh, L. Weber and B. Hanisch
[A]

Haustechnische Anlagen, wie z. B. Wasserinstallationen, erzeugen Geräusche, die als Körperschall in das Bauwerk eingeleitet und von dort in fremde Räume übertragen werden. Auch wenn die Geräusche in ihrer Lautstärke gering sein können, werden sie oft als äußerst störend empfunden. Daher werden wenn möglich elastische Zwischenlagen als passive Dämmelemente eingesetzt. Diese Elemente sind jedoch durch die vorhandene Masse-Feder-Resonanz in ihrer Wirksamkeit zu tiefen Frequenzen hin beschränkt. Außerdem bestehen oft statische Anforderungen an die Lagerung, so dass die akustische Wirkung erst bei mittleren und hohen Frequenzen zum Tragen kommt.

Da die Schalleinleitung im Wesentlichen durch Körperschallübertragung an den Befestigungselementen erfolgt, bietet es sich an, aktive Komponenten an den Kontaktpunkten einzusetzen, um die Körperschalleinleitung von Installationen speziell im tiefen Frequenzbereich zu verringern. In diesem Beitrag werden Untersuchungen an einem Modellaufbau vorgestellt, bei dem sowohl aktive als auch die Kombination von aktiven und passiven Maßnahmen vorgenommen wurden. Ziel ist es, einfache und robuste aktive Systeme zu entwickeln, die zur körperschallisolierenden Montage von haustechnischen Anlagen in Bauten eingesetzt werden können, so dass die Schalleinleitung auch im tieffrequenten Frequenzbereich deutlich reduziert wird.

Hanke, M.

• Entwicklung eines Sprachkorpus zur Bestimmung des Sprachverstehens bei variabler linguistischer Komplexität
  V. Uslar, T. Brand, M. Hanke, R. Carroll, E. Ruigendijk, C. Hamann and B. Kollmeier
[A]

Verschiedene Forschungsarbeiten zeigen, dass Sprachverstehen in akustisch anspruchsvollen Situationen nicht allein vom sensorisch-akustischen Hörvermögen abhängt sondern auch von kognitiven Fähigkeiten des Hörers (z.B. Kapazität des Arbeitsgedächtnis oder maximale Leistungsfähigkeit des Sprachperzeptions-Systems). Zur systematischen Erfassung des relativen Einflusses dieser Größen wurde im Rahmen des DFG-Projektes AULIN (AUdiologie und LINguistik) ein Sprachkorpus mit Sätzen abgestufter linguistischer Komplexität entwickelt und evaluiert.

Der Korpus besteht aus sieben Satztypen, die sich in zwei Kategorien zusammenfassen lassen: Sätze mit Subjekt-Verb-Objekt- bzw. Objekt-Verb-Subjekt-Struktur (''Der stille Postbote grüßt den dicken Frisör.'') und Sätze mit Relativsatzeinbettung (''Der Arzt, der die Lehrerinnen beschenkt, niest.''). Innerhalb dieser Kategorien gibt es zudem Sätze, die bis zu einer bestimmten Stelle im Satz mehrdeutig sind (''Die gute Köchin umarmt der/den brave/n Polizist/en.''; ''Die Postboten, die die Lehrerin filmen/filmt, zittern.'').

Die Evaluation des Satzmaterials wurde mit insgesamt 24 normalhörenden Versuchspersonen durchgeführt. Es zeigte sich, dass Sätze mit Relativsatzeinbettung durchschnittlich leichter verständlich waren als einfache Subjekt-Verb-Objekt- bzw. Objekt-Verb-Subjekt-Sätze (67,1% bzw. 53,5% Verständlichkeit über das gesamte Testmaterial und alle Personen bei -7dB SNR). Zudem waren starke Unterschiede zwischen den Versuchspersonen zu beobachten (zwischen 46,3% und 70,1% Verständlichkeit für das gesamte Material für einzelne Versuchspersonen). Das Material scheint somit gut geeignet, um die Einflüsse von linguistischer Komplexität und individueller kognitiver Leistungsfähigkeit auf das Sprachverstehen zu untersuchen.

Hanselka, H.

• Beschleunigungssensor-Arrays auf Basis zellularer Piezoelektretfolien
  L. Kurtze, J. Hillenbrand, E. Tonkonog, H. Hanselka and G.M. Sessler
[A]

Im Rahmen einer Kooperation der Fachgebiete Elektroakustik und Maschinenakustik werden an der TU Darmstadt zellulare Piezoelektretfolien auf ihre Eignung als Basis für Beschleunigungssensor-Arrays untersucht sowie erste Sensor-Prototypen entwickelt. Die Folien zeichnen sich durch große d33- aber sehr kleine d31-Koeffizienten aus. Dies ermöglicht die Konstruktion von biegsamen Sensoren mit hoher Empfindlichkeit. Die Piezoelektretfolien-Sensoren wurden hinsichtlich ihres Verhaltens bei Änderung der seismischen Massen und deren wirksamen Flächen beurteilt. Des Weiteren wurde auch der Einfluß äußerer elektrischer Störeinflüsse untersucht. Das Ziel der Forschungen ist die Entwicklung eines flexiblen Arrays zur großflächigen Detektierung der Schwingungen einer Struktur, das auch die Untersuchung des Körperschallflusses durch starre oder biegsame Strukturen ermöglicht. Somit ist der Sensor für die Maschinenakustik ein wertvolles Hilfsmittel zur Untersuchung der Strukturintensität. Ein weiterer Vorteil des Sensorarrays ist sein gegenüber einer Anzahl herkömmlicher Beschleunigungssensoren signifikant geringerer Preis sowie ein geringeres Gesamtgewicht, durch das die zu untersuchende Struktur nur minimal in ihren akustischen Eigenschaften verändert wird.

Hansen, H.

• Die Ausgeprägtheit der Tonhöhe, das Auflösungsvermögen des Gehörs & die Bildung auditorischer Objekte
  H. Hansen and R. Weber
[A]

Sinustöne in bandbegrenztem Rauschen können zwei unterschiedliche Wahrnehmungen hervorrufen. Einmal, bei genügend großem SNR, wird der Ton als Objekt getrennt vom Rauschen wahrgenommen, während bei kleinerem SNR der Ton mit dem tonalen Rauschen verschmilzt, die Tonhöhe trennt sich als Ton nicht vom Rauschen. Hinsichtlich dieser Phänomene wurden zwei Hypothesen getestet. Erstens, die Ausgeprägtheit der Tonhöhe ist der ''cue'' welcher für die Trennung verwendet wird. Zweitens, die JND der Frequenz, das Auflösungsvermögen des Gehörs, liegt dieser Klassifikation zu Grunde. Drei Experimente wurden durchgeführt. Das erste Experiment klassifiziert Sinustöne frequenzzentriert im Schmalbandrauschen hinsichtlich der zwei vorgestellten Wahrnehmungsmöglichkeiten an fünf unterschiedlichen Mittenfrequenzen (250-4000 Hz, in Oktaven). Das zweite Experiment bestimmt die Detektionsschwelle der Töne im Rauschen. Das dritte Experiment bestimmt die JND der Frequenz bei unterschiedlichen SNR. Die Ergebnisse zeigen, dass nicht nur die Ausgeprägtheit der Tonhöhe der Klassifikation zu Grunde liegt, sondern dass sie eng dem Auflösungsvermögen des Gehörs verbunden ist. Der Vortrag diskutiert diese Ergebnisse hinsichtlich der Theorie auditorischer Objektbildung (Kubovy & van Valkenburg, Auditory and visual objects, Cognition, 2001).

• Zum Verhältnis von Tonhaltigkeit und der partiellen Lautheit der tonalen Komponenten in Rauschen
  H. Hansen and R. Weber
[A]

Die Tonhaltigkeit eines Geräuschs beschreibt die Stärke des tonalen Anteils vor einem Rauschhintergrund. Das vorgestellte Experiment testet für tonale Komponenten im Breitbandrauschen die Hypothese, dass der Begriff der Tonhaltigkeit eines Geräuschs auf die Teillauheit des tonalen Anteils, hier der Tonkomponenten, rekurriert. In dem vorgestellten Experiment wurde die Tonhaltigkeit sowie die partielle Lautheit durch ein adaptives Herstellungsverfahren nach Vormann et al. (2000) gemessen. Eine tonale Komponente (700 Hz) im Breitbandrauschen wurde im Schallpegel so eingeregelt, dass sie der Tonhaltigkeit bzw. partiellen Lautheit von zwei Tönen (650/750 Hz) im Breitbandrauschen entspricht. Ebenso wurde je eine der beiden Komponenten des Tonkomplexes auf die Tonhaltigkeit bzw. partiellen Lautheit der einzelnen Komponenten eingeregelt, um das Experiment vollständig in Bezug auf die einzuregelnde Komponente zu balancieren. Zusätzlich fand die Einregelung mit einem reduzierten Tonpegel (-15 dB) statt. Die Ergebnisse weisen, zumindest für diese Geräuschklasse, auf eine enge Verbindung der partiellen Lautheit mit der Tonhaltigkeit hin. Um den Einfluss einzelner Komponenten auf den tonalen Charakter des Geräuschs zu bestimmen, wird der Beitrag der einzelnen Komponenten zur partiellen Lautheit/Tonhaltigkeit diskutiert.

Hansen, M.

• Ein nichtlineares Basilarmembran-Filter mit modifiziertem Phasengang zur Simulation von Maskierungsschwellen von Schroederphasen-Tonkomplexen
  E. Rasumow and M. Hansen
[A]

Die Maskierung eines Sinustons durch harmonische Tonkomplexe mit variabler Schroederphase ermöglicht gewisse Rückschlüsse auf die Krümmung des Phasengangs auditorischer Filter. Anhand von physiologischen Daten [Shera, JASA 109 (5), 2001] lassen sich für Filtermittenfrequenzen f1.5 kHz die Phasengänge auditorischer Filter durch zwei Frequenzbereiche mit jeweils konstanter, aber unterschiedlicher Phasenkrümmung annähern. Psychoakustische Untersuchungen [Oxenham und Ewert, JASA 117(4), 2005] deuten darauf, dass diese zwei unterschiedlichen Phasenkrümmungen unterschiedliche Vorzeichen aufweisen könnten. Diese zwei Phasenkrümmungen wurden unter einigen weiteren Annahmen zu einem möglichen Gesamtphasengang zusammengefasst. Die vorliegende Untersuchung stellt empirische Schätzungen beider Phasenkrümmungen vor, sowie die Realisierung des resultierenden Phasengangs innerhalb eines modifizierten DRNL-Filters (dual resonance nonlinear-Filter) und die Evaluierung dieses DRNL-Filters innerhalb der CASP-Simulationsumgebung nach [Jepsen et al., JASA, 124(1), 2008]. Darin zeigte sich, dass das erhaltene nicht-lineare Filter mit optimiertem Phasengang im Vergleich zu mehreren bisherigen DRNL-Filtern die meisten Aspekte der peripheren Filterung durch die Basilarmembran sowohl in Bezug auf die Betrags- als auch auf die Phasen-Übertragungsfunktion erfolgreich wiedergeben kann: Es ergibt sich sowohl für Schroederphasen-Experimente zur Phasenübertragungsfunktion als auch für Notched-Noise-Experimente zur Betragsübertragungsfunktion eine bessere Übereinstimmung der gemessen und der simulierten Maskierungsschwellen.

Harwardt, C.

• Vergleich von Merkmalsextraktionsverfahren für die automatische Sprecherverifikation bei Nichtübereinstimmung des Stimmaufwands in Trainings- und Testdaten
  C. Harwardt
[A]

Hassel, N.

• Vibroakustische Bewertung fluidgefüllter Transformatorenkessel mit periodischen Versteifungen
  M. Ertl and N. Hassel
[A]

In fluidgefüllten Leistungstransformatoren führen Wicklungs- und Kernvibrationen zu Druckschwankungen im Fluid, die nach mehrfachen Fluid-Struktur-Wechselwirkungen die Tankwand sowie angekoppelte Strukturelemente zu Schwingungen anregen. Hieraus resultiert als unerwünschte Schallemission das typische Brummgeräusch von Transformatorenanlagen. Neben der Reduzierung der primären Schallquellen kann über das Tankdesign die Schalldurchgangs und - abstrahlcharakteristik des Transformators beeinflußt und der Geräuschpegel abgesenkt werden. Aus Sicht der Transformatorenhersteller wird hierbei ein Tankdesign gefordert, daß bei minimalen Herstellungs- und Materialkosten neben der geforderten statischen Druckfestigkeit ein optimiertes Geräuschdesign aufweist.

In dieser Arbeit erfolgt eine vibroakustische Bewertung dünnwandiger Transformatorenkessel bei unterschiedlichen Verrippungs- und Versteifungsstrategien auf der Grundlage numerischer Analysen. Die Anregung von Strukturschwingungen der einseitig fluidbeladenen Tankwand über das Fluid wird auf der Grundlage diskretisierter Fluid-Strukturmodelle mit voller, impliziter Fluid-Struktur -Kopplung untersucht. Hierbei erweisen sich insbesondere die Versteifungsprofile als wirksame akustische Transferpfade. Schließlich werden die Abhängigkeiten des akustischen Abstrahlgrades der rippenversteiften Wandplatten erörtert.

Haukap, C.

• Analyse und Bewertung des Dieselgeräusches aus Körperschallsignalen
  M. Decker, M. Ebel, P. Schmiechen, C. Haukap and C. Gühmann
[A]

Nicht nur bei CO2-Ausstoß und Kraftstoffverbrauch soll der Dieselmotor Maßstab moderner Verbrennungsmotoren sein, sondern zukünftig auch beim Geräusch. Im Rahmen der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen wird zu dieser Zielsetzung das Forschungsprojekt ''Geräuschgeregelter Dieselmotor'' durchgeführt. Im Projekt soll geklärt werden, welche Verbesserungen sich durch die Integration geeigneter Sensorsignale in das Diesel-Motormanagementsystem bezüglich des Verbrauchs, des Geräuschs und der Abgasemissionen erzielen lassen. Dabei soll ein gewichtetes Optimum aus Verbrauch, Abgasemissionen und Luftschallemissionen erzielt werden unter Einhaltung der gesetzlichen Grenzen.

Zur Berücksichtigung des Geräusches in der Regelung des Dieselmotors sind rein akustische Signale wenig aussagekräftig, einen größeren Nutzen versprechen psychoakustische Parameter wie Lästigkeit oder Impulshaftigkeit. Um herauszufinden, welche Motoreinstellparameter die Psychoakustik beeinflussen, wurden bei der IAV Messungen an einem Dieselmotor durchgeführt. Nach Vorgabe durch ein Design of Experiments (DoE) wurden dabei Einspritzbeginne, Einspritzmengen, Drehzahl und Last variiert, die vorab als relevante Einflußgrößen identifiziert wurden.

Neben den Zustandsgrößen wurden Körper- und Luftschallsignale aufgezeichnet. Aus beiden Signaltypen wurden mit denselben Algorithmen verschiedene psychoakustische Parameter berechnet. Obwohl die Algorithmen für Luftschallsignale entwickelt wurden, zeigt die anschließende Regressionsanalyse der Parameter eine sehr hohe Korrelation. Nachfolgend werden die Untersuchungen vorgestellt.

Haumann, S.

• Modellierung der auditorischen Sprachverarbeitung bei elektrischer Stimulation durch Cochleaimplantate
  S. Fredelake, V. Hohmann, S. Haumann, A. Büchner, T. Lenarz and B. Kollmeier
[A]

Der Indikationsbereich von Cochleaimplantaten erweitert sich ständig, so dass nicht nur taube, sondern auch hochgradig schwerhörende Patienten teilweise eine bessere Rehabilitation mit einem Cochleaimplantat oder mit elektrisch-akustischer Hybridstimulation erwarten lassen als mit Hörgeräten. Andererseits steigt die Leistung von modernen Hörgeräten bei hochgradiger Schwerhörigkeit. Um den Indikationsbereich für diese verschiedenen Gerätetypen festzulegen, wurden im Rahmen der Audiologie-Initiative Niedersachsen präoperative und postoperative Daten von Cochleaimplantat-Patienten an der Medizinischen Hochschule Hannover gesammelt, die im Anschluss analysiert wurden. Präoperativ wurde die Sprachverständlichkeit für den Freiburger Sprachtest und für den Oldenburger Satztest im Störgeräusch mit dem Oldenburger Forschungshörgerät (''Master Hearing Aid'') ermittelt, welches an den Hörverlust des Patienten individuell angepasst wurde. Ebenso wurde die kognitive Komponente für die Sprachverständlichkeit mittels eines Lesetests abgeschätzt. Postoperativ wurden die Sprachverständlichkeitsmessungen mit dem Cochleaimplantat wiederholt. Insgesamt wurden über 100 Patientendatensätze gesammelt, die in diesem Beitrag zusammen mit einem Modell des elektrisch stimulierten Hörnerven vorgestellt werden. Das Modell besteht aus 10000 Nervenzellen, die nach elektrischer Stimulation durch ein simuliertes Cochleaimplantat Aktionspotentiale in Abhängigkeit von der zeitlichen und räumlichen Anregung produzieren. Diese Aktionspotentiale werden auf einer zentralen Verarbeitungsstufe zu einer internen Repräsentation weiterverarbeitet, die zur Vorhersage der Sprachverständlichkeit mit Cochleaimplantaten dient. Die Validität des Modells wird anhand der Patientendaten untersucht.

Havlena, M.

• Audio-visuelle Identifikation ungewöhnlicher Ereignisse – das DIRAC Projekt
  J. Anemüller, J.-H. Bach, L. van Gool, M. Havlena, H. Kayser, W. Moreau, T. Pajdla and S. Wabnik
[A]

Das von der EU geförderte Projekt DIRAC (''Detection and Identifikation of Rare Audio-Visual Cues'') hat zum Ziel, in audio-visuellen Szenarien Situationen zu identifizieren, die unerwartete Ereignisse enthalten. ''Unerwartet'' bezieht sich hier darauf, dass die identifizierten akustischen und visuellen Objekte sich nicht zu einer kongruenten Gesamtszene fusionieren lassen, da ''Widersprüche'' wie z. B. ungewöhnliche und nicht-kongruente Positionen oder Identitäten akustischer und visueller Objektanteile existieren. Diese Fragestellung ist in verschiedenen Monitoring Anwendungen relevant, etwa zur Überwachung hilfsbedürftiger Personen in Wohnumgebungen, sowie im Sicherheitsbereich. Zur Untersuchung mit realen Daten wurde die mobile audio-visuelle Plattform AWEAR konstruiert, die Vierkanalmikrophonie mit omnidirektionen Stereokameras kombiniert. In diesem Beitrag werden theoretische und technische Aspekte der Verarbeitung so gewonnener Szenen vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der akustischen Szenenanalyse mit Lokalisations- und Klassifikationsmethoden. Die audio-visuellen Aufnahmen sind für Forschungszwecke frei verfügbar unter www.diracproject.org.

Heckmann, A.

• Berechnung des Rollgeräusches von Eisenbahnrädern mittels Mehrkörpersimulation
  A. Carrarini, A. Heckmann and I. Kaiser
[A]

Die Mehrkörpersimulation ermöglicht heutzutage die Berechnung hochfrequenter Schwingungen elastischer Strukturen mit akzeptablem Rechenaufwand. In diesem Kontext bietet sich an, die Ergebnisse von Zeitsimulationen komplexer Mehrkörpersysteme mit elastischen Strukturen auch akustisch auszuwerten. Insbesondere geht es darum, den Körperschall zu berechnen, da diese Größe sich unmittelbar und mit minimalem Rechenaufwand aus den mechanischen Größen herleiten lässt. Dabei ist vorausgesetzt, dass das Modell den relevanten Frequenzbereich gut abbildet. Wenn auch eine Aussage über den abgestrahlten Schall notwendig ist, kann dies in einer zusätzlichen nachgeschalteten Analyse mit passenden Tools (z.B. BEM) erfolgen.

In diesem Beitrag wird die akustische Analyse eines rollenden Eisenbahnradsatzes durchgeführt. Der Radsatz wurde zunächst im FEM-Programm ANSYS modelliert und anschließend als flexibles Bauteil in das komplette Mehrkörpermodell eines Schienenfahrzeugs eingebaut. Hierfür wurde die Software SIMPACK verwendet. Es ist zu betonen, dass das Radsatzmodell keinen Einschränkungen unterliegt: er ist gelagert und wird von den Kräften am Rad/Schiene-Kontakt beansprucht, d.h. die Randbedingungen entsprechen weitgehend den realen operativen Randbedingungen. Bezüglich der Anregung des Radsatzes am Rad/Schiene Kontakt sind zwei Szenarien untersucht worden: die Schwankung der Kontaktkräfte aufgrund von Schienenrauheit und den Schlag beim Passieren des Herzstücks einer Weiche. In beiden Fällen werden die Rad/Schiene Kräfte ausgehend von Messdaten des Schienenprofils berechnet.

Heckmann, M.

• Investigating the Complementarity of Spectral and Spectro-temporal Features
  M. Heckmann, X. Domont, F. Joublin and C. Goerick
[A]

Most common speech features as Mel Ceptstral Coefficients (MFCCs) and RASTA-PLP features use only spectral information. From measurements in the mammalian auditory cortex it is known that the mammalian brain jointly uses spectral and temporal information. To model this we previously developed Hierarchical Spectro-Temporal (HIST) features. They consist of two layers, the first capturing local spectro-temporal variations and the second integrating them into larger receptive fields. At both layers the receptive fields are learned in a data-driven unsupervised way. On the first layer we apply ICA (Independent Component Analysis) and in the second layer Non Negative Sparse Coding (NNSC). The dimensionality of the resulting features is reduced via the application of a Principal Component Analysis (PCA) and then fed into a Hidden Markov Model (HMM). In this paper we investigate the complementarity of these features to conventional spectral features. For doing so we carried out experiments in a continuous digit in noise recognition task, a setup very similar to the Aurora-2 task. Additionally we performed a correlation analysis between the features. The results show that the HIST features carry complementary information and that they can be beneficially combined with purely spectral features especially to reduce error rates in noise.

Heilmann, G.

• Kontrastverbesserung in akustischen Kartierungen durch sukzessives Eliminieren der Hauptschallquellen im Postprozess
  D. Döbler, G. Heilmann and R. Schröder
[A]

Bildgebende akustische Ortungsverfahren mit Hilfe von Beamforming haben sich als schnelles und praktikables Verfahren auf dem Gebiet der Schallortung etabliert. Ein Nachteil ist der durch Sidelobes bedingte relativ geringe Kontrast der akustischen Bilder. Schwächere Quellen werden durch Sidelobes der stärkeren Quellen maskiert. Arrayoptimierungen führen hier nur zu einer begrenzten Verbesserung, einer Erhöhung der Mikrofonzahl sind aus Kosten- und Handhabungsgründen Grenzen gesetzt. Deshalb wird versucht, über aufwändigere Algorithmen eine Verbesserung des Kontrastes zu erreichen. Diese Algorithmen sind aber zum Teil sehr rechenaufwändig. Im Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, welches die dominierenden Quellen im akustischen Bild einschließlich Sidelobes entfernt und dadurch schwächere Quellen erkennen lässt. Das Verfahren arbeitet sehr schnell im Zeitbereich und stellt bei rekursiver Anwendung quasi einen ''akustischen Radiergummi'' dar. Die erreichbaren Kontrastverbesserungen sind zum Teil erheblich und haben den Vorteil der interaktiven Analyse der akustischen Emissionen. Es werden Vor- und Nachteile gegenüber bisherigen Verfahren diskutiert sowie typische Anwendungsfälle und Grenzen des Verfahrens anhand von Beispielen aus Simulation und Praxis gezeigt.

Heinrichs, R.

• Auralisation des Innengeräusches von Dieselfahrzeugen
  S. Skoda, J. Becker-Schweitzer and R. Heinrichs
[A]

Zunehmend kürzere Entwicklungsprozesse in der Automobilindustrie erfordern den Einsatz leistungsfähiger Simulationstools, die bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt eine zuverlässige Vorhersage und Bewertung des Geräusch- und Schwingungsverhaltens eines Fahrzeugs ermöglichen. Unter den verschiedenen Fahrgeräuschen stellen besonders die impulshaften Verbrennungsgeräusche von Dieselfahrzeugen (Dieselnageln) bei der Synthese eine Herausforderung dar. Eine originalgetreue Auralisation dieser Geräusche ist jedoch für die Produktentwicklung von hoher Bedeutung, da das Dieselnageln stark zu einer Abwertung der Geräuschqualität durch den Kunden beiträgt. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der gehörrichtigen Auralisation von Fahrzeuginnengeräuschen beim Dieselfahrzeug unter Verwendung eines frequenzbereichsbasierten Syntheseverfahrens. Dabei wird das Fahrzeuginnengeräusch drehzahlabhängig aus Sinustönen und spektral gefiltertem Rauschen gebildet. Entscheidend für den impulshaften Charakter des Geräusches sind die Phasenbeziehungen zwischen den einzelnen Motorordnungen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden Betrags- und Phasenverhältnisse der Motorordnungen analysiert und deren klanglicher Einfluss auf die Impulshaltigkeit untersucht.

Heintze, F.

• 'Active Sound Design'- Konzepte und Umsetzungen an einem Doppelrohrblatt-Holzblasinstrument
  F.B. Konkel, A. Jakob, F. Heintze and M. Möser
[A]

In dieser Arbeit wird ein Konzept vorgestellt, mit dessen Hilfe eine aktive Beeinflussung von Obertönen bei Holzblasinstrumenten ermöglicht wird. Dazu werden an einem Doppelrohrblattinstrument Untersuchungen zur Beeinflussbarkeit des Klangs mit Methoden das ''active noise control'' (ANC) durchgeführt. Als Versuchsinstrument dient ein Fagott.

Ziel ist es, einen gespielten Ton in seinen Oberwellen so zu verändern, dass z.B. ein forte gespielter Ton wie ein piano gespielter Ton klingt, jedoch seine Lautstärke beibehält. Dabei werden hauptsächlich die Oberwellen innerhalb der ''Formant''-Bereiche beeinflusst. Vor einer digitalen Umsetzung wird untersucht, inwieweit eine Beeinflussung von Holzblasinstrumenten mit vorhandenen verschieden Abstrahlpunkten, und unter der Betrachtung von verschiedenen Schall-Einleitpositionen möglich ist. Dazu werden im ersten Schritt die Abstrahleigenschaften dieses Holzblasinstruments untersucht.

Aufbauend auf dieses erlangte Wissen wird ein Konzept zur Umsetzung der digitalen Klanggestaltung entwickelt und bewertet. Dabei werden unterschiedliche Einleitpunkte, Messpunkte und Messaufnehmer berücksichtigt.

Die ersten Ergebnisse der Umsetzungen des entwickelten Konzeptes zur aktiven Klangbeeinflussung werden innerhalb dieser Arbeit vorgestellt. Dabei wird eine Tonerkennung auf einer DSP-Umgebung realisiert und die Filterkoefizienten für das Filter zur Klangbeeinflussung bestimmt.

Heise, S.

• Einfluss der Zeitstruktur des Hintergrundes auf die Tonhaltigkeit und Lautheit des tonalen Vordergrundes
  J. Verhey and S. Heise
[A]

Die Hörbarkeit von Tönen in einem rauschhaften Hintergrund unterscheidet sich zum Teil deutlich, je nach dem, ob das verdeckende Rauschen über Frequenzen hinweg zeitlich kohärente Pegelschwankungen aufweist (also komoduliert ist) oder stationär ist. Die bei gleichem Störspektrum deutlich niedrigere Mithörschwelle in Anwesenheit des komodulierten Rauschens wird als Comodulation Masking Release bezeichnet. Der vorliegendene Beitrag untersucht, inwieweit diese unterschiedliche Mithörschwelle sich auch in der Tonhaltigkeit und Teillautheit eines überschwelligen Tones im Störgeräusch widerspiegelt. Hierzu wurden bei neun normalhörenden Versuchspersonen die Pegel eines Sinustones bestimmt, bei dem der Ton im stationären Rauschen die gleiche Tonhaltigkeit bzw. die gleiche (Teil-)Lautheit hervorrief wie im komoduliertem Rauschen. Es zeigt sich, dass die zeitliche Struktur des Hintergrundes auf die Tonhaltigkeit von gerade überschwelligen Tönen einen ähnlichen Einfluss hat wie auf die Mithörschwelle. Für hohe Pegel (weit oberhalb der Mithörschwelle) ist die zeitliche Struktur des Hintergrundes jedoch von geringer Bedeutung. Der nichtlineare Zusammenhang von Tonhaltigkeit und dem Pegel der tonalen Komponente entspricht hierbei der Empfindung der Lautheit der tonalen Komponenten im rauschhaften Hintergrund (d.h. der Teillautheit des Tones im Gesamtsignal). Die Messergebnisse werden mit den Vorhersagen dynamischer Lautheitsmodelle verglichen.

Heller, M.

• Ein Akustischer Ansatz zur Bestimmung der Durchführungsqualität von Bogenschüssen
  B. Horsak, M. Heller and C. Reuter
[A]

Für einen äußeren Betrachter lässt sich der Bewegungsablauf eines Schusses beim Recurve-Bogenschießen folgendermaßen beschreiben: Der Bogen wird vom Schützen gespannt, dieser zieht dann die Pfeilspitze bis zum Klicker, fixiert in dieser Position (der Schussauslage) und zielt. Vor dem eigentlichen Abschuss des Pfeils wird dieser durch den Klicker gezogen, so dass ein metallenes Geräusch zu hören ist. Kurz nach diesem Geräusch schießt der Schütze den Pfeil ab (Edelmann-Nusser & Gollhofer, 1998). Vom mechanischen Standpunkt aus betrachtet wird bei der Abgabe des Schusses ein Teil der in den flexiblen Wurfarmen gespeicherten Energie in kinetische Energie des Pfeils umgewandelt, während der Rest vom Bogen selbst aufgenommen wird. Dabei wird von Trainern und Athleten ein Geräusch wahrgenommen, welches intraindividuell eine subjektive Einteilung in gute und schlechte Schüsse ermöglicht. Wahrscheinlich sind unterschiedliche Arten des Lösens dafür verantwortlich, das heißt die Art und Weise, wie schnell und wie konstant der Pfeil durch den Klicker gezogen wird und wie die Sehne von den Fingern der Zughand gleitet. Ziel des Beitrages ist es, ein System zur Analyse der Akustik von Schüssen im Recurve-Bogenschießen zu entwickeln, um der Frage nachzugehen, ob die in der Trainingspraxis auftretenden subjektiv wahrnehmbaren Auffälligkeiten im Impulsschall (ausgelöst durch den Schuss selbst) auch messtechnisch nachweisbar sind.

Hemmer, D.

• Testsystem zum Vergleich verschiedener Parameter zur Verbesserung der Erkennungsleistung bei der Flugzeuggeräuschidentifikation
  D. Hemmer and C. Pörschmann
[A]

Die gesundheitlichen Schädigungen durch Flug- und Straßenverkehrslärm, die sich bei langfristiger Aussetzung durch Erkrankungen wie Bluthochdruck, eine Verminderung der Infektionsabwehr oder einem erhöhten Herzinfarktrisiko bemerkbar machen, werden oft unterschätzt. Um die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte für die Lärmbelastung zu überwachen, sind deshalb Langzeitlärmmessungen erforderlich. Ein Problem zur Betrachtung der Beiträge einzelner Emittenten ergibt sich durch die Überlagerung mehrerer Geräusche am Immissionsort. Zur Lösung dieser Problematik bietet die digitale Audiosignalverarbeitung verschiedene Möglichkeiten zur Realisierung von Verfahren zur Trennung der einzelnen Geräuschkomponenten. Hierzu werden zunächst die spektralen und temporalen Merkmale von Audiosignalen analysiert um damit eine Klassifikation der Daten zu einzelnen Geräuschklassen zu ermöglichen. Im Rahmen des Vortrags werden Aufbau und erste Untersuchungen eines Testsystems vorgestellt, welches die Möglichkeit bietet, die Einflüsse verschiedener Merkmale und Parameter zu untersuchen, die für die Problemstellung der Identifikation von Flugzeuggeräuschen gut geeignet sind. Die Effizienz der Merkmale wurde untersucht und in Bezug auf verschiedene Parameter (wie: Fensterung zur Merkmalsberechnung und Vektorquantisierungsstufen) kombiniert. Die gefundenen Parameter können dann entweder über die Bestimmung der Vektordistanzen oder mit Hilfe von Hidden-Markov-Modellen zur Identifikation von Flugzeugen herangezogen werden.

Hemmert, W.

• Modeling Signal Processing in the Auditory Pathway: From Inner Ear to Brain Stem
  M. Rudnicki and W. Hemmert
[A]

We have developed a model of the human inner ear, which replicates latest measurements of dynamic range compression and fine frequency tuning observed in psychoacoustic measurements. We have connected receptor cell models, which convert vibrations into spike-trains of auditory nerve fibers, which are followed by a model of globular bushy cells, one of the principal cell types of the ventral cochlear nucleus that are directly innervated by auditory nerve fibers. Globular bushy cells exhibit very precise first-spike latencies and the ability of improved phase-locking, features which are essential for sound localization. Our model consists of Hodgkin-Huxley type ion channels and endbulb of held, which is a big synapse with short-term plasticity. Driven by model of ANFs, it could reproduce PSTH, ISIH and improvement in phase-locking. Together with our inner ear model, we also investigated the temporal precision of speech coded by these neurons with the framework of information theory.

• A model of the auditory nerve for acoustic and electrical excitation
  M. Nicoletti and W. Hemmert
[A]

For both normal hearing subjects and cochlear implant patients the most drastic step of sound coding for neuronal processing is when the analog signal is converted into discrete nerve-action potentials. As any information lost during this process is no longer available for neural processing, it is important to understand the underlying principles of sound coding. Here we focus on a model of spiral ganglion type I neurons with Hodgkin-Huxley type ion channels, which are also found in cochlear nucleus neurons. Depending on the task, we model the neurons at different levels of detail. We analyze the quality of coding with the framework of automatic speech recognition and the methods of information theory. Our results show that for acoustic stimuli, the model provides realistic refractoryness and generates more realistic spike trains compared to an artificial spike generator. Not surprisingly, speech discrimination in electrical hearing is lower than in acoustic hearing. On the other hand, the temporal precision of information coding seems to be very high because at levels well above threshold, action potentials are elicited quasi deterministic by the electrical stimuli. We argue that CIS strategies a) waste as much as 50% of this information and b) much of the information coded in the time domain can not be retrieved by the neurons in the cochlear nucleus.

Henning, A.

• Anwendung der Particle-Image-Velocimetry für Akustische und Aeroakustische Untersuchungen
  A. Henning, L. Koop, S. Kröber, C. Spehr and K. Ehrenfried
[A]

Mit Hilfe der Particle Image Velocimetry (PIV) lassen sich in frei wählbaren Ebenen berührungslos ortsaufgelöste Geschwindigkeitsmessungen durchführen. Aufgrund der Verfügbarkeit stabil arbeitender diodengepumpter Laser und der Entwicklung von CMOS Kameras mit Aufnahmefrequenzen von bis zu 100 kHz ist es darüber hinaus möglich, die zeitliche Entwicklungen von Schwankungsgrößen mit einem sogenannten High-Speed-PIV (HS-PIV) System zu verfolgen. Die von uns durchgeführten verschiedenen akustischen und aeroakustischen Untersuchungen mit einem solchen HS-PIV System sollen hier vorgestellt werden. Unter anderem wurde das System eingesetzt um den Schnellesensor einer p-u Sonde im Frequenzbereich von 10 - 10.000 Hz zu kalibrieren.

Darüber hinaus wird eine experimentelle Methode vorgestellt, welche der Bestimmung des Zusammenhangs von Ursache und Wirkung in der Aeroakustik dient. Dabei wird ein Ansatz verfolgt, der zwei experimentelle Verfahren kombiniert. Die Messung mittels der PIV in einer Ebene liefert Informationen über die ursächlichen Schwankungsgrößen in der Strömung. Synchron dazu werden die emittierten Schallwellen im akustischen Fernfeld durch eine große Anzahl von Mikrofonen erfasst. Durch die Berechnung der Korrelationsfunktion zwischen den aus den Messergebnissen abgeleiteten Größen, können dann akustische Quellregionen identifiziert werden. Die Methode wurde sowohl an einer aeroakustischen Quelle mit starkem tonalem Anteil, als auch an einem breitbandig abstrahlenden Freistrahl erfolgreich angewandt.

• Vergleich von PIV Messungen mit CFD Simulationen als Basis für CAA
  C. Spehr, A. Henning, L. Koop and R. Kessler
[A]

Die numerische Simulation von breitbandigen aeroakustischer Lärmquellen beruht meist auf einem hybriden CAA/CFD Ansatz, wobei im ersten Schritt die Strömung mit einem CFD-Verfahren berechnet wird. In dem hier vorgestellten Projekt werden für den CFD-Schritt die zeitgemittelten Strömungslösungen einer RANS Simulation verwendet. Im CAA-Schritt wird das akustische Feld mit Hilfe von akustischen Störungsgleichungen simuliert, wobei die instationären Quellen über ein stochastisches Modell berechnet werden. Das Ziel der vorgestellten Arbeiten ist die Validierung des ersten Schrittes des hybriden Verfahrens, der zeitgemittelten Strömungslösung. Hierzu wurden zeitaufgelöste Particle Image Velocimetry (PIV) Messungen in der Quellregion durchgeführt. Die Ergebnisse der CFD-Simulation und der PIV-Messung werden verglichen und die Auswirkungen auf die CAA-Simulation analysiert. Als Testobjekt dient die breitbandige Geräuschentstehung in einem Klimaanlagenrohr. In einem Prüfstand wurden die relevanten Strömungsparameter der Geräuscherzeugung ermittelt. Die Messstrecke enthält zwei Rohrblenden, von denen die stromaufwärts gelegene Blende als Turbulenzerzeuger eine schallarme Verwirbelung erzeugt, die an der zweiten Blende zur Schallgenerierung führt. Der Einfluss unterschiedlich starker Turbulenzen auf die Schallentstehung wurde so durch die Variation des Abstandes der beiden Rohrkomponenten untersucht.

• Mikrofon-Array Messungen in Windkanälen mit geschlossener Messstecke
  L. Koop, S. Kröber, A. Henning, T. Ahlefeldt, C. Spehr and K. Ehrenfried
[A]

Microphone-Arrays have been widely used to localize and quantify aeroacoustic sound-sources in wind-tunnel tests during the last years. Especially in the field of aircraft noise they are often applied to wind tunnel measurements in closed test-sections in order to detect dominant airframe noise sources. These wind tunnels usually have a very good characteristic in terms of aerodynamics but are very noisy in return. Microphone array measurements in these non-acoustic test facilities are challenging and require special hardware and data analysis.

In the present paper the setup of a microphone array measurement in a closed test-section wind-tunnel will be described to exemplify the main challenges in this kind of measurements including wind-tunnel background noise, array self-noise and limited spatial resolution. It will be shown that with hardware optimization and advanced array analysis accurate array results can be obtained in a wide frequency and dynamic range.

Henning, B.

• Interfaceschaltung für einen simultanen Sende- und Empfangsbetrieb mit einem einzelnen Ultraschallwandler
  A. Schröder and B. Henning
[A]

In einigen Bereichen der Ultraschallmesstechnik ist es notwendig während des Sendens gleichzeitig zu empfangen. Dadurch ist es z.B. möglich, sehr kurze Entfernungen zu messen. Bei dem gleichzeitigen Betrieb mehrere Schallwandler können kodierte Bursts verwendet werden, um die einzelnen Empfangssignale gut unterscheiden zu können, ohne dabei die Totzone des Systems zu vergrößern.

In der Literatur sind mehrere Ansätze beschrieben um einen gleichzeitigen Sende- und Empfangsbetrieb zu realisieren. Dabei wird das am Schallwandler anliegende elektrische Sendesignal kompensiert, so dass im Idealfall nur noch das elektrische Empfangssignal übrig bleibt. Für die Erzeugung dieses Kompensationssignals werden diskret aufgebaute Modelle oder einstellbare Phasenschieber eingesetzt [1]. Der Nachteil dieser Lösung besteht in der geringen möglichen Modellordnung sowie in der eingeschränkten Adaptierbarkeit der Modelle. In diesem Beitrag erfolgt die Kompensationssignalerzeugung daher digital über ein mathematisches Modell und wird mittels eines Digital-Analog-Umsetzers an die Interfaceschaltung angekoppelt. Zur Evaluation des Konzeptes kommt ein Laboraufbau zu Burst-Echo-Messung zum Einsatz, mit dem Messungen mit verschiedenen Konfigurationen der Schaltung durchgeführt und abschließend verglichen werden.

[1] A. Schröder, C. Hoof, B. Henning; ''Ultrasonic transducer interface-circuit for simultaneous transmitting and receiving'', 9th International Conference on Electronic Measurement & Instruments-ICEMI '2009, Beijing, China, 16.08. -18.09.2009, Proceedings.

• Entwicklung und Parametrisierung eines Mode-Tracing Algorithmus für halbanalytische Solver
  F. Bause, J. Rautenberg and B. Henning
[A]

Die Berechnung und Simulation geführter akustischer Wellen in mehrschichtigen längshomogenen Wellenleitern ist ein wichtiges Modellierungswerkzeug. Da rein analytische Lösungsansätze schnell an ihre Grenzen stoßen, werden numerische oder halbanalytische Methoden zur Erzeugung der die Wellenausbreitung beschreibenden Dispersionsdiagramme eingesetzt [1]. Eine Erweiterung dieser Methoden zur gezielten Beschreibung ausgesuchter Moden im Wellenleiter ist das so genannte Mode-Tracing, welches, ausgehend von existierenden Lösungen des Problems, den Suchraum für weitere Lösungen einschränkt und so nur eine Teilmenge der Gesamtlösungsmenge, nämlich nur den Verlauf der gesuchten Mode, berechnet.

Vorgestellt werden soll ein Mode-Tracing Algorithmus mit halbanalytischem Solver und dessen Parametrisierung. Ziel ist es, methodikbasierte Probleme, wie das Zusammenlaufen von Moden, durch das mehrfache Finden von Lösungen an Mode-Kreuzungspunkten zu unterdrücken, das Ausbleiben von Lösungen im prädiktierten Suchraum zu behandeln und die Schrittweite der Suchraumbegrenzung trotzdem möglichst groß zu wählen, um die Rechenzeit klein zu halten.

Der Problemlösungsansatz beinhaltet die Abhängigkeit der Suchraumbegrenzung bezüglich der Wellenzahl von der aktuellen Phasen- und Gruppengeschwindigkeit und die Adaption der Schrittweite. Die Suchraumbegrenzung bezüglich der Frequenz wird mit Hilfe eines Prädiktors und vorgegebenen Toleranzgrenzen realisiert.

[1] F. Seco e.a.: PCDISP: A tool for the simulation of wave propagation in cylindrical waveguides. 9th International Congress on Sound and Vibration, Florida (2002)

Hensel, J.

• Untersuchungen zur Knochenleitungs-Stimulation von otoakustischen Distorsionsprodukten
  M. Zebian, J. Hensel and T. Fedtke
[A]

Distorsionsprodukte otoakustischer Emissionen (DPOAEs) gewinnen immer mehr an Bedeutung in der klinischen Diagnostik. Zur Auslösung von DPOAEs werden zwei Reintöne unterschiedlicher Frequenzen normalerweise über in eine Mess-Sonde eingebaute Miniatur-Lautsprecher wiedergegeben. Mit dem Sondenmikrofon kann bei intakten äußeren Haarzellen das sogenannte kubische Distorsionsprodukt registriert werden. Die Schallzuführung von den Sondenlautsprechern bis zum Innenohr erfolgt dabei über Luftleitung.

In dieser Studie wurden die DPOAEs nicht, wie üblich, über Luftleitung stimuliert, sondern über Knochenleitung. Purcell (1998) konnte erstmalig nachweisen, dass eine Stimulation von DPOAEs über Knochenleitung zu messbaren Ergebnissen führt. Dies fand in der klinischen Praxis, vor allem wegen der meist ungenauen Kalibrierung von Knochenleitungshörern, bislang keine Anwendung.

Der Kern dieser Arbeit besteht darin, die Stimulation von DPOAEs über Knochenleitung ausführlich zu untersuchen, insbesondere ihre Eignung zur Kalibrierung von DPOAE-Sonden. Im Rahmen einer Pilotstudie wurden einige DP-Gramme und Wachstumsfunktionen bei Knochenleitungs-Stimulation aufgenommen und mit auf Luftleitung beruhenden verglichen. Es wird diskutiert, ob sich daraus ein neuer Weg zur Kalibrierung der Stimuli in äquivalenten Schwellenkraftpegeln entwickeln könnte.

• Interpretation von Bezugs-Schwellenschalldruckpegeln neuer Kurzzeitsignale für die objektive Audiometrie
  J. Hensel and T. Fedtke
[A]

Nach ISO 389-9 dürfen nicht nur die in IEC 60645-3 genormten Kurzzeit-Hörprüfsignale ''Bezugsimpuls'' und ''Bezugs-Kurzton'' für die objektive Audiometrie verwendet werden, sondern auch andere Zeitsignale, sofern sie eindeutig spezifiziert werden. Ihre Bezugs-Schwellenschalldruckpegel (peak-to-peak equivalent Reference Equivalent Threshold Sound Pressure Level, peRETSPL) sind auf die gleiche Art und Weise zu ermitteln wie die in ISO 389 6 angegebenen peRETSPL von Bezugsimpuls und Bezugs-Kurzton. Diese peRETSPL dienen zur Kalibrierung der Audiometrie-Kette von der Signalerzeugung bis zum ''Hörpegel'' des Schalldrucks (Hearing Level, HL). Das Konzept des peRETSPL zielt im Wesentlichen auf die mit einfachen Messmitteln (Oszilloskop, Schallpegelmesser) herstellbare Reproduzierbarkeit und Allgemeingültigkeit des Bezugs-Schwellenschalldruckpegels, jedoch nicht darauf, den sich tatsächlich im Gehörgang vor dem Trommelfell einstellenden Schalldruckpegel zu beschreiben. Dies führt zuweilen zu inkonsistent erscheinenden peRETSPL-Werten bei im Zeitverlauf oder im Amplitudenspektrum ähnlichen elektrischen Signalen. Beispielsweise liegen die peRETSPL von Signalen mit gleichem Effektivwert oder sogar identischem Amplitudenbetragsspektrum je nach Zeitverlauf bzw. Nullphasenwinkelspektrum weit auseinander. Dies gilt sogar dann, wenn die Signale bei identischem elektrischem Amplitudenbetragsspektrum identische Hörschwellen erzeugen (Hensel, DAGA2008). Außerdem hängen die peRETSPL vom Typ des verwendeten Ohrsimulators bzw. Kupplers ab. Es werden Wege zur Verbesserung der Kalibrierung im Sinne eines engeren Bezugs zur physiologischen Hörschwelle oder zum Energieinhalt der Signale diskutiert.

Henze, W.

• Partielle Analyse und Simulation von Körperschallleitwegen an einem Dieselmotor unter Nutzung neuronaler Algorithmen
  T. Luft, W. Henze, K. Hintz and H. Tschöke
[A]

Im Entwicklungsprozess eines Fahrzeuges kommt der Geräuschanalyse eine große Bedeutung zu. Dabei stellt der Motor eine dominierende Geräuschquelle dar. Die Teilschallquellen eines Motors liegen in der Regel nahe beieinander, wodurch die Übertragungsfunktionen benachbarter Orte teilweise korrelierte Informationen enthalten. In diesem Beitrag dient ein 4-Zylinder-Dieselmotor als Versuchsmotor. Für die Untersuchungen werden geeignete Körper- und Luftschallmesspunkte so festgelegt, dass mithilfe von Zylinderdruckmessungen das direkte und indirekte Verbrennungsgeräusch und das mechanische Motorgeräusch unterschieden werden können. Im ersten Teil des Beitrags wird eine multiple Kohärenzanalyse der Drucksignale der Zylinder und entsprechender Ausgangssignale durchgeführt. Daraus lassen sich unter anderem Rückschlüsse für die Analyse des äußeren und inneren Körperschallleitweges ziehen. Der Hauptteil des Beitrags erläutert einen Ansatz der Simulation akustischer Transferpfade. Dabei wird die Synthese der Eingangssignale unter Nutzung neuronaler Netze durchgeführt. Durch verschieden gewählte Ausgangssignale wird die Möglichkeit der Modellierung bis zum Luftschall-Nahfeld untersucht. Grundlage der neuronalen Modelle bilden experimentelle Daten, die mithilfe diverser Lernalgorithmen die trainierbaren Parameter (Gewichte) der Netze festlegen. Abschließend werden die Simulationsergebnisse mit experimentell ermittelten Ergebnissen bei gleichen und bei nicht gelernten Motorbetriebspunkten verglichen und Schlussfolgerungen für die Fortführung der Arbeiten abgeleitet.

• Untersuchungen zu Schallfeldern durch Messung und Simulation
  W. Henze, T. Luft, S. Ringwelski and H. Tschöke
[A]

Das Abstrahlverhalten einer Struktur hängt wesentlich von ihrer Geometrie ab. Als idealer Strahler soll eine quadratische Stahlplatte dienen, die frei-frei aufgehängt betrachtet wird. Vergleichend wird am Beispiel eines Zylinderkurbelgehäuses das Verhalten einer komplexeren Struktur betrachtet. Als Messverfahren werden die akustische Nahfeldholografie mit einem Combo-Array (SONAH) und mit einem gleichmäßigen Array (STSF-SONAH), das Beamforming mit einem Combo-Array und Intensitätssonden-Messungen angewendet. Zur Einordnung der Messergebnisse wird auf ein mithilfe der FEM erstelltes, strukturmechanisches Modell zurückgegriffen. Die Beschreibung des umgebenden Fluids, in dem sich der Schall ausbreitet, erfolgt unter Nutzung der BEM. Im ersten Teil des Beitrags werden der experimentelle Versuchsaufbau erläutert und die Anwendung der Schalllokalisations-Verfahren beschrieben. Ebenso wird auf die verwendeten Simulationsmodelle kurz eingegangen. Der zweite Teil des Beitrags behandelt die Auswertung der Messungen. Primär werden Korrelationsanalysen der Ergebnisse zwischen den verschiedenen Messverfahren im Frequenzbereich beschrieben und entsprechende Konturplots miteinander verglichen. Zusätzlich werden die Ergebnisse der FE- und BE-Simulationen denen der Experimente gegenübergestellt und bewertet. Abschließend wird eine vergleichende Betrachtung der Mess- und Simulationsmethoden bezogen auf die Komplexität der abstrahlenden Struktur durchgeführt.

Hergenröder, E.

• Lautstärke beim Bayerischen Rundfunk Fernsehen
  E. Hergenröder, G. Krump and F. Bräu
[A]

Seit Jahren bemühen sich Fernseh- und Rundfunkanstalten, die Lautstärke unterschiedlichen Programmmaterials einheitlich zu gestalten. Dennoch treten immer noch große Lautheitssprünge bei verschiedenen Sendern, aber auch bei unterschiedlichen Programminhalten wie z.B. Werbung auf, um die Aufmerksamkeit der Zuhörer zu gewinnen. In der vorliegenden Untersuchung wurden Lautheitssprünge von ausgewähltem Programmmaterial durch Hörversuche hinsichtlich ihrer Wahrnehmbarkeit und ihrer Störempfindung ermittelt und mit objektiven Lautheitsmessungen verglichen. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass eine automatische Lautheitsanpassung alleine noch nicht genügt, da auch der Programminhalt, ob Sprache oder Musik, eine große Rolle spielt. Zudem sind die Lautheitsmessalgorithmen noch nicht ausgereift und müssen senderübergreifend Anwendung finden. In dem Vortrag werden Audio-/Video-Beispiele vorgeführt.

Herget, W.

• Mikroperforierter Absorber für die Bedämpfung der Reifen-Torusmode
  W. Herget, P. Brandstätt, K. Bay and W. Moll
[A]

Die Torusmode ist eine sich ausbildende stehende Welle im Reifenhohlraum eines Rades. Sie trägt zu einer wahrnehmbaren akustischen Anregung im Fahrzeuginnenraum bei und wird als störend empfunden. Sie zu bedämpfen ist das Ziel der Untersuchungen. Dafür wurde im ersten Schritt ein Labormessverfahren entwickelt, welches eine Identifikation der Torusmode ermöglicht. Im Weiteren wurde ein Absorber ausgewählt, der in diesem spezifischen Anwendungsgebiet eingesetzt werden kann. Die Herausforderung dabei ist, den begrenzten Raum der zur Verfügung steht für einen akustischen Absorber nutzbar zu machen. Weiterhin darf der Absorber das Fahrverhalten und die Fahrsicherheit nicht beeinträchtigen. Diese Ansprüche konnten mit dem Aufbau- und Wirkungsprinzip des mikroperforierten Absorbers erfüllt werden. Er wird direkt am Entstehungsort der Torusmode, im Reifenhohlraum, platziert. Die Nähe zur akustischen Quelle, und die Möglichkeiten einer technisch gut umsetzbaren Eingliederung des mikroperforierten Absorbers in die Funktionsgemeinschaft Rad und Bremse, führte zu einer messbaren Bedämpfung der Torusmode sowohl im Laboraufbau als auch im Fahrzeuginnenraum. Die Messungen am Fahrzeug wurden bei direkten Vergleichsfahrten mit einem Serienreifensatz und dem Absorberreifensatz durchgeführt. Dieser Entwicklungsprozess von der Auslegung des mikroperforierten Absorbers über Labormessverfahren hin zum realen Anwendungsgebiet im Fahrzeug ist Inhalt des Vortrages.

Herold, S.

• Experimentelle Charakterisierung von piezoelektrischen Aktorsystemen für die aktive Lärm- und Schwingungsreduktion
  T. Jungblut, D. Mayer and S. Herold
[A]

Um die Körperschallabstrahlung zu reduzieren, wird immer häufiger versucht, die anregende Maschine mittels eines aktiven Systems von ihrer Trägerstruktur zu entkoppeln. Hierfür sind zahlreiche Aktor- und Regelungskonzepte bekannt. Von großer Bedeutung sind in diesem Zusammenhang unter anderen piezoelektrische Stapelaktoren. Um diese Aktoren mit ausreichend hoher elektrischer Energie zu versorgen, ist in der Regel eine Leistungsverstärkung der Steuersignale erforderlich. Insbesondere bei großen elektrischen Lasten sowie hohen Frequenzen und Amplituden der Ausgangssignale weisen die verwendeten Leistungsverstärker allerdings ein stark nichtlineares Verhalten auf. Da die erreichbare Performance des Gesamtsystems häufig durch die Verzerrungen in den Ausgangssignalen der Leistungsverstärkung begrenzt wird, ist für die Auslegung und Optimierung aktiver Lagerungen eine möglichst genaue Kenntnis bezüglich des dynamischen Verhaltens dieser kritischen Systemkomponente erforderlich. In diesem Beitrag wird ein Verfahren zur experimentellen Charakterisierung nichtlinearer Systeme am Beispiel von piezoelektrischen Aktorsystemen, bestehend aus Leistungsverstärkung und Aktor, vorgestellt. Dieser automatisierbare Ansatz sieht sowohl die Messung des linearen Signalanteils als auch die Bestimmung der nichtlinearen Anteile in den Signalen für verschiedene Betriebspunkte in Abhängigkeit der Frequenz vor. Hierdurch wird die messtechnische Erfassung eines frequenzabhängigen Klirrfaktors ermöglicht. Die entsprechenden Messergebnisse werden präsentiert, diskutiert und mit Simulationsergebnissen verglichen. Um der bei Systemen zur aktiven Schwingungskontrolle üblicherweise starken Kopplung zwischen elektrischem und mechanischem Teilsystem Rechnung zu tragen, werden neben elektrischen hierbei auch mechanische Größen betrachtet.

Herring Jensen, M.J.

• Untersuchungen zur Messung von Gehörgangsimpedanzen bei Kleinkindern
  J. Fels, M.J. Herring Jensen and M. Rung
[A]

Für die Messung und Entwicklung von Hörgeräten werden so genannte Kuppler verwendet. Kinder - oder Babykuppler gibt es jedoch zurzeit noch nicht. Untersuchungen haben gezeigt, dass sich Gehörgangsimpedanzen von Kindern besonders in den ersten 6 Lebensjahren verändern und hier stark von Erwachsenendaten abweichen.

Die wichtigste Altersgruppe sind jedoch die Kleinkinder, die jünger als 2-3 Jahre sind, hier weichen die Gehörgangsimpedanzen extrem von standardisierten Daten ab - eine Anpassung von Hörgeräten erfolgt aber oft schon im Alter von 6 Monaten.

Ein besonderes Problem in dieser Altersgruppe stellt jedoch die In-Situ Messung von Gehörgangsimpedanzen dar. Durch den kleinen Gehörgangseingang sind besonders kleine Messsonden notwendig. Durch die Verwendung von sehr kleinen Sonden treten jedoch messtechnische Probleme auf. Eine Simulation basierend auf Gehörgangsgeometrien wäre zwar möglich, jedoch fehlt das Wissen über die genauen Randbedingungen wie zum Beispiel die Trommelfellimpedanz bei Kleinkindern.

In diesem Beitrag werden Untersuchungen zur Messtechnik für die Erhebung Gehörgangsimpedanzen bei Kleinkindern vorgestellt.

Herzke, T.

• Quantifizierung des Sprachverständlichkeitsgewinns durch Richtungsfilterung im Hörgerät: Vergleich verschiedener Algorithmen
  T. Herzke, S. Franz, M. Vormann, M. Müller-Wehlau and J. Bitzer
[A]

Gegenüber einkanaligen Störgeräuschreduktionsalgorithmen können Algorithmen zur Richtungsfilterung, die Signale von mehreren Mikrofonen kombinieren, größere Gewinne bei der Sprachverständlichkeit erzielen. Im Rahmen des BMBF-Forschungsprojektes Modellbasierte Hörsysteme wurden mehrere Richtungsfilter-Algorithmen auf dem HörTech Master Hearing Aid implementiert und sowohl miteinander als auch mit einem aktuellen kommerziellen Hörgerät verglichen. Das Master Hearing Aid ist eine Software, die Audiosignalverarbeitung für Hörgeräte auf PC-Hardware bei niedrigem Delay ermöglicht. Die Vergleichsmessungen wurden mit 15 schwerhörenden Versuchspersonen durchgeführt. Der Hörverlust wurde auf dem Software-Hörgerät und auf dem kommerziellen Hörgerät in gleicher Weise durch lineare Verstärkung versorgt. Sprachverständlichkeit wurde mit dem Oldenburger Satztest gemessen. Dabei kam das Sprachsignal stets von Vorne und das Störgeräusch aus unterschiedlichen Richtungen. Erste Ergebnisse mit festen Störquellen und einem Adaptiven Richtmikrophon nach Elko (Adaptive Differential Microphone) deuten daraufhin, dass eine Verbesserung des Ausgleichs der durch dieses Filter bewirkten Kammfiltercharakteristik durch ein rechenaufwändigeres und genaueres Tiefpassfilter auch eine signifikante Verbesserung der Sprachverständlichkeit zur Folge hat, sich der zusätliche Rechenaufwand folglich lohnt. Dieses und weitere Ergebnisse sowie die verwendeten Algorithmen für das Software-Hörgerät werden auf der Tagung vorgestellt.

• Vorhersage der Sprachverständlichkeit im Störgeräusch für Schwerhörende mit Hörgeräten
  R. Meyer, T. Herzke, T. Brand and B. Kollmeier
[A]

Die Vorhersage der Sprachverständlichkeit für schwerhörige Versuchspersonen ist für die Untersuchung des Versorgungserfolges bei einer Hörgeräteversorgung wichtig. So kann zum Beispiel die zu erwartende Verbesserung der Sprachverständlichkeit in Störgeräusch-Situationen vor der eigentlichen Anpassung des Hörgerätes abgeschätzt und mit der tatsächlichen Verbesserung verglichen werden. Um die Machbarkeit und Grenzen dieses Ansatzes zur Objektivierung der Hörgeräte-Anpassung zu testen, wurden verschiedene Hörgeräte in dieser Studie mit dem ''Hoertech Master Hearing Aid'' (MHA) sowohl in der Messung mit Schwerhörigen simuliert, als auch in der Modellberechnung in die Signalverarbeitung eingebaut. Als Modell diente ein Kurzzeit-Model auf der Basis des Speech-Intelligibility-Indexes (SII). Es wurde zum einen ein lineares Hörgerät simuliert, und zum anderen ein kompressives, um mit 14 sensorineural schwerhörigen Versuchspersonen Sprachverständlichkeitsmessungen für verschiedene Störgeräusche durchzuführen. Zusätzlich wurden ein Ton-Audiogramm als Grundlage für die automatische Anpassung des MHA und eine kategoriale Lautheitsskalierung erfaßt. Die Sprachverständlichkeitsmessungen wurden mit dem Oldenburg Satztest sowohl ohne Hörgerät als auch mit dem MHA bei einem Störgeräuschpegel von 65 dB SPL durchgeführt. Mit einer adaptiven Messung wurde die Sprachverständlichkeitsschwelle für 50% Sprachverstehen gemessen. Die R-Quadrat-Werte zwischen den vorhergesagten und den gemessenen Sprachverständlichkeitsschwellen liegen um 0.7 sowohl mit, als auch ohne Hörgerät. Es wird eine detailierte Analyse der Ergebnisse präsentiert.

Hess, M.

• 3D measurement of vocal fold elasticity using the linear skin rheometer
  M. Otten, F. Müller, A.-K. Rohlfs, A. Gömmel, M. Hess and M. Kob
[A]

The accurate simulation of human voice generation with biomechanical models of the larynx requires detailed knowledge of the elastic and geometric properties of the oscillating tissues. A direct approach for assessment of these parameters is the use of the linear skin rheometer, which has already been employed successfully to measure elongation versus applied force orthogonal to the surface of tissues. As the vocal folds and the proximate tissues are reported to be inhomogeneous and anisotropic, the assessment of a complete data set requires multiple measurements in parallel and normal direction to the tissue surface. Since in-vivo measurements are only feasible in the cranial-caudal axis, in this study excised hemi-larynges were used and a modified measurement method was applied for assessment of 3D elasticity data. To gather a complete set of data, the mucosa was removed after a first set of measurement to allow access to the underlying tissues in a second step. To ensure repeatable measurements, the non-oscillating parts of the larynx were casted in alginate and fixed within a stand that was constructed such that the arytenoid cartilages could be adjusted arbitrarily with a defined force. Measurement results and their impact on FE simulations are reported.

Heß, W.

• Wahrnehmungsbasierte Pegelkorrektur von Audiosignalen
  W. Heß
[A]

Heutige Audiosysteme geben eine Vielzahl von Unterhaltungs-Signalquellen wieder. Angefangen bei FM- und AM-Radio, über MP3-Abspielgeräte bis hin zu CD/DVD-Spieler, Digitalradio und TV. Die Signale werden mit stark unterschiedlicher Aussteuerung und Kompression eingespeist, und können auch innerhalb einer Signalquelle stark variieren. Damit bei einer bestimmten Lautstärke-Einstellung am Gerät äquivalente, mittlere Lautheiten erzielt werden, ist ein dynamisches, automatisches Nachregeln des Verstärkungsfaktors erforderlich. Der in diesem Beitrag vorgestellte Lösungsansatz schätzt die wahrgenommene Lautheit der Signalquelle durch ein psychoakustisches Modell und regelt kontinuierlich den Verstärkungsfaktor der Signalquelle innerhalb eines Toleranzbereiches nach, sodaß weder Modulation noch ein deutlicher Verlust von Dynamik entstehen. In Fahrzeugen gewährleistet dieses Verfahren eine an das Fahrgeräusch angepaßte gleichbleibend hohe Verständlichkeit von Audiosignalen.

• Frequenzgang-Individualisierung von virtuellen Lautsprechersystemen
  M. Schöffler and W. Heß
[A]

Der Klang eines Lautsprechersystems kann am einfachsten über Kopfhörer, über den ein reales Lautsprechersystem nachgebildet wird, bewertet werden. Direktes Umschalten zwischen verschiedenen Einstellungen und der dadurch mögliche vorher/nachher Vergleich innerhalb von Millisekunden ermöglicht auch Laien ohne Gehörbildung eine intuitive und konsistente Klangbewertung. Für dieses Verfahren werden binaurale Raumimpulsanworten (BRIRs), die das Lautsprecher-(Raum) System vollständig charakterisieren, durch einen Kunstkopf unter Einbeziehung der Kopfdrehung gemessen. Zur Wiedergabe des virtuellen Lautsprechersystems über Kopfhörer wird eine Faltungsmaschine benutzt, in die die gemessenen Filterdatensätze geladen werden. Die in den Filtern enthaltenen Außenohr-Übertragungsfunktionen des Kunstkopfes entsprechen jedoch nicht exakt denen des (Zu-)Hörers, der anschließend über Kopfhörer hört. Durch die spektrale Angleichung der gefilterten Signale an ein Referenzsignal wird die Korrektur des Frequenzgangs erreicht. Die individuellen Lautheitskorrekturen, die in Hörversuchen von Probanden in Abhängigkeit von Frequenzband und Kopfdrehung vorgenommen wurden, werden hier vorgestellt.

Hessinger, J.

• Prognose der Schalldämmung von leichten Trennwänden
  A. Rabold, C. Wissel, U. Schanda and J. Hessinger
[A]

Leichte Trennwände weisen in der heutigen Baupraxis eine Vielzahl an Konstruktionsvarianten in der Ausführung der tragenden Elemente, der Hohlraumdämmungen und der Beplankungen auf. Aufgrund der Vielzahl von Varianten ist eine schalltechnische Beurteilung dieser Konstruktionen allein über Bauteilkataloge nicht befriedigend. Für den Planer wäre es vielmehr wünschenswert, die Schalldämmung seiner Konstruktion sowie den Einfluss von Konstruktionsmodifikationen berechnen zu können. Zur Berechnung der Schalldämmung von Holzständerwänden können in der einschlägigen Literatur viele unterschiedliche Modelle gefunden werden, deren Berechnungsergebnisse eine mehr oder weniger befriedigende Übereinstimmung mit Messergebnissen aufweisen. Diese Modelle sind jedoch meist auf einfache Konstruktionen ohne Zusatzmaßnahmen in Form von Installationsebenen oder zusätzlichen Beplankungen beschränkt, sodass eine Anwendung auf praxisübliche Trennwände nicht möglich ist. In diesem Beitrag wird auf Basis der vorliegenden Modelle aus der Literatur gezeigt, wie die Prognosegenauigkeit gesteigert und Zusatzmaßnahmen in Form von Installationsebenen oder zusätzlichen Beplankungen in der Berechnung berücksichtigt werden können. Die vorgestellten Ergebnisse basieren auf Forschungsergebnissen des ift Schallschutzzentrums, Rosenheim und weiterführenden Arbeiten an der Hochschule Rosenheim.

Heusinger, U.

• On Early Reflection Thresholds in the Median Plane
  F. Melchior, F. Gries, U. Heusinger and J. Liebetrau
[A]

Frühe Reflexionen spielen in der virtuellen Akustik eine sehr große Rolle und tragen maßgeblich zum Höreindruck bei. Daher waren Untersuchungen zum Einfluss und der Wahrnehmung dieser Reflexionen häufiger Bestandteil von Forschungen in der Akustik. Bisherige Studien beschäftigten sich in der Mehrzahl mit Reflexionen, die aus der Horizontalebene eintreffen. Um Räume akustisch korrekt nachbilden zu können, müssen weitere Ebenen berücksichtigt werden, z.B. die Frontalebene oder die Medianebene. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund einer Dimensionierung räumlicher Tonwiedergabesysteme zur auralisation von Bedeutung. In dieser Arbeit wird die Wahrnehmungsschwelle früher Reflexionen in der Medianebene untersucht. Die Ergebnisse eines Hörexperiments werden präsentiert und diskutiert.

Hilgermann, J.-L.

• Ansatz zur akustischen Lokalisierung von eingelegten Verstärkungsblechen in Sandwichstrukturen
  D. Thoden, A. Lohrengel, J.-L. Hilgermann, R. Kruk, M. Leng and E. Nsenga Biansompa
[A]

Durch das lokale Einstellen anforderungsgerechter Eigenschaften in metallischen Strukturen sollen neue Potentiale im Leichtbau erschlossen werden. Solche Strukturen sind zum Beispiel Bleche, in die gehärtete Bereiche eingebracht wurden oder Sandwichstrukturen, in die gezielt Versteifungen eingebracht wurden. Um im Sinne der zerstörungsfreien Materialprüfung den Nachweis für die Qualität dieser Strukturen zu erbringen, soll mit Hilfe von Körperschallmessungen die lokale Eigenschaftsänderung nachgewiesen und lokalisiert werden. Im Vortrag werden die Ergebnisse aus experimentellen Untersuchungen vorgestellt, die an Sandwichstrukturen durchgeführt wurden. Die Bleche wurden mit einem Shaker angeregt und an einer Vielzahl von Stellen mit einem Scanning-Laservibrometer abgetastet. Die Auswertung erfolgte sowohl im Frequenz- als auch im Zeitbereich. Zur weiteren Untersuchung wurden die Experimente mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode nachgestellt und die Ergebnisse miteinander verglichen. Die Ergebnisse werden darauf hin auf ihre Eignung zum Nachweis und zur Lokalisierung der Eigenschaftsänderung bewertet. Abschließend werden die Ergebnisse im Hinblick auf weiteres Potential diskutiert.

Hillenbrand, J.

• Beschleunigungssensor-Arrays auf Basis zellularer Piezoelektretfolien
  L. Kurtze, J. Hillenbrand, E. Tonkonog, H. Hanselka and G.M. Sessler
[A]

Im Rahmen einer Kooperation der Fachgebiete Elektroakustik und Maschinenakustik werden an der TU Darmstadt zellulare Piezoelektretfolien auf ihre Eignung als Basis für Beschleunigungssensor-Arrays untersucht sowie erste Sensor-Prototypen entwickelt. Die Folien zeichnen sich durch große d33- aber sehr kleine d31-Koeffizienten aus. Dies ermöglicht die Konstruktion von biegsamen Sensoren mit hoher Empfindlichkeit. Die Piezoelektretfolien-Sensoren wurden hinsichtlich ihres Verhaltens bei Änderung der seismischen Massen und deren wirksamen Flächen beurteilt. Des Weiteren wurde auch der Einfluß äußerer elektrischer Störeinflüsse untersucht. Das Ziel der Forschungen ist die Entwicklung eines flexiblen Arrays zur großflächigen Detektierung der Schwingungen einer Struktur, das auch die Untersuchung des Körperschallflusses durch starre oder biegsame Strukturen ermöglicht. Somit ist der Sensor für die Maschinenakustik ein wertvolles Hilfsmittel zur Untersuchung der Strukturintensität. Ein weiterer Vorteil des Sensorarrays ist sein gegenüber einer Anzahl herkömmlicher Beschleunigungssensoren signifikant geringerer Preis sowie ein geringeres Gesamtgewicht, durch das die zu untersuchende Struktur nur minimal in ihren akustischen Eigenschaften verändert wird.

• Elektretwandler zur Messung von Beschleunigungen und Körperschall
  J. Hillenbrand, S. Haberzettl, T. Motz and G.M. Sessler
[A]

Trotz ihres einfachen Aufbaus zeichnen sich Elektretmikrofone durch ihre sehr guten akustischen Eigenschaften aus. Daher wurden kürzlich Beschleunigungsaufnehmer entwickelt, die auf dem Wandlerprinzip der Elektretmikrofone basieren. Die Mikrofonmembran wurde dabei durch eine metallische seismische Masse ersetzt und der Abstandsring aus einem weichen zellularen Polymer angefertigt. Des Weiteren wurde auf einen integrierten Feldeffekttransistor verzichtet und die erzeugte Ladung mittels eines externen Ladungsverstärkers gemessen. Die dynamische Charakterisierung dieser Beschleunigungsaufnehmer erfolgte mittels eines elektrodynamischen Schwingungserregers im Frequenzbereich von 10 Hz bis 5 kHz. Aufnehmer mit seismischen Massen von 5 g bis 22 g wurden untersucht. Typische Empfindlichkeiten bei einer Frequenz von 100 Hz und einer seismischen Masse von 8 g betrugen dabei 4 pC s2/m bei einer Resonanzfrequenz von 2 kHz. Da die untersuchten Elektretwandler auch bei extrem niedrigen Frequenzen eingesetzt werden können, wurden statische Beschleunigungen durch das Aufbringen von Gewichten simuliert. Es ergaben sich dabei quasistatische Empfindlichkeiten von typisch 7 pC s2/m für eine seismische Masse von 8 g. Der im Vergleich zu 100 Hz höhere quasistatische Wert erklärt sich aus der Frequenzabhängigkeit des E-Moduls des Abstandsrings.

Hintz, K.

• Partielle Analyse und Simulation von Körperschallleitwegen an einem Dieselmotor unter Nutzung neuronaler Algorithmen
  T. Luft, W. Henze, K. Hintz and H. Tschöke
[A]

Im Entwicklungsprozess eines Fahrzeuges kommt der Geräuschanalyse eine große Bedeutung zu. Dabei stellt der Motor eine dominierende Geräuschquelle dar. Die Teilschallquellen eines Motors liegen in der Regel nahe beieinander, wodurch die Übertragungsfunktionen benachbarter Orte teilweise korrelierte Informationen enthalten. In diesem Beitrag dient ein 4-Zylinder-Dieselmotor als Versuchsmotor. Für die Untersuchungen werden geeignete Körper- und Luftschallmesspunkte so festgelegt, dass mithilfe von Zylinderdruckmessungen das direkte und indirekte Verbrennungsgeräusch und das mechanische Motorgeräusch unterschieden werden können. Im ersten Teil des Beitrags wird eine multiple Kohärenzanalyse der Drucksignale der Zylinder und entsprechender Ausgangssignale durchgeführt. Daraus lassen sich unter anderem Rückschlüsse für die Analyse des äußeren und inneren Körperschallleitweges ziehen. Der Hauptteil des Beitrags erläutert einen Ansatz der Simulation akustischer Transferpfade. Dabei wird die Synthese der Eingangssignale unter Nutzung neuronaler Netze durchgeführt. Durch verschieden gewählte Ausgangssignale wird die Möglichkeit der Modellierung bis zum Luftschall-Nahfeld untersucht. Grundlage der neuronalen Modelle bilden experimentelle Daten, die mithilfe diverser Lernalgorithmen die trainierbaren Parameter (Gewichte) der Netze festlegen. Abschließend werden die Simulationsergebnisse mit experimentell ermittelten Ergebnissen bei gleichen und bei nicht gelernten Motorbetriebspunkten verglichen und Schlussfolgerungen für die Fortführung der Arbeiten abgeleitet.

Hirsch, H.-G.

• Filterung der Kurzzeit-Energieverläufe in Teilbändern zur Verbesserung der Spracherkennung bei Freisprechen
  A. Kitzig and H.-G. Hirsch
[A]

Beim Einsatz eines Spracherkennungssystems im Freisprechmodus in einer räumlichen Umgebung stellt man eine deutliche Verschlechterung der Erkennungsraten auf Grund des Nachhalls fest. Ein möglicher Ansatz zur Verbesserung der Erkennungsraten besteht in einer Vorverarbeitung des Sprachsignals zur Reduktion des Halls. Da zur Extraktion relevanter akustischer Merkmale im Bereich der Spracherkennung meist eine Analyse im Spektralbereich stattfindet, bietet sich der Einsatz eines im Frequenzbereich arbeitenden Verfahrens an. Der Nachhall führt zu einer Tiefpassfilterung des Verlaufs der Kurzzeit-Energie in einzelnen Teilbändern. Es gab bereits verschiedene Untersuchungen zur Verwendung einer inversen Filterung. Dabei wurden die Filter in der Regel aus einem einfachen Hallmodell abgeleitet, das auf einem exponentiell abfallenden Verlauf der Raumimpulsantwort beruht. Damit kann allerdings nur näherungsweise der Nachhall in realen Räumen modelliert werden. Im Rahmen dieser Untersuchungen werden zunächst verschiedene Filteransätze zur Modellierung des Nachhalls realer Räume im Frequenzbereich betrachtet. Dabei werden Filterstrukturen betrachtet, die eine bessere Modellierung im Vergleich zu den einfachen Hallmodellen erlauben. Aus den geeignetsten Filtermodellen wird eine zugehörige inverse Filterung abgeleitet. Die Verwendbarkeit einer derartigen Vorgehensweise zur Reduktion des Halls und zur Verbesserung der Spracherkennung wird im Rahmen von Erkennungsexperimenten mit Sprachdaten aufgezeigt, deren Aufnahme im Freisprechmodus durch Faltung mit realen Raumimpulsantworten nachempfunden wird.

Hirsch, K.-W.

• Lärmschutz durch Wald – Teil 1: Bestimmung der Schallpegelminderung durch Pfadvergleichsmessungen
  M. Trimpop and K.-W. Hirsch
[A]

Die Beschreibung des Einflusses eines Waldstückes auf die Schallausbreitung ist eine vielschichtige Herausforderung. Die unmittelbaren akustischen Phänomene sind die Streuung an Stämmen und Geäst, die Reibung am Blattwerk und die veränderte Bodenabsorption. Die mittelbaren Phänomene sind die Einflüsse des Waldstücks auf das Wind-, Feuchte- und Temperaturfeld oberhalb, im, vor und hinter dem Waldstück. Hinzukommen die Einflüsse der geometrischen Verhältnisse zwischen Quelle, Waldstück und Empfänger und die forstlichen Eigenschaften.

Das Zusammenwirken aller Phänomene lässt sich kaum aus Modellen ableiten. Dennoch wird ein technischer Ansatz benötigt, der im Rahmen eines Schallausbreitungsmodells für Knalle über mittlere Entfernungen den Einfluss eines Waldstückes - auch in Abhängigkeit der forstlichen Eigenschaften berücksichtigen kann.

Zur orientierenden Quantifizierung des Einflusses wurden zunächst an zwei ausgewählten Waldstücken Pfadvergleichsmessungen über mehrere Tage durchgeführt. Bei diesen Verfahren wird auf Pfaden durch bzw. neben dem Waldstück die Schallausbreitung in jeweils beiden Richtungen in engem Zeitraster alternierend gemessen.

Als Schallquellen wurden Gaskanonen verwendet, die ein Weberspektrum (Explosionsknallspektrum) erzeugen, das in den hier betrachteten Abständen von 500 m bis 1150 m reproduzierbar und zuverlässig noch hinreichend hohe Messpegel erzeugt. Das Wetter wurde durch ein Sodar/RASS System, einen 3D-Sonic-Windmesser und eine Standardwetterstation aufgezeichnet. Der Beitrag stellt die Messergebnisse vor und diskutiert die verschiedenen Einflüsse.

• Lärmschutz durch Wald – Teil 2: Forstliche Aspekte bei der Schallausbreitungsrechnung
  K.-W. Hirsch and M. Trimpop
[A]

In der Literatur wird uneinheitlich über das Ausmaß der Schallminderung durch Wald berichtet, abhängig vom betrachteten Wald und den in den Vordergrund gestellten Effekten und Szenarien. Bei der Schallminderung durch Waldstücke bei Waffenknallen zeigen eigene orientierende Messungen, dass Waldstücke hier Lärmschutzfunktionen übernehmen können. Die veraltete VDI 2414 dokumentierte einen signifikanten Bewuchsdämpfungsterm, der konzeptionell auch in die DIN ISO 9613-2 Eingang gefunden hat. Häufig wird jedoch argumentiert, dass wirtschaftlich genutzter Wald kein nachhaltiges Element eines Ausbreitungsszenarios ist und deshalb sein lärmmindernder Einfluss langfristig nicht einfließen sollte. Dieses Argument tritt auf Schießplätzen der Bundeswehr deutlich in den Hintergrund. Wald auf diesen Anlagen hat viele Funktionen, die sich auch an betrieblichen Rahmenbedingungen orientieren. Die Waldfunktion ,Lärmschutz' ist eine dieser Funktionen, die auch nachhaltig sichergestellt werden kann. Der Einfluss des Waldes hängt von vielen Parametern ab, insbesondere von seinen forstlichen Eigenschaften. Eine Berücksichtigung der Minderungswirkung von Waldstücken im Schallausbreitungsmodell des Lärmmanagements auf Schießplätzen erfordert neben einem technischen Modell für eine Waldkorrektion auch die Möglichkeit, aus einer forstlichen Klassierung akustische Parameter abzuleiten, die diese Korrektion steuern. Der Beitrag stellt einen ersten Ansatz einer forstlich-akustischen Klassierung vor und diskutiert die Herausforderungen bei einer Erfassung von Waldstücken für eine großflächige Prognose um einen Schießplatz.

• Bidirektionale Schallausbreitungsmessungen mit Gaskanonen
  K.-W. Hirsch and M. Trimpop
[A]

Die Prognose von Schallpegeln im Freien ist wesentlicher Bestandteil vieler Lärm-Beurteilungsverfahren. Allerdings unterscheiden sich die Verfahren zur Berechnung der Schallausbreitung in den einschlägigen Regelwerken von Lärmart zu Lärmart. Ein Normungsprojekt des NALS hat das langfristige Ziel, die Phänomene der Schallausbreitung im Freien losgelöst von der Art der Quelle und dem Zweck der Prognose einheitlich zu beschreiben. Das Projekt geht damit einen Schritt weiter als die Europäische Union, die sich schon seit geraumer Zeit ebenfalls um eine - allerdings immer noch lärmartabhängige - Harmonisierung bemüht. Eine entscheidende Erkenntnis der NALS Arbeitsgruppe ist, dass nicht nur ein Mittelungspegel Ziel der Prognose sein soll, sondern auch die Pegelverteilung, die ebenfalls durch ein Schallausbreitungsmodell beschrieben werden sollte. In Anbetracht der in aller Regel auf Mittelwerte und Mitwindlagen fokussierten Untersuchungen in der Literatur ist die Datenbasis von Messwerten in anderen Windlagen eher dünn. Im Rahmen eines themenverwandten Forschungsprojektes sind Messwerte angefallen, die im Zusammenhang mit der Entwicklung eines vereinheitlichten Schallausbreitungsmodells genutzt werden können, Ansätze zu validieren und zu optimieren. Der Beitrag stellt Ausbreitungsmessungen mit Knallen von Gaskanonen vor, die für die oben beschriebene Zielsetzung aufbereitetet wurden. Die Messpfade wurden zeitnah alternierend in beiden Richtungen betrieben. Dies gestattet interessante Aussagen z.B. über den Einfluss des Windes.

• Werkzeuge für das Lärmmanagement auf Schießplätzen
  F. Hammelmann and K.-W. Hirsch
[A]

Das tägliche Lärmmanagement nach den Lärmmanagementregelungen des BMVg (LMR) auf einem Schießplatz ist nur möglich, wenn dem Betreiber Werkzeuge (Programme) zur Verfügung gestellt werden, die das Lärmmanagement in die Betriebsführung des Schießplatzes integrieren. Diese Werkzeuge müssen den Planungsvorgang auf einem Schießplatz praxisgerecht abbilden und dem Planer schnell und sachgerecht Informationen über die Auswirkung der aktuellen Planung auf die Lärmbelastung bereitstellen.

Das Programmmodul Manager der WinLarm Suite nutzt die gesamten in den Datenbanken der Suite vorgehaltenen Informationen über die möglichen Emissionssituationen auf dem Platz, über die Übungsszenarien, über die Schusskonfigurationen (Waffensysteme, Waffen und Munitionen) und ihre akustischen Parameter, über die Topographie und die Lage der Wohnplätze in der Nachbarschaft, um zeitnah die Lärmkriterien zu berechnen und ihre Konsequenzen auf den Schießbetrieb graphisch darzustellen.

Der Vortrag präsentiert die Umsetzung der wesentlichen Anforderungen an das Modul Manager und erläutert den Einsatz während der Planung und Durchführung der Schießvorhaben auf einem Schießplatz.

Höck, A.

• Eine graphbasierte Indexstruktur zum inhaltsbasierten Audioretrieval
  A. Höck, F. Kurth and M. Clausen
[A]

Graphbasierte Retrieval- bzw. Ranking-Verfahren haben insbesondere im Bereich des Web-Retrievals zu großen Qualitätssteigerungen der Retrievalergebnisse geführt. Es liegt daher nahe, diese Verfahren in geeigneter Weise für allgemeine Aufgaben im Bereich Multimediaretrieval zu adaptieren. In diesem Beitrag stellen wir vor diesem Hintergrund eine neuartige Indexstruktur zum inhaltsbasierten Audiomatching vor, deren Kernkomponente ein automatisch generierter Ähnlichkeitsgraph für Merkmalsfolgen ist. Hierbei läuft die Suche nach zu einer Anfrage ähnlichen Abschnitten innerhalb einer großen Kollektion von Musikaufnahmen basierend auf dem in einem Vorverarbeitungsschritt aufgebauten Index, in drei Schritten ab. Zunächst werden wenige bezüglich der Anfrage vielversprechende Knoten in dem Merkmalsgraphen identifiziert. Ausgehend von diesen Knoten werden im zweiten Schritt weitere Trefferkandidaten anhand der Struktur des Graphen ausgewählt. Abschließend werden die selektierten Kandidaten exakt bezüglich der Anfrage bewertet und ausgegeben. Die vorgestellte Indexstruktur wird mit bekannten Verfahren zum Audiomatching verglichen und mögliche Einsatzszenarien des graphbasierten Ansatzes werden vorgeschlagen.

Höfker, G.

• Sprachverständlichkeitsminderung durch Schallschirme in Mehrpersonenbüros
  S. Diver, C. Nocke and G. Höfker
[A]

Högg, H.

• Die Akustik der neuen Synagoge Ohel Jakob in München
  R. Liegl and H. Högg
[A]

Bei der Planung der Synagoge Ohel Jacob am St.-Jakobsplatz in München waren hohe gestalterische und raumakustische Anforderungen zu erfüllen. Als feststehende Vorgabe war u. a. die Überwölbung des Hauptraums der Synagoge durch einen Glaskubus zu beachten, der in etwa die Hälfte des gesamten Raumvolumens einnimmt und für akustische Maßnahmen nicht zur Verfügung stand. Um den Auslegungszielen gerecht zu werden, wurden verschiedene Elemente geprüft und letztlich mikroperforierte zedernholzfurnierte Paneele ausgewählt, die eine auch optisch optimale Lösung ermöglichten. Dargestellt werden die Randbedingungen der Planung, die Eigenschaften der Paneele und die relevanten akustischen Parameter.

• Analyse der Aussagesicherheit bei der Messung von Erschütterungsimmissionen durch den oberirdischen Schienenverkehr
  H. Högg, C. Eulitz and L. Kolny
[A]

Bei der Messung von Erschütterungsimmissionen sind neben den zwangsläufigen Unsicherheiten bei der Mess- und Auswertetechnik auch die Einflussfaktoren der Emission (z.B. Art und Zustand des Oberbaus bzw. der Fahrzeuge), der Transmission (z.B. Untergrundverhältnisse, Meteorologie) und der Immission (z.B. Gebäudedynamik, Lage und Ankopplung der Messpunkte in und an Gebäuden) maßgebend. Eine Verringerung der Messunsicherheit wird in der Praxis meist nur durch eine oftmals aufwändige pauschale Erhöhung der Stichprobenzahl herbeigeführt. Das entsprechende Regelwerk enthält hierzu pauschalisierte Vorgaben (vgl. DIN 4150 bzw. RiL 800.25xx). Im Rahmen einer Untersuchung wurden die relevanten Einlussfaktoren der Unsicherheit anhand von Messdaten mit Hilfe allgemeiner statistischer Methoden sowie speziellerer Festlegungen im Hinblick auf die Aussagensicherheit analysiert sowie die Konsequenzen für Folgegrößen der gemessenen Schwingungsgrößen abgeleitet. Als Ergebnis sollten Schlüsse gezogen werden, welche Stichprobenzahl bei unterschiedlichen Schichten notwendig sein können, um statistisch gesicherte Aussagen aus Messungen von Erschütterungsimmissionen an oberirdischen Schienenwegen abzuleiten.

Höldrich, R.

• Training and Guidance Tool for Listening Panels
  M. Frank, A. Sontacchi and R. Höldrich
[A]

This paper presents an expandable computer-based training application for an established expert listening panel (ELP). The panel itself is part of a long-term project and treats pure research questions up to product benchmarking. Providing general training as well as specific preliminary tests, this method can shift most of the preparation time to the ELP member's home. As the training process is divided into different skill levels, the monitoring of the panel members abilities, weaknesses and progress is an easy task. In contrast to present existing tools a flexible framework has been built. Thus the application splits up into different modules: The core program provides the control of the test sequence and file-handling and has to be updated only for new experiment paradigms. The whole signal processing is performed in real-time using puredata (pd, an open-source software), so that a new experiment consists only of the raw sound file, a configuration file for the core program, and a patch file for pd. All user-related data is saved in one encrypted file per member and can be easily moved to various computers. Furthermore, the usage of open-source software and available standard software packages provides inexpensive usage at the ELP member site.

Höller, C.

• Die Bedeutung der transversalen Anregung für die Charakterisierung von Körperschallquellen in Gebäuden: Messungen im Prüfstand
  C. Höller and M. Lievens
[A]

Das im Vortrag ''Die Bedeutung der transversalen Anregung für die Charakterisierung von Körperschallquellen in Gebäuden: Verfahren und Messungen im Modellmaßstab'' vorgestellte und bereits an einem Modell verifizierte Messverfahren wird nun an einer Quelle im realen Maßstab angewendet. Als Quelle dient eine Waschmaschine mit variabler exzentrischer Last, die auf einer Holzbalkendecke nach DIN 140-11 platziert wird. Eine Variation der Kopplung zwischen Maschine und Decke wird durch verschiedene Positionen und unterschiedliche Deckenbeläge ermöglicht. Hiermit wird geprüft, ob das Verfahren für die vorliegende Maschine unter verschiedenen Randbedingungen korrekte Ergebnisse liefert.

Hövelmann, N.

• Konzept und Aufbau eines Mock-up einer Flugzeugröhre zur Untersuchung verschiedener Lärmreduzierungsmethoden
  N. Hövelmann and D. Sachau
[A]

Vor dem Hintergrund steigender Energiepreise sind zum einen kraftstoffsparende Antriebssysteme, zum anderen Möglichkeiten zur Gewichtseinsparung besonders im Flugzeugbau ein aktuelles Thema. ''Sparsame'' Propellerantriebe tragen im Allgemeinen hohe, tonale Lärmpegel im tieffrequenten Bereich in die Flugzeugkabine ein. Die Bekämpfung dieses Lärms mit herkömmlichen, passiven Maßnahmen bedeutet in der Regel ein hohes Mehrgewicht, wodurch mögliche aktive Lärmreduzierungsmaßnahmen (ANR) in den Vordergrund rücken. Um unter reproduzierbaren Bedingungen verschiedene ANR-Methoden zu untersuchen und zu bewerten - z.B. hinsichtlich Regelungserfolg, Energieverbrauch, Gewicht, Bauvolumen -, entstand an der HSU ein hölzernes Mock-up einer Flugzeugröhre mit 4 m Durchmesser und 15 m Länge. Durch die Bauweise mit 10 je 1,50 m langen Segmenten bietet sich die Möglichkeit, weitere Module mit anderen Materialien einzubinden, um z.B. vibroakustische Untersuchungen durchzuführen. Das Paper beschreibt die Entstehung der Röhre von der CAD-Zeichnung über die Fertigung bis zur Montage. Parallel zur Hardware wurde ein FE-Modell erstellt, mit dem im Vorwege der Einfluss der Ausrichtung im Aufstellraum auf den Holzzylinder untersucht wurde, um das relativ zeitaufwändige Montieren nur einmal durchführen zu müssen. Weiterhin soll dieses FE-Model, das durch Nachhallzeitmessung und Kartierung des Schallfeldes verifiziert wurde, Optimierungen diverser ANC-Methoden bezüglich definierter Parameter (z.B. Anzahl und Position von Aktoren und Sensoren) vorbereiten.

Hoever, C.

• Untersuchungen zur Anregung geführter Wellen in Platten mittels Gruppenstrahlertechnik
  J. Prager and C. Hoever
[A]

Geführte Wellen breiten sich in Platten und Hohlzylindern über weite Entfernungen aus. Aus dieser Eigenschaft ergibt sich ein hohes Anwendungspotential dieser Wellenart für die zerstörungsfreie Prüfung ausgedehnter Bauteile und Strukturen mittels Ultraschall. Nachteilig für die Anwendung geführter Wellen sind ihr dispersives Verhalten und die zunehmende Anzahl ausbreitungsfähiger Wellenmoden bei hohen Frequenzen. Ziel des Einsatzes der Gruppenstrahlertechnik ist es, eine ausgewählte Wellenmode selektiv anzuregen bzw. zu empfangen. Durch die Änderung des Schwenkwinkels im Gruppenstrahlerprüfkopf wird eine definierte Spurwellenlänge auf dem Interface zwischen Prüfkopf und Struktur festgelegt, die zur Anregung einer Welle mit entsprechender Phasengeschwindigkeit führt. Da der Schwenkwinkel elektronisch verändert werden kann, lässt sich auch die angeregte Wellenmode elektronisch auswählen, worin der große Vorteil des vorgestellten Verfahrens liegt. In den vorgestellten Untersuchungen wurde die Anwendbarkeit der Methode experimentell demonstriert. Der Anregemechanismus wurde theoretisch beleuchtet und die Wellenausbreitung im Prüfkopf mit verschiedenen analytischen Ansätzen modelliert. Mit diesen Modellen können Fragen der Richtwirkung und der Effizienz der Anregung detailliert untersucht werden. Die modellierten Wellenfelder wurden mit den experimentellen Ergebnissen verglichen und die Anwendbarkeit der theoretischen Ansätze beurteilt, wobei die Ergebnisse der theoretischen Untersuchungen im Experiment verifiziert werden konnten.

Hoffmann, A.

• Charakteristische Empfindungen bei sinusförmigen Ganzkörpervibrationen
  A. Hoffmann, J. Verhey and R. Weber
[A]

Sinusförmige Ganzkörpervibrationen können je nach anregender Frequenz sehr unterschiedliche Empfindungen auslösen, wie Kribbeln, Vibrieren, Schaukeln oder Schwingen. Um Bennennungen für die unterschiedlichen Empfindungen zu finden, wurden in einem Vorversuch Probanden Ganzkörpervibrationen ausgesetzt. Sie saßen dabei auf einem Holzstuhl, der auf einer Vibrationsplattform fixiert war. Die Probanden wurden instruiert während eines langsamen Sweeps über einen Frequenzbereich von 4 bis 50 Hz kontinuierlich Begriffe zu nennen die die momentane Empfindung beschreiben. Aus den genannten Begriffen wurden 15 ausgewählt, die verschiedenen Frequenzbereichen zugeordnet werden konnten. In einem zweiten Schritt wurde die Ausgeprägtheit der Empfindungs-Begriffe bei verschiedenen charakteristischen Schwingungsfrequenzen mithilfe einer siebenstufigen Skala (,trifft nicht zu' ... bis ... ,trifft zu') bewertet. Die Dauer der anregenden Vibrationssignale betrug 10 Sekunden. Die verwendeten Begriffe und ihre Ausprägungen bei den unterschiedlichen Frequenzen werden vorgestellt.

Hoffmann, R.

• Über den Ursprung der Mareyschen Kapseln
  D. Mehnert, R. Hoffmann, U. Kordon and R. Dietzel
[A]

In der Experimentalphonetik spielen die Mareyschen Kapseln seit Beginn des 20. Jahrhunderts eine herausragende Rolle als akustisch-mechanische Wandler. In einem Beitrag zur DAGA 2008 wurden Ergebnisse von Messungen des Übertragungsverhaltens von unterschiedlichen Kapseln, die sich heute in der historischen akustisch-phonetischen Sammlung der TU Dresden befinden, veröffentlicht. Im vorliegenden Beitrag wird darüber berichtet, wie sich diese Wandler, die ursprünglich für die Messung physiologischer Größen (z. B. Pulsmessung) erfunden wurden, zu Messeinrichtungen der Experimentalphonetik entwickelt haben. Diese Entwicklung hat im 19. Jahrhundert in Frankreich stattgefunden und ist mit den folgenden Namen verbunden: Claude Bernard als der Vater der experimentellen Medizin, étienne-Jules Marey als berühmter Experimentator bei der Aufdeckung physiologischer Bewegungsabläufe, Abbé Jean-Pierre Rousselot als Begründer der Experimentalphonetik und sein Schüler Giulio Panconcelli-Calzia, der in Hamburg die erste deutsche Professur für Phonetik erhielt. Diese Entwicklung wird anhand von Belegstücken demonstriert, die sich in verschiedenen französischen und deutschen Museen befinden.

Hoffmeier, J.

• Zur Raumakustik im Deutschen Theater (DT) Berlin
  J. Hoffmeier, T. Behrens and W. Ahnert
[A]

Im Rahmen der 2009 abgeschlossenen Sanierung des Deutschen Theaters Berlin kam es zu umfangreichen Veränderungen raumakustisch relevanter innen-architektonischer Ausstattungsmerkmale. Der raumakustische Planungsprozess mit Zielsetzungen, Lösungen und Ergebnissen sowie die speziellen Verhältnissen im DT, z.B. in Form des unter Bestandsschutz stehenden Max Reinhardt'schen Rundhorizonts auf der Bühne und der damit gegebenen starken Ankopplung des Bühnenhauses an das akustisch eher trockene Zuschauerhaus werden im Vortrag dargelegt.

Hoffmeister, H.-W.

• Aktive Schall- und Schwingungsreduzierung bei CNC-Bearbeitungszentren
  H.-W. Hoffmeister, B.-C. Schuller and K. Loeis
[A]

Möbelteile aus Holzwerkstoffe werden unter anderem auf CNC-Bearbeitungszentren hergestellt. Als Holzwerkstoffe werden industriell gefertigte, zumeist plattenförmige Materialien aus verleimten Holzteilen, zum Beispiel aus Holzspäne oder Holzfasern, bezeichnet. Span- und Faserplatten sind Holzwerkstoffe, die hierzulande im Möbelbau den bedeutendsten Anwendungsbereich haben. Die Aufgabe eines Bearbeitungszentrums ist die spanende Komplettbearbeitung dieser Werkstücke. Für das Fixieren und Positionieren der Werkstücke werden überwiegend Vakuum-Aufspannsysteme verwendet. Diese Spannsysteme, in Form eines Konsolentisches mit mehreren Blocksaugern, weisen eine hohe Flexibilität und eine gute Zugänglichkeit bei der Bearbeitung der Werkstückkanten auf. Von Nachteil aber ist, dass die plattenförmigen Werkstücke freie Mittel- oder Endflächen besitzen, die während der Bearbeitung zu Schwingungen angeregt werden. Diese Schwingungen führen zu einer hohen Schallabstrahlung und verschlechtern mitunter die Qualität einer beschichteten Werkstückkante. Um die Schwingungsamplituden und die Schallabstrahlung, die während der Zerspanung entstehen, aktiv zu reduzieren wurde im Rahmen eines öffentlich geförderten Forschungsprojektes ein adaptronisches Spannsystem entwickelt. In diesem Beitrag werden die grundlegenden Schritte zum Aufbau dieses Systems vorgestellt. Diese beinhalten die messtechnische Schallquellenortung mittels akustischer Kamera, die akustische Simulation des Systems, die Auswahl der Aktorik und Sensorik sowie die Konstruktion und Integration in die Maschine. Die erreichten Ergebnisse dieser Arbeiten zeigen die Signifikanz von adaptronischen Systemen hinsichtlich Schall- und Schwingungsreduktion bei Werkzeugmaschinen.

Hoge, K.

• Rechenmodell zur Simulation des Akustikkomforts in Flugzeugkabinen
  K. Hoge, M. Rescheleit and O. von Estorff
[A]

Akustische Eindrücke werden im Vergleich zu visuellen Reizen indirekter wahrgenommen, beeinflussen jedoch das Wohlbefinden des Menschen in hohem Maße. Neben dem Arbeitsschutz, der vor allem einen niedrigen Belastungspegel fordert, stellt eine der Situation angepasste Akustik auch einen wichtigen Komfortfaktor dar.

Mögliche Maßnahmen zur akustischen Optimierung sollen aus wirtschaftlichen Gründen möglichst gewichtsneutral realisiert werden. So spielt neben der akustischen Dämmung der Primärstruktur vor allem eine geschickte Auswahl und Platzierung der in der Einrichtung der Kabine verwendeten Materialien eine Rolle.

In dem vorliegenden Beitrag wird ein Ansatz für ein Rechenmodell zur Simulation der Kabinenakustik vorgestellt. Das Modell berücksichtigt die Kabinen Oberflächen, mit deren entsprechenden akustischen Eigenschaften. Die Grundlage des Modells ist ein modifiziertes Ray-Tracing-Verfahren.

Hohl, F.

• Similarity of musical instrument radiation-patterns in pitch and partial
  F. Hohl and F. Zotter
[A]

A closer investigation of the sound-radiation of musical is fruitful when dealing with a virtual acoustic representation of sound-sources. Recently, surrounding spherical microphone arrays have been used to synchronously record the sound-radiation of instruments in every direction of radiation. The present study is based on such (64 channel) recordings of selected prototypes belonging to different musical instrument families: Woodwinds, brass instruments, and strings. The main objective in this paper is a survey on the similarities of the radiation-patterns of all the partials associated to different pitches. Simplified to a scalar number, the correlation coefficients of these patterns allow for the observation of mutual similarities. From a musical acoustic perspective, the examples shall make aware of the instruments that exhibit both frequency and pitch dependent radiation-patterns. Moreover the findings illustrate, for which instruments the dependency on the pitch can be neglected without severe errors. This might be particularly helpful in direct playback with spherical loudspeaker arrays, spatialisation of the direct sound, and auralisation.

Hohmann, B.W.

• Beurteilung der Gehörgefährdung durch schmalbandige Geräusche
  H. Waldmann and B.W. Hohmann
[A]

Für die Gehörgefährdung durch Lärm liegen in der Norm ISO 1999:1990 fundierte Grundlagen vor, die den Zusammenhang zwischen der Lärmexposition und der dadurch verursachten permanenten Hörschwellenverschiebung (Lärmschwerhörigkeit) beschreiben. Die Norm bezieht sich dabei explizit auf breitbandige, nicht-tonale und gleichförmige Geräusche.

Vor allem bei elektro-akustisch erzeugten Geräuschen liegt aber ein wesentlicher Anteil der Schallenergie in einem schmalen Frequenzband. Dass solche Geräusche eine erhöhte Gefährdung für das Gehör darstellen, ist aus physiologischen Gründen naheliegend, da sie konzentriert auf einen gewissen Abschnitt der Basilarmembran und auf eine beschränkte Anzahl der Haarzellen einwirken, dort aber mit erhöhter Energie. Die theoretische Überlegung wird auch durch Schadenfälle gestützt, die die Suva im Rahmen der Anerkennung von Berufskrankheiten zu beurteilen hatte.

Zur Beurteilung der Gehörgefährdung wird ein Schmalbandzuschlag KNB (''NB'' für ''narrow band'') vorgestellt, der auf einer Terzbandanalyse des zu beurteilenden Geräusches basiert. Die Beurteilung erfolgt anhand der Überlegung, auf wie viele Terzbänder sich der Grossteil der Schallenergie verteilt.

Der Autor hofft auf eine intensive fachliche Diskussion dieses Vorschlags, der erstmals öffentlich präsentiert wird.

Hohmann, V.

• Modellierung der auditorischen Sprachverarbeitung bei elektrischer Stimulation durch Cochleaimplantate
  S. Fredelake, V. Hohmann, S. Haumann, A. Büchner, T. Lenarz and B. Kollmeier
[A]

Der Indikationsbereich von Cochleaimplantaten erweitert sich ständig, so dass nicht nur taube, sondern auch hochgradig schwerhörende Patienten teilweise eine bessere Rehabilitation mit einem Cochleaimplantat oder mit elektrisch-akustischer Hybridstimulation erwarten lassen als mit Hörgeräten. Andererseits steigt die Leistung von modernen Hörgeräten bei hochgradiger Schwerhörigkeit. Um den Indikationsbereich für diese verschiedenen Gerätetypen festzulegen, wurden im Rahmen der Audiologie-Initiative Niedersachsen präoperative und postoperative Daten von Cochleaimplantat-Patienten an der Medizinischen Hochschule Hannover gesammelt, die im Anschluss analysiert wurden. Präoperativ wurde die Sprachverständlichkeit für den Freiburger Sprachtest und für den Oldenburger Satztest im Störgeräusch mit dem Oldenburger Forschungshörgerät (''Master Hearing Aid'') ermittelt, welches an den Hörverlust des Patienten individuell angepasst wurde. Ebenso wurde die kognitive Komponente für die Sprachverständlichkeit mittels eines Lesetests abgeschätzt. Postoperativ wurden die Sprachverständlichkeitsmessungen mit dem Cochleaimplantat wiederholt. Insgesamt wurden über 100 Patientendatensätze gesammelt, die in diesem Beitrag zusammen mit einem Modell des elektrisch stimulierten Hörnerven vorgestellt werden. Das Modell besteht aus 10000 Nervenzellen, die nach elektrischer Stimulation durch ein simuliertes Cochleaimplantat Aktionspotentiale in Abhängigkeit von der zeitlichen und räumlichen Anregung produzieren. Diese Aktionspotentiale werden auf einer zentralen Verarbeitungsstufe zu einer internen Repräsentation weiterverarbeitet, die zur Vorhersage der Sprachverständlichkeit mit Cochleaimplantaten dient. Die Validität des Modells wird anhand der Patientendaten untersucht.

• Bestimmung von Maskierung mit hoher zeitlicher Auflösung in Audiocodecs mittels Subband Instantanfrequenz-Analyse
  N. Koppaetzky, S. Ewert, B. Kollmeier and V. Hohmann
[A]

Perceptual audio coding algorithms use psychoacoustical masking models to compress audio data with minimal impact on the perceived quality. Most common audio codecs apply classical spectral masking models, although latest psychoacoustical research emphasizes the excellent spectro-temporal resolution of the auditory system. Generally these models reach the required high spectral resolution at the expense of an insufficient temporal resolution. An application of a current psychoacoustical model which simulates the high spectro-temporal resolution of the auditory system, might offer an increase of the coding efficiency or of the perceptual coding quality, respectively. The general effect of an enhanced time resolution was analysed by applying a current linear auditory filterbank model with subband instantaneous frequency control to extract perceptual masking thresholds with high spectro-temporal resolution. For that purpose the model classifies the tonality and estimates spectro-temporal masking pattern with respect to the spread of masking. The models applicability and its performance in combination with a simple perceptual coder was tested and compared to a common audio codec. The general applicability of the model could be shown. However, the use of the simple perceptual coder limited the significance of the data. Further research on combining the new model with a state-of-the-art coder is indicated.

• Direction-of-arrival estimation using auditory models employing pitch analysis
  M. Klein-Hennig, M. Dietz, S. Ewert and V. Hohmann
[A]

For the estimation of the direction-of-arrival (DOA) of sounds from binaural signals, a computational algorithm based on a binaural auditory model was presented by Dietz et al. [NAG/DAGA, 1299-1300 (2009)]. In the present study, an extension of this DOA estimator with an algorithm for multiple source tracking based on particle filters [e.g., Särkkä et al., Information Fusion 8(1), 2-15 (2007)] is suggested and evaluated. The extended DOA estimator was able to successfully track independent movements of three concurrent speakers in the frontal, horizontal halfplane of a virtual acoustic space. To further improve the accuracy and robustness of speech source tracking and to simulate grouping mechanisms as employed by the human auditory system, a second extension of the model by an auditory-model-based pitch (fundamental frequency) estimator was investigated. The pitch estimator combines spectral and temporal information of the signal extracted from the excitation pattern and extracted by strobed temporal averaging, respectively.

Hojan, E.

• Results of questionnaire adressed to visually impaired persons concerning use of hearing and vibration sensations for orientation and mobility in a big city continuation
  E. Bogusz, E. Skrodzka, E. Hojan, M. Jakubowski and A. Talukder
[A]

Poster presents results of questionnaire for blind and visual impaired persons concerning usage of hearing and vibration senses in mobility and spatial orientation in a big city. Analysis of the questionnaire is a first step to elaborate innovatory, professional and systematic method of training orientation and mobility. A fundamental tool of the method will be a ''library of sound events and vibrations ''. In the library vibration and acoustic signals which may be helpful or disturbing for orientation and mobility of blind and visual impaired persons will be collected. Additionally in the library characteristic sounds of places and objects, which are often visited by persons with disabilities of sight will be collected. The poster presents a survey of acoustic sounds which may be helpful or disturbing for orientation and mobility of persons with disabilities of sight as well as acoustic events and atmospheric condition which may make impossible correct interpretation of city signals like e.g. high level of communication noise, buzz of city, reflection of sounds, rain, wind, snow. Moreover, respondents pointed out places and objects, which have characteristic sounds like e.g. postal offices, churches, hospitals, lawn mowers, etc. The work was supported by the National Centre for Investigation and Development, grant NR11 000804.

Holmberg, S.

• Temperaturgradienten in einer Pfeifenorgel: Simulation und Messung
  S. Pitsch, S. Holmberg and J. Angster
[A]

Die Verstimmung von Pfeifenorgeln auf Grund von Änderungen der Raumtemperatur ist ein bekanntes Phänomen im Orgelbau. Die absoluten Frequenzänderungen einzelner Pfeifen sind in der Regel nicht hörbar, wohl aber Schwebungen, die zwischen mehreren gleichzeitig klingenden Pfeifen auftreten. Vor allem im Winter entstehen beim schnellen Beheizen einer Kirche vor einer Veranstaltung unterschiedliche Temperaturzonen im Orgelgehäuse, die solch störende Verstimmungen verursachen. Am Beispiel der St. Martinskirche in Oberesslingen wurde dies bereits durch Messungen bestätigt. Im Rahmen eines von der DFG finanzierten Forschungsprojektes wurde an der technischen Universität in Stockholm ein Computermodell dieser Kirche und der darin befindlichen Orgel entwickelt und anhand der erwähnten Messergebnisse validiert. Die einzelnen Orgelwerke mit den darin befindlichen Pfeifen wurden dabei durch Zonen gleichen Volumens und mit porösen Eigenschaften ersetzt. Das erste Teilziel der Studie war die Simulation von Strömungsmustern und Temperaturverteilungen in der Orgel bei beheizter Kirche. Im Anschluss daran wurden verschiedene Ventilationssysteme für eine bessere Durchmischung der Luft im Orgelgehäuse entworfen, in das Modell integriert und deren Einfluss auf die Temperaturverteilung untersucht.

Holstein, P.

• Digitale Signalverarbeitung für Mikrofone
  M. Domke, P. Holstein and H.-P. Schade
[A]

Die Gestaltung der Übertragungseigenschaften von Mikrofonen erfolgt in der Regel durch analoge Signalverarbeitung entweder auf der akustischen oder auf der elektrischen Seite. Im Beitrag wird zunächst ein Verfahren beschrieben, mit dem das analoge Ausgangssignal eines Mikrofons durch eine Kombination von linearer und nichtlinearer Analog-Digital-Umsetzung in die digitale Domäne überführt werden kann. Danach wird gezeigt, wie sich durch Algorithmen der digitalen Signalverarbeitung das Übertragungsverhalten von Einkapselsystemen in Abhängigkeit vom einwirkenden Schallfeld verbessern lässt, und wie bei einem Doppelkapsel- und einem Zeilenmikrofon das Richtverhalten gesteuert werden kann. Der Beitrag endet mit einem Ausblick auf Implementierungsaspekte eines Mikrofons mit digitaler Signalverarbeitung in das Gesamtkonzept eines Übertragungs- bzw. Messsystems.

Holube, I.

• Beurteilung eines Flugzeuginnengeräuschs in Abhängigkeit von der Kabinen-Farbgestaltung
  I. Holube, I. Eilers, A. Escher, A. Klein, F. Kramer, L. Wilholt and F. Wolters
[A]

Zur Untersuchung der Wahrnehmung eines Flugzeuginnengeräuschs in Abhängigkeit von der Farbgestaltung der Kabinen wurden zwei audiovisuelle Tests webbasiert von ungeübten Probanden online durchgeführt. Der erste Test bestand aus einem Paarvergleich, bei dem der lautere von zwei Stimuli mit identischem Pegel, aber in der Farbe unterschiedlichem Bild einer Flugzeugkabine (blau, gelb, rot, grün) ausgewählt werden musste. Im zweiten Test wurden zwölf verschiedene Farb-Pegel-Kombinationen mit Hilfe des semantischen Differentials eingestuft. Dazu wurden fünf bipolare Adjektivpaare (dumpf/schrill, leise/laut, monoton/abwechslungsreich, sicherheitsvermittelnd/bedrohlich und angenehm/unangenehm) verwendet. An den Tests nahmen 39 bzw. 46 Probanden im Alter von 17-55 Jahren teil. Im Paarvergleich zeigte sich die Tendenz, dass die grüne Flugzeugkabine leiser eingestuft wurde, während zwischen blau, gelb und rot kein Unterschied zu beobachten war. Bei den Bewertungen mit Hilfe des semantischen Differentials ergaben sich große interindividuelle Unterschiede und im Friedman-Test ein signifikanter Einfluss der Farbe, der jedoch nicht für alle Pegel und Probanden konsistent war. Als Anhaltspunkte konnten lediglich eine Tendenz zur Beurteilung ''schrill'' für die gelbe Flugzeugkabine und zur Beurteilung ''sicherheitsvermittelnd'' für die grüne Flugzeugkabine aus den Daten extrahiert werden. Ein Grund für die großen Streuungen ist vermutlich die mangelnde Vergleichbarkeit der Darbietungen durch die webbasierte Durchführung mit der persönlichen Ausstattung der Probanden.

Hoock, H.

• Vergleich gemessener und prognostizierter Nachhallzeiten in der Halle 2 der Deggendorfer Stadthallen zur Abschätzung eines 'globalen' Faktors für die Schallstreuung
  R. Gerstbrein, H. Hoock and G. Krump
[A]

Aktuelle Software zur raumakustischen Simulation bietet die Möglichkeit, neben den Schallabsorptionsgraden auch die Streueigenschaften von Raumbegrenzungsflächen und Materialien zu berücksichtigen. Hierfür liegen jedoch kaum belastbare Literaturangaben vor. Auf der Basis umfangreicher Nachhallzeitmessungen in der ''Halle 2'' der Deggendorfer Stadthallen sowie der Ergebnisse diesbezüglicher Prognoseberechnungen wird versucht, einen ''globalen'' Streufaktor für typische Mehrzweckhallen zu ermitteln, welcher bei Simulationsrechnungen die Lücke zwischen den - aufgrund der ausschließlichen Berücksichtigung der Schallabsorptionseigenschaften - zu hohen Prognosewerten und den - aufgrund zusätzlicher Schallstreuung - tatsächlich gemessenen kürzeren Nachhallzeiten schließen kann. Untersucht wird weiterhin der für ausreichend gute Prognoseergebnisse notwendige Detaillierungsgrad des raumakustischen Modelles sowie die Genauigkeit verschiedener Berechnungsmethoden der Software ''EASE'' zur Nachhallzeitprognose.

Horn, M.

• Die Akustik der Konzertsäle im Leipziger Gewandhaus. Geschichte, Rekonstruktion und Auralisation
  S. Weinzierl, H. Rosenheinrich, J. Blickensdorff, M. Horn and A. Lindau
[A]

Die Leipziger Gewandhausbauten sind Spielstätte und Namensgeber des weltweit traditionsreichsten Konzertorchesters. Auch die Architektur und die Akustik der drei Konzerthäuser selbst ist ein einzigartiges Dokument für die Entwicklung des öffentlichen Konzertwesens, die Veränderung von symphonischer Aufführungspraxis und den damit verbundenen Wandel des Orchesterklangs. Auf der Grundlage von Computermodellen für die beiden ersten, 1781 bzw. 1884 eröffneten Säle und der Vermessung binauraler Raumimpulsantworten im aktuellen, 1981 eröffneten Saal wurde die Akustik der drei Konzertsäle im Vergleich analysiert. Die dynamische Binauralsynthese dieser Aufnahme macht für ein jeweils identisches Anregungssignal die unterschiedliche Akustik der drei Gewandhäuser hörbar und dokumentiert den mit der Veränderung der Aufführungsbedingungen und insbesondere mit einem Zuwachs an Raumvolumen einhergehenden Wandel des musikalischen Klangeindrucks.

Horsak, B.

• Ein Akustischer Ansatz zur Bestimmung der Durchführungsqualität von Bogenschüssen
  B. Horsak, M. Heller and C. Reuter
[A]

Für einen äußeren Betrachter lässt sich der Bewegungsablauf eines Schusses beim Recurve-Bogenschießen folgendermaßen beschreiben: Der Bogen wird vom Schützen gespannt, dieser zieht dann die Pfeilspitze bis zum Klicker, fixiert in dieser Position (der Schussauslage) und zielt. Vor dem eigentlichen Abschuss des Pfeils wird dieser durch den Klicker gezogen, so dass ein metallenes Geräusch zu hören ist. Kurz nach diesem Geräusch schießt der Schütze den Pfeil ab (Edelmann-Nusser & Gollhofer, 1998). Vom mechanischen Standpunkt aus betrachtet wird bei der Abgabe des Schusses ein Teil der in den flexiblen Wurfarmen gespeicherten Energie in kinetische Energie des Pfeils umgewandelt, während der Rest vom Bogen selbst aufgenommen wird. Dabei wird von Trainern und Athleten ein Geräusch wahrgenommen, welches intraindividuell eine subjektive Einteilung in gute und schlechte Schüsse ermöglicht. Wahrscheinlich sind unterschiedliche Arten des Lösens dafür verantwortlich, das heißt die Art und Weise, wie schnell und wie konstant der Pfeil durch den Klicker gezogen wird und wie die Sehne von den Fingern der Zughand gleitet. Ziel des Beitrages ist es, ein System zur Analyse der Akustik von Schüssen im Recurve-Bogenschießen zu entwickeln, um der Frage nachzugehen, ob die in der Trainingspraxis auftretenden subjektiv wahrnehmbaren Auffälligkeiten im Impulsschall (ausgelöst durch den Schuss selbst) auch messtechnisch nachweisbar sind.

Horvat, I.

• Aeroakustische Optimierung von Radialventilatoren in Spiralgehäusen
  I. Horvat and F. Kameier
[A]

Neben einem hohen Wirkungsgrad ist beim industriellen Einsatz von Radialventilatoren eine möglichst geringe Schallabstrahlung wichtig. Die Wechselwirkung zwischen rotierendem System und dem feststehenden Leitapparat - in diesem Falle das Spiralgehäuse - ist eine der Hauptquellen akustischer Druckschwankungen bei Strömungsmaschinen. Anhand der Auftragung der spezifischen Schallleistung nach Madison über dem Wirkungsgrad werden die Einflüsse der Zungengeometrie, der Laufradposition und des Spaltes zwischen Laufrad und Einlaufdüse auf das aeroakustische Verhalten von Radialventilatoren bewertet.

Es werden sowohl Forschungsergebnisse aus rund 40 Jahren Radialventilatorentwicklung als auch neu gewonnene Erkenntnisse aus einem vom BMBF geförderten FHprofUnd-Projekt (FKZ 1776X07) der FH Düsseldorf gezeigt.

• Konventionelle CFD für strömungsakustische Optimierung
  F. Kameier, I. Horvat and K. Becker
[A]

Strömungsakustische Berechnungen stehen im Fokus einer Reihe von Forschungsprojekten. In der industriellen Praxis ist es bisher eher nicht möglich, die Schallabstrahlung strömungsakustischer Quellen mit vertretbarem Aufwand zu berechnen. Goldstein hat zwar bereits 1976 Grundlagen dafür gelegt, die physikalischen Quellen und ihre Quellstärke müssen aber bekannt sein. Semiempirische Ansätze helfen, die Größenordnung einer möglichen Schallausbreitung abzuschätzen.

Zur konstruktiven Verbesserung technischer Anwendungen ist es aber bereits möglich, konventionelle CFD-Rechnungen durchzuführen, um die Strömungstopologie zu verstehen und um Optimierungsansätze zu entwickeln. Am Spalteffekt axialer Strömungsmaschinen, einer Zylinder-Platte-Konfiguration und der Staulippe eines Personenkraftwagens werden Beispiele zeitlich unkontrollierter Berechnungen (''Physical Time Steps'' als automatische Vorgabe) mit kommerzieller CFD-Software gezeigt und mit akustischen Messergebnissen bewertet.

Hots, J.

• Dynamische Lautheitsmodellierung
  J. Hots, J. Rennies and J. Verhey
[A]

Verschiedene Studien mit normalhörenden Versuchspersonen haben gezeigt, dass die spektrale Lautheitssummation von der Dauer abhängt und in der Regel für kurze Signale größer ist als für lange Signale. Kürzlich wurde ein Modell vorgestellt, das diesen Effekt durch eine Betonung des Stimulus-Onsets vorhersagen kann [Rennies J., Verhey, J.L., Chalupper, J., Fastl, H.: Modeling temporal effects of spectral loudness summation, Acust. Acta Acust., in press, 2009]. Im vorliegenden Beitrag wird zunächst untersucht, inwieweit das Modell auch andere Aspekte der dynamischen Lautheitswahrnehmung bei Normalhörenden, wie u.a. die Lautheit frequenzmodulierter Signale vorhersagen kann. Hierzu werden eigene Daten mit Modellvorhersagen verglichen. Zudem wird untersucht, ob das Modell auch eine Dauerabhängigkeit der spektralen Lautheitswahrnehmung bei Schwerhörenden mit einer Innenohrschwerhörigkeit vorhersagen kann, bei denen eine Dauerabhängigkeit trotz deutlich reduzierter spektraler Lautheitssummation nachgewiesen werden konnte.

Hu, Z.

• Messverfahren zur Bestimmung der Geräuschemission von Windenergieanlagen
  Z. Hu, S. Martinez and W. Kurtz
[A]

Diese Untersuchung erfolgte in einer Zusammenarbeit der FH Bingen (Prof. Dr. G. - R. Sinambari) und dem TÜV Rheinland. Das Ziel war, das Messverfahren zur Bestimmung des immissionsrelevanten Schallleistungspegels LWA von Windenergieanlagen (WEA) nach DIN EN 61400-11 zu vereinfachen. Hierzu wurde der Schallleistungspegel LWA einer Windenergieanlage (Turmhöhe 100m, Leistungsklasse 1,5 MW) simultan nach DIN EN 61400-11 (Grenzflächenmikrofon mit harter Platte) und in Anlehnung an DIN ISO 9613-2 (Freifeldmikrofone auf Stativ, Mikrofonhöhe 2m und 4m über Boden) an der gleichen Messposition bestimmt. Der Standort der WEA ist ein ebenes Gelände mit Ackerboden und (zur Zeit der Schallpegelmessungen) niedrigem Bewuchs (Wintergetreide). An den drei Mikrofonpositionen wird betragsmäßig der gleiche Schallleistungspegel LWA gemessen (Differenzen kleiner als 0,5 dB). Die Schlussfolgerung ist, dass unter bestimmten Voraussetzungen auf die Verwendung des Grenzflächenmikrofons verzichtet werden kann. Für die Bestimmung der A- Schallleistungspegel von WEA wird ein vereinfachtes Verfahren vorgeschlagen. Bei abgeschalteter WEA wurden in der gleichen Messkonfiguration die sich ergebenden Schallimmissionspegel bei Anregung mit Hilfe einer bodennahen Schallquelle (Lautsprecher, Höhe 2m, gleicher Abstand zur WEA) ermittelt. Ohne Lautsprecheranregung wurde das Geräusch von einer weit entfernten WEA gleichen Typs bestimmt. Diese Ergebnisse führen zur Erkenntnis, dass zum Verständnis der Schallausbreitung von hoch liegenden Schallquellen weiterhin Forschungsbedarf besteht.

Huckemann, V.

• Akustischer Komfort in Bürogebäuden mit Glasdoppelfassaden
  V. Huckemann, E. Borges Leao and M. Leao
[A]

In dem Projekt TwinSkin wurden am IGS neun Bürogebäude mit Glasdoppelfassaden (GDF) u.a. akustisch bewertet. GDF bieten gegenüber anderen Fassadenarten erhöhten Schallschutz vor von außen eindringendem Lärm. Zudem können bei GDF Fenster oder Türen in den Fassadenzwischenraum geöffnet werden, was möglicherweise den Nutzerkomfort erhöht, aber Fragen über die Beeinträchtigung des akustischen Komforts entstehen lässt. Ein Untersuchungsziel war es, die Bauschalldämm-Maße von GDF im erweiterten Frequenzbereich von 50 bis 5000 Hz zu analysieren. Die Messungen wurden nach DIN EN ISO 140-5 für die verschiedenen Betriebsbedingungen der Öffnungen durchgeführt und es wurden Einzahlangaben berechnet. Zusätzlich wurden jeweils alle Spektrum-Anpassungswerte (C und Ctr) ermittelt. Es wurde ein bemerkenswerter Einfluss des GDF-Designs auf die Schalldämmung gefunden. Die Ergebnisse zeigen ein hohes bewertetes Schalldämm-Maß von bis zu 60 dB, aber es wurden auch Ergebnisse von nur 35 dB und 40 dB gemessen. Mehrgeschossige Fassadenkonstruktionen weisen im Vergleich zu den anderen Arten von GDF eine bessere Schalldämmung auf, wobei im Durchschnitt 13 dB höhere Werte gefunden wurden. Ästhetische günstige Gestaltung der GDF kann jedoch auch negativen Einfluss auf die Schalldämmung haben.

• Sound Masking to Reduce Annoyance by Traffic Noise
  E. Borges Leao, V. Huckemann and M. Leao
[A]

Office building energy efficiency, especially in tropical climates, could be improved by applying natural ventilation thus reducing the period of air-conditioning. However, in general unacceptable increase of annoyance by traffic noise occurs when the façade is opened. The use of sound masking to overlap the external noise could reduce the disturbance. Clearly R'w gets lower when the façade is opened, but this reduction is not sufficient to characterize the change in acoustic comfort. Besides the (A-weighted) level of the perceived noise also a change in the frequency content, in the temporal fluctuation and in the ''character'' of the noise is of important influence. It was investigated, by questionaries and measurements, to which extend the negative acoustical effects on the subjective ''well-feeling'' of office users can be reduced by sound masking. Water noise was used for convenience and clearly distinct effects were observed. Careful optimization of the spectrum and sound level of the masking water noise were necessary to reach acceptance of feasible higher traffic noise levels in the office rooms.

Hudde, H.

• Zum Begriff des 'Trommelfellschalldrucks' – eine Neubetrachtung unter Verwendung Finiter Elemente
  H. Hudde and A. Aumann
[A]

Bekanntlich ist die Angabe des häufig als Referenzsignal verwendeten ''Trommelfellschalldrucks'' nicht ohne Weiteres möglich, weil der Schalldruck in der Realität über der Trommelfellfläche variiert. Die Schalldruckunterschiede nehmen zwar erst oberhalb von etwa 6 kHz praxisrelevante Werte von mehr als 2 dB an, werden jedoch extrem groß, wenn die Frequenz so groß ist, dass die erste Schalldruck-Nullstelle im Bereich des Trommelfells auftritt. Da die Schätzmethoden für den Trommelfellschalldruck in letzter Zeit auch für hohe Audiofrequenzen erheblich verbessert werden konnten, bekommt die Frage nach einer sinnvollen Definition des Trommelfellschalldrucks neue Relevanz. In der Vergangenheit wurde der Trommelfellschalldruck oft anhand eines Netzwerkmodells als Druck an einer am Umbo wirksamen ''Trommelfellimpedanz'' definiert. Dieser Druck entspricht damit nicht einem direkt messbaren Schalldruck, sondern einer aus Messergebnissen nur rechnerisch ableitbaren Größe. Durch Anwendung eines Finite-Elemente-Modells von Gehörgang und Mittelohr ist es möglich, die Definition des Trommelfellschalldrucks auf eine solide Basis zu stellen. Unter diesem Aspekt wurden der Schalldruck am Umbo, der mittlere Schalldruck in einem gewissen Bereich um den Umbo herum, der über das gesamte Trommelfell gemittelte Schalldruck und der Schalldruck im tympanomeatalen Winkel untersucht. Es zeigt sich, dass der Schalldruck im tympanomeatalen Winkel nach einer geringfügigen Korrektur gut als ''Trommelfellschalldruck'' geeignet ist.

Hübelt, J.

• Zerstörungsfreie Prüfung des zugänglichen Hohlraumgehalts von offenporigen Fahrbahnbelägen
  J. Hübelt, C. Kühnert, U. Figula, F. Wellner and A. Blasl
[A]

Der zugängliche Hohlraumgehalt von offenporigen Asphalten wird in der Regel an Bohrkernen bestimmt. Dieses Verfahren bedingt die Entnahme von Material aus der Asphaltdeckschicht und kann somit nicht als zerstörungsfreie Methode angesehen werden. Die Bestimmung des Hohlraumgehaltes kann auf diese Weise nur exemplarisch an bestimmten Stellen, jedoch nicht flächendeckend und somit i.d.R. nicht mit statistischer Sicherheit bestimmt werden. Da der zugängliche Hohlraumgehalt erst nach dem Einbau an der bereits erkalteten Deckschicht ermittelt werden kann, ist darüber hinaus eine Einflussnahme auf die Verdichtung noch während der Bauausführung ausgeschlossen. Es erweist sich somit als erforderlich, eine zerstörungsfreie Methode zur Bestimmung des zugänglichen Hohlraumgehalts zu entwickeln, die ein Intervenieren während des Verdichtungsprozesses erlaubt. Aufbauend auf dem phänomenologischen Modell für poröse Absorber wurde ein Verfahren entwickelt, das die Berechnung des zugänglichen Hohlraumgehalts aus der Oberflächenimpedanz der offenporigen Asphaltschicht ermöglicht. Zur Messung der Wandimpedanz wurde eine PU-Sonde verwendet. Ihre prinzipielle Eignung für den Anwendungszweck ist hierbei in Laboruntersuchungen getestet worden. Ein erster Prototyp eines Messsystems wurde entwickelt und unter Praxisbedingungen eingesetzt. Seine Weiterentwicklung sowie weitere messtechnische Untersuchungen an realen Probestrecken sind vorgesehen.

Hüppe, A.

• Time Domain Boundary Conditions for Acoustic Conservation Equations
  A. Hüppe and M. Kaltenbacher
[A]

The applicability of every numerical scheme highly depends on its accuracy and on its computational costs. For finite element methods, the modeling of absorbing materials and free field radiation in the time domain is a challenging task. Both boundary conditions have to be realistic on the one hand and may not result in an unreasonable increase of the computational effort on the other hand. In this work we present an approach towards the time domain modeling of acoustic impedance boundary conditions based on the idea of recursive convolution. In the proposed formulation, the additional costs of computing a convolution integral on each boundary point reduce to the storage of two accumulators per point which are updated in each time step by a few additions and multiplications. In the second part we introduce a perfectly matched layer approach for free field radiation in the time domain. By introducing one vectorial auxiliary variable one can avoid higher order time derivatives, thus reducing the complexity of the time stepping scheme significantly. Both approaches are implemented in a higher order spectral finite element calculation scheme for the acoustic conservation equations. We investigate the performance of the proposed methods by means of numerical benchmarks.

Hufenbach, W.

• Masseneutrale Minderung des Fahrzeuginnengeräusches durch den Einsatz einer neuartigen Reserveradmulde aus textilverstärkten Thermoplastverbunden
  W. Hufenbach, J. Meschke, G. Gäbel, M. Dannemann and S. Friebe
[A]

Textilverstärkte Thermoplastverbunde bieten durch das in weiten Bereichen konstruierbare Eigenschaftsprofil die Möglichkeit, eine hohe Verbunddämpfung sowie eine geringe Schallabstrahlung und somit ein hohes Leichtbauakustikpotential zu erzielen. Die im Rahmen des Transferprojektes T5 des Sonderforschungsbereiches 639 durchgeführten Arbeiten umfassen in diesem Zusammenhang neben der Kennwertermittlung und der Erstellung sowie Validierung geeigneter Simulationsmodelle vor allem die Herstellung und praxisnahe Erprobung derartiger textilverstärkter Thermoplaststrukturen. Hierfür wurde von den Projektpartnern die Reserveradmulde eines Personenkraftwagens als Demonstratorbauteil ausgewählt, die serienmäßig aus glasmattenverstärktem Thermoplast besteht. Insbesondere die erste Eigenform dieses Bauteils hat einen großen Einfluss auf das Fahrzeuginnengeräusch. Zum Nachweis des leichtbauakustischen Potentials der textilverstärkten Thermoplaste wurde daher eine geometrisch weitgehend identische Mulde derart ausgelegt, dass eine Erhöhung der ersten Eigenfrequenz ohne Erhöhung der Bauteilmasse erzielt werden kann. Die optimierte Mulde wurde anschließend mit Hilfe eines speziell dafür angepassten seriennahen Pressprozesses gefertigt und experimentell untersucht. Sowohl in der Simulation als auch im Experiment konnte die Erhöhung der ersten Eigenfrequenz der Reserveradmulde durch den Einsatz einer Textilverstärkung um ca. 17 % nachgewiesen werden. In anschließend durchgeführten Fahrversuchen konnte die Reduktion des Fahrzeuginnengeräusches bestätigt werden. Insbesondere im wichtigen niederfrequenten Bereich wurde der Schallpegel durch den Einsatz der textilverstärkten Reserveradmulde erheblich gesenkt.

• Prüfstandsentwicklung zur Identifizierung des haptischen und akustischen Einflusses auf die Wertigkeit von Bedienelementen
  W. Hufenbach, S. Prengel and M. Dannemann
[A]

Moderne Bedienkonzepte müssen meist eine große Zahl an Einstell- und Nutzungsmöglichkeiten in einem Gerät vereinen und dabei durch den Nutzer intuitiv bedien- und anpassbar sein. Hersteller von derartig komplexen Produkten, versuchen meist eine hohe Wertigkeit ihrer Produkte zu vermitteln. Diese Wertigkeit spiegelt sich insbesondere an den Kommunikationsschnittstellen wie etwa Dreh- oder Drückstellern wider. Gleichzeitig wird aber aufgrund des hohen Kostendruckes und des kleinen zur Verfügung stehenden Bauraums speziell bei Multimediageräten aber auch in der Automobilbranche auf preiswerte Schaltelemente mit geringem Hub und somit unzureichender Haptik zurückgegriffen. Im Fokus der Untersuchungen mit Hilfe eines neuartigen Prüfstandes steht daher die Frage, inwieweit sich eine unzureichende Haptik durch eine geeignete hochwertige akustische Stimulation kompensieren lässt bzw. ob sich haptische und akustische ''Einflussfaktoren'' für die Wertigkeit eines Bedienelementes ermitteln lassen. Der erforderliche Prüfstand muss zum einen die Einstellung einer nahezu beliebigen Haptik ermöglichen und zum anderen eine Schnittstelle zum Einspielen verschiedener Betätigungsgeräusche bereitstellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Drehschalter entworfen und aufgebaut, dessen Kraft-Weg- (bzw. Moment-Winkel-)Kurve variabel per Software einstellbar ist. Hauptbestandteil des Drehstellers ist dabei ein Elektromotor mit einem hochsensiblen Positionssensor und zugehörigem Steuergerät. Auf Basis speziell dafür entwickelter Algorithmen kann die Haptik unterschiedlicher mechanischer Schalter erfolgreich simuliert/nachempfunden werden. Mit Hilfe einer derart umgesetzten freien Kopplung von Tast- und Hörerlebnis können umfangreiche Studien an Probanden durchgeführt werden.

Ihle, M.

• Schutz von Multi-Media Content vor der Extraktion einzelner Tonspuren
  M. Ihle
[A]

Bei der Speicherung und Übertragung von Multi-Media-Content können einzelne Tonspuren separat gespeichert oder übertragen werden (z.B. via MPEG-4). Neben der intendierten Nutzung der Tonspuren im Endgerät können damit auch Karaoke-Versionen abgeleitet oder die Singstimme eines Mediums mit den Background-Spuren eines anderen Mediums kombiniert werden (,mashup'). Diese nicht-intendierte Nutzungsmöglichkeit schreckt Autoren und Produzenten häufig davor zurück, mehrkanaligen Content anzubieten.

Sind einzelne Tonspuren verschlüsselt, so müssen diese zunächst im Endgerät wieder entschlüsselt werden, bevor sie mit anderen Tonspuren gemischt werden können. Dies bietet technisch versierten Personen prinzipiell die Möglichkeit, auf die entschlüsselte Tonspur zuzugreifen. Die Verschlüsselung hat daher nur sehr begrenzten Nutzen. Dieser Beitrag stellt ein Verfahren für das ,Digital Rights Management' vor, mit dem nur die Wiedergabe von zulässigen Kombinationen einzelner Tonspuren in guter Klangqualität möglich ist.

Es wird ein Verfahren vorgestellt, bei dem einzelne Tonspuren mit stark reduzierter Qualität codiert werden. Zudem werden die Unterschiede zu vor-gemischten Kombinationen der zu schützenden Tonspuren codiert. Aus dem Datenmaterial lassen sich die intendierten Kombinationen in voller Qualität rekonstruieren, nicht jedoch einzelne Tonspuren. Da die Unterschiede zwischen den intendierten Kombinationen zu den Mischungen der Einzel-Tonspuren codiert werden müssen, ergibt sich eine ausreichende Datenreduktion, womit das Verfahren auch bei der Bereitstellung vieler Kombinationsmöglichkeiten effizient ist.

• Environmental Noise Synthesis
  A. Omar and M. Ihle
[A]

According to the European directive 2000/49/CE environmental noise level shall be assessed to help reducing the exposure of environmental noise to citizens. The data shall be presented graphically using maps. However, the degree of stress induced by noise is not solely dependent on its level but also depends i.e. on its information content. Thus, a more detailed representation of the acoustical situation is desirable.

This paper describes a system to synthesize the environmental noise. With the final version of the system the ambient noise at any arbitrary location within a city shall become audible by selecting the corresponding position on a map. Even simulations of future modifications of the environment shall be possible.

The current version consists of a data base of environmental sounds and a state machine that issues these sounds according to the situation at the location. The sounds were recorded in a low-reverberant environment, i.e. beside desert-roads, for easier processing. The data needed for the state machine at each location consists of the type of noise sources, levels and statistics about the probability of their occurrences.

First sound samples generated by the system already show the advantages of 'auralizing' instead of visualizing the environmental conditions.

Ilg, J.

• Bestimmung der dynamischen Materialeigenschaften von künstlichen Stimmlippen mittels optischer Messtechnik
  J. Ilg, S.J. Rupitsch, A. Sutor and R. Lerch
[A]

Für den Ersatz von weichem, menschlichem Gewebe durch technische Materialien hat sich Silikon-Kautschuk als geeignet erwiesen. Deshalb wird dieses Material auch von der DFG Forschergruppe FOR894 - ''Strömungsphysikalische Grundlagen der menschlichen Stimmgebung'' - zur Nachbildung von künstlichen Stimmlippen eingesetzt. Um die dynamischen Eigenschaften dieses Werkstoffs zu bestimmen, wird die Unterseite eines quaderförmigen Probekörpers von einem Shaker zu harmonischen Schwingungen angeregt und die mechanische Auslenkung auf der Oberfläche an einem einzigen Punkt mit einem Triangulations-Lasersensor ermittelt. Aus dieser Messung und der vorgegebenen Anregung werden Amplituden- und Phasengang des Übertragungsverhaltens dieses Probekörpers ermittelt. Diese Messdaten werden anschließend mit einer FEM-Simulation verglichen, bei der die Materialeigenschaften des Silikons aus statischen Zugversuchen als Startwerte dienen. Durch Variation dieser Materialparameter wird die quadratische Abweichung zwischen gemessenem und simuliertem Amplitudengang minimiert. Diese inverse Methode wird jeweils auf einen kleinen Abschnitt des gesamten Frequenzbereichs der Messung angewandt und man erhält somit diskrete Werte für die Materialparameter in Abhängigkeit von der Frequenz. Durch dieses Verfahren werden Elastizitätsmodul, Querkontraktion und Dämpfungsfaktor von unterschiedlichen Silikonmischungen zwischen 10 Hz und 400 Hz bestimmt. Der Vorteil der Methode begründet sich mit dem sehr einfachen Aufbau und der Ermittlung der dynamischen Materialdaten aus nur einer einzigen Messgröße.

Irmscher, A.

• Parameterstudie zur Identifikation von Schallquellen an einem 2D-Akustikversuchsstand mittels inverser Finite-Elemente-Methode
  A. Irmscher, M. Weber and D. Sachau
[A]

Die Ortung von Lärmquellen in Fahr- und Flugzeugkabinen gestaltet sich insbesondere bei tiefen Frequenzen schwierig, da das sich ausbildende stehende Schallfeld keinen direkten Rückschluss auf Ausprägung und Position der Störschallquellen zulässt. Die inverse Finite-Elemente-Methode (IFEM) bietet einen neuen Ansatz zur Rekonstruktion von Schalldruck und Schallschnelle auf dem Kabinenrand anhand von Schalldruck-Messdaten im Inneren der Kabine. Bei Anwendung von Regularisierung gelingt dies auch bei störungsbehafteten Daten.

Zur Validierung dieses Verfahrens wurde ein 2D-Versuchsstand eingerichtet, dessen Geometrie entsprechend der realen Abmessungen des Kabinenquerschnitts eines Langstreckenflugzeugs skaliert ist. Bei Anregung durch eine Schallquelle auf dem Rand wurden in zwei Versuchsstandkonfigurationen Datensätze aufgenommen. Nach der Verifizierung der Messdaten anhand eines Finite-Elemente-Modells sowie durch Modalanalyse und Nachhallzeituntersuchung wurden diese als Eingangswerte in die IFEM-Rechnung gespeist.

Zur Quantifizierung der Güte der Resultate wurden mehrere Fehlerkriterien entwickelt, welche alle relevanten Eigenschaften der Lösung erfassen und entsprechend der Bedeutung für die reale Anwendung bewerten. Das Parameterfeld wurde möglichst weit aufgespannt, um einen großen Bereich des Lösungsraums erfassen zu können. So wurden die Untersuchungen unter anderem für unterschiedliche Anregungsfrequenzen, Diskretisierungsfeinheit des akustischen Modells, Anzahl der Messpositionen, sowie mit verschiedenen Regularisierungsverfahren ausgeführt.

Isermann, U.

• DIN45689 - eine AzB mit mehr Profil?
  U. Isermann
[A]

Die AzB aus dem Jahr 2008 ist als Werkzeug zur Berechnung von Lärmschutzbereichen konzipiert. Da diese auf prognostizierten Flugbetrieben aufsetzt, muss die Flugzeuggruppeneinteilung von handhabbarer Struktur sein. Die neue AzB hat die alte bewährte Einteilung übernommen. Diese beruht auf dem Prinzip der akustischen Äquivalenz: Flugzeuge, die über den gesamten An- bzw. Abflugbereich vergleichbare Immissionswerte am Boden zeigen, können zu Gruppen zusammengefasst werden. Dabei werden Emission und Ausbreitung kombiniert, so dass z.B. laute Flugzeuge mit gutem Steigverhalten durchaus in die gleiche Gruppe fallen können wie leise Flugzeuge, die weniger gut steigen. Dieser Ansatz macht die AzB zunächst nur bedingt geeignet für Untersuchungen einzelner Flugzeugmuster (z.B. im Hinblick auf Optimierung von Flugverfahren): Benutzung abweichender Flugprofile kann in der Regel nur mit einer Anpassung der Emissionsdaten erfolgen. Das ist insbesondere bei der Einbindung von Radardaten zu beachten. Die DIN 45689 wird den Einsatzbereich der AzB im Hinblick auf derartige Untersuchungen erweitern. Dazu muss die Datengrundlage der AzB um umfassende, typenspezifische Flugleistungsdaten und flugmechanische Rechenmodelle ergänzt werden. Dabei kann auf das ECAC Dokument 29 zurückgegriffen werden. Der Vortrag stellt grundlegende Konzepte und Ansätze vor, wie flugmechanische Modelle in die DIN 45689 integriert werden können und setzt sich auch mit der Verwendung von Radardaten auseinander.

• Luftverkehrslärm und die Notwendigkeit systematischer Untersuchungen mit flexiblen Fluglärmsimulationswerkzeugen
  G. Saueressig, R. Gaffal, U. Isermann, R. König, R. Schmid and K. Haag
[A]

Lärmminderungsmaßnahmen gewinnen an vielen Flughäfen zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchungen umfassen dabei sowohl Änderungen von Flugverfahren als auch Geräusch reduzierende Maßnahmen an der Schallquelle. In der Regel ist es schwierig die Effekte solcher Maßnahmen auf die Schallimmission zu quantifizieren, wenn konventionelle Berechnungswerkzeuge genutzt werden, weil diese nicht für ''what-if''-Studien entwickelt wurden und die Qualität ihrer Datenbasen nicht ausreicht. Ein Beispiel hierfür stellt die Anleitung zur Berechnung von Fluglärm (AzB) dar, die auf die Unterstützung von gesetzlichen Regelungen ausgelegt ist und deshalb auf standardisierten Daten bzgl. Flugzeugflottenmix und Flugverfahren beruht. Um die aktuellen Lärmimmissionen an einem Flughafen genauer analysieren und Lärmminderungsmaßnahmen bewerten zu können, bedarf es einer Weiterentwicklung der AzB-Methodik. Daneben ist es auch notwendig Analysewerkzeuge für einzelne Flugereignisse weiterzuentwickeln, um zu einer besseren Abschätzung der einzelnen Lärmminderungspotenziale zu kommen. Deshalb sollten künftig sowohl flugzeugbezogene als auch flugleistungsbezogene Daten derart verfeinert werden, dass die Effekte von technischen Modifikationen am Fluggerät und Änderungen in Flugverfahren mit ausreichender Genauigkeit aufgelöst werden können. Parallel zu den Untersuchungen von Lärmminderungsmaßnahmen bedarf es auch der Analyse der Schadstoffemission zur Vermeidung von ''trade-offs''. Dementsprechend wird eine gemeinsame Initiative von Flughäfen, Fluggesellschaften, Flugsicherung, Herstellern und Behörden zur Verbesserung der Methodik und Datenlage empfohlen.

Iwan, S.

• Akustische Charakterisierung von Verbundstrukturen mit Papierwabenkernen
  M. Klärner, S. Iwan and L. Kroll
[A]

Im Zuge energie- und ressourceneffizienter Fertigungsprozesse sowie steigenden Anforderungen an umweltgerechte Materialien und deren Recyclingfähigkeit kommt Verbundwerkstoffen mit Papierwaben eine stetig steigende Bedeutung zu. Bisherige Untersuchungen zum akustischen Verhalten von derartigen Verbundwerkstoffen beschäftigen sich vorrangig mit schubweichen geschäumten Kernen. Im vorliegenden Beitrag werden neuartige Verbunde mit Kernen aus Papierwaben und verschiedenen thermoplastischen sowie duroplastischen Deckschichten im Bezug auf ihre akustischen Eigenschaften betrachtet. Diese Materialien eignen sich durch ihr geringes Flächengewicht, die Möglichkeit der großserienfähigen Verarbeitung sowie des geringen Gewichts und Preises für alle Arten von Innenraumverkleidungen. Daher werden qualitative und quantitative Bewertungen der absorbierenden und schalldämmenden Eigenschaften von Verbunden mit unterschiedlichen Deckschichten und Materialkombinationen basierend auf experimentellen Untersuchungen durchgeführt. Die Messergebnisse werden mit den Eigenschaften seriennaher Materialien und Tragschichten aus Naturfasern verglichen. Darüberhinaus wird die Bewertung der mechanischen Eigenschaften wie Biegesteifigkeit und Flächengewicht zur Sicherstellung der Anwendbarkeit der neuartigen Leichtbaustrukturen herangezogen.

Jaeckel, O.

• Modifizierte Beamformingverfahren für zwei- und dreidimensionale akustische Kartierungen
  O. Jaeckel, I. Romenskiy and R. Schröder
[A]

Akustische Beamforming-Verfahren zur örtlichen Kartierung von Schalldruckverteilungen werden seit mehreren Jahren erfolgreich in Forschung und Entwicklung sowie auch zunehmend in industriellen Anwendungen zur schnellen Schallquellenlokalisierung an Maschinen und Anlagen eingesetzt. Unabhängig davon, ob die eingesetzten Beamforming-Algorithmen im Zeit- oder im Frequenzbereich arbeiten, gibt es dabei prinzipbedingte Einschränkungen. So ist der erzielbare akustische Bildkontrast durch die Mikrofonkanalzahl und durch die gegebene Arraygeometrie beschränkt. Darüber hinaus wird die geometrische Auflösung bei tieferen Frequenzen aufgrund der begrenzten räumlichen Ausdehnung des verwendeten Mikrofonarrays sehr schlecht. Einer Verbesserung dieser Eigenschaften ausschließlich durch immer weitere Erhöhung der Kanalzahlen und der Arraygröße sowie durch Optimierung der Mikrofonarraygeometrie sind jedoch Grenzen gesetzt. Deshalb gibt es ein zunehmendes Interesse an weiterentwickelten Algorithmen, welche durch eine der Messung nachgeschaltete Signalverarbeitung versuchen, Auflösung und Bildkontrast der akustischen Karten zu erhöhen. Der Beitrag stellt einen neuen Ansatz zur Modifikation konventioneller Beamforming-Verfahren vor, welcher auf einer spezifischen Zeitmodulation jedes Kanalsignals beruht. Dabei werden neue Point-Spread-Funktionen höherer Ordnung synthetisiert, deren gezielte Überlagerung und Filterung eine Erhöhung der geometrischen Auflösung und damit einen besseren Bildkontrast ermöglicht. Die entwickelten Verfahren lassen sich mit relativ geringem Aufwand an verschiedene konkrete Arraygeometrien anpassen und sind deshalb sowohl für zweidimensionale als auch für dreidimensionale Mikrofonarrays einsetzbar.

Jäschke, M.

• Lärmkartierung und Ruhige Gebiete
  M. Jäschke
[A]

Die EG-Umgebungslärm-Richtlinie verpflichtet alle Mitgliedstaaten der EU zur Lärmkartierung, Lärmaktionsplanung und speziell zum Schutz Ruhiger Gebiete. Aus den gängigen Lärmkarten läßt sich nur die Information entnehmen, daß sich Ruhige Gebiete irgendwo außerhalb der kartierten Bereiche befinden. Um diese paradoxe Situation zu überwinden, wird eine Methode vorgestellt, die zu vollwertigen Lärmkarten führt, aus denen sich sowohl die Ruhigen Gebiete ergeben, als auch weitaus genauere Aussagen zur Lärmbelastung gewinnen lassen. Das Vorgehen zeichnet sich dadurch aus, daß es relativ leicht übertragbar und sofort anwendbar ist, weil ausschließlich die gegenwärtigen Berechnungsverfahren (VBUS & Co), die heute bereits verfügbare Hard- und Software sowie die vorhandenen Eingangsdaten genutzt werden. Anhand eines Modellgebietes werden beide Arten von Lärmkarten miteinander verglichen und Konsequenzen für die 2012 anstehenden Lärmkartierungen gezogen.

Jahn, D.

• On the use of eye movements in acoustic source localization experiments
  S. Spors, R. Schleicher, D. Jahn and R. Walter
[A]

The ability of virtual auditory environments and sound reproduction approaches to provide well localized sources is a key feature. Experiments that judge the localization are hence amongst the first ones performed in evaluation. One difficulty in such experiments lies in reporting the perceived direction by the test subjects. Various methods have been developed and used in the past for this purpose. This paper examines the analysis of eye movements for localization experiments. In order to evaluate the accuracy and applicability, a basic localization experiment was set up where the users had to report the source direction by fixating the perceived source location. Eye movements were measured using a head mounted eyetracker. Additionally the test subjects had to report the direction by using a laser pointer, in order to provide an comparison with known results. This paper will present the general setup as well as results concerning the accuracy of the available data sources (fixation, head movements, etc.). Furthermore, potential application areas are discussed.

Jaillet, F.

• On the Structure of the Phase around the Zeros of the Short-Time Fourier Transform
  P. Balazs, D. Bayer and F. Jaillet
[A]

The short-time Fourier transform is a time-frequency representation widely used in audio signal processing. At first sight, the phase of the transform may appear to be difficult to interpret, a fact that led to the development of many processing schemes in audio processing relying on the modulus of the transform only. However, it has been shown, that the phase information can be successfully exploited for improved analysis and processing. This is illustrated for example by the reassignment method or the phase vocoder algorithm.

In order to better exploit the phase information in audio processing, a better understanding of its structure is desirable. This study describes a particular behavior of the phase which can be observed when looking at the phase derivative over time or frequency around the points where the transform equals zero. This recurrent behavior was first observed in numerical simulations on synthesized and real audio signals. For the case of a Gaussian STFT window, we offer a complete analytical explanation of the phenomenon.

Jakob, A.

• 'Active Sound Design'- Konzepte und Umsetzungen an einem Doppelrohrblatt-Holzblasinstrument
  F.B. Konkel, A. Jakob, F. Heintze and M. Möser
[A]

In dieser Arbeit wird ein Konzept vorgestellt, mit dessen Hilfe eine aktive Beeinflussung von Obertönen bei Holzblasinstrumenten ermöglicht wird. Dazu werden an einem Doppelrohrblattinstrument Untersuchungen zur Beeinflussbarkeit des Klangs mit Methoden das ''active noise control'' (ANC) durchgeführt. Als Versuchsinstrument dient ein Fagott.

Ziel ist es, einen gespielten Ton in seinen Oberwellen so zu verändern, dass z.B. ein forte gespielter Ton wie ein piano gespielter Ton klingt, jedoch seine Lautstärke beibehält. Dabei werden hauptsächlich die Oberwellen innerhalb der ''Formant''-Bereiche beeinflusst. Vor einer digitalen Umsetzung wird untersucht, inwieweit eine Beeinflussung von Holzblasinstrumenten mit vorhandenen verschieden Abstrahlpunkten, und unter der Betrachtung von verschiedenen Schall-Einleitpositionen möglich ist. Dazu werden im ersten Schritt die Abstrahleigenschaften dieses Holzblasinstruments untersucht.

Aufbauend auf dieses erlangte Wissen wird ein Konzept zur Umsetzung der digitalen Klanggestaltung entwickelt und bewertet. Dabei werden unterschiedliche Einleitpunkte, Messpunkte und Messaufnehmer berücksichtigt.

Die ersten Ergebnisse der Umsetzungen des entwickelten Konzeptes zur aktiven Klangbeeinflussung werden innerhalb dieser Arbeit vorgestellt. Dabei wird eine Tonerkennung auf einer DSP-Umgebung realisiert und die Filterkoefizienten für das Filter zur Klangbeeinflussung bestimmt.

• Multichannel active absorption systems (AAS): Theory and numerical Results
  M. Norambuena, A. Jakob and M. Möser
[A]

Efficient sound absorption at low frequencies is not always easy to achieve using passive materials like foams or mineral wool, this is due to the large dimensions of materials required. In order to find new solution for this problem, methods developed from the active noise control world has been used. The work presented here introduces a novel mathematical model for an active sound absorption system based on the wave separation method. The wave decomposition method is combined with a modal model of a three-dimensional room in order to obtain the controlling parameters of the active system.

Theory and simulations are presented. Simulations of the sound pressure field and frequency response inside a room are presented to show the effect of the active absorption system. Also, an array of secondary sources is simulated such that a sound absorption coefficient can be associated with it, in the same way as passive material are qualified by an . For comparison, the presented method is contrasted with classical active noise control strategies.

• Messung der Schalldämmung von Fassadenbauteilen mit Intensitätsmesstechnik in Anlehnung an ISO 15186 und Vergleich mit Messungen nach ISO 140-5
  R. Volz, A. Jakob and C. Maschke
[A]

Die Messung der Gesamtschalldämmung von Fassaden kann bekanntermaßen nach DIN EN ISO 140-5 erfolgen. Zur Messung der Schalldämmung von einzelnen Bauteilen der Fassade (Fenster, Türen, Wände, Rolladenkästen, etc.) und zum Auffinden von Schwachstellen steht die Intensitätsmesstechnik zur Verfügung. Im Vortrag wird über Erfahrungen bei der Anwendung von Intensitätsmessungen am Bau zur Ermittlung der Außenschalldämmung von Fassadenelementen berichtet. Die DIN EN ISO 15186-1 sowie die ISO 15186-2 beschreiben Verfahren zur Bestimmung der Schalldämmung von Bauteilen zwischen Räumen in Prüfständen bzw. in Gebäuden. In Anlehnung an diese Normen wurden Messungen der (Außen)-Schalldämmung von Fassadenelementen mehrerer Fassaden durchgeführt. Aus den Schalldämmmaßen der Fassadenelemente wurden jeweils die Gesamtschalldämmungen der verschiedenen Fassaden errechnet und mit Messwerten verglichen, die nach DIN EN ISO 140-5 bestimmt wurden.

• Pegeldifferenz gekippt-geöffneter Fenster bei Fluglärm – Messungen nach DIN EN ISO 140-5 Gesamt-Lautsprecher-Verfahren
  C. Maschke, R. Volz, A. Jakob and E. Augustin
[A]

Der durch Fluglärm hervorgerufene Innenraumpegel wird in Deutschland nicht für jeden Wohnraum individuell bestimmt, sondern durch die Berücksichtigung eines typischen Pegelunterschiedes zwischen außen und innen von 15 dB(A) aus Pegelprognosen ermittelt (Fluglärmgesetz). Zur Begründung dieses Ansatzes wird einerseits auf die VDI 2719 andererseits auf nicht normgerechte Messungen der DLR verwiesen. Eine typische Schallpegeldifferenz von 15 dB wurde bereits im Jahr 2006 von Augustin et al. aufgrund von Berechnungen in Frage gestellt. Sie errechneten für Fluglärm eine typische Schallpegeldifferenz für ein gekippt geöffnetes Fenster von 13 dB (vgl. ZfL 2006 (3)). Zur Klärung der Unstimmigkeit hat FBB-Maschke Messungen nach DIN EN ISO 140-5 Gesamt- Lautsprecher-Verfahren mit geschlossenen und gekippt geöffneten Fenstern in realen Wohnräumen durchgeführt. Die Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.

• Untersuchungen zu den Ursachen der Geräuschentwicklung eines turbinen-betriebenen Zahnarztbohrers
  S. Bergmann, S. van der Meulen, A. Jakob and B.A.T. Petersson
[A]

Die von turbinen-getriebenen Zahnarztbohrern abgestrahlten hochfrequenten Schallwellen stellen vor allem für den Zahnarzt eine gesundheitliche Belastung dar. Bei langjähriger Lärmbelastung sind bei Zahnarztpersonal vielfach permanente Hörschädigungen im betreffenden Frequenzbereich beobachtet worden. Aus diesem Grund ist die Schallabstrahlung ein wichtiger Parameter bei der Entwicklung eines ergonomischen Zahnarztbohrers.

Die vorgestellte Arbeit untersucht die akustischen Eigenschaften eines für europäische Zahnarztkliniken typischen Bohrers. Neben Messungen mit der akustischen Kamera werden die Richtcharakteristik sowie die Gehäuseschwingung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Unwucht der Turbine den Ursprung der Schwingungen, und somit der Geräuschemission, darstellt.

Jakubowski, M.

• Results of questionnaire adressed to visually impaired persons concerning use of hearing and vibration sensations for orientation and mobility in a big city continuation
  E. Bogusz, E. Skrodzka, E. Hojan, M. Jakubowski and A. Talukder
[A]

Poster presents results of questionnaire for blind and visual impaired persons concerning usage of hearing and vibration senses in mobility and spatial orientation in a big city. Analysis of the questionnaire is a first step to elaborate innovatory, professional and systematic method of training orientation and mobility. A fundamental tool of the method will be a ''library of sound events and vibrations ''. In the library vibration and acoustic signals which may be helpful or disturbing for orientation and mobility of blind and visual impaired persons will be collected. Additionally in the library characteristic sounds of places and objects, which are often visited by persons with disabilities of sight will be collected. The poster presents a survey of acoustic sounds which may be helpful or disturbing for orientation and mobility of persons with disabilities of sight as well as acoustic events and atmospheric condition which may make impossible correct interpretation of city signals like e.g. high level of communication noise, buzz of city, reflection of sounds, rain, wind, snow. Moreover, respondents pointed out places and objects, which have characteristic sounds like e.g. postal offices, churches, hospitals, lawn mowers, etc. The work was supported by the National Centre for Investigation and Development, grant NR11 000804.

Jalics, K.

• Parameteridentifikation von visko-elastischen Materialien und FE-Simulation für die Anwendung zur Geräuschminderung im Schienenverkehr
  K. Jalics, H.-H. Priebsch, P. Weidinger and G. Schleinzer
[A]

Die Geräuschreduktion im Schienenverkehr spielt - insbesondere wegen der Lärmbelastung der Bevölkerung in Ballungszentren - immer wieder eine große Rolle. Neben klassischen Lösungen zur sekundären Geräuschreduktion, wie z.B. mittels Lärmschutzwand, ist es wichtig, auch am Ort der Geräuschentstehung, nämlich an Rad und Schiene, primäre Maßnahmen zu setzen und in Lösungen zu integrieren. Analysen dazu erfolgten bisher allerdings überwiegend im Versuch. Um den Versuchsaufwand zu reduzieren bzw. schnell und kostengünstig das Potenzial der Geräuschreduktionsmaßnahmen abschätzen zu können, sollen schon im Vorfeld Simulationsmodelle zur Verfügung stehen. Für das Erreichen dieses Zieles erfolgten umfangreiche Untersuchungen mit verschiedenen visko-elastischer Materialien an Rad und Schiene. Dabei wurden Simulationsmodelle entwickelt und durch Versuche validiert. Die Vergleiche der Ergebnisse aus Berechnung und Versuch zeigen sehr gute Übereinstimmung. In diesem Beitrag wird hauptsächlich die Modellierungsmethodik erläutert.

Janda, O.

• Simultane Optimierung von Tilgerparametern an einem Stabwerk
  O. Janda, F. Kartzow and L. Schewe
[A]

Tilger werden seit ca. 100 Jahren erfolgreich zur Schwingungsreduktion mechanischer Strukturen eingesetzt. Wir stellen Ergebnisse eines mathematischen Optimierungsverfahrens für die simultane Optimierung aller Tilgerparameter an einer realen Struktur vor. Dazu untersuchen wir ein Stabwerk, das im Rahmen des interdisziplinären Projekts AdRIA (Adaptronik-Research, Innovation, Application) entwickelt wurde. Bei der Tilgerauslegung gibt es grundsätzlich die Möglichkeit die Tilgereigenfrequenz auf die Frequenz einer harmonischen Störerregung (im englischen Sprachgebrauch ''Neutralizer'') oder auf eine Eigenfrequenz der Struktur abzustimmen (''Absorber''). Im zweiten Fall wird beim Einsatz mehrerer Tilger an einer Struktur i.d.R. jeder Tilger für sich auf eine andere Resonanzfrequenz der zu dämpfenden Struktur eingestellt. Dabei finden in der Praxis meist die klassischen Auslegungsregeln von Den Hartog Anwendung. Die Interaktion der Tilger untereinander wird dabei vernachlässigt. Die simultane Optimierung der Tilgerparameter aller Tilger, die an einer Struktur angebracht werden, ist Gegenstand aktueller Forschung. Bei unserem Ansatz wählen wir als Gütemaß die H -Norm der Störübertragungsfunktion des Systems. Die Minimierung der H -Norm erfolgt durch Lösen einer Bilinearen-Matrixungleichung (BMI). Vorwissen über den Ort und das Frequenzspektrum der Erregung kann bei der Problemformulierung berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird die unter den gegebenen Randbedingungen optimale Tilgerauslegung bestimmt, die gekennzeichnet ist durch die Eigenfrequenzen und Dämpfungsmaße der Tilger.

Jantzen, A.

• Zur Simulation der Strömungsgeräusche einer Kreiselpumpe
  O. von Estorff, B. Flurl, A. Jantzen, M. Markiewicz, T. Michels and R. Schilling
[A]

Im Rahmen des Beitrags wird eine effiziente Methode zur Simulation der Strömungsgeräusche einer Kreiselpumpe vorgestellt. Die Methode erlaubt eine gekoppelte Berechnung des strömungsakustischen Feldes und der daraus resultierenden Dynamik der Struktur, hier des Pumpengehäuses, mit einer sich anschließenden Berechnung des äußeren Schallfeldes. Dabei werden gleichzeitig der Schalldurchgang und die Schallabstrahlung des Gehäuses erfasst.

Die Berechnung des strömungsakustischen Feldes im Inneren der Pumpe erfolgt mittels der EIF-Methode. Diese wurde 1994 durch Hardin und Pope entwickelt und basiert auf den vereinfachten Navier Stokes Gleichungen, die eine Zerlegung der dynamischen Vorgänge im Fluid in inkompressible, viskose Strömung und kompressible nichtlineare Akustik ermöglichen. Die Methode ist so formuliert, dass es möglich ist, die Strömungs- und Akustikvorgänge separat zu untersuchen. Für die notwendige Interaktion zwischen dem Pumpengehäuse und dem Fluid können die Strömungs- und akustischen Größen einzeln oder in der Summe berücksichtigt werden.

Mit den anhand einer gekoppelten Berechnung ermittelten Schallschnellen auf der Oberfläche des Pumpengehäuses und unter Verwendung von im Vorfeld berechneten akustischen Übertragungsfunktionen (ATFs) wird das Schallfeld an vorgegebnen Feldpunkten ermittelt. Dieser Teil der Berechnung erfolgt mittels der Boundary-Elemente-Methode im Frequenzbereich.

Jauer, L.

• Perceptual Comparison of Measured and Simulated Sound Fields in Small Rooms
  M. Aretz and L. Jauer
[A]

Sound field simulations in small rooms, which are conducted by means of energy based geometrical acoustics simulation tools, generally suffer from a physically inaccurate representation of the low to mid frequency range where the sound field is dominated by just a few distinct eigenmodes. In order to alleviate this problem we developed a combined wave- and ray-based simulation approach, where the frequency range below the Schroeder frequency is simulated by a finite element approach (in order to realistically capture the model structure of the sound field) and the frequency range above is simulated using a hybrid geometrical acoustics approach. By means of extensive subjective listening tests the present study investigates if the presented combined approach yields ''more realistic'' simulation results than are obtained with purely geometrical acoustics simulation tools. We therefore carried out measurements and simulations in three differently sized small rooms with largely varied acoustic characteristics. In the listening tests a perceptual comparison of measured and simulated sound fields (both with the combined and a GA-only approach) was carried out, where the listeners were asked to assess the similarity between measured and differently simulated results as well as the perceived realism of the sound stimuli.

Jenderka, K.-V.

• Messung akustischer Parameter von therapeutischen Leistungs-Ultraschallwandlern zur Tumortherapie
  K.-V. Jenderka, J. Haller, S. Dencks and C. Koch
[A]

Im Spektrum der Therapiemöglichkeiten zur Behandlung von Tumoren nimmt die Bedeutung der Ultraschallverfahren ständig zu. Hochintensiver therapeutischer Ultraschall (HITU) wird heute bereits regelmäßig in Kliniken für die Behandlung bestimmter Karzinome eingesetzt (z. B. Prostata) und weitere therapeutische Anwendungen werden erforscht. Unter dem Aspekt der Patientensicherheit und Therapieplanung ist die Messung der akustischen Parameter und die Charakterisierung der HITU-Felder dringend erforderlich, kann aber mit den etablierten Messverfahren zur Zeit noch nicht vollständig geleistet werden. Nicht zuletzt deshalb wurde ein durch die Europäische Union unterstütztes Projekt begonnen, in dem neun Nationale Metrologische Institute (NMI) zum Thema ''Tumortherapie mit externen Strahlen'' forschen. In dem Beitrag werden das Projekt inhaltlich vorgestellt und Ergebnisse der Arbeitsgebiete präsentiert. Diese umfassen u. a. die Messung der akustischen Ausgangsleistung der Wandler und der Schalldruckverteilung in HITU-Feldern sowie die Entwicklung von thermischen Phantomen als Vorraussetzung zur Messung der Temperaturverteilung in Gewebe mit verschiedenen Modalitäten. Die Ergebnisse des Projektes sind von Bedeutung für die internationale Normung, die Geräteentwicklung und nicht zuletzt für Therapieplanung und Patientensicherheit.

• Ein faseroptischer Verschiebungssensor zur Charakterisierung und Quantifizierung von hochintensiven Ultraschallfeldern
  J. Haller, K.-V. Jenderka and C. Koch
[A]

In den letzten Jahren ist in der Tumor-Therapie ein stetiger Anstieg der Anzahl an HITU-Behandlungen (HITU- High Intensity Therapeutic Ultrasound) zu beobachten, bei denen ein stark fokussierter Ultraschallstrahl malignes Gewebe erwärmt und dadurch nekrotisiert. Für die Therapieplanung einer möglichst wirkungsvollen und zugleich für gesundes Gewebe ungefährlichen Behandlung ist eine genaue Kenntnis der angewandten HITU-Felder unerlässlich. Dabei erfordern die in einem stark fokussierten Bereich auftretenden hohen Drücke und Temperaturen Sensoren, die sowohl möglichst klein als auch extrem widerstandsfähig sind. In diesem Beitrag wird ein auf heterodyner Interferometrie basierender faseroptischer Verschiebungssensor vorgestellt, der diese Anforderungen erfüllen kann. Es wird gezeigt, dass die erhaltenen Ergebnisse gut mit denen kalibrierter piezoelektrischer Hydrophone übereinstimmen und erste Ergebnisse von Messungen in HITU-Feldern werden präsentiert. Weiterhin werden relevante Charakteristika dieser Messmethode wie der Frequenzgang, die Empfindlichkeit, die Widerstandsfähigkeit und das Signal-zu-Rausch-Verhältnis mit denen anderer optischer und piezoelektrischer Messsysteme verglichen.

Jost, J.

• Lärmaktionsplanung - Vollzug in Bayern
  J. Jost
[A]

In der Stufe 1 der Umgebungslärmrichtlinie wurden Lärmkarten für insgesamt ca. 4200 km in Bayern erstellt. Werden in den Karten Lärmbrennpunkte festgestellt, muss ein Lärmaktionsplan geprüft und ggf. aufgestellt werden. Die Aufgabe der Lärmkartierung wurde dem Bayerischen Landesamt für Umwelt übertragen. Die Regierungen sind für Lärmaktionsplanungen an Verkehrsanlagen mit übergeordneter Verkehrsfunktion zuständig, lediglich an Bundes- und Staatsstraßen bleibt es bei einer Zuständigkeit der Gemeinden. In der Anfangsphase der Umsetzung der Umgebungslärmrichtlinie haben Lärmbrennpunkte Priorität, die sowohl eine starke Lärmbelastung als auch viele Betroffene aufweisen. Aus der Feststellung eines Lärmbrennpunkts erfolgt jedoch nicht zwingend eine Verpflichtung zur Aufstellung eines Aktionsplans. Es ist zu prüfen, ob bereits Maßnahmen zur Verminderung der Lärmbelastung durchgeführt oder geplant sind und eine Lärmaktionsplanung deshalb ggf. entbehrlich ist.

Joublin, F.

• Investigating the Complementarity of Spectral and Spectro-temporal Features
  M. Heckmann, X. Domont, F. Joublin and C. Goerick
[A]

Most common speech features as Mel Ceptstral Coefficients (MFCCs) and RASTA-PLP features use only spectral information. From measurements in the mammalian auditory cortex it is known that the mammalian brain jointly uses spectral and temporal information. To model this we previously developed Hierarchical Spectro-Temporal (HIST) features. They consist of two layers, the first capturing local spectro-temporal variations and the second integrating them into larger receptive fields. At both layers the receptive fields are learned in a data-driven unsupervised way. On the first layer we apply ICA (Independent Component Analysis) and in the second layer Non Negative Sparse Coding (NNSC). The dimensionality of the resulting features is reduced via the application of a Principal Component Analysis (PCA) and then fed into a Hidden Markov Model (HMM). In this paper we investigate the complementarity of these features to conventional spectral features. For doing so we carried out experiments in a continuous digit in noise recognition task, a setup very similar to the Aurora-2 task. Additionally we performed a correlation analysis between the features. The results show that the HIST features carry complementary information and that they can be beneficially combined with purely spectral features especially to reduce error rates in noise.

Jürgens, T.

• Schätzung der Nichtlinearität der auditorischen Verarbeitung bei Normal- und Schwerhörenden durch kategoriale Lautheitsskalierung
  T. Jürgens, T. Brand, S. Ewert and B. Kollmeier
[A]

Neben der Hörbarkeit eines Schalls ist die Nichtlinearität der überschwelligen auditorischen Verarbeitung eine wichtige Eigenschaft des normalen bzw. des schwerhörigen auditorischen Systems. Im Gegensatz zur Hörbarkeit, die relativ einfach durch ein Audiogramm bestimmt werden kann, ist man bei der Schätzung der Nichtlinearität auf indirekte Verfahren angewiesen. Das in der Forschung gängigste psychoakustische Verfahren zur Schätzung solch einer frequenzabhängigen Input/Output-Charakteristik sind Temporal Masking Curves (TMCs), in denen die Maskierwirkung von Maskierern unterschiedlicher Frequenz auf einen geringfügig überschwelligen Ton untersucht wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens sind sehr lange Messzeiten. Die kategoriale Lautheitsskalierung ist hingegen schneller und einfacher zu messen und die gewonnenen Daten können über Lautheitsmodelle mit der überschwelligen Nichtlinearität in Verbindung gebracht werden. In dieser Studie werden die Ergebnisse von TMC-Messungen von Normal- und Schwerhörenden verglichen mit Ergebnissen der kategorialen Lautheitsskalierung. Es werden sowohl Schätzungen der kompressiven Steigungen als auch die aus beiden Messungen abgeschätzten Verstärkungen durch aktive Prozesse im Gehör miteinander verglichen im Hinblick auf die Fragestellung, ob die Lautheitsskalierung eine effiziente Messmethode zur Bestimmung der Nichtlinearität des auditorischen Systems darstellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Korrelationen der abgeschätzten Verstärkungen durch aktive Prozesse im Gehör höher sind als die Korrelationen der kompressiven Steigungen.

Jüschke, M.

• Objektive Parameter zur Bestimmung der Wirkung von Kavitation
  M. Jüschke and C. Koch
[A]

Bei der Planung, Dimensionierung und Optimierung von ultraschallunterstützten Prozessen in Industrie und Medizin werden sehr häufig Methoden angewandt, die auf empirischem Wissen oder Erfahrung beruhen. Objektive Anforderungen an Ausgangsgrößen wie z. B. die Reinigungsqualität oder Beschreibungen für ein Qualitätsmanagement sind damit sehr schwierig. Auch im internationalen Vergleich gibt es keinerlei Normen oder Absprachen, so dass Vergleiche zwischen Geräten oder Methoden nicht möglich sind. Im Beitrag werden verschiedene Ansätze gezeigt, wie mit einfachen - praxistauglichen - Mitteln Parameter gewonnen werden können, die verschiedene Anwendungsaspekte der Kavitation beschreiben. Zum Einen werden dafür Schallfeldmessungen eingesetzt, die spektral ausgewertet werden. Zum Anderen werden Wirkungen der Kavitation gemessen. Als Repräsentation der Erosion wird die Zerstörung einer Aluminiumfolie bestimmt, wobei eine Software zwischen Löchern, Abtrag und Eindellungen unterscheidet. Als sonochemische Modellreaktion wird die Reduktion von Jod genutzt. Dazu werden noch Reinigungswirkung und Sonolumiszenz untersucht. Es werden Messungen präsentiert, die qualitative Zusammenhänge zwischen den einzelnen Parametern und damit ihre Relevanz zeigen. Zur quantitativen Untersuchung wird eine multivariate Datenanalyse diskutiert.

Jukkert, S.

• Breitbandige aktive Schallreduktion mittels Feedback-Regelung und virtuellen Sensoren
  S. Jukkert, O. Pabst and D. Sachau
[A]

Systeme zur aktiven Lärmreduktion bieten eine Möglichkeit, Lärm gezielt so zu beeinflussen, dass der Komfort des Menschen verbessert wird. Ist die störende Lärmquelle bekannt, so ist die Regelung mit Referenzsignal möglich (Feedforward-Regelung). Sind jedoch in der Regelumgebung viele unkorrelierte Störschallquellen vorhanden, wie z.B. in einem Linienflugzeug, wird eine exakte Referenzierung des Störsignals für die Regelung erschwert. Aus diesem Grund wird hier die Implementierung der Feedback-Regelung für breitbandigen Störschall untersucht. Dabei wird eine Variante des single channel feedback filtered-X LMS (SISO FBFxLMS) verwendet, algorithmisch erweitert um den Ansatz der virtuellen Sensoren. Dazu wurde mit MATLAB-Simulink ein Simulationsmodell der Regelumgebung mit experimentell bestimmten Übertragungsstrecken erstellt und für den Fall eines bandbegrenzten Störsignals (100 f 300 Hz) untersucht. Das erstellte Modell wurde anschließend auf einer dSpace Hardware implementiert und in einer realen Testumgebung eingesetzt. Die Ergebnisse von Simulation und Experiment (10-14 dB Schallreduktion am Ort des virtuellen Sensors) werden hier diskutiert und das System hinsichtlich seiner Anwendbarkeit analysiert.

Jung, C.

• Untersuchung der Auswirkung unterschiedlicher Phasenmuster in Ultraschallwandleranordnungen auf die Schalldruckverteilung und die Kavitation
  R. Sobotta and C. Jung
[A]

Ausgehend von einer Idee von H. Kuttruff werden Kavitation- und Schalldruckverteilungen für Wandleranordungen mit verschiedenen Phasenmustern (Vorzeichenmustern) untersucht. Diese Idee beruht auf der Ausbreitung von ebenen Wellen in einer Resonatoranordung. Die Übertragbarkeit dieser Idee auf reale Wandleranordungen mit Richtcharakteristik der Wandlerelemente und der Ausbildung von Nah- und Fernfeld wird betrachtet. Untersucht wird, in wie weit diese Idee zu räumlich gleichmäßigeren Schalldruckverteilungen und Kavitationszonen im Nahfeld, wie in einem Ultraschallgerät, genutzt werden kann. Dazu werden Schallfeldberechnungen und Messungen von Schalldruck und Kavitation verglichen. Die Kavitation wird dabei durch Messung des Kavitationsrauschpegels ermittelt.

Jung, G.

• Antriebsakustik von Hybrid- und Elektrofahrzeugen
  P. Genender, K. Wolff, G. Jung and G. Eisele
[A]

Die Akustikentwicklungen von Hybrid- und Elektrofahrzeugen werfen völlig neue und spannende Fragen bezüglich einzuhaltender und zu entwickelnder NVH-Ziele auf, die vom Markt und potentiellen Kunden aktuell noch nicht beantwortet sind.

Elektrofahrzeuge sollten als besonders positive Eigenheit das geräuscharme Fahren speziell bei niedrigen Geschwindigkeiten aufweisen. Dann werden ähnlich angenehme Assoziationen wie beim Segeln zu Wasser oder in der Luft geweckt.

Bei Fahrzeugen mit zusätzlichem Verbrennungsmotor kann dieses Erlebnis bei Anspringen des Verbrennungsmotors jäh enden. Während dieser Effekt von aktuellen Hybridfahrzeugkonzepten bekannt ist und bereits zu antriebsseitigen Entwicklungsprämissen geführt hat, nimmt er bei den aktuellen Entwicklungen des Upsizings des Elektromotors und Downsizings des Verbrennungsmotors einen weiter gesteigerten Stellenwert ein.

Dieser Beitrag diskutiert die aktuellen Erkenntnisse der akustischen Zielwertdefinition, Bewertung und Marktakzeptanz von Hybrid- und Elektroantrieben und berichtet über Erfahrungen in der Entwicklung des FEV-Elektrofahrzeuges Liiondrive mit Range Extender Wankelaggregat.

Jung, O.

• Beurteilen von Fahrzeuginnenraumgeräuschen durch das Quantifizieren emotionaler Reaktionen
  O. Jung
[A]

Akustische Stimuli sind in der Lage, starke emotionale Reaktionen hervorzurufen. Dies gilt sowohl für Musik als auch für eher technische Geräusche von Maschinen und Produkten. Dabei spielen die individuellen Erfahrungen und Vorlieben der jeweiligen Personen ebenso eine Rolle wie der Kontext und die physikalischen Eigenschaften der akustischen Ereignisse.

In der hier vorgestellten Arbeit werden in einem Laborversuch die emotionalen Reaktionen auf verschiedene Fahrzeuginnenraumgeräusche untersucht, die bei gängigen Fahrsituationen auftreten. Die Probanden geben hierbei eine Selbstauskunft mit Hilfe einer non-verbalen, grafischen Skala, dem sogenannten ''Self-Assessment-Manikin'' (SAM). Dieses Verfahren ermittelt die momentanen affektiven Empfindungen der Versuchspersonen in drei vorgegebenen Dimensionen. Dadurch wird eine Quantifizierung dieser Reaktionen auf die getesteten quasi-stationären und nicht-stationären Geräusche ermöglicht. Ferner werden Zusammenhänge zwischen den ermittelten Werten des SAM und akustischen Merkmalen sowie psychoakustischen Metriken betrachtet.

Jungblut, T.

• Experimentelle Charakterisierung von piezoelektrischen Aktorsystemen für die aktive Lärm- und Schwingungsreduktion
  T. Jungblut, D. Mayer and S. Herold
[A]

Um die Körperschallabstrahlung zu reduzieren, wird immer häufiger versucht, die anregende Maschine mittels eines aktiven Systems von ihrer Trägerstruktur zu entkoppeln. Hierfür sind zahlreiche Aktor- und Regelungskonzepte bekannt. Von großer Bedeutung sind in diesem Zusammenhang unter anderen piezoelektrische Stapelaktoren. Um diese Aktoren mit ausreichend hoher elektrischer Energie zu versorgen, ist in der Regel eine Leistungsverstärkung der Steuersignale erforderlich. Insbesondere bei großen elektrischen Lasten sowie hohen Frequenzen und Amplituden der Ausgangssignale weisen die verwendeten Leistungsverstärker allerdings ein stark nichtlineares Verhalten auf. Da die erreichbare Performance des Gesamtsystems häufig durch die Verzerrungen in den Ausgangssignalen der Leistungsverstärkung begrenzt wird, ist für die Auslegung und Optimierung aktiver Lagerungen eine möglichst genaue Kenntnis bezüglich des dynamischen Verhaltens dieser kritischen Systemkomponente erforderlich. In diesem Beitrag wird ein Verfahren zur experimentellen Charakterisierung nichtlinearer Systeme am Beispiel von piezoelektrischen Aktorsystemen, bestehend aus Leistungsverstärkung und Aktor, vorgestellt. Dieser automatisierbare Ansatz sieht sowohl die Messung des linearen Signalanteils als auch die Bestimmung der nichtlinearen Anteile in den Signalen für verschiedene Betriebspunkte in Abhängigkeit der Frequenz vor. Hierdurch wird die messtechnische Erfassung eines frequenzabhängigen Klirrfaktors ermöglicht. Die entsprechenden Messergebnisse werden präsentiert, diskutiert und mit Simulationsergebnissen verglichen. Um der bei Systemen zur aktiven Schwingungskontrolle üblicherweise starken Kopplung zwischen elektrischem und mechanischem Teilsystem Rechnung zu tragen, werden neben elektrischen hierbei auch mechanische Größen betrachtet.

Kahl, M.

• Automatic Recognition of Tonal Instruments in Polyphonic Music from different Cultural Backgrounds
  M. Kahl, J. Abeßer, C. Dittmar and H. Großmann
[A]

This paper describes a feature-based approach for the note-wise classification of instruments in a polyphonic music segment. To reduce the amount of potential misclassification due to spectral overlapping of different instruments, we perform a pre-selection of notes. In doing so, we allow at most two instrument notes to overlap at the same time. If a dominant instrument is present, we try to detect it according to a majority decision of all note-wise classification results. Two evaluation experiments for selections of both western and non-western instruments are performed to examine the applicability of the implemented features for instrument recognition in a world-music context. For this purpose, we used three commonly used large-scale databases of instrument sounds. They contain samples recorded with varying instruments, recording conditions, performers, dynamic range and playing techniques. Furthermore we compile a novel database for non-western instruments. In addition to well-established audio features such as MPEG7 features and MFCC, we introduce a selection of novel features. For instance, the course of the envelopes is characterized for each harmonic separately and in comparison to the fundamental frequency.

Kaiser, I.

• Berechnung des Rollgeräusches von Eisenbahnrädern mittels Mehrkörpersimulation
  A. Carrarini, A. Heckmann and I. Kaiser
[A]

Die Mehrkörpersimulation ermöglicht heutzutage die Berechnung hochfrequenter Schwingungen elastischer Strukturen mit akzeptablem Rechenaufwand. In diesem Kontext bietet sich an, die Ergebnisse von Zeitsimulationen komplexer Mehrkörpersysteme mit elastischen Strukturen auch akustisch auszuwerten. Insbesondere geht es darum, den Körperschall zu berechnen, da diese Größe sich unmittelbar und mit minimalem Rechenaufwand aus den mechanischen Größen herleiten lässt. Dabei ist vorausgesetzt, dass das Modell den relevanten Frequenzbereich gut abbildet. Wenn auch eine Aussage über den abgestrahlten Schall notwendig ist, kann dies in einer zusätzlichen nachgeschalteten Analyse mit passenden Tools (z.B. BEM) erfolgen.

In diesem Beitrag wird die akustische Analyse eines rollenden Eisenbahnradsatzes durchgeführt. Der Radsatz wurde zunächst im FEM-Programm ANSYS modelliert und anschließend als flexibles Bauteil in das komplette Mehrkörpermodell eines Schienenfahrzeugs eingebaut. Hierfür wurde die Software SIMPACK verwendet. Es ist zu betonen, dass das Radsatzmodell keinen Einschränkungen unterliegt: er ist gelagert und wird von den Kräften am Rad/Schiene-Kontakt beansprucht, d.h. die Randbedingungen entsprechen weitgehend den realen operativen Randbedingungen. Bezüglich der Anregung des Radsatzes am Rad/Schiene Kontakt sind zwei Szenarien untersucht worden: die Schwankung der Kontaktkräfte aufgrund von Schienenrauheit und den Schlag beim Passieren des Herzstücks einer Weiche. In beiden Fällen werden die Rad/Schiene Kräfte ausgehend von Messdaten des Schienenprofils berechnet.

Kaldenbach, R.

• Mess-'Blackbox' zum Verständnis des Übertragungsverhaltens und der akustischen Messtechnik
  S. Fingerhuth, P. Dietrich and R. Kaldenbach
[A]

Mit dem Ziel den Studenten die Eigenschaften, Vorteile und Grenzen der digitalen Messtechnik zur Bestimmung von Systemübertragungsfunktionen näher zu bringen, wurde eine entsprechende ''Blackbox'' entwickelt.

Das Gerät hat intern sieben unterschiedliche auswählbare Messstrecken, die messtechnisch charakterisiert werden sollen. Die verschiedenen Strecken spiegeln übliche Messsituationen wider.

Eingebaut sind unter anderem eine normale LTI Messstrecke mit Bandpasseigenschaften, eine Strecke mit Hintergrundrauschen, weitere Strecken mit Nichtlinearitäten und Zeitvarianzen, usw.

Es sollen während der Messung der einzelnen Strecken Messeinstellungen verändert und deren Einfluss auf das Messergebnis analysiert werden. Die Einstellungen sind z.B. der Typ des Anregungssignals (Impuls, MLS, Sweep, Rauschen), Länge des Anregungssignals, Abtastfrequenz, Ausgangspegel und Eingangsempfindlichkeit, usw.

Durch einen eingebauten Lautsprecher kann der Ausgang des Systems angehört werden.

Kaltenbacher, M.

• Fluid-Structure-Acoustic Coupling Related to the Flow over Rigid and Flexible Plate Structures
  S. Müller, S. Becker, T. Biermeier, J. Grabinger and M. Kaltenbacher
[A]

Bei der Umströmung eines Automobils resultiert die Wechselwirkung des Strömungsfeldes im Nachlauf der A-Säule und des Seitenspiegels mit der Seitenscheibe in der Abstrahlung von tonalem und breitbandigem Schall in die Fahrgastzelle. Der so erzeugte Schall lässt sich in Strömungsschall infolge der Schwankungen im Strömungsfeld und Vibrationsschall aufgrund der induzierten Schwingungen der Seitenscheibe unterscheiden. Es werden Untersuchungen an einem Modellaufbau vorgestellt. Dabei handelt es sich um verschieden steife Plattenstrukturen, die in eine massive Grundplatte inte-griert sind. Die bündigen Oberflächen der jeweils betrachteten Platte sowie der Grundplatte werden mit unterschiedlichen Anströmgeschwindigkeiten überströmt. Weiterhin wird jeweils ein zu einem Seitenspiegel bzw. zu einer A-Säule korrespon-dierendes Hindernis in der Anströmung positioniert. Die Rückseite der Platten kann durch ein Plenum mit schallharten Wänden abgeschlossen werden. Der Einfluss der Plattensteifigkeit auf das wandnahe Strömungsfeld wird durch instationäre Wanddruckmessungen untersucht. Zusätzlich wird die resultierende Strukturbewegung mit einem Laser-Scanning Vibrometer erfasst. Druck- und Schnellemessungen werden zudem herangezogen um mittels Statistischer Energieanalyse (SEA) die Schallabstrahlung in das Plenum bzw. mittels eines Finite-Elemente Akustiklösers die Abstrahlung von tonalem Schall zu berechnen. Als Vergleichsbasis dienen umfangreiche Mikrofonmessungen. Die Ergebnisse erlauben Aussagen über die Abhängigkeit des abgestrahlten Schalls von der Plattensteifigkeit und zudem die Separation der Entstehungsmechanismen von Strömungs- und Strukturschall bzw. Schall unterschiedlicher Frequenzbereiche und Tonalität.

• Computational Aeroacoustics in Time and Frequency Domain
  H. Landes, M. Meiler, M. Kaltenbacher, S. Triebenbacher and S. Becker
[A]

We present a Finite Element (FE) formulation of Lighthill's acoustic analogy for the hybrid computation of noise generated by turbulent flows. In the present approach the flow feld is computed using ANSYS-CFX Scale Adaptive Simulation (SAS) turbulence models. The acoustic propagation is obtained by solving the variational formulation of Lighthill's acoustic analogy with the FE method. In order to preserve the acoustic energy, the inhomogeneous part of Lighthill's wave equation is computed by applying the FE formulation on the fne flow grid. The resulting acoustic nodal loads are then conservatively interpolated to the coarser acoustic grid. Subsequently, the radiated acoustic feld can be solved in both time and frequency domains. An enhanced Perfectly Matched Layer (PML) technique is employed, allowing truncation of the computational domain in the acoustic near feld, without compromising the numerical solution. To demonstrate the applicability of our scheme, we present full 3D numerical results for the computed acoustic feld generated by the turbulent flow around different square cylinder geometries. The sound pressure levels obtained compare well with measured values.

• Transient Material Optimization of a Physical Multi-Layered Vocal Fold Model
  B. Schmidt, M. Döllinger, M. Kaltenbacher and M. Stingl
[A]

Understanding the physical fundamentals of human voice is a challenging and interdisciplinary task. The present work takes a closer look at a physical model of the human larynx, in which the vocal folds are modeled by multi-layered elastic bodies, i.e. silicon layers. In contrast to previous work the dynamic behavior of the model is investigated.

We search for optimal material parameters, so that the movements of surface of the multi-layer model match given vibration patterns as good as possible regarded over a fixed period of time. These reference movements may arise from hemilarynx experiments or may be extracted from 3D high speed camera data recorded during in-vivo experiments using registration techniques.

For this purpose we employ an optimization concept based on a transient finite-element simulation of the model in which the vocal folds are considered linear-elastic bodies and we use an adapted material optimization approach in order to identify optimal material parameters for each layer by assuming isotropic or transversal-isotropic material properties.

We conclude this presentation by a series of experiments with a numerical vocal fold model.

• Numerical study of the acoustic sources inside the human larynx by the Finite Element Method
  S. Zörner, M. Kaltenbacher, R. Lerch and M. Döllinger
[A]

Human phonation is the result of the interaction of different physical fields. Fluid flow through the trachea generates vibrations of the vocal folds, which are positioned inside the larynx. Therewith, fluid flow as well as me- chanical vibrational induced sound is produced. A numerical scheme based on the 2d Finite Element method will be pre- sented, which allows to reveal the different mechanisms of voice produc- tion. Our investigations prove that the main parts within the primary acous- tic signal are generated by fluid flow. However, the vibration induced sound generated by the oscillations of the vocal folds plays a minor role. Con- cerning the flow induced sound, we may distinguish between the pulsating flow driven by the vocal folds oscillations and strong variations of fluid flow velocities due to the Coanda effect. The first phenomena induces a tonal signal, whereas the second phenomena generates vortices of different scales producing a broadband acoustic signal.

• Time Domain Boundary Conditions for Acoustic Conservation Equations
  A. Hüppe and M. Kaltenbacher
[A]

The applicability of every numerical scheme highly depends on its accuracy and on its computational costs. For finite element methods, the modeling of absorbing materials and free field radiation in the time domain is a challenging task. Both boundary conditions have to be realistic on the one hand and may not result in an unreasonable increase of the computational effort on the other hand. In this work we present an approach towards the time domain modeling of acoustic impedance boundary conditions based on the idea of recursive convolution. In the proposed formulation, the additional costs of computing a convolution integral on each boundary point reduce to the storage of two accumulators per point which are updated in each time step by a few additions and multiplications. In the second part we introduce a perfectly matched layer approach for free field radiation in the time domain. By introducing one vectorial auxiliary variable one can avoid higher order time derivatives, thus reducing the complexity of the time stepping scheme significantly. Both approaches are implemented in a higher order spectral finite element calculation scheme for the acoustic conservation equations. We investigate the performance of the proposed methods by means of numerical benchmarks.

• PML für vibroakustische Probleme im Frequenz- und Zeitbereich
  M. Meiler, H. Landes and M. Kaltenbacher
[A]

Zur Berücksichtigung absorbierender Randbedingungen bei Finite Elemente Simulationen in der Akustik haben sich Perfectly Matched Layer (PML) Verfahren in den letzten Jahren als ein sehr geeignetes Mittel erwiesen. Die größten Beschränkungen beim Einsatz der PML ergeben sich aus dem zusätzlichen Berechnungsaufwand, der Beschränkung auf den Einsatz im Frequenzbereich und Einschränkungen bei der geometrischen Form. In diesem Vortrag wird eine Implementierung der PML vorgestellt, die sowohl im Frequenz- als auch im Zeitbereich eingesetzt werden kann und bei welcher der zusätzliche Berechnungsaufwand minimiert wird. Dieses Verfahren kann sowohl bei Fluidschall- als auch bei Körperschallproblemen mit mechanischen bzw. piezoelektrischen Materialien sehr effizient eingesetzt werden kann. Durch geeignete Wahl der ortsabhängigen Dämpfungscharakteristik in der PML Schicht ist es dabei in vielen Fällen bereits ausreichend, eine ein-elementige Dämpfungsschicht zu verwenden. Es werden Ergebnisse umfangreicher Untersuchungen vorgestellt, die belegen, dass dabei sowohl für Fluid- als auch für Körperschallprobleme Reflektionsfaktoren erzielt werden können, welche über einen großen Frequenzbereich hinweg deutlich unter 0.1 % liegen. Schließlich wird anhand praktischer Anwendungsbeispiele gezeigt, dass die bei diesen Untersuchungen gewonnenen Erkenntnisse zur Modellierung der PML-Schicht auch bei komplexen Simulationsaufgaben gültig sind.

• Computational Aeroacoustics of a Backward Facing Step
  M. Kaltenbacher, J. Grabinger, S. Becker and F. Schäfer
[A]

Since the beginning of Computational Aeroacoustics (CAA), several numerical methodologies have been proposed, each trying to overcome the challenges that the specific problems under investigation pose for an effective and accurate computation of the radiated sound. The main difficulties that have to be considered for the simulation of flow noise problems include energy and length scale disparity, preservation of the multipole character of the acoustic sources and dispersion and dissipation occurring in numerical schemes. Due to the large disparities of length and energy scales between flow and acoustic quantities, the hybrid methodologies still remain the most commonly used approaches for aeroacoustic computations. In order to provide a basis for a real benchmark problem, we have performed highly resolved DNS (Direct Numerical Simulation) computations of a backward facing step with well defined boundary conditions for the flow. We will provide detailed analysis of the flow field as well as occurring acoustic field based on an enhanced Finite Element (FE) scheme solving Lighthill's acoustic analogy, and will encourage other research groups to use our fluid flow data to test their computational aeroacoustic schemes.

• Numerische Berechnung von Strömungslärm in rotierenden Systemen mittels FEM auf nicht-konformen Gittern
  J. Grabinger, R. Lerch, M. Kaltenbacher, S. Becker and B. Karic
[A]

Bei der Produktentwicklung von Lüftern und Pumpen spielt die Geräuschminderung eine immer wichtigere Rolle. Oft werden numerische Modelle zur Berechnung von Wirkungsgrad und Lärmemission eingesetzt, um den Bau kostspieliger Prototypen zu vermeiden. Stand der Technik bei der Berechnung der Abstrahlung von strömungsinduziertem Schall ist das sog. Ffowcs Williams-Hawkings-Verfahren. Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass nur das Laufrad in die Berechnung einbezogen werden kann, nicht aber das Gehäuse, da bewegte und ruhende Wände nicht gleichzeitig berücksichtigt werden können.

Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines numerischen Verfahrens, das sowohl die mit dem Laufrad rotierenden Schallquellen als auch die Reflexionen des Schalls am Gehäuse korrekt abbildet. Die aeroakustischen Schallquellen werden gemäß der Lighthillschen Analogie aus einer numerischen Strömungsberechnung extrahiert. Die Lösung der inhomogenen Wellengleichung erfolgt mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Um die Schallausbreitung gleichzeitig im rotierenden und im ruhenden Bezugssystem zu modellieren, wird eine Gebietszerlegung am numerischen Modell vorgenommen. Der Austausch von Schallwellen zwischen den nicht-konformen Gittern der beiden disjunkten Gebiete wird durch Anwendung der sog. Mortar-Methode realisiert. Dabei werden Lagrange-Multiplikatoren eingeführt, die eine übereinstimmende Lösung an der Schnittfläche der Gebiete sicherstellen. Das entwickelte Verfahren wird anhand eines einfachen Beispiels validiert und anschließend auf einen Radiallüfter angewandt.

• Sensitivity of Aeroacoustic Source Distribution for Different Glottal Motion Patterns
  W. Mattheus, S. Zörner, M. Triep, M. Stingl, M. Döllinger, R. Schwarze, M. Kaltenbacher and C. Brücker
[A]

The modulation of the air flow resulting from the oscillation pattern of the human vocal folds represents the main acoustic source in human voice generation. The present investigation uses a three-dimensional numerical model of the vocal folds and shows the connection between glottal motion pattern, the supraglottal flow field and the flow induced acoustic field. In a hybrid approach the Navier-Stokes equations for incompressible fluid flow are numerically solved and the aeroacoustic source terms for the inhomogeneous wave equation are determined by Lighthill's acoustic analogy. Coherent flow structures generated in the shear layer of the supraglottal jet flow and small-scale fluctuations occurring during the turbulent decay of the jet contribute to the acoustic source terms in the supraglottal flow field. In case of asymmetric vocal folds movement during phonation cycle the supraglottal jet is deflected out of central axis and shows a stronger interaction with the walls of the vocal tract. It is assumed that these interactions result in a change of the harmonic to noise ratio (HNR) in the generated primary voice signal. The HNR is used as a voice quality indicator.

Kameier, F.

• Experimentelle Untersuchung von Einflüssen auf die Strömungsakustik einer Zylinder/Platte-Konfiguration
  M. Winkler, K. Becker and F. Kameier
[A]

Es ist bekannt, dass Wirbelstrukturen hohe Geräuschpegel erzeugen, sofern sie auf mechanische Strukturen treffen. Die pegelgenaue Vorhersage derartiger Phänomene ist Gegenstand von Forschungsprojekten und noch nicht Stand der Technik in der industriellen Anwendung. Im Fokus der hier vorgestellten Untersuchung steht die experimentelle Bestandsaufnahme einer ebenen Platte im Nachlauf eines Zylinders bei Anströmgeschwindigkeiten bis zu 30 m/s. Einflussparameter und Quellmechanismen der Pegelerhöhung werden mittels Hitzdrahtanemometrie und Particle-Image-Velocimetry untersucht. Die gewählte einfache Konfiguration wurde ausgesucht, um das Verständnis für die physikalischen Vorgänge zu verbessern und Daten zur Validierung von numerischen Berechnungen zu liefern. Die Versuchskonfiguration besteht aus einer universell im Nachlauf eines Kreiszylinders traversierbaren Platte. Verglichen mit dem angeströmten Kreiszylinder alleine in der Strömung kommt es in Abhängigkeit von der Positionierung der Platte zu einer erheblichen Verstärkung der Schalldruckpegel. Variationen der Strömungsgeschwindigkeit, der geometrischen Positionierung der Körper zueinander oder die Veränderung der Körpergeometrien ermöglichen einen Überblick über das strömungsakustischen Verhalten des Systems. Die Messergebnisse werden mit Literaturwerten ähnlicher experimenteller und numerischer Untersuchungen verglichen. Der Einfluss einer möglichen Fluid-Struktur-Interaktion (FSI) auf die Strömungsakustik wird ebenfalls untersucht. Hierfür wird das strukturdynamische Verhalten der Platte auf Basis einer experimentellen Modalanalyse und Betriebsschwingformanalysen mittels Laser-Scanning-Vibrometrie untersucht.

• Aeroakustische Optimierung von Radialventilatoren in Spiralgehäusen
  I. Horvat and F. Kameier
[A]

Neben einem hohen Wirkungsgrad ist beim industriellen Einsatz von Radialventilatoren eine möglichst geringe Schallabstrahlung wichtig. Die Wechselwirkung zwischen rotierendem System und dem feststehenden Leitapparat - in diesem Falle das Spiralgehäuse - ist eine der Hauptquellen akustischer Druckschwankungen bei Strömungsmaschinen. Anhand der Auftragung der spezifischen Schallleistung nach Madison über dem Wirkungsgrad werden die Einflüsse der Zungengeometrie, der Laufradposition und des Spaltes zwischen Laufrad und Einlaufdüse auf das aeroakustische Verhalten von Radialventilatoren bewertet.

Es werden sowohl Forschungsergebnisse aus rund 40 Jahren Radialventilatorentwicklung als auch neu gewonnene Erkenntnisse aus einem vom BMBF geförderten FHprofUnd-Projekt (FKZ 1776X07) der FH Düsseldorf gezeigt.

• Konventionelle CFD für strömungsakustische Optimierung
  F. Kameier, I. Horvat and K. Becker
[A]

Strömungsakustische Berechnungen stehen im Fokus einer Reihe von Forschungsprojekten. In der industriellen Praxis ist es bisher eher nicht möglich, die Schallabstrahlung strömungsakustischer Quellen mit vertretbarem Aufwand zu berechnen. Goldstein hat zwar bereits 1976 Grundlagen dafür gelegt, die physikalischen Quellen und ihre Quellstärke müssen aber bekannt sein. Semiempirische Ansätze helfen, die Größenordnung einer möglichen Schallausbreitung abzuschätzen.

Zur konstruktiven Verbesserung technischer Anwendungen ist es aber bereits möglich, konventionelle CFD-Rechnungen durchzuführen, um die Strömungstopologie zu verstehen und um Optimierungsansätze zu entwickeln. Am Spalteffekt axialer Strömungsmaschinen, einer Zylinder-Platte-Konfiguration und der Staulippe eines Personenkraftwagens werden Beispiele zeitlich unkontrollierter Berechnungen (''Physical Time Steps'' als automatische Vorgabe) mit kommerzieller CFD-Software gezeigt und mit akustischen Messergebnissen bewertet.

Kammer, H.-J.

• Verfahren zur Ermittlung der Körperschalldämmung durch Entkoppelelemente in Kfz-Abgasanlagen
  H.-J. Kammer, M. Fallen, M. Böhle and T. Pfeffer
[A]

Die Abgasanlage überträgt Körperschall und strahlt Luftschall ab, für deren Entstehung andere Komponenten wie z.B. Abgasturbolader verantwortlich sind. Eine Minderung der Schwingungsanregung wird durch den Einsatz von Entkoppelelementen erlangt, deren Auswahl bisher primär im Hinblick auf tieffrequente Schwingungsentkopplung unterhalb von 500 Hz erfolgte. Das vermehrte Auftreten von Körperschall mit höheren Frequenzen, bedingt durch den Turbolader, und die immer weiter wachsenden Anforderungen an ein niedriges Geräuschniveau im Automobilbau lässt die Dämmung höherer Frequenzen zu einem wichtigen Auswahlkriterium geeigneter Entkoppelelemente werden.

Für die experimentellen Untersuchungen wurde ein Prüfstand entwickelt, der bereits auf der DAGA 2008 vorgestellt wurde. Damit ist es möglich, das Übertragungsverhalten von Entkoppelelementen mit einer indirekten Methode in einem Frequenzbereich bis 5 kHz zu erfassen. In axialer Schwingungsrichtung werden Vierpole zur Systembeschreibung verwendet. Es wird eine neue Methode zur Messung der lateralen und rotatorischen Transfersteifigkeiten vorgestellt. Diese baut auf dem Verfahren nach DIN ISO 10846-3 auf und wurde so erweitert, dass der Messfrequenzbereich keine Beschränkung zu tiefen Frequenzen hin hat, auch wenn kleine Abschlussmassen verwendet werden.

Des Weiteren wird gezeigt, welchen Einfluss unterschiedliche Anregungen und Vorspannungen bei nichtlinearen Elementen haben und welche Linearisierungsmethoden zu praxisrelevanten Ersatzmodellen führen. Messergebnisse von häufig eingesetzten Entkoppelelementen werden vorgestellt und deren Integration in Rechenmodelle der gesamten Abgasanlagendynamik gezeigt.

Kannampuzha, J.

• Evaluation of Articulatory Speech Synthesis: A Perception Study
  D. Bauer, P. Birkholz, J. Kannampuzha and B.J. Kröger
[A]

In this study, the intelligibility of an articulatory speech synthesizer has been evaluated by a perception test of monosyllabic utterances which were presented to a human listener. The stimuli were CV and CCV syllables. The CV syllables consisted of voiced and voiceless plosives /b,d,g,p,t,k/, nasals /m,n/ and the lateral /l/ as consonant combined with five different vowel qualities of long vowels in Standard German. The set of CCV was compiled by using a plosive as first consonant and nasal or lateral as second consonant. The analysis of the confusion matrix showed which parameters should be revised to improve the intelligibility of the synthesis: changed wall stiffness will have effect on bandwith of transition which seemed to be too broad, velocity of articulators seemed to bee too low during beginning of release. The aspiration parameters should be adapted, especially the amplitude of friction which seems to be too low for most voiceless plosives. The results are currently used to improve the synthesizer which is still under development.

Kappel, M.

• Sound Generation in a Piano: Multichannel Measurements
  M. Kappel, M. Abel, R. Gerhard and R. Bader
[A]

Different types of vibrations produced by a grand piano were recorded simultaneously with a multichannel measurement. The aim is to investigate the characteristics of a piano such as the correlation function between certain vibrations and the nature of sound wave transmission within the instrument. The data aquisition of the vibrations was carried out by three different means: 1) self-constructed poleshoes placed over the piano strings, 2) piezo-crystals located at the piano bridge and on the resonance board and 3) a single capacitor microphone positioned over the instrument. The transfer and correlation functions of sound waves are calculated for various parts of the piano, which are crucial for the tone generation.

Karic, B.

• Numerische Berechnung von Strömungslärm in rotierenden Systemen mittels FEM auf nicht-konformen Gittern
  J. Grabinger, R. Lerch, M. Kaltenbacher, S. Becker and B. Karic
[A]

Bei der Produktentwicklung von Lüftern und Pumpen spielt die Geräuschminderung eine immer wichtigere Rolle. Oft werden numerische Modelle zur Berechnung von Wirkungsgrad und Lärmemission eingesetzt, um den Bau kostspieliger Prototypen zu vermeiden. Stand der Technik bei der Berechnung der Abstrahlung von strömungsinduziertem Schall ist das sog. Ffowcs Williams-Hawkings-Verfahren. Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch, dass nur das Laufrad in die Berechnung einbezogen werden kann, nicht aber das Gehäuse, da bewegte und ruhende Wände nicht gleichzeitig berücksichtigt werden können.

Ziel dieses Beitrags ist die Entwicklung eines numerischen Verfahrens, das sowohl die mit dem Laufrad rotierenden Schallquellen als auch die Reflexionen des Schalls am Gehäuse korrekt abbildet. Die aeroakustischen Schallquellen werden gemäß der Lighthillschen Analogie aus einer numerischen Strömungsberechnung extrahiert. Die Lösung der inhomogenen Wellengleichung erfolgt mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode. Um die Schallausbreitung gleichzeitig im rotierenden und im ruhenden Bezugssystem zu modellieren, wird eine Gebietszerlegung am numerischen Modell vorgenommen. Der Austausch von Schallwellen zwischen den nicht-konformen Gittern der beiden disjunkten Gebiete wird durch Anwendung der sog. Mortar-Methode realisiert. Dabei werden Lagrange-Multiplikatoren eingeführt, die eine übereinstimmende Lösung an der Schnittfläche der Gebiete sicherstellen. Das entwickelte Verfahren wird anhand eines einfachen Beispiels validiert und anschließend auf einen Radiallüfter angewandt.

• Einsatz von Integralverfahren zur Schallvorhersage am Beispiel von Radiallaufrädern
  C. Scheit, B. Karic, A. Delgado and S. Becker
[A]

Integralverfahren, basierend auf einer akustischen Analogie, werden bereits seit einigen Jahrzehnten erfolgreich zur Berechnung von Fluglärm eingesetzt. In den letzten Jahren wurden diese Verfahren auch zur Schallvorhersage von Axial- und Radiallaufrädern eingesetzt. In dieser Arbeit wird die akustische Analogie von Ffowcs Williams und Hawkings vorgestellt. Die allgemeine Form kann für eine poröse, stationäre Integrationsfläche vereinfacht werden. In dieser Form wird das Integralverfahren zur Schallberechnung eines Radiallaufrades benutzt. Die dazu erforderlichen Strömungsdaten werden aus einer transienten Strömungsberechnung auf Basis der reynoldsgemittelten, kompressiblen Erhaltungsgleichungen gewonnen. Es wird anhand experimenteller Daten gezeigt, dass die Änderung der Schallabstrahlung durch eine Änderung der Schaufelform mittels des hier vorgestellten hybriden Verfahrens vorhergesagt werden kann. Dies ermöglicht es, Integralverfahren auch zur akustischen Auslegung von Radiallaufrädern zu benutzen.

Kartzow, F.

• Simultane Optimierung von Tilgerparametern an einem Stabwerk
  O. Janda, F. Kartzow and L. Schewe
[A]

Tilger werden seit ca. 100 Jahren erfolgreich zur Schwingungsreduktion mechanischer Strukturen eingesetzt. Wir stellen Ergebnisse eines mathematischen Optimierungsverfahrens für die simultane Optimierung aller Tilgerparameter an einer realen Struktur vor. Dazu untersuchen wir ein Stabwerk, das im Rahmen des interdisziplinären Projekts AdRIA (Adaptronik-Research, Innovation, Application) entwickelt wurde. Bei der Tilgerauslegung gibt es grundsätzlich die Möglichkeit die Tilgereigenfrequenz auf die Frequenz einer harmonischen Störerregung (im englischen Sprachgebrauch ''Neutralizer'') oder auf eine Eigenfrequenz der Struktur abzustimmen (''Absorber''). Im zweiten Fall wird beim Einsatz mehrerer Tilger an einer Struktur i.d.R. jeder Tilger für sich auf eine andere Resonanzfrequenz der zu dämpfenden Struktur eingestellt. Dabei finden in der Praxis meist die klassischen Auslegungsregeln von Den Hartog Anwendung. Die Interaktion der Tilger untereinander wird dabei vernachlässigt. Die simultane Optimierung der Tilgerparameter aller Tilger, die an einer Struktur angebracht werden, ist Gegenstand aktueller Forschung. Bei unserem Ansatz wählen wir als Gütemaß die H -Norm der Störübertragungsfunktion des Systems. Die Minimierung der H -Norm erfolgt durch Lösen einer Bilinearen-Matrixungleichung (BMI). Vorwissen über den Ort und das Frequenzspektrum der Erregung kann bei der Problemformulierung berücksichtigt werden. Auf diese Weise wird die unter den gegebenen Randbedingungen optimale Tilgerauslegung bestimmt, die gekennzeichnet ist durch die Eigenfrequenzen und Dämpfungsmaße der Tilger.

Kauba, M.

• Netzwerkbasierte Umsetzung einer verteilten aktiven Schwingungskompensation
  M. Kauba and D. Mayer
[A]

Zur aktiven Schwingungsreduktion werden oftmals Signalverarbeitungseinheiten mit mehreren Ein- und Ausgängen benötigt, um alle Sensor- und Aktorgrößen geeignet verarbeiten zu können. Diese Systeme sind zentralisiert ausgerichtet, was hinsichtlich einer modularen Gestaltung der Signalverarbeitung und hinsichtlich einer guten Systemintegration bei räumlich verteilten Sensoren- und Aktoren nicht immer vorteilhaft ist. Im vorliegenden Beitrag soll daher die Umsetzung einer verteilten aktiven Gegensteuerung basierend auf dem mehrkanaligen Filtered-Reference-Least-Mean-Squares Algorithmus untersucht werden. Hierzu wird der Algorithmus auf mehrere durch ein Kommunikationsmedium verbundene Signalverarbeitungsknoten aufgeteilt, welche jeweils einen Aktor ansteuern. Die Idee für die verteilte Umsetzung, sowie experimentelle Ergebnisse der netzwerkbasierten Implementierung im Vergleich zu einer zentralisierten Implementierung auf einem Rapid-Control-Prototyping System werden dargestellt. Anwendungsgebiet sind aktive Lager zur Beruhigung von Strukturbauteilen welche z.B. durch Aggregate oder Fahrwerksteile zu Vibrationen oder zur Schallabstrahlung angeregt werden. Als Versuchsaufbau dient ein vereinfachtes Modell einer aktiven Lagerung, wobei eine mit einer Störgröße erregte Struktur über piezokeramische Stapelaktoren auf einem zu beruhigenden elastischen Fundament gelagert ist. Ziel der aktiven Lagerung ist die Minimierung der in das Fundament eingeleiteten Kräfte, weshalb zwischen den Aktoren und der zu beruhigenden Struktur Kraftsensoren zur Messung des Fehlersignals integriert sind.

Kausel, W.

• Acoustical exploration on the role of the audiophonatorical feedback in professional female classical singing
  I. Bendl, S. Carral and W. Kausel
[A]

This study aims to proof or disproof a general spoken consensus among singers that singing is mainly controlled using kinaesthetically sensations. Though it is the singers experience that the environment may influence the kind of singing too. Is it possible to estimate the extent of the influence of acoustical feedback given by the acoustical environment for classical female singing?

Five singers were asked to sing the first verse of the song ''Heidenröslein'' from Franz Schubert in an unechoic chamber. Two microphones were placed in front of the singer in a distance of 2.6 m with a distance of 2.6m between the microphones. Both signals were amplified and recorded. One was altered with a hall generator and then sent back to the singer, who receives the signal through a headphone. There were used different settings of the hall generator which gave the acoustical impression of being in a different environment.

This study has a look at parameters as sound quality, musical criteria like tempo and time dependant changes in the generation of the sound and physiological parameters represented by spectral tilt and inverse filtering. The occurrence of the characteristically criteria was statistically evaluated in dependency of the acoustical conditions.

Kayser, H.

• Audio-visuelle Identifikation ungewöhnlicher Ereignisse – das DIRAC Projekt
  J. Anemüller, J.-H. Bach, L. van Gool, M. Havlena, H. Kayser, W. Moreau, T. Pajdla and S. Wabnik
[A]

Das von der EU geförderte Projekt DIRAC (''Detection and Identifikation of Rare Audio-Visual Cues'') hat zum Ziel, in audio-visuellen Szenarien Situationen zu identifizieren, die unerwartete Ereignisse enthalten. ''Unerwartet'' bezieht sich hier darauf, dass die identifizierten akustischen und visuellen Objekte sich nicht zu einer kongruenten Gesamtszene fusionieren lassen, da ''Widersprüche'' wie z. B. ungewöhnliche und nicht-kongruente Positionen oder Identitäten akustischer und visueller Objektanteile existieren. Diese Fragestellung ist in verschiedenen Monitoring Anwendungen relevant, etwa zur Überwachung hilfsbedürftiger Personen in Wohnumgebungen, sowie im Sicherheitsbereich. Zur Untersuchung mit realen Daten wurde die mobile audio-visuelle Plattform AWEAR konstruiert, die Vierkanalmikrophonie mit omnidirektionen Stereokameras kombiniert. In diesem Beitrag werden theoretische und technische Aspekte der Verarbeitung so gewonnener Szenen vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der akustischen Szenenanalyse mit Lokalisations- und Klassifikationsmethoden. Die audio-visuellen Aufnahmen sind für Forschungszwecke frei verfügbar unter www.diracproject.org.

Keiler, F.

• Robust Spatial Panning Functions for Nonuniform Loudspeaker Layouts
  J.-M. Batke and F. Keiler
[A]

Panning functions are required if several loudspeakers are used to synthesise an impinging wave front from an acoustic source for a distinct direction. To obtain such panning functions, various ways are described in the literature. Using a vector base related to a selection of loudspeakers in a distinct spatial direction results in the vector base amplitude panning (VBAP). This more heuristically driven technology uses pairs of loudspeakers in the 2-dimensional and triples in the 3-dimensional case. The physically driven approach considered in this contribution uses all available loudspeakers simultaneously, and the panning functions strongly depend on the chosen loudspeaker positions. If these positions are geometrically irregular (e.g. in the typical 5-channel surround sound setup), a straight forward calculation leads to directional errors as well as a non-uniform power distribution. Panning functions that avoid these problems are termed as robust.

All known robust panning function approaches from the literature describe 2-dimensional scenarios, whereas in this contribution a 3-dimensional scenario is considered. A least-squares pressure matching design is described using an irregular spatial loudspeaker setup. The results using this new 3-dimensional approach are compared with the VBAP system in an informal listening test.

Kengne, S.

• Mobile Phone Performance Evaluation in Background Noise
  H.W. Gierlich, F. Kettler, S. Poschen and S. Kengne
[A]

The performance of mobile terminals in the presence of background noise is crucial because this represents the typical use case today. This also motivates the development and conduction of appropriate speech quality tests. The D-value calculated from DELSM according to ITU-T Recommendation G.111 and the ANR in a similar way represent a one-dimensional score indicating the sensitivity differences of a terminal for speech and background noise and is typically used in telecommunication. A more advance method, SNRI is described in ITU-T Rec. G.160. A perceptually based method for determine the performance of terminals in background noise is described in ETSI EG 202 396-3. For objective performance evaluation all methods are compared for different narrowband and wideband mobile phones. All methods are analyzed with respect to their ability to predict quality parameters of speech in a noisy environment. The results are discussed and conclusions about the applicability and comparability of the methods are drawn.

Kerber, S.

• Sounddesign im Dienste der Wahrnehmbarkeit von leisen Fahrzeugen
  A. Zeitler, R. Liebing and S. Kerber
[A]

Mit der zunehmenden Verbreitung von Hybrid- und Elektrofahrzeugen entsteht aufgrund des deutlich geringeren Außengeräusches akuter Handlungsbedarf im Hinblick auf die Fußgängersicherheit. Insbesondere bei Geschwindigkeiten im Bereich bis ca. 30 km/h ist das Reifen-/Fahrbahngeräusch in vielen urbanen Situationen nicht ausreichend um ein herannahendes Fahrzeug rechtzeitig im Geräuschhintergrund zu detektieren. Um für die akustische Gestaltung zur Verbesserung der Wahrnehmbarkeit objektive Vorgaben machen zu können, wurden in der vorliegenden Studie exemplarisch die Außengeräusche von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor und Elektroantrieb untersucht. Für die psychoakustische Bewertung der Geräuschaufnahmen wurde das an der TU München entwickelte Berechnungsverfahren zur Vorhersage der Wahnehmbarkeit auf Basis von Mithörschwellen eingesetzt. Die Ergebnisse erlauben eine objektive Bewertung des Sicherheitsrisikos und verdeutlichen beispielhaft die Bedeutung psychoakustischer Bewertungsverfahren für zielgerichtete Geräuschgestaltung. Dadurch können die durch leise Fahrzeuge entstehenden Sicherheitsprobleme gelöst und gleichzeitig die zusätzlichen Geräuschemissionen auf das notwendige Maß begrenzt werden.

• What does the ability to suppress a single reflection tell us about localisation performance in rooms?
  S. Kerber and B.U. Seeber
[A]

Localisation in rooms is characterised by the presence of multiple reflections interfering with the direct sound from source to listener. Nevertheless, due to the ''precedence effect'', normal hearing listeners are able to cope in such situations by apparently ignoring the later arriving reflections. Most studies on the precedence effect have used a paradigm in which a sound (the ''lead'') and a single delayed reflection (the ''lag'') are played from different directions. In realistic situations, however, multiple early reflections as well as late reflections might interfere with the direct sound. The aim of the current study is to compare to what degree localisation performance in rooms can be predicted from the simple lead-lag precedence effect paradigm. Participants localised lead-lag stimuli for different relative levels and delays of the lag to quantify how listeners cope with differently pronounced single reflections. Additionally, localisation was assessed in simulated rooms for various direct-to-reverberant ratios, demonstrating a decline in localisation performance for smaller ratios. The comparison of the ability to cope with single reflections and with simulated reverberation of rooms will show to what degree the former can be used to predict the latter.

Kessler, Roger

• Abstimmung auditiver Anzeigen für Fahrerassistenzsysteme - Adjustment of Auditory Displays for Driver Assistance Systems
  M. Strauß, T. Treichel and R. Kessler
[A]

Die Entwicklungen im Bereich der aktiven und passiven Sicherheit von Fahrzeugen liefern einen wertvollen Beitrag zur Verkehrssicherheit. Um den Fahrer in seiner Fahraufgabe zu unterstützen, wurden in den vergangenen Jahren zahlreiche Fahrerassistenzsysteme entwickelt und eingeführt. Einparkhilfen, Fahrdynamikregelungen, Bremsassistenz und Navigationssysteme können hier beispielhaft aufgeführt werden. Ergänzend zu den visuellen und taktilen Fähigkeiten des Fahrers wird dabei zunehmend auch der auditive Informationskanal genutzt. In der multimodalen Informationsdarstellung liegt der Schlüssel zu effizienteren, intuitiv nutzbaren Mensch-Maschine-Schnittstellen. Deshalb stellt die gewissenhafte Abstimmung auditiver Anzeigen einen wichtigen Schritt zur Optimierung der Informationsübertragung zwischen Fahrerassistenzsystem und Fahrzeugführer dar. Prozessbedingt stellt sich diese Aufgabe als mehrmals wiederkehrender und - je nach Methode - auch als zeitaufwändiger bzw. schwer reproduzierbarer Arbeitsschritt dar. In diesem Beitrag wird auf die bestehende Problematik eingegangen und ein Lösungsansatz zur Klangzeichenabstimmung vorgestellt. Mit Hilfe eines Mikrofonaufbaus und einem nachgelagerten statistischen Ansatz zur Bestimmung der Lautstärke von ausgewählten Klangzeichen konnten zuverlässige Ergebnisse erzielt werden. Diese reproduzierbaren Messergebnisse haben das Potential, zu einem wertvollen Bestandteil für den Entwicklungs- und Laborbetrieb zu werden. Eine Protokollierung und Archivierung der Messdaten kann der Überprüfung des Serienstands in Fahrzeugen mit Hinblick auf den letzten Entwicklungsstand dienen und zur Qualitätssicherung herangezogen werden.

Kessler, Roland

• Vergleich von PIV Messungen mit CFD Simulationen als Basis für CAA
  C. Spehr, A. Henning, L. Koop and R. Kessler
[A]

Die numerische Simulation von breitbandigen aeroakustischer Lärmquellen beruht meist auf einem hybriden CAA/CFD Ansatz, wobei im ersten Schritt die Strömung mit einem CFD-Verfahren berechnet wird. In dem hier vorgestellten Projekt werden für den CFD-Schritt die zeitgemittelten Strömungslösungen einer RANS Simulation verwendet. Im CAA-Schritt wird das akustische Feld mit Hilfe von akustischen Störungsgleichungen simuliert, wobei die instationären Quellen über ein stochastisches Modell berechnet werden. Das Ziel der vorgestellten Arbeiten ist die Validierung des ersten Schrittes des hybriden Verfahrens, der zeitgemittelten Strömungslösung. Hierzu wurden zeitaufgelöste Particle Image Velocimetry (PIV) Messungen in der Quellregion durchgeführt. Die Ergebnisse der CFD-Simulation und der PIV-Messung werden verglichen und die Auswirkungen auf die CAA-Simulation analysiert. Als Testobjekt dient die breitbandige Geräuschentstehung in einem Klimaanlagenrohr. In einem Prüfstand wurden die relevanten Strömungsparameter der Geräuscherzeugung ermittelt. Die Messstrecke enthält zwei Rohrblenden, von denen die stromaufwärts gelegene Blende als Turbulenzerzeuger eine schallarme Verwirbelung erzeugt, die an der zweiten Blende zur Schallgenerierung führt. Der Einfluss unterschiedlich starker Turbulenzen auf die Schallentstehung wurde so durch die Variation des Abstandes der beiden Rohrkomponenten untersucht.

Kettler, F.

• Echo Assessment in Narrowband and Wideband Scenarios
  F. Kettler and M. Lepage
[A]

Echo disturbances are typically characterized by the two parameters echo attenuation and echo delay (round trip delay). Both values are verified individually with reference to common standards in telecommunications. A new approach to quantify echo disturbances was intro-duced during the last NAG/DAGA 2009. It is based on a hearing adequate echo analysis and considers the masking by the user's own voice. Furthermore it is applicable for narrowband and wideband scenarios, which makes it suitable for upcoming telecommunication networks and the new generation of terminals. Results of subjective tests, both talking and listening tests and listening only tests as well as latest modifications on the echo assessment model are discussed.

• Mobile Phone Performance Evaluation in Background Noise
  H.W. Gierlich, F. Kettler, S. Poschen and S. Kengne
[A]

The performance of mobile terminals in the presence of background noise is crucial because this represents the typical use case today. This also motivates the development and conduction of appropriate speech quality tests. The D-value calculated from DELSM according to ITU-T Recommendation G.111 and the ANR in a similar way represent a one-dimensional score indicating the sensitivity differences of a terminal for speech and background noise and is typically used in telecommunication. A more advance method, SNRI is described in ITU-T Rec. G.160. A perceptually based method for determine the performance of terminals in background noise is described in ETSI EG 202 396-3. For objective performance evaluation all methods are compared for different narrowband and wideband mobile phones. All methods are analyzed with respect to their ability to predict quality parameters of speech in a noisy environment. The results are discussed and conclusions about the applicability and comparability of the methods are drawn.

• Advanced Testing of Wideband Terminals
  F. Kettler, S. Poschen, A. Raake and S. Spors
[A]

Communication is migrating towards wideband transmission (50 Hz - 7 kHz). Terminals and networks are developed in order to provide a significant step towards higher speech quality. At the same time, also standardization bodies like ETSI, GCF and the DECT Forum are working on new specifications for terminals. At this stage, network provisioning and wideband terminal testing often only considers the speech codec implementation. It is typically disregarded that speech quality is mainly deter-mined by the acoustic interfaces and the implemented signal processing. In order to setup appropriate speech quality measurements for wideband terminals, existing narrowband and wideband test specifications were reviewed and analyzed. Advanced tests such as double talk performance measurements and quality tests in the presence of back-ground noise have only recently been established for narrowband terminals. They need to be re-considered and established for wideband terminals, too, in order to provide high quality terminals already during market launch. Furthermore wideband requirements can typically not be extrapolated from the narrowband case. This contribution discusses current wideband standards and the development of new speech quality tests and requirements for mobile and fixed wideband terminals.

King, R.

• Aktive Kontrolle thermoakustisch instabiler Azimuthalmoden in einem annularen Rijke Rohr
  J. Moeck, G. Gelbert, M. Paul, C.O. Paschereit and R. King
[A]

Thermoakustische Instabilitäten sind eines der Hauptprobleme bei der Entwicklung effizienter, schadstoffarmer Gasturbinen. Heutige Gasturbinenbrennkammern haben tyischerweise eine annulare Bauform mit einer Vielzahl von über den Umfang angeordneten Brennern. Solch ein geometrisches set-up weist eine Reihe von akustischen Umfangsmoden im Bereich von einigen hundert Hz auf. Diese können unter bestimmten Voraussetzungen mit der instationären Wärmefreisetzung der Flamme koppeln und zu selbsterregten Schwingungen führen. Da annulare Brennkammern hochkomplexe Systeme sind, orientieren sich die meisten experimentellen und numerischen Studien zur Analyse und Kontrolle von thermoakustischen Instabilitaeten lediglich an Einzelbrennerkonfigurationen, in denen die Wärmefreisetzungfluktuationen ausschließlich mit den akustischen Longitudinalmoden koppeln. In der vorliegenden Arbeit präsentieren wir ein thermoakustisches Ersatzsystem, ein annulares Rijke Rohr, dass trotz seiner Einfachheit azimuthale Instabilitätsmoden aufweist. Basierend auf einem theoretischen Modell der Konfiguration werden Regelungsverfahren zur Unterdrückung der instabilen Umfangsmoden im Experiment angewendet.

• Regelungskonzept zur aktiven Minderung des Drehklangs axialer Turbomaschinen bei Verwendung aeroakustischer Gegenschallquellen
  O. Lemke, R. Muminovic, W. Neise, L. Enghardt, R. King and M. Möser
[A]

In einem DFG geförderten Forschungsvorhaben werden aeroakustische Gegenschallquellen zur aktiven Minderung des Drehklangs eines Axialventilators verwendet, die durch das Einblasen von Druckluft über zylindrische Düsen zwischen Rotor und Stator angeregt, zur Ausbildung eines Sekundärschallfeldes führen. Damit unterscheidet sich dieser Ansatz wesentlich von konventionellen Verfahren, welche Lautsprecher verwenden.

Die Hauptursache der tonalen Geräuschentstehung in axialen Turbomaschinen sind instationäre periodische Kräfte als Folge der Rotor-Stator Interaktion, die zu einer Abstrahlung kompliziert strukturierter Schallfelder in das Fernfeld führen. Die modale Zusammensetzung des Schallfeldes in Umfangsrichtung ist dabei abhängig von der Anzahl der Rotor- und Statorschaufeln. Bei Verwendung der gleichen Anzahl von Einblasdüsen wie Statorschaufeln ist in jedem Fall sichergestellt, dass als Folge der Rotor-Störung-Interaktion das Sekundärschallfeld hinsichtlich seiner modalen Umfangsstruktur dem Primärschallfeld entspricht. Die Anpassung von Amplitude und Phasenlage erfolgt durch den Einblasmassenstrom und die Umfangsposition der Düsen bezüglich des Stators.

In vorangegangen Untersuchungen wurde ein Extremwertregler entwickelt, welcher ohne Systemkenntnis auskommt, aber sehr langsam ist. Der aktuelle Regelungsentwurf basiert auf einer linearen Phasenbeziehung des Sekundärfeldes zur Umfangsposition der Düsen. Dabei wird die Amplitude und Phase des Sekundärschallfeldes mittels eines Kalmanfilters geschätzt und schließlich die Umfangsposition der Düsen für eine optimale Schallpegelminderung durch einen einfachen PI-Regler sehr schnell eingestellt.

Kirchner, K.-R.

• SB - Noise Control Design Rules & Rules of Thumb revisited by numerical Experiments
  K.-R. Kirchner and T. Kohrs
[A]

Noise Control Design Rules and Rules of Thumb are a kind of recipes and valuable tools for the daily noise control by design process as well as for trouble shooting tasks, even so they are rough procedures, practices or guesstimates. A few of these rules are investigated (e.g. Lambda-Half-Rule for Mass and Stiffness) in numerical experiments to show the effect of the applied methods of SBN-reduction with regard to generation (excitation), transmission and radiation. Therefore generic sources (force, velocity) and transmission paths are treated in conjunction with different receiving structures.

Kirchner, T.

• Raumakustik in Berliner Klassenräumen im Vergleich mit internationalen Normen
  T. Kirchner
[A]

In den Jahren 2008/2009 wurden in Berlin über 200 Klassenräume im Hinblick auf deren raumakustische Situation und die damit verbundenen Voraussetzungen für Lernen und Lehren untersucht. Dabei erfüllten im Schnitt nur 12% der Klassenräume die Anforderungen nach DIN 18041. Unter anderem hat sich gezeigt, dass es keine großen Unterschiede zwischen Alt- und Neubauten oder zwischen privat und öffentlich getragenen Objekten gibt.

Besonders die Anforderungen an die Nachhallzeit bei tiefen Frequenzen bzw. deren baupraktischen Umsetzungen und die Umrechnung der Nachhallzeit für den besetzten Raumzustand erweisen sich in der Praxis als problematisch. Hier hat sich gezeigt, dass die Eingangsdaten für die Berechnung des besetzten Raumzustandes zu ungenau sind und stark von der Realität abweichen.

Sind diese Anforderungen praxisgerecht und welche Anforderungen stellen andere internationale Normen an die Planung und Beurteilung der raumakustischen Situation in Klassenräumen? Der Vortrag zeigt die praktischen Probleme während der Studie auf; die Ergebnisse werden im Detail erläutert und sowohl mit der DIN 18041 als auch mit anderen internationalen Richtlinien verglichen.

Kissner, S.

• Limits of intelligible speech in medium sized multi purpose spaces
  S. Kissner, M. Barron and M. Blau
[A]

Many medium-sized spaces (with volumes between 1000 and 3000 m) are used for both speech and music. Examples include churches, school halls or local cultural spaces. The different requirements for speech and music make the acoustic design of such spaces difficult, in particular if a purely passive solution is sought. In acoustical terms, the question is to which limits can reverberation time be increased while still maintaining acceptable speech intelligibility.

This problem was addressed by investigating generic medium-sized spaces using computer simulation and scale model measurements. In the models, absorption was added until a certain target value for speech intelligibility (measured by Deutlichkeit D) was obtained. Then, reverberation metrics (EDT, T30, Sabine RT) and C80 were analysed, in order to assess the suitability for music performances.

The results indicate that under the given conditions, reverberation times recommended for music, along with acceptable values for C80, might still allow sufficient speech intelligibillity. One important effect observed with this type of room is that the various reverberation metrics differ due to the presence of two-dimensional horizontal sound fields away from the (absorbing) audience seating. This behaviour can be expected for these rooms and consequently it can be exploited when acoustically designing multi-purpose spaces.

Kitze, J.

• Materialprüfung mit Ultraschall unter Verwendung von SAFT und der Gruppenstrahlertechnik
  J. Kitze, R. Boehm, G. Brekow and M. Kreutzbruck
[A]

Die Kenntnisse über die Existenz und vor allem über die Abmessungen von Rissen sind für die Sicherheit und die Bestimmung des Gefährdungspotentials von hochbelasteten Bauteilen unbedingt erforderlich. So werden quantitative Aussagen über die zu erwartende Fehlergröße zum Beispiel in der Bruchmechanik für die Bestimmung der Restlebensdauer benötigt. Bei austenitischen und ferritischen Werkstoffen ist vor allem Spannungsrisskorrosion ein großes Problem. Dabei treten Risskonfigurationen im Inneren des Bauteiles auf, die mit konventioneller Ultraschallprüftechnik aufgrund der komplizierten Rissflächengestalt und Rissorientierung nur unzureichend abgebildet werden können. Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Analyse von Materialschäden bietet die ''Synthetic Aperture Focusing Technique'' (SAFT). Dieses Verfahren setzt die Nutzung von konventionellen Prüfköpfen mit breiter Schallbündeldivergenz voraus, die jedoch nicht genügend Signal-Rausch-Verhältnis liefern um komplizierte Risskonfigurationen aufzulösen. In der vorgeschlagenen Methode wurden Gruppenstrahlerprüfköpfe anstelle der konventionellen Prüfköpfe eingesetzt, die durch einen Winkelschwenk ein divergentes Schallfeld künstlich nachbilden. Für diese Art der SAFT-Auswertung wurden neue Algorithmen entwickelt, die entsprechende Korrekturen für Gruppenstrahlerprüfköpfe enthalten. Die Möglichkeiten und Grenzen dieser Technik wurden theoretisch untersucht und in Modellrechnungen simuliert. Untersuchungen wurden an künstlich nachgebildeten Rissen mit konventionellen Prüfköpfen und Gruppenstrahlerprüfköpfen mit anschließender SAFT-Rekonstruktion durchgeführt. Die Prüfsysteme wurden hinsichtlich ihrer Nachweisempfindlichkeit und ihrer Eignung zur Fehleranalyse verglichen.

Kitzig, A.

• Filterung der Kurzzeit-Energieverläufe in Teilbändern zur Verbesserung der Spracherkennung bei Freisprechen
  A. Kitzig and H.-G. Hirsch
[A]

Beim Einsatz eines Spracherkennungssystems im Freisprechmodus in einer räumlichen Umgebung stellt man eine deutliche Verschlechterung der Erkennungsraten auf Grund des Nachhalls fest. Ein möglicher Ansatz zur Verbesserung der Erkennungsraten besteht in einer Vorverarbeitung des Sprachsignals zur Reduktion des Halls. Da zur Extraktion relevanter akustischer Merkmale im Bereich der Spracherkennung meist eine Analyse im Spektralbereich stattfindet, bietet sich der Einsatz eines im Frequenzbereich arbeitenden Verfahrens an. Der Nachhall führt zu einer Tiefpassfilterung des Verlaufs der Kurzzeit-Energie in einzelnen Teilbändern. Es gab bereits verschiedene Untersuchungen zur Verwendung einer inversen Filterung. Dabei wurden die Filter in der Regel aus einem einfachen Hallmodell abgeleitet, das auf einem exponentiell abfallenden Verlauf der Raumimpulsantwort beruht. Damit kann allerdings nur näherungsweise der Nachhall in realen Räumen modelliert werden. Im Rahmen dieser Untersuchungen werden zunächst verschiedene Filteransätze zur Modellierung des Nachhalls realer Räume im Frequenzbereich betrachtet. Dabei werden Filterstrukturen betrachtet, die eine bessere Modellierung im Vergleich zu den einfachen Hallmodellen erlauben. Aus den geeignetsten Filtermodellen wird eine zugehörige inverse Filterung abgeleitet. Die Verwendbarkeit einer derartigen Vorgehensweise zur Reduktion des Halls und zur Verbesserung der Spracherkennung wird im Rahmen von Erkennungsexperimenten mit Sprachdaten aufgezeigt, deren Aufnahme im Freisprechmodus durch Faltung mit realen Raumimpulsantworten nachempfunden wird.

Klärner, M.

• Akustische Charakterisierung von Verbundstrukturen mit Papierwabenkernen
  M. Klärner, S. Iwan and L. Kroll
[A]

Im Zuge energie- und ressourceneffizienter Fertigungsprozesse sowie steigenden Anforderungen an umweltgerechte Materialien und deren Recyclingfähigkeit kommt Verbundwerkstoffen mit Papierwaben eine stetig steigende Bedeutung zu. Bisherige Untersuchungen zum akustischen Verhalten von derartigen Verbundwerkstoffen beschäftigen sich vorrangig mit schubweichen geschäumten Kernen. Im vorliegenden Beitrag werden neuartige Verbunde mit Kernen aus Papierwaben und verschiedenen thermoplastischen sowie duroplastischen Deckschichten im Bezug auf ihre akustischen Eigenschaften betrachtet. Diese Materialien eignen sich durch ihr geringes Flächengewicht, die Möglichkeit der großserienfähigen Verarbeitung sowie des geringen Gewichts und Preises für alle Arten von Innenraumverkleidungen. Daher werden qualitative und quantitative Bewertungen der absorbierenden und schalldämmenden Eigenschaften von Verbunden mit unterschiedlichen Deckschichten und Materialkombinationen basierend auf experimentellen Untersuchungen durchgeführt. Die Messergebnisse werden mit den Eigenschaften seriennaher Materialien und Tragschichten aus Naturfasern verglichen. Darüberhinaus wird die Bewertung der mechanischen Eigenschaften wie Biegesteifigkeit und Flächengewicht zur Sicherstellung der Anwendbarkeit der neuartigen Leichtbaustrukturen herangezogen.

Klein, A.

• Beurteilung eines Flugzeuginnengeräuschs in Abhängigkeit von der Kabinen-Farbgestaltung
  I. Holube, I. Eilers, A. Escher, A. Klein, F. Kramer, L. Wilholt and F. Wolters
[A]

Zur Untersuchung der Wahrnehmung eines Flugzeuginnengeräuschs in Abhängigkeit von der Farbgestaltung der Kabinen wurden zwei audiovisuelle Tests webbasiert von ungeübten Probanden online durchgeführt. Der erste Test bestand aus einem Paarvergleich, bei dem der lautere von zwei Stimuli mit identischem Pegel, aber in der Farbe unterschiedlichem Bild einer Flugzeugkabine (blau, gelb, rot, grün) ausgewählt werden musste. Im zweiten Test wurden zwölf verschiedene Farb-Pegel-Kombinationen mit Hilfe des semantischen Differentials eingestuft. Dazu wurden fünf bipolare Adjektivpaare (dumpf/schrill, leise/laut, monoton/abwechslungsreich, sicherheitsvermittelnd/bedrohlich und angenehm/unangenehm) verwendet. An den Tests nahmen 39 bzw. 46 Probanden im Alter von 17-55 Jahren teil. Im Paarvergleich zeigte sich die Tendenz, dass die grüne Flugzeugkabine leiser eingestuft wurde, während zwischen blau, gelb und rot kein Unterschied zu beobachten war. Bei den Bewertungen mit Hilfe des semantischen Differentials ergaben sich große interindividuelle Unterschiede und im Friedman-Test ein signifikanter Einfluss der Farbe, der jedoch nicht für alle Pegel und Probanden konsistent war. Als Anhaltspunkte konnten lediglich eine Tendenz zur Beurteilung ''schrill'' für die gelbe Flugzeugkabine und zur Beurteilung ''sicherheitsvermittelnd'' für die grüne Flugzeugkabine aus den Daten extrahiert werden. Ein Grund für die großen Streuungen ist vermutlich die mangelnde Vergleichbarkeit der Darbietungen durch die webbasierte Durchführung mit der persönlichen Ausstattung der Probanden.

Klein, F.

• Interaktiver audiovisueller Demonstrator psychoakustischer Phänomene
  F. Klein, A. Kruspe, M. Pfitzer, S. Werner and K. Brandenburg
[A]

Eine akustische Szene lässt sich durch eine Vielzahl von Parametern beschreiben, wie beispielsweise durch die Anzahl und Signale von Schallquellen und durch akustische Rauminformationen. Die genannten Parameter lassen sich im Allgemeinen messtechnisch bestimmen; ihr Einfluss auf die Wahrnehmung der akustischen Szene wird jedoch stark durch die Psychoakustik beeinflusst. Es gibt eine große Anzahl an psychoakustischen Effekten, die sich in Aufbau und Wirkungsweise stark unterscheiden. Eine einfache und übersichtliche Präsentation und Beschreibung der Phänomene kann daher zu einem größeren Verständnis beitragen. Diese Präsentation soll mittels eines interaktiven audiovisuellen Demonstrationstools anschaulich einen Überblick über einige wichtige psychoakustische Phänomene geben. Durch eine grafische Oberfläche wird der jeweils dargestellte Effekt durch textuelle und grafische Darstellung (Bilder, Animationen) erklärt. Anschließend kann durch interaktive Steuerung von Effektparameter der Effekt selbst nachvollzogen werden. Der Aufbau des Programmes ist modular, um später eine einfache Erweiterung um weitere Effekte oder eine Nutzung des Programmes für andere Anwendungen zu ermöglichen. Im Wesentlichen sind zwei Einsatzgebiete für dieses Demonstrationstool denkbar. Zum einen ist es ein sinnvolles Werkzeug in der Lehre, um interessierten Personen psychoakustische Effekte zu demonstrieren und verständlich zu machen. Zum anderen kann in einem weiteren Schritt die Plattform genutzt werden, um in Hörtests die akustische Wahrnehmung genauer zu untersuchen.

Kleinhenrich, C.

• Untersuchungen mit einem hybridisierten Finite Elemente / Finite Differenzen Simulationsverfahren im Zeitbereich zur Modellierung akustischer Grenzübergänge
  C. Kleinhenrich, S. Schäfer, T. Weigler and D. Krahé
[A]

Die Finite Differenzen Methode im Zeitbereich (Finite Differences in the Time Domain, FDTD) liefert gute Ergebnisse in Simulationen tieffrequenter Schallausbreitung in Räumen. Problematisch hingegen ist die Modellierung von Grenzübergängen unter Berücksichtigung frequenzabhängiger Reflexion, Absorption und Transmission. Ähnliche Schwierigkeiten ergeben sich bei realitätsnahen Simulationen von Schallquellen. In diesem Paper werden Untersuchungen zur virtuellen Ankopplung zweier räumlich getrennter Schallfelder vorgestellt, die Methoden der Finiten Elemente und Finiten Differenzen kombinieren. Die Beurteilung der Simulationsergebnisse wird anhand von Messungen überprüft.

Kletschkowski, T.

• Evaluation of Active Noise Control Strategies
  T. Kletschkowski and D. Sachau
[A]

Different approaches can be applied for active control of interior noise. If the anti-noise is generated by loudspeakers, the approach is known as active noise control (ANC). If an active control system consists of structural actuators and acoustic sensors, active structural acoustic control (ASAC) is applied. If structural actuators as well as structural sensor are used, active vibration control (AVC) is applied

However, if it is impossible to block a specific transmission path by AVC or to reduce noise radiation into the enclosure by ASAC, ANC is in many situations a valid approach that can directly be applied to the acoustic field by causing only minor retroaction on the surrounding structure. This statement will be motivated by a simplified analysis of an air filled duct that is coupled to a vibrating structure.

To evaluate different ANC strategies, a close form solution will be derived in frequency domain using a travelling wave model. The advantages and disadvantages of different control strategies such as minimization of pressure and pressure gradient will be discussed with respect to the reduction of the potential energy density of the benchmark system.

• Schallquellenortung in einer Flugzeugsektion mit inverser Finite-Elemente-Methode
  M. Weber, T. Kletschkowski and D. Sachau
[A]

Die Identifikation von Lärmquellen in der Flugzeugkabine ist insbesondere bei tiefen Frequenzen schwierig, da das sich ausbildende stehende Schallfeld keinen direkten Rückschluss auf Schallquellen zulässt. Ein neuer Ansatz zur Rekonstruktion von Schalldruck und Schallschnelle auf dem Kabinenrand basiert auf der inversen Finite-Elemente-Methode (IFEM).

Dieses Vorgehen bedarf zunächst der Aufnahme von Messwerten im Kabineninneren. In einem zweiten Schritt werden diese den Knoten eines akustischen Finite-Elemente-Modells zugeordnet. Befinden sich alle Schallquellen auf dem Kabinenrand, kann das aus dem numerischen Modell resultierende Gleichungssystem umsortiert werden, und zwar derart, dass mit Hilfe von Regularisierungsverfahren die Berechnung der unbekannten Randlasten auch bei Störung der Messwerte möglich wird.

Ein Nebeneffekt des Umsortierens ist allerdings die Tatsache, dass das neue zu lösende Gleichungssystem rangdefizitär und somit unterbestimmt ist. Da die üblichen iterativen Gleichungslöser eine Minimierung der Lösungsnorm bewirken, hat dies teilweise fehlerhafte Ergebnisse zur Folge. Die Einführung einer neuen Norm zur Minimierung der akustischen Energie kann dieses Problem umgehen.

Anhand von Messungen in einer Flugzeugsektion (Airbus A340) wird die Anwendbarkeit des IFEM-Verfahrens und der Energienorm demonstriert.

• Numerische Untersuchungen zur aktiven Lärmkompensation in kleinen Räumen
  F. Teuma Tsafack, T. Kletschkowski and D. Sachau
[A]

In Ruhebereichen von Flugzeugen, Schienenfahrzeugen oder Reisebussen müssen unzulässig hohe Schallpegel vermieden werden. Insbesondere im Bereich tiefer Frequenzen, kann die aktive Schallreduktion passive Schallschutzmaßnahmen signifikant unterstützen. Ein besonderes Problem stellen breitbandige Störungen dar, die nicht eindeutig referenziert werden können, und so den Einsatz einer adaptiven Vorwärtsführung (Feedfoward Control) ausschließen. Die Anwendung eines Feedback-Reglers erfordert jedoch eine ko-lokale Platzierung von Aktuatoren und Sensoren, wodurch, im Allgemeinen, der Regelungserfolg mit zunehmender Entfernung zur Sensorposition deutlich abfällt. Die Schlafzelle der Kabinenbesatzung in einem Langstreckenflugzeug mit Jet-Antrieb stellt ein typisches Anwendungsbeispiel dar. Um zu untersuchen, wie in diesem Fall mit Hilfe einer ko-lokalen Feedback-Regelung eine ausgedehnte Ruhezone im Kopfbereich einer ruhenden Person erzeugt werden kann, wurden verschiedene Regelungskonzepte mit Hilfe eines vibro-akustischen Finite-Element-Models der Schlafzelle untersucht. Neben der klassischen Schalldruckregelung wurde auch die gleichzeitige Regelung von Schalldruck und Schallschnelle untersucht. Die Analysen zeigen, dass mit Hilfe einer kombinierten Druck-Schnelle-Regelung deutlich höhere Regelungserfolge am Kopf erzielt werden könnten.

Kling, C.

• Breitbandmessplatz zur Prüfung der Richtcharakteristik von Schallpegelmessern und Messmikrofonen
  C. Kling, M. Schuster and I. Bork
[A]

An der PTB muss bei der Zulassungsprüfung von Schallpegelmessern und der Sekundärkalibrierung von Messmikrofonen unter anderem die Richtcharakteristik untersucht werden. Bisher wurde dies im Sinustonverfahren durchgeführt. Dabei wurde für jeden Raumwinkel und jede Frequenz, die von den jeweiligen Normen vorgeschrieben sind, eine eigene Messung durchgeführt. Der Zeitaufwand hierfür ist immens. Nun wurde im Rahmen einer Diplomarbeit ein neuer Messplatz aufgebaut, der mit Breitbandsignalen anstatt mit Sinustönen arbeitet. Die daraus folgende Zeitersparnis ist so groß, dass auch höhere Frequenz- und Raumwinkelauflösungen in vernünftiger Messzeit zu realisieren sind. Dies kommt der Qualität der Prüfungen zugute. Das neue Breitbandverfahren bietet somit bei gleicher Messunsicherheit deutliche Vorteile gegenüber dem bisherigen Sinustonverfahren.

Klippel, W.

• Erkennung und Ortung von akustischen Strömungsgeräuschen an Leckstellen
  R. Werner and W. Klippel
[A]

In der Produktion von Lautsprechern können verschiedenartige Defekte auftreten, die das Wiedergabeverhalten negativ beeinflussen. Durch Asymmetrien, irreguläre Schwingungsmoden, lose mechanische Verbindungen oder Fremdkörper entstehen angeregte, oft impulsive Störgeräusche durch Anschlagen, Reiben oder parasitäre Vibrationen von Elementen des Lautsprechers. Die abgestrahlten Verzerrungsmuster können nach dem Stand der Technik im Rahmen der Qualitätsüberprüfung messtechnisch ausgewertet werden.

Eine völlig andere Fehl