Abdelaziz, Ahmed Hussen
- Abdelaziz A.H., Charaf L.A., Zeiler S. und Kolossa D.
Visual speech features encoding lip movements are almost fully independent of acoustical environmental effects. Recently, they have therefore attracted significant attention for the purpose of robust automatic speech recognition, where they are typically deployed in conjunction with the conventional acoustical features. In order to optimally fuse audio and video features, the relative contribution of each modality to the recognition decision should be dynamically controlled, e.g. by so-called stream weights. Training stream weight estimators requires choosing a suitable feature-dependent or model-dependent reliability measure and an appropriate mapping function that maps this measure to the corresponding stream weight. In this paper, we compare different reliability measures and mapping functions for stream weight estimation, and we evaluate their performance in audio-visual speech recognition based on coupled HMMs for a range of adverse acoustical conditions.
Abele, Martin
- Abele M. und von Estorff O.
Akustischer Komfort hat in der Automobil- und in der Luftfahrt-Industrie eine große Bedeutung. Dabei spielt Lärm, der durch turbulente oder diffuse Schallfeldanregung verursacht und über die Struktur in den Innenraum transmittiert wird, bei der zunehmenden Verwendung von Leichtbaumaterialien eine immer wichtigere Rolle. Um die Transmissionseigenschaften von Wandstrukturen charakterisieren zu können, wird in der Regel der Transmissionsgrad verwendet, welcher mit Hilfe der FEM berechnet werden kann. Die stochastischen Eigenschaften der Anregung und die Berechnung der abgestrahlten Leistung können in der FEM leicht zu einem hohen numerischen Berechnungsaufwand führen. Der vorliegende Beitrag beschäftigt sich daher mit der effizienten Berechnung von Transmissionsgraden bei Einwand- und Doppelwand-Systemen. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der effizienten Behandlung der Anregungsfelder mit Hilfe von Sampling-Methoden und der effizienten Bestimmung der abgestrahlten Leistung mit Hilfe von Methoden, die auf einer Lösung des Rayleigh-Integrals basieren.
Achs, Günther
- Oberhauser A., Achs G., Göbl M. und Kopf F.
Erschütterungs- und Sekundärschallimmissionen stehen im innerstädtischen Bereich im Spannungsfeld zwischen kurzen Zugangswegen von Wohnhäusern zu den Stationen und entsprechenden Emissionen, die im Schienenpersonennahverkehr unvermeidbar sind. Bei den Wiener Linien werden Masse-Feder-Systeme somit nicht nur im U-Bahnbau sondern auch im dichten Netz der Straßenbahnen eingesetzt, da die Abstände der angrenzenden Bebauung zu den Gleiskörpern hierbei besonders gering sind. Vor allem Unstetigkeiten im Oberbau wie sie etwa durch Weichen und Schienenkreuzungen resultieren, führen meist zu relativ hohen Erschütterungsemissionen. Um diese Bereiche bestmöglich zu schützen wurden in langjähriger Entwicklungsarbeit Oberbausysteme entwickelt, die durch deren elastische Komponenten ein hohes Maß der auftretenden Schwingungen absorbieren.
In der Baustellenpraxis eines Verkehrsunternehmens ist es dennoch häufig erforderlich, die Erschütterungsemissionen der Verkehrsmittel vor und nach Baumaßnahmen zu dokumentieren. Unterschiedliche Qualitäten des umgebenden Bodenkörpers in innerstädtischen Bereich führen hier oftmals zu überraschenden Ergebnissen!
Adam, Frank
- Dahlhaus F., Großmann J., Adam F., Dombrowski-Daube K. und Schuldt B.
Bei der Errichtung von Offshore Bauwerken werden Pfähle mit Hilfe von Impulsrammen in den Meeresboden eingebracht. Dabei treten hohe Schalldrücke auf, die sich über große Entfernungen auf die Meeresumwelt auswirken und zu einer Beeinträchtigung von Meeressäugern, insbesondere zur Schädigung ihres Gehörs führen können. Die bisher für Tiefgründungen im Offshore-Bereich eingesetzten Stahlrammpfähle weisen hohe Schallemission auf.
Der Tagungsbeitrag soll einen auf der Auswahl geeigneter Werkstoffe und Werkstoffkombinationen basierenden neuen Ansatz zur primären Schallminderung aufzeigen. Es werden die theoretischen und experimentellen Ergebnisse einer Machbarkeitsstudie zur Entwicklung eines neuartigen Pfahltragwerkes aus druck- und schlagfesten Verbundwerkstoffen präsentiert. Im Rahmen der Materialentwicklungen konnte durch den gezielten Einsatz von hochtragfähigen als auch schallreduzierenden Werkstoffkomponenten eine Schallminderung erreicht werden. Zugleich ist die Dauerhaftigkeit des Verbundwerkstoffes unter gegebenen Umweltbedingungen und infolge Lastwechselbeanspruchungen zu gewährleisteten. Es werden die für den Verbundwerkstoff in maßstäblichen Laborversuchen ermittelten und gegenüber klassischen Stahlrohrtragwerken deutlich reduzierten Schalldrücke und -kennwerte vorgestellt. In begleitenden numerischen Untersuchungen erfolgte die Entwicklung eines Finite-Element Berechnungsmodells zur Prognose der Hydroakustik im Nah- und Fernfeld des Rammpfahls. Mithilfe der experimentellen Ergebnisse konnte eine erfolgreiche Validierung des Modells vorgenommen werden. Im Ergebnis der Studie kann festgehalten werden, dass der primäre Schallschutz ein großes Potential zur Verringerung der Schallemissionen im Offshore-Bereich besitzt.
Aderhold, Jacob
- Beilfuss I., Aderhold J. und Bitzer J.
Bei Außenaufnahmen von Audio und Bildmaterial können Windgeräusche sowohl die Klangqualität als auch das Sprachverstehen verschlechtern: Dies gilt auch für Hörgeräteträger, die über eine reduzierte Sprachverständlichkeit in windiger Umgebung klagen. Neben passiven Möglichkeiten zur Windgeräusch-Reduktion (wie z.B. Windschutzkorb und Windjammer an Mikrofonen) gibt es Algorithmen zur Reduktion in Bereichen der Offline-Verarbeitung (z.B. Restauration von Außenaufnahmen) und Online-Verarbeitung (z.B. in Hörgeräten). Diese Algorithmen profitieren von der Verwendung eines Windgeräuschdetektors, da unerwünschte Nebeneffekte bei der Verarbeitung vermieden werden. Ziel dieser Arbeit ist die einkanalige Detektion von Windgeräuschen über einen Klassifikationsansatz. Neben speziell für diese Problematik entwickelten Merkmalen werden Mel Frequency Cepstral Coefficient's (MFCCs) und verschiedene Modulationsspektren verwendet. Aus der großen Anzahl extrahierter Merkmale werden durch unterschiedliche Selektionsansätze optimale Teilmengen ausgewählt und anschließend mit bekannten Lernverfahren hinsichtlich ihrer Klassifikationsleistung verglichen.
Adrian, Jens-Alrik
- Willhaus J., Bitzer J. und Adrian J.-A.
Die klassische Definition des Signal-Rausch-Verhältnisses bzw. -abstands (SNR) benötigt einen separaten Zugriff auf die beteiligten Nutz- und Störsignalanteile. Zusätzlich reicht bei instationären oder gefärbten Signalen durch fehlende perzeptive Relevanz die breitbandige Leistungsdefinition nicht aus, was in der Vergangenheit bereits zur Definition des frequenzgewichteten und segmentierten SNR führte. Abseits der Laborbedingungen stehen aber Signal und Rauschen nicht getrennt zur Verfügung und eine blinde Schätzung des Verhältnisses wird notwendig, um z.B. die intelligente signalabhängige Parametrisierung eines Entrauschungsalgorithmus zu ermöglichen.
Es werden deshalb bekannte und neue Verfahren zur SNR-Schätzung vorgestellt und basierend auf einer Vielzahl von Signalen und Störungen evaluiert. Die Ergebnisse zeigen, dass eine perzentilbasierte Analyse in Bark-Bändern in den wesentlichen SNR-Bereichen eine ausreichende Genauigkeit erzielt, während klassische, oftmals auf Pausendetektion basierende, Verfahren vor allem für Musik, aber auch bei nicht-stationär oder gefärbt verrauschter Sprache fehlschlagen.
- Adrian J.-A. und Bitzer J.
Die mittleren spektralen Eigenschaften von Sprache sind in Form des LTASS (Long Term Average Speech Spectrum) seit vielen Jahren bekannt und wurden von Byrne et al. (1994) in einem multilingualen Vergleich standardisiert. Rauschsignale, deren spektrale Verläufe dem des LTASS entsprechen, werden zum Beispiel als Maskierer für Sprache in Form von Störsignalen zur Evaluierung automatischer Spracherkennungssysteme oder Hörgerätealgorithmen hinsichtlich ihrer Robustheit gegenüber Störungen verwendet.
Für die Evaluation von Algorithmen, die für Musiksignale konzipiert sind, kann solch ein Maskierer als Störsignal mit spektralen Eigenschaften eines LTAMS (Long Term Average Music Spectrum) von Interesse sein. So werden beispielsweise in der Audiorestauration Methoden zur Signalaufbereitung, wie z. B. Entrauschungsalgorithmen, angewendet, deren Leistungsfähigkeit für Musik mit einem LTAMS-Rauschen evaluiert werden können. Ebenso kann bei der Schätzung von akustischen Parametern wie Nachhallzeit oder Direct-To-Reverberant-Ratio die Robustheit mit einem LTAMS-Rauschen untersucht werden.
In dieser Arbeit werden Langzeitspektren aus populärer und klassischer Musik aus jeder Dekade zwischen den Jahren 1960 und 2000 erstellt und auf ihre spektralen Eigenschaften untersucht. Weiterhin werden aus dem Musikmaterial Rauschsignale mit zum LTAMS äquivalenter Rauschleistungsdichte generiert. Die Analysen und Signale werden für Forschungsprojekte öffentlich zugänglich gemacht.
Ahlefeldt, Thomas
- Ahlefeldt T.
Quellmechanismen bei aeroakustischen Modellen hängen von dimensionslosen Kennzahlen ab, welche das Verhältnis von Kräften und problemcharakteristischen Längen darstellen. Eine aeroakustische Ähnlichkeit ist dann gegeben, wenn die Mach-, die Helmholtz- und die Reynoldszahl von Original und Modell identisch sind. Zur Bestimmung der Schallemission von Verkehrsflugzeugen und Schienenfahrzeugen werden in der Entwicklungsphase Untersuchungen an kleinskaligen Modellen vorgenommen. Bei Messungen in Windkanälen unter normalen Umgebungsbedingungen ist aufgrund der Modellskalierung die aeroakustische Ähnlichkeit nicht gegeben. Eine besondere Herausforderung ist hierbei die Reynoldszahlähnlichkeit. Es werden Mikrofonarray-Messungen vorgestellt, welche im European Transonic Windtunnel (ETW) durchgeführt wurden. Am ETW ist es möglich, durch Erhöhung des statischen Luftdrucks (bis 450 kPa) und der Verringerung der Temperatur (bis 110 K) Reynoldszahlen zu erreichen, welche dem des Originalmaßstabes entsprechen. Am DLR wurde die Mikrofonarraymesstechnik für die Anwendung unter diesen Bedingungen weiterentwickelt und ein Mikrofonarray mit 96 Mikrofonen entworfen und konstruiert. Mit diesem Array wurden Messungen an einem 1:13,6 skalierten Airbus K3DY Flugzeug-Halbmodell für verschiedene Reynoldszahlen bis zu denen des Originalmaßstabes durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Abhängigkeit von der Reynoldszahl für verschiedene aeroakustische Quellen auf dem Flugzeugmodell. Unserer Kenntnis nach wurden bei diesen Messungen weltweit erstmalig aeroakustische Daten eines skalierten Modells bei Reynoldszahlen des Originalmaßstabes erfasst.
Ahnert, Wolfgang
- Behrens T. und Ahnert W.
Altenhein, Kerstin
- Altenhein K., Biermeier T., Blaschke R. und Becker S.
Durch die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen, tritt in Zukunft in der Fahrzeugakustik die Klimaanlage immer weiter in den Fokus. Während der Bereich der Ausströmer eine Vielzahl verschiedener Veröffentlichungen existiert, wird die Akustik der Laufradabströmung in der Literatur kaum behandelt. Jedoch ist das Verständnis grundlegenden Mechanismen bei der Entstehung von Geräuschen in Klimaanlagen für die Optimierung der Klimatisierungsakustik sowie der Verkürzung der Entwicklungszeiten wichtig. Deshalb liegt in dieser Arbeit der Schwerpunkt auf Untersuchungen der akustischen Quelltermproduktion im Laufrad und deren Anströmbedingungen. Hierfür wurde ein Modell entwickelt, bei dem die Zunge modular austauschbar gestaltet ist und der Diffusorwinkel variiert werden kann. Vor allem in der Gestaltung der Zungengeometrie für Lüftungslaufräder in Klimaanlagen gibt es nur begrenzte Informationen über den Zusammenhang zwischen hydrodynamischer und akustischer Optimierung. Als zusätzlicher Einflussparameter wird der Diffusorwinkel betrachtet. Für die experimentellen Untersuchungen wurden Lasermessverfahren zur Erfassung des Strömungsfeldes korreliert mit Druckmessungen und Akustikmessungen im Fernfeld eingesetzt. Die Ergebnisse belegen, dass hydrodynamische und akustische Optimierung einen getrennten Optimierungsansatz fordern.
Altinsoy, Ercan
- Nicht A. und Altinsoy E.
- Merchel S., Caspari A. und Altinsoy E.
In Diskotheken, auf Konzerten oder im Kraftfahrzeug wird Musik oft mit hohem Pegel wiedergegeben. Dabei regt der Schall nicht nur die Haarzellen des Innenohres, sondern auch die Körperoberfläche zum Schwingen an. Sogar während eines klassischen Sinfoniekonzertes im Konzertsaal können überschwellige Vibrationen nachgewiesen werden. In einer vorangegangenen Studie konnte gezeigt werden, dass Vibrationen für die Qualität des Konzerterlebnisses von Bedeutung sind. In einem anderen Experiment wurde nachgewiesen, dass Vibrationen die wahrgenommene Lautheit tieffrequenter Töne beeinflussen. Ein Ton wurde dabei als lauter empfunden, bei zeitgleicher Darbietung von Schwingungen über einen Sitz. Die Vermutung liegt nahe, dass Vibrationen auch die Wahrnehmung der Bassintensität in einem Musikwiedergabesystem verändern. Dieser Beitrag untersucht daher den Einfluss von Ganzkörperschwingungen auf den bevorzugten Basspegel für Musik. Es stellt sich die Frage, ob durch zusätzliche Vibrationswiedergabe, beispielsweise in einer Diskothek, der Schalldruckpegel reduziert werden kann um so Hörschäden zu vermeiden.
Amor, Ghassen Ben
- Blanchet D. und Amor G.B.
Accurate interior noise predictions are important at every stage of vessel design. Stringent targets set by owners of luxury vessels and by legislation in the case of industrial or military vessels dictate the insulation package content and its distribution. Current use of empirical models result in poor interior noise predictions due to changes in construction techniques and new materials not reflected in outdated empirical formulae. This in turn results in additional expense due to over specified sound insulation packages. Noise prediction models must be capable of being deployed at an early stage in the proposal process for initial sound insulation cost estimates and later in the design process to accurately predict interior noise levels. Predictive noise models must be built quickly from 2D drawings of the cabin layout to enable rapid response to initial assessment of interior noise levels and sound insulation specifications. This paper presents recent developments in automating the SEA model building process and optimizing the insulation at the proposal phase, feasibility stage or at a later stage where details can be added to the existing model to ensure that the insulation package designer has the right model at the right time.
Anagiotos, Andreas
- Pazen D., Lüers J.-C., Anagiotos A., Gostian A.-O. und Beutner D.
Angster, Judit
- Rucz P., Preukschat T., Angster J., Augusztinovicz F. und Miklós A.
Lingual organ pipes produce sound by means of the interaction of a vibrating tongue and an acoustic resonator. The pitch of the pipe is determined by the frequency of tongue vibration, whereas the sound character is mostly influenced by the resonator. The two components form a strongly or weakly coupled vibroacoustic system depending on the pipe form and the actual tuning and voicing settings. In this contribution a modeling approach for the simulation of the sound generation of lingual organ pipes is presented. The proposed model consists of a reed and a resonator model. The reed model comprises the equations of motion for the vibrating tongue including flow and acoustic feedback effects. The acoustic behavior of the resonator is characterized by its frequency dependent input admittance function, which is calculated by means of a unidimensional model consisting of arbitrary axisymmetrical resonator sections. The acoustical model also contains a radiation impedance database created from finite element simulations for various cone angles. The results of the proposed model are validated by comparison to measurements performed on real lingual pipes.
Aoki, Yohko
- Piscoya R., Ochmann M., Aoki Y. und Maysenhölder W.
In einer früheren Arbeit wurde die Schalldämmung profilierter Platten unter Verwendung einer kombinierten BEM-FEM-Methode bestimmt. Um das Modell zu vereinfachen, wurden die Platten in einer schallharten Wand angebracht und die Wirkung von Sende- und Empfangsraum durch ein diffuses Feld bzw. Absorption modelliert. Damit vermeidet man, die Räume in das BE-Modell explizit einzufügen. Das diffuse einfallende Schallfeld wurde durch eine Reihe von unkorrelierten ebenen Wellen angenähert, und es wurden keine Reflexionen im Empfangsraum berücksichtigt. Die Rechnung wurde für jede einfallende Welle einzeln durchgeführt. Die gesamte einfallende bzw. übertragene Leistung ergibt sich dann als Summe der Beiträge der einzelnen Wellen. Bei Messungen haben aber die Räume einen Einfluss auf die Ergebnisse, insbesondere bei tieferen Frequenzen. In der vorliegenden Arbeit werden die Sende- und Empfangsräume in den numerischen Simulationen berücksichtigt. Die Ergebnisse der Simulationen des gesamten Prüfstandes werden mit den Ergebnissen des vereinfachten Modells verglichen. Zwei Arten von Wandabsorption werden berücksichtigt: ein konstanter Wert für alle Frequenzen und frequenzabhängige Werte. Außerdem wurden zwei Anordnungen der Räume untersucht: eine ohne Nische und eine zweite mit einer Nische, um den sogenannten ''Nischen-Effekt'' zu studieren. Schließlich werden die Simulationen mit Messungen, die im Fensterprüfstand am IBP in Stuttgart durchgeführt wurden, verglichen.
Arend, Johannes
- Stade P., Arend J. und Goebels K.
Eine Untersuchung der Raumakustik basiert in der Regel auf Messung der omnidirektionalen Raumimpulsantwort. Viele gängige raumakustische Kriterien lassen sich aus dieser Impulsantwort bestimmen und erlauben eine Klassifizierung des Raumes. Allerdings sind diese Methoden mitunter mit Einschränkungen versehen und für die Analyse komplexer Konstellationen wenig aussagekräftig. Vor allem eine genaue örtliche Detektion konkreter Reflexionsflächen ist nur bedingt möglich. Hingegen ermöglicht der Einsatz von Mikrofonarrays und Wellenfeldanalyseverfahren für raumakustische Untersuchungen unter anderem eine detaillierte richtungsbezogene Auswertung des Reflexionsverhaltens. Motiviert durch eine problembehaftete Abhörsituation in einem Regieraum der WDR-Hörspielstudios wurden Messungen mit einem hochauflösenden Mikrofonarray durchgeführt, da der Ursprung der Probleme nicht mithilfe konventioneller raumakustischer Messtechnik zu lokalisieren war. Auf Basis der Mikrofonarraymessungen konnten die Ursprünge der Probleme lokalisiert werden und gezielte raumakustische Maßnahmen definiert werden. Nach Durchführung dieser raumakustischen Maßnahmen wurden erneute Messungen durchgeführt um deren Wirkung zu überprüfen. Neben einer technischen Reflexionsanalyse wurden neuartige Visualisierungsmöglichkeiten erprobt, bei denen Reflexionen in einem Kugelpanoramabild des Raumes dargestellt werden. Dies ermöglicht auch fachfremden Personen einen anschaulichen Zugang zu raumakustischen Problemen und eine verständliche Darstellung von Veränderungen durch raumakustische Maßnahmen. Neben den Arraymessungen wurden jeweils auch gedrehte Kunstkopfaufnahmen durchgeführt, um den Regieraum vor und nach der Maßnahme in einer dynamischen Binauralsynthese hörbar zu machen.
Arndt, Randolf
- Arndt R. und Brantner B.
Arsic, Dejan
- Grams P. und Arsic D.
Das Komfortempfinden der Fahrzeuginsassen wird durch die Umgebungsgeräuschdämmung des Fahrzeugs beeinflusst. Zur Bewertung dieser ist es hilfreich, die von außen in das Fahrzeug eindringenden Geräusche zu auralisieren. Werden die quellennormierten Übertragungsfunktionen der Dämmungen gemessen, so lassen sich verschiedene Betriebszustände des Fahrzeuges auralisieren. Das hier vorgestellte neue Verfahren ermöglicht es nicht nur, konstante Betriebsgeräusche - wie die Abgasanlage, das Reifenabrollgeräusch oder ein mit gleichbleibendem Abstand vorausfahrendes Fahrzeug - am Ohr eines Insassen zu auralisieren, sondern auch eine Simulation von Überholmanövern anderer Fahrzeuge durchzuführen. Zur Auralisierung der Überholmanöver wird eine Folge von Impulsantworten gemessen, welche die Übertragungsfunktionen von verschiedenen Schallquellen-Positionen zu den Ohren eines Fahrzeuginsassen darstellen. Werden diese Schallquellenpositionen entlang des Fahrweges des überholenden Fahrzeuges erfasst, so lassen sich die resultierenden Impulsantworten zu einer dynamischen Übertragungsfunktion verknüpfen. Diese dynamische Impulsantwort kann mit dem Quellsignal, welches das vorbeifahrende Fahrzeug charakterisiert, gefaltet werden. Das Ergebnis der Simulation ist die Auralisation eines vorbeifahrenden Fahrzeuges.
- Arsic D. und Grams P.
Artmann, Gerhard
- Linder P., Artmann G., Eliseev D., Heinen D., Kirchmair J., Scholz F., Verfers S., Wickmann S., Wiebusch C. und Zierke S.
Das Enceladus Explorer Projekt umfasst die Entwicklung einer navigierbaren Schmelzsonde (IceMole) zur Entnahme von subglazialen Flüssigkeitsproben. Der Prototyp für terrestrische Testszenarien stellt eine Machbarkeitsstudie für extraterrestrische Anwendungen dar. Eine mögliche Anwendung hierfür ist die Suche nach Leben in den unter einem Eispanzer liegenden Ozeanen auf dem Saturnmond Enceladus. Ein spezieller Schmelzkopf in Kombination mit einer Eisschraube ermöglicht Kurvenfahrten und Trajektorien entgegen der Schwerkraft. Die Lokalisation der Sonde im Eis, sowie die Erkundung des Vorfeldes sind für die Planung und Einhaltung der Trajektorien unerlässlich. Hierzu enthält der IceMole zusätzlich zu einem inertialen Messsystem und einem Magnetometer zwei akustische Navigationssysteme. Die akustische Lokalisation basiert auf Multilateration der Signale mehrerer Emitterstationen, die Schallpulse von der Gletscheroberfläche senden, welche von Empfängern im IceMole-Kopf registriert werden. Die Vorfelderkundung nutzt das Verfahren der Sonografie. Dabei werden phasengesteuerte Ultraschallsignale genutzt um Strukturen und Objekte im Eis vor dem IceMole zu detektieren. In diesem Beitrag wird das Enceladus Explorer System mit Fokus auf die akustischen Navigationslösungen vorgestellt und erste Testergebnisse präsentiert.
Ascherl, Eva-Maria
- Ascherl E.-M., Schorer E. und Kogel M.
Asendorf, René
- Ciba S., Volgenandt A., Bruns T., Asendorf R., Oetting D. und Rennies J.
Due to the aging of society, among users of modern speech and audio communication systems the portion of people with a mild or moderate hearing loss increases. Within this group the majority does not wear hearing aid devices and therefore would benefit from incorporating hearing support technologies into personalized communication systems. Although transferring signal processing strategies as commonly used in digital hearing aids to communication devices seems feasible, the problem arises of how to conduct the adjustment of the large set of parameters of the hearing support algorithm without the help of a trained expert. In this paper we present four different ''self-fitting'' approaches which operate on a reduced parameter space and allow the user himself to adjust the algorithm parameters in a simple way. We report on a comparative evaluation involving 15 subjects with age-related hearing loss to gain knowledge on basic performance characteristics such as the duration of the fitting, the impact of familiarization and the test-retest reliability of the result. Furthermore we investigate its validity by assessing user preference and benchmarking against an expert-guided fitting approach.
Aspöck, Lukas
- Aspöck L., Pelzer S. und Vorländer M.
For the synthesis of binaural room impulse responses (BRIR), the spatial information about the sound source is usually included by a convolution of the direct sound and the early reflections with the corresponding HRTFs. For the reverberation however, there is no standardized method for combining spatial information and the energy decay curve (e.g., obtained by a ray tracing algorithm). In some approaches, diffuse field HRTFs are used for the diffuse part of the impulse response, while others completely disregard spatial information in the reverberation tail. Studies have shown that an auralization does not contain audible differences if the later part of the impulse response is replaced with the reverberation tail of another position of the room. To investigate how detailed the spatial information (e.g., the HRTF filter length and resolution) has to be at which point in time of the BRIR, various methods for the spatial synthesis of the diffuse part were implemented. Listening tests were conducted to indentify the most suitable method, which reduces the computational effort of the filter synthesis without causing any perceptible differences during an auralization.
Augsburg, Klaus
- Holstein P., Probst C., Savitski D., Augsburg K. und Tharandt A.
Für die Untersuchung der reibungsinduzierten Vorgänge an Bremssystem wurden breitbandige piezoelektrische Sensoren entwickelt und appliziert. Das breitbandige Verhalten wird durch den Einsatz piezoelektrischer Kompositmaterialien erreicht. Neben den typischen NVH-relevanten Geräuschen und Vibrationen werden durch die mikro-physikalischen Prozesse in starken Maße auch höhere Frequenzen angeregt. Für das Gesamtverständnis des Systemverhaltens ist deshalb die simultane Erfassung und Bewertung des gesamten relevanten Frequenzbereichs von Bedeutung. Inbesondere wurden verschiedenen Materialpaarungen und Transferprozesse unter variierenden Prüfstandsszenarien untersucht. Dabei kommen sowohl Methoden der Technischen Akustik als auch der Schallemission zur Anwendung.
Augusztinovicz, Fülöp
- Rucz P., Preukschat T., Angster J., Augusztinovicz F. und Miklós A.
Lingual organ pipes produce sound by means of the interaction of a vibrating tongue and an acoustic resonator. The pitch of the pipe is determined by the frequency of tongue vibration, whereas the sound character is mostly influenced by the resonator. The two components form a strongly or weakly coupled vibroacoustic system depending on the pipe form and the actual tuning and voicing settings. In this contribution a modeling approach for the simulation of the sound generation of lingual organ pipes is presented. The proposed model consists of a reed and a resonator model. The reed model comprises the equations of motion for the vibrating tongue including flow and acoustic feedback effects. The acoustic behavior of the resonator is characterized by its frequency dependent input admittance function, which is calculated by means of a unidimensional model consisting of arbitrary axisymmetrical resonator sections. The acoustical model also contains a radiation impedance database created from finite element simulations for various cone angles. The results of the proposed model are validated by comparison to measurements performed on real lingual pipes.
Bacher, Stefan
- Hessinger J., Rabold A. und Bacher S.
Der Wärmeschutz der äußeren Gebäudehülle ist wegen der zukünftig erforderlichen Energieeinsparungen stark in der öffentlichen Diskussion präsent und wird vom Gesetzgeber über Novellierungen der Energieeinsparverordnung flankiert. Ein großes Potential hinsichtlich der Energieeinsparung steckt dabei in der Sanierung von Altbauten. Hier wird zur Verbesserung des Wärmeschutzes oftmals mit Wärmedämmverbundsystemen oder vorgehängten gedämmten Fassadenverkleidungen gearbeitet. Durch Aufbringen dieser Dämmsysteme wird auch die Schalldämmung der Außenwand beeinflusst. In einem im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau geförderten und beim ift Rosenheim durchgeführten Forschungsvorhaben wurden Untersuchungen der Schalldämmung speziell an Dämmsystemen aus nachwachsenden Rohstoffen auf schweren, mittelschweren und leichten Massivwänden durchgeführt. Die akustische Wirksamkeit dieser Dämmsysteme wurde analysiert und mit der anderer Systeme verglichen. Ein Ziel dieses Forschungsprojekts war die Überprüfung der Übertragbarkeit bestehender schalltechnischer Prognosemodelle auf die Anwendung solcher Dämmsysteme. Ergebnisse aus diesem Forschungsprojekt werden in diesem Beitrag vorgestellt.
Bader, Nicki
- Bader N., Holstein P., Tharandt A., Bierögel C. und Häberle J.
Die Messung akustischer Emissionen an unterschiedlichsten Werkstoffen hat seit Einführung der rechnergestützten Instrumentierung und Datenanalyse immer mehr Bedeutung erlangt und wird bis heute vor allem applikationsbezogen und werkstoffspezifisch weiterentwickelt. In der Historie dieser Prüfmethode findet man aber noch bis in die 80er Jahre hinein analoge Beschreibungen, die das akustische Verhalten - vordergründig von metallischen Werkstoffen - bei Belastung umschreiben. Bezogen auf gestaltungsrelevante Aspekte im Produktdesign hinsichtlich Signaldämpfung, Frequenzcharakteristik und auftretender Wellenmoden werden diese analogen Beschreibungen und die sinnvolle Verkopplung mit der rechnergestützten Datenanalyse wieder wichtig. Nutzer von Objekten interagieren bei normaler oder kritischer Benutzung auch auf akustischem Wege, was die grundlegende Forschung auf diesem Feld, gerade mit Sicht auf die verstärkte Verwendung moderner Faserverbundwerkstoffe erforderlich macht und auch die klanglichen und individuell empfundenen Aspekte in die Untersuchungen einbeziehen muss. Die hier vorgestellte Arbeit versucht, aufbauend auf dem Vorjahresbeitrag, die methodischen Werkzeuge der Designakustik weiterzuentwickeln und die Schallemissionsanalyse als klassischen Indikator für Werkstoffzustand, Schädigungsmechanismen und Schädigungsdynamik bzw. -kinetik unter Einbeziehung supplementärer Methoden wie z.B. von Hochgeschwindigkeitskameras als Gestaltungswerkzeug zur Beschreibung und Charakterisierung im Design zu kultivieren.
Balon, Ben
- Balon B. und Höfker G.
Unter dem Aspekt der Effizienzsteigerung von thermisch aktivierten Decken wurden drei Systeme thermisch leitfähiger Trittschalldämmungen untersucht. Ausgangsmaterial für die thermisch leitfähigen Trittschalldämmungen waren Gummigranulatplatten. Beim ersten System thermisch leitfähiger Trittschalldämmung wurden 20 mm dicke Gummigranulatplatten in 50 mm breite Streifen geschnitten und mit einem Abstand von 20 mm kreuzweise übereinander gelegt. Damit wurde überprüft, inwiefern die Hohlräume innerhalb der Dämmschicht den konvektiven Wärmetransport steigern. Bei System 2 wurden alle 250 mm Metallprofile in die Gummigranulatplatten eingefügt, die einen thermischen Kurzschluss zwischen Deckenober- und Estrichunterseite bilden. Eine Sicke im Steg der Profile (M-Profile) reduziert durch Federwirkung die Körperschallübertragung über das Blech. Anhand vom dritten System thermisch leitfähiger Trittschalldämmung ist untersucht worden, welches Trittschall-Verbesserungsmaß und welche Wärmeleitfähigkeit mit Gummigranulatplatten erreicht werden kann, denen mineralische Zuschlagsstoffe beigemischt sind. Hierzu wurden Messungen an 8 mm dicken Bautenschutzmatten durchgeführt. Die Untersuchungen ergaben, dass Trittschalldämmungen durch konstruktive Maßnahmen so verändert werden können, dass die thermische Leitfähigkeit erhöht und gleichzeitig Anforderungen an die Trittschallminderung eingehalten werden. Das Hauptaugenmerk ist darauf zu legen, die dynamische Steifigkeit der Dämmschicht durch konstruktive Maßnahmen nicht zu erhöhen. Eine gute Trittschallminderung und eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit kann durch Einfügen von Wärmeleitblechen erreicht werden.
Banchs-Piqué, Miquel
- Banchs-Piqué M., Cairós Barreto C., Frommhold P., Lechner C., Lippert A. und Mettin R.
Cleaning of sensitive surfaces with cavitation bears the danger of damage, even at higher ultrasonic frequencies. Recently it has become clear that for micro- and nano- particulate contaminations also ''soft'' cavitation bubbles could be efficient cleaning agents: gently driven surface attached bubbles that do not undergo strong oscillations and collapse. Here the motion of the three-phase boundary (contact line) plays a crucial role, and we designed a micro-flow channel to explore in more detail its cleaning power. At the same time, a standard method for measurement of stickiness of particles should be developed. We present first results and comparison to flow simulations. Preliminary observations show enhanced cleaning by an avalanche effect produced by looser particles carried in the flow and a large amount of particles stored in the air-water interface. This increases cleaning efficiency with flow velocity.
Bandeira, Mariana
- Weißgerber T., Bandeira M., Rader T. und Baumann U.
Die Unterscheidung der Schalleinfallsrichtung von vorne und hinten ist bei Gleichheit von interauralen Pegel- und Laufzeitdifferenzen (z.B. bei 0
und 180
70
Banken, Svenja
- Fels J., Bomhardt R., Richter J.-G., Kreutzfeldt M., Koch I., Banken S. und Müller H.
Lärm ist unerwünschter Schall und wirkt sich in vielerlei Hinsicht auf das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Leistung von Menschen aus. Lärm kann sich störend auf das Lernen in schulischen und universitären Kontexten auswirken. Dadurch hat Lärm eine starke Implikation für unser Bildungssystem. In dem Projekt ''Lärm, Aufmerksamkeit und Bildung - Eine technische, psychologische und historische Betrachtung von Lärm in Schule und Universität'' wird in einer Fallstudie des Kaiser-Karls-Gymnasium (Baujahr: 1906) in Aachen gezeigt, wie sich die Lärmsituation im Klassenzimmer im Laufe der Geschichte verändert hat. Dabei werden sowohl die Umgebung der Schule, die Architektur des Klassenraumes, die methodische Großform und die Klassenstärke miteinbezogen. Der Klassenraum wird dazu zu unterschiedlichen Phasen, beispielsweise nach Renovierungen, simuliert und auralisiert. Die geläufigen akustischen Raumakustik- und Sprachparameter wie die Nachhallzeit, A-bewerteter Schalldruckpegel oder der Sprachverständlichkeitsindex werden für die jeweilige Situation berechnet. Anhand dieser Fallstudie können die technischen Parameter mit psychologischen und historischen Parametern von Lärm in Schule und Universität kombiniert werden.
Barth, Manuela
- Raabe A., Barth M., Bleisteiner M. und Weiße F.
Das Messverfahren analysiert die Laufzeiten von Schallsignalen, die in der Umgebung einer Schallquelle an Hindernissen und Gegenständen reflektiert werden. Unter Vorgabe der Entfernungen zwischen Schallquelle - Reflektor und Schallsensor werden diese Laufzeiten in die diesen Strecken zuzuordnende akustische Temperatur umgerechnet. Aus der Kenntnis der verschiedenen Lagen der Schallreflektoren in der Umgebung einer Schallquelle lassen sich so von einem Punkt aus Temperaturverteilungen in einem Raum beobachten.
Auf einfache Weise können so lokale Unterschiede im Raumtemperaturfeld aufgezeigt werden. Als Beispiel wird der Einsatz eines solchen Messsystems in einem durch eine Klimaanlage belüfteten Raum gezeigt.
- Barth M. und Raabe A.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit akustischer Signale in Luft hängt im Wesentlichen von Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit entlang des Ausbreitungsweges ab. Messungen der Schallgeschwindigkeit auf bekanntem Schallweg erlauben es daher Temperatur und Strömung entlang des Ausbreitungsweges zu bestimmen. Bei geeigneter Anordnung mehrerer Schallwandler um ein Untersuchungsgebiet und Messung der Schallgeschwindigkeit entlang unterschiedlicher Wege durch das Gebiet ist es weiterhin möglich, durch Einsatz tomographischer Rekonstruktionsverfahren Rückschlüsse auf die räumliche Verteilung von Temperatur und Strömung zu ziehen. Im Beitrag wird ein modulares Messsystem vorgestellt, mit dem der gekoppelte Einfluss der Umgebungsbedingungen (Temperatur, Strömung) in einem Untersuchungsgebiet auf die Schallausbreitungsgeschwindigkeit quantifiziert und das Verfahren der akustischen Laufzeittomographie zur Berechnung räumlicher Verteilungen auf kleiner Skala (1 m2) veranschaulicht werden kann. Die Analyse der räumlichen Verteilungen von Temperatur und Strömung erfolgt in Echtzeit. Eine Beispielanwendung des Messsystems im Labor zeigt den Effekt, den eine lokale Heizquelle sowie eine inhomogene Anströmung auf die Verteilungen von Temperatur und Strömung im Untersuchungsgebiet ausüben. Die Anwendung akustisch tomographischer Verfahren ist räumlich skalierbar und nicht auf Schallwege mit einer Ausdehnung von wenigen Metern beschränkt. Somit bietet das vorgestellte Messsystem auch einen einfachen Zugang zum Test neuer Algorithmen und Hardwarekomponenten und ist insbesondere dafür geeignet diese komplexen Berechnungsverfahren in Ausbildung und Praktikum einzubeziehen.
Barti, Endre
- Schwarzer M., Barti E. und Bein T.
Das akustische Verhalten des elektrischen Antriebsstrangs elektrifizierter Fahrzeuge rückt als wesentliches Komfortkriterium zunehmend in den Entwicklungsfokus der Automobilindustrie. Gerade bei niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs und niedrigen Drehzahlen beeinflusst die Schallemission des elektrischen Antriebsstrangs das akustische Gesamtbild des Fahrzeugs signifikant. Das strukturdynamische Verhalten des elektrischen Antriebsstrangs im niederfrequenten Bereich wird dabei im Wesentlichen durch die Steifigkeit der Aufhängung der Komponenten determiniert. Entsprechend ist die Berücksichtigung der Aufhängung innerhalb strukturdynamischer Simulationen zur Berechnung des Schwingungsverhaltens unumgänglich. Gleichzeitig führt jedoch eine detaillierte Modellierung der gesamten Aufhängungsstruktur zu einem signifikant erhöhten Berechnungsaufwand. Um sowohl die Steifigkeiten als auch das Trägheitsverhalten der Tragarmstruktur abzubilden, zeitgleich jedoch den zusätzlichen Berechnungsaufwand einzuschränken bietet sich die Modellierung der Aufhängung mittels ''Component-Mode-Synthesis'' an. Bei diesem Verfahren kann das strukturdynamische Verhalten eines Bauteils in Abhängigkeit des betrachteten Lastfalls auf wenige Freiheitsgrade reduziert werden. Innerhalb der Arbeit wurde eine Methodik entwickelt, welche die Anwendung der CMS-Methode zur Darstellung der Aufhängung des elektrischen Antriebsstrangs erlaubt. Die Methode liefert Berechnungsergebnisse nah an den Ergebnissen eines voll ausmodellierten Simulationsmodells, während der zusätzliche Simulationsaufwand moderat bleibt. Der angeführte Vergleich zwischen Messungen und Simulation verdeutlicht die Signifikanz der Aufhängungsstruktur für das niederfrequente Strukturverhalten und unterstreicht so die Notwendigkeit der Berücksichtigung der Aufhängungsstruktur innerhalb strukturdynamischer Simulationen.
Bartolomaeus, Wolfram
- Bartolomaeus W.
Baschke, Manuel
- Schulz A., Baschke M. und Sachau D.
Für die akustische Auslegung von Flugzeugen ist die Transmission des auf den Rumpf einwirkenden externen Schalldruckes in die Kabine von besonderem Interesse. Dazu berücksichtigt man das Schwingungsverhalten elastischer Strukturelemente in einer frühen Phase der Konstruktion. Es wird dabei angestrebt, die zu untersuchenden Strukturelemente entsprechend den im Flugzeug vorherrschenden Bedingungen zu lagern. Das Ziel dieser Untersuchung ist die strukturdynamische Analyse der benötigten Randabschlüsse, um die Schwingungsmoden in einer Substruktur nachzubilden. Dazu wird ein FEM-Modell einer Plattenstruktur mit einer Substruktur erstellt, um geeignete Positionen der Sensoren und Aktoren zur Realisierung des Randabschlusses in der Substruktur numerisch zu ermitteln.
Bauer, Beat
- Fastl H., Bauer B. und Zuleeg R.
In einem Club mit etwa 1200 Plätzen wurde die Musikwiedergabe über konventionelle Lautsprecheranordnungen bzw. mittels Wellenfeldsynthese nach IOSONO (WFS) verglichen. Es wurden sowohl physikalische Messungen, Hörversuche als auch Befragungen von Musikern und Publikum durchgeführt. Messtechnisch zeigte sich für das WFS-System eine gleichmäßigere Schallpegelverteilung im Raum; allerdings mussten (wegen kleinerer Wandler) im Frequenzbereich 100...200 Hz Abstriche im Vergleich zur konventionellen Beschallung hingenommen werden. Erwartungsgemäß gelang im Hörversuch die Ortung mit dem WFS-System besser als bei der konventionellen Beschallung. Bei der Publikumsbefragung wurden gewisse Nachteile des WFS-Systems im Klangbild (kein so ''druckvoller'' Baß) durch die bessere Zuordnung zum ''tatsächlichen'' Ort der Instrumente weitgehend kompensiert: ''Der Klang kommt von der Band und nicht aus den Lautsprechern''. Da die Musiker mit Monitorlautsprechern versorgt wurden, berichteten sie keine Präferenz für eines der beiden Wiedergabesysteme.
Bauer, Juergen
- Bauer J.
Baumann, Uwe
- Weißgerber T., Bandeira M., Rader T. und Baumann U.
Die Unterscheidung der Schalleinfallsrichtung von vorne und hinten ist bei Gleichheit von interauralen Pegel- und Laufzeitdifferenzen (z.B. bei 0
Beck, Silja C.
- Rurkowska K., Beck S.C. und Langer S.
As part of the project Sonderforschungsbereich 880 ``Fundamentals of High Lift for Future Civil Aircraft'', porous materials are used in the high-lift configuration to mitigate the flow noise and influence the structure-borne sound. In this work the influence of porous materials on structure-borne sound is demonstrated. Different porous materials are considered. A simplified wing segment serves as study example. In order to simulate their behavior the Biot model is used. This model offers a complete description of the porous material, taking into account the solid and the fluid phases and the interaction between them. The simulations are carried out with an in-house code using the Finite Element Method.
Becker, Julian Mathias
- Rohlfing C. und Becker J.M.
Becker, Klaus
- Jahangir P. und Becker K.
Becker, Sebastian
- Hudde H. und Becker S.
Spontane otoakustische Emissionen (SOAE) sind Schallaussendungen aus der Cochlea, die im Gehörgang ein nahezu frequenzdiskretes Spektrum hervorrufen. Es bestehen kaum Zweifel, dass aktive Prozesse in der Cochlea daran beteiligt sind. Dabei scheint sich die Vorstellung durchzusetzen, dass SOAE selbsterhaltende Grenzzyklus-Schwingungen sind, die mit stehenden Wellen auf der Basilarmembran in Verbindung stehen. Diese Interpretation wird durch theoretische Überlegungen und Modellergebnisse unterstützt. In der hier vorgestellten Untersuchung wird ebenfalls ein Modell benutzt, das jedoch im Gegensatz zu anderen Modellen nur Elemente enthält, die explizit bestimmten physiologischen Gegebenheiten des peripheren Gehörs, insbesondere der Cochlea, entsprechen (''physiologie-nahes Modell''). In Übereinstimmung mit den zitierten Vorstellungen erklärt das Modell SOAE mit Grenzzyklen. Diese treten nur auf, wenn Modellparameter der Cochlea als Funktion des Ortes nicht ideal glatt verlaufen. Es muss ''Parameterrauigkeit'' hinzugefügt werden, um zusätzliche Reflexionen hervorzurufen. Weiterhin benötigt man zwingend Nichtlinearitäten mit Sättigungscharakteristik. Es stellt sich heraus, dass die Kennlinien der äußeren Haarzellen zwar zu SOAE-ähnlichen Schallaussendungen mit Linienspektrum führen, jedoch mit zu hohen Pegeln. Um korrekte SOAE-Pegel einzustellen, benötigt man weitere nichtlineare Elemente, die bereits bei niedrigeren Pegeln in die Sättigung gehen. Eine naheliegende Hypothese besteht darin, die zweite Nichtlinearität aktiven Haarbündeln (Cilien) zuzuordnen.
- Becker S. und Hudde H.
Becker, Stefan
- Weber J., Becker S., Grabinger J., Scheit C. und Kaltenbacher M.
Small vertical axis wind turbines are considered as a possible solution for using wind energy at small scales in urban areas. To achieve this further aerodynamic and aeroacoustic optimizations are required. This work deals with two different numerical schemes of noise prediction of small vertical axis wind turbines using hybrid methods. As usual for hybrid aeroacoustic approaches, the flow field and acoustic calculations are carried out in separate software packages. The two schemes then differ in how the location of the acoustic sources and their propagation is calculated. In the first scheme the acoustic source terms are computed according to Lighthill's acoustic analogy which gives source terms located on the original CFD grid. These source terms are projected onto a coarser acoustic grid on which the propagation is calculated by solving the wave equation. In the second scheme the Ffowcs Williams-Hawking (FW-H) method is used which is based on a free field Green's function. The scheme uses a porous integration surface and implements an advanced time formulation. The far field acoustic radiation is calculated by extrapolation of the acoustic waves. Both methodologies are compared with experimental data.
- Hohls S., Biermeier T., Blaschke R. und Becker S.
Um den Komfort sowie die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, gilt es, die Lärmbelastung der Fahrzeuginsassen zu reduzieren. Aufgrund der akustischen Dämmung der Hauptgeräuschquellen (z.B. Motor, Umströmung) und dem Einsatz neuer Technologien wie Elektroantriebskonzepten treten die Nebenaggregate als Lärmquellen zunehmend in den Vordergrund. Deutlich zeigt sich dies an dem durch das Klimatisierungssystem erzeugte und in die Fahrgastzelle eingebrachte Schallfeld, welches demaskiert wird und dadurch verstärkt wahrnehmbar ist. Da die Empfindung von Lärm subjektiv ist, ist der Schalldruckpegel als alleinige Bewertungsgröße zur Lärmminderung nur begrenzt geeignet. Ziel dieser Studie ist es, geeignete akustische und psychoakustische Parameter zur objektiven Bewertung der Wahrnehmung von Klimatisierungsgeräuschen zu identifizieren und ferner Optimierungsrichtungen abzuleiten. Dazu wurde eine psychoakustische Bewertung der Klimatisierungsgeräusche von vier Fahrzeugen im Oberklassesegment anhand eines Hörversuchs durchgeführt. Im ersten Versuchsteil wurde die Gesamtqualität der Testschalle mit Hilfe eines Paarvergleichs abgefragt. Hieraus konnte eine Rangfolge abgeleitet werden und durch Korrelationsanalysen die Parameter Lautheit, Schärfe, Rauigkeit und Artikulationsindex als relevante Bewertungsparameter identifiziert werden. Im zweiten Versuchsteil wurden die Testschalle anhand eines Semantischen Differentials bewertet und drei Wahrnehmungsdimensionen identifiziert, die wiederum durch psychoakustische Parameter angenähert werden können. Insgesamt ergab die Untersuchung eine gute Eignung von psychoakustischen Parametern für die Bewertung von Geräuschqualität in Bezug auf Fahrzeugklimatisierungsgeräusche.
- Zenger F. und Becker S.
Durch die vielfältigen Anwendungsgebiete von Axialventilatoren ist es bei der Auslegung und Neuentwicklung nötig, diese nicht nur als einzelnes Bauteil sondern vielmehr als Teil eines Gesamtsystems zu betrachten. Dabei spielen durch das System aufgeprägte Randbedingungen und Störeinflüsse, wie beispielsweise variierende Einströmbedingungen, eine wichtige Rolle. Diese Parameter haben nicht nur einen Einfluss auf die Energieeffizienz, sondern wirken sich auch maßgeblich auf die akustische Charakteristik aus. Um die Schallentstehungsmechanismen zu analysieren, wird der Einfluss des Drosselzustandes auf die Akustik sowie die Richtcharakteristik von Axialventilatoren untersucht. Zum Einsatz kommt ein Laufrad mit geraden Platten als Laufradschaufeln (Referenzfall), ein ungesicheltes Laufrad, sowie zwei vorwärts-gesichelte Laufräder. Bei beiden gesichelten Laufrädern liegt der maximale Schalldruckpegel im Bereich der stärksten Drosselung - hier ist vor allem ein erhöhtes Breitbandrauschen ab 1 kHz zu beobachten. Das Minimum tritt bei hohen Volumenströmen und mäßiger bis keiner Drosselung auf. Dahingegen liegt bei den ungesichelten Laufrädern der größte Schalldruckpegel bei mittleren Volumenströmen und Drosselung, wobei eine Erhöhung des Spektrums im Bereich von 0,2 bis 1 kHz zu sehen ist. Das Minimum ist bei stärkeren Drosselzuständen zu beobachten. Die gesichelten Laufräder eignen sich aus akustischer Sicht somit besser für typische Betriebspunkte mit hohen Volumenströmen und mäßiger Drosselung.
- Altenhein K., Biermeier T., Blaschke R. und Becker S.
Durch die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen, tritt in Zukunft in der Fahrzeugakustik die Klimaanlage immer weiter in den Fokus. Während der Bereich der Ausströmer eine Vielzahl verschiedener Veröffentlichungen existiert, wird die Akustik der Laufradabströmung in der Literatur kaum behandelt. Jedoch ist das Verständnis grundlegenden Mechanismen bei der Entstehung von Geräuschen in Klimaanlagen für die Optimierung der Klimatisierungsakustik sowie der Verkürzung der Entwicklungszeiten wichtig. Deshalb liegt in dieser Arbeit der Schwerpunkt auf Untersuchungen der akustischen Quelltermproduktion im Laufrad und deren Anströmbedingungen. Hierfür wurde ein Modell entwickelt, bei dem die Zunge modular austauschbar gestaltet ist und der Diffusorwinkel variiert werden kann. Vor allem in der Gestaltung der Zungengeometrie für Lüftungslaufräder in Klimaanlagen gibt es nur begrenzte Informationen über den Zusammenhang zwischen hydrodynamischer und akustischer Optimierung. Als zusätzlicher Einflussparameter wird der Diffusorwinkel betrachtet. Für die experimentellen Untersuchungen wurden Lasermessverfahren zur Erfassung des Strömungsfeldes korreliert mit Druckmessungen und Akustikmessungen im Fernfeld eingesetzt. Die Ergebnisse belegen, dass hydrodynamische und akustische Optimierung einen getrennten Optimierungsansatz fordern.
Becker-Schweitzer, Jörg
- Skoda S., Steffens J. und Becker-Schweitzer J.
Der Mensch ist im Alltag von zahlreichen unterschiedlichen Geräuschquellen umgeben, die sich gegenseitig zu einer komplexen akustischen Umwelt (Soundscape) ergänzen. Während die subjektive Bewertung singulärer Hörereignisse bereits sehr gut erklärt und prognostiziert werden kann, stellen sich in Bezug auf die Überlagerung mehrerer Schallquellen noch viele Fragen. In der Vergangenheit wurden in mehreren Studien Modelle zur Vorhersage der Gesamtlästigkeit von multiplen Schallquellen thematisiert. Vor dem Hintergrund von Erkenntnissen zu gesundheitlichen Auswirkungen von Verkehrslärm sind zudem besonders Methoden zur subjektiven Bewertung innerstädtischer Soundscapes bis heute Gegenstand der Forschung. Im Rahmen einer Studie an der Fachhochschule Düsseldorf wurden die bisherigen Erkenntnisse aufgegriffen und der Beitrag einzelner Schallquellen zur subjektiven Bewertung einer urbanen Soundscape erforscht. Dabei wurde zum einen die Hypothese zugrunde gelegt, dass die Gesamtlästigkeit nicht durch einen rein additiven Beitrag der einzelnen Schallquellen erklärt werden kann. Zum anderen wurde bei schrittweiser Addition mehrerer Schallquellen die Schwelle zu einer Erhöhung der subjektiv empfundenen Gesamtlästigkeit untersucht. Dazu wurden zunächst einzelne Geräuschquellen in einem Laborversuch durch Probanden bewertet. Anschließend wurden durch Kombination dieser Schallquellen unterschiedliche virtuelle Soundscapes erzeugt, die ebenfalls einer Bewertung durch die Probanden unterzogen wurden.
- Steffens J., Skoda S., Becker-Schweitzer J., Kameier F. und Heinze M.
Repräsentativen Umfragen des Umweltbundesamtes zufolge fühlt sich mehr als die Hälfte der Deutschen von Straßenverkehrslärm belästigt oder gestört. Nicht immer ist eine Vermeidung oder Reduktion unerwünschter Geräusche direkt an der Quelle möglich, so dass seit geraumer Zeit diskutiert wird, inwieweit durch die gezielte Gestaltung von Geräuschen, die von Menschen als angenehm wahrgenommen werden, die subjektive Lästigkeit eines Lärmszenarios verringert werden kann. Dabei kommt der Gestaltung natürlicher Geräusche, wie z.B. von Wasserspielen und Springbrunnen, eine besondere Bedeutung zu. Dieser Beitrag diskutiert zunächst die bisherigen Befunde zum positiven Einfluss von Wassergeräuschen auf die Wahrnehmung einer von Straßenverkehrslärm dominierten akustischen Umwelt. Darauf aufbauend wird eine an der FH Düsseldorf durchgeführte Studie vorgestellt, in der die Übertragbarkeit der bestehenden Erkenntnisse auf das private Wohnumfeld von Menschen untersucht wurde. Dazu wurden zunächst mehrere virtuelle akustische Szenarien kreiert, in denen zuvor aufgenommene Wasser- und Straßenverkehrsgeräusche gemeinsam zu hören sind. Diese Geräusche wurden anschließend von Versuchsteilnehmern im Labor subjektiv bewertet. Um die ökologische Validität dieser Untersuchung zu überprüfen, bewerteten die Probanden zusätzlich in einem Garten reale Springbrunnen vor dem Hintergrund von Straßenverkehrslärm. Im Rahmen dieses Beitrages werden die Ergebnisse dieser Studie vorgestellt sowie Anwendungsmöglichkeiten von Wasserspielen zur Gestaltung der akustischen Umwelt erörtert.
- Büchel J., Becker-Schweitzer J. und Steffens J.
Das Straßenverkehrsaufkommen hat in den letzten Jahrzehnten immer weiter zugenommen. In gleichem Maße stieg jedoch auch die hierdurch verursachte Lärmbelastung. In den letzten Jahren wurde mit gesetzlichen Vorgaben auf die Emissionsquellen Einfluss genommen. Beispielsweise konnte das Reifen-Fahrbahn-Geräusch durch den Einsatz poröser Fahrbahnoberflächen zum Teil deutlich reduziert werden. Jedoch sind die meist als Pegelminderungen angegebenen Lärmschutzmaßnahmen in der Regel wenig anschaulich und berücksichtigen dabei psychoakustische Kriterien bei der Wahrnehmung von Straßenverkehrsgeräuschen nicht. Am Institut für Sound and Vibration Engineering (ISAVE) der FH Düsseldorf wurde daher eine Auralisationssoftware entwickelt, die den Zusammenhang zwischen Verkehrsparametern, Fahrbahnbelag und Geräuschemission darstellen kann. Im Vergleich zu bisherigen Arbeiten werden dabei neue Wege bezüglich Synthese , räumlicher Darstellung und Modularität beschritten, wodurch eine hohe Detailtreue sowie eine einfache Anpassbarkeit der Simulation erzielt werden konnten. Hauptbestandteile der Software sind eine vollständig synthetische Generierung von PKW und LKW Geräuschen, die räumliche Darstellung einer Verkehrssituation mittels Ambisonics und die Simulation des Absorptionsverhaltens von offenporigen Fahrbahnbelägen mittels des phenomenologischen Modells. Die Implementierung dieser Komponenten erfolgt in Gänze in Max6 von Cycling'74. Mit der Simulationssoftware ist es möglich, die Auswirkungen veränderter Verkehrsgeschwindigkeiten, Verkehrsstärken und - zusammensetzungen sowie verschiedener Parameter einer offenporigen Fahrbahndeckschicht auf das dadurch entstehende Geräuschszenario unmittelbar erfahrbar zu machen.
- Versümer S. und Becker-Schweitzer J.
An der Fachhochschule Düsseldorf wurde eine umfangreiche Lernplattform für angehende Ton- und Bildingenieure entwickelt. Diese Plattform beinhaltet unter anderem Module zu physikalischen Grundlagen, insbesondere Schwingungen und Wellen, sowie zu Hauptmikrofonanordnungen. In diesem Beitrag wird das Modul zu musikinstrumentenspezifischen Spielarten und -fehlern vorgestellt, die die Studierenden sich aneignen sollen. Hierzu lernen die Studierenden in einem ersten Schritt, durch Beschreibung und Klangbeispiel, die Spiel- und Fehlerarten verschiedener Musikinstrumente kennen. In einem zweiten Schritt sind, genau wie bei einer Musikproduktion, anhand eines Musikstückes, welches als Tonaufnahme und Notenmaterial dargeboten wird, die den Musikern unterlaufenen Fehler zu erkennen und zu benennen. Im Rahmen mehrerer aktueller studentischer Projekte wurden nun zum einen die Inhalte überarbeitet und vereinheitlicht. Zum anderen werden diese Inhalte jetzt auf einer neuen Plattform präsentiert, welche die Nutzung von beliebigen Endgeräten, vor allem auf mobilen Geräten mit Touch-Display, ermöglicht. Als besondere Neuerung ist hier das ''Mark-Up-Tool'' zu nennen. Durch den Admin können vorbereitend Masken über das Notenblatt gelegt werden, so dass anschließend durch Klick auf das Notenblatt einer Übung System, Notenzeile und Takt automatisch berechnet werden. Dadurch wird den Studierenden die Bestimmung der Fehlerposition bei der Eingabe eines Fehlers wesentlich erleichtert.
Behler, Gottfried
- Berzborn M., Müller-Trapet M. und Behler G.
Zur Beschreibung der linearen Übertragungsfunktion zwischen Eingangsspannung und Membranauslenkung von dynamischen Schallwandlern hat sich das elektrische Ersatzschaltbild für den Bereich tiefer Frequenzen bewährt. Die Beschreibung der Elemente des Ersatzschaltbildes durch die Thiele-Small Parameter ist ebenfalls weithin bekannt. Die Bestimmung der Thiele-Small Parameter ist für große Wandler durch das Anbringen einer Zusatzmasse an der Membran mit relativ wenig Aufwand und in hinreichender Genauigkeit möglich. Bei Kleinstlautsprechern, wie sie z.B. in Mobiltelefonen verwendet werden, ist diese Methode jedoch aufgrund des geringen Membrangewichts nicht anwendbar, weshalb hier anstatt der Messung mit angebrachter Masse die Messung der Membranauslenkung (bzw. -schnelle) mittels Laser-Vibrometer erforderlich ist. Die Bestimmung der Elemente des Ersatzschaltbildes erfolgt dann durch ein Curve-Fitting der aus dem Netzwerk berechneten Übertragungsfunktionen für Eingangsimpedanz und Auslenkung gegenüber den gemessenen Übertragungsfunktionen. Es stellt sich dabei besonders im Frequenzbereich unterhalb der mechanischen Resonanz heraus, dass die Beschreibung durch die klassischen Parameter unzureichend ist, da die Auslenkung zu tiefen Frequenzen erneut steigt. Dies wird durch den sogenannten ''Creep''-Effekt erklärt, der eine frequenzabhängige Nachgiebigkeit zur Folge hat. In diesem Beitrag werden drei verschiedene Creep-Modelle vorgestellt, und ihre Anwendbarkeit im Hinblick auf ein erweitertes Ersatzschaltbild wird anhand von Messergebnissen untersucht.
Behrens, Tobias
- Behrens T. und Ahnert W.
Beilfuss, Ivo
- Beilfuss I., Aderhold J. und Bitzer J.
Bei Außenaufnahmen von Audio und Bildmaterial können Windgeräusche sowohl die Klangqualität als auch das Sprachverstehen verschlechtern: Dies gilt auch für Hörgeräteträger, die über eine reduzierte Sprachverständlichkeit in windiger Umgebung klagen. Neben passiven Möglichkeiten zur Windgeräusch-Reduktion (wie z.B. Windschutzkorb und Windjammer an Mikrofonen) gibt es Algorithmen zur Reduktion in Bereichen der Offline-Verarbeitung (z.B. Restauration von Außenaufnahmen) und Online-Verarbeitung (z.B. in Hörgeräten). Diese Algorithmen profitieren von der Verwendung eines Windgeräuschdetektors, da unerwünschte Nebeneffekte bei der Verarbeitung vermieden werden. Ziel dieser Arbeit ist die einkanalige Detektion von Windgeräuschen über einen Klassifikationsansatz. Neben speziell für diese Problematik entwickelten Merkmalen werden Mel Frequency Cepstral Coefficient's (MFCCs) und verschiedene Modulationsspektren verwendet. Aus der großen Anzahl extrahierter Merkmale werden durch unterschiedliche Selektionsansätze optimale Teilmengen ausgewählt und anschließend mit bekannten Lernverfahren hinsichtlich ihrer Klassifikationsleistung verglichen.
Bein, Thilo
- Schwarzer M., Barti E. und Bein T.
Das akustische Verhalten des elektrischen Antriebsstrangs elektrifizierter Fahrzeuge rückt als wesentliches Komfortkriterium zunehmend in den Entwicklungsfokus der Automobilindustrie. Gerade bei niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs und niedrigen Drehzahlen beeinflusst die Schallemission des elektrischen Antriebsstrangs das akustische Gesamtbild des Fahrzeugs signifikant. Das strukturdynamische Verhalten des elektrischen Antriebsstrangs im niederfrequenten Bereich wird dabei im Wesentlichen durch die Steifigkeit der Aufhängung der Komponenten determiniert. Entsprechend ist die Berücksichtigung der Aufhängung innerhalb strukturdynamischer Simulationen zur Berechnung des Schwingungsverhaltens unumgänglich. Gleichzeitig führt jedoch eine detaillierte Modellierung der gesamten Aufhängungsstruktur zu einem signifikant erhöhten Berechnungsaufwand. Um sowohl die Steifigkeiten als auch das Trägheitsverhalten der Tragarmstruktur abzubilden, zeitgleich jedoch den zusätzlichen Berechnungsaufwand einzuschränken bietet sich die Modellierung der Aufhängung mittels ''Component-Mode-Synthesis'' an. Bei diesem Verfahren kann das strukturdynamische Verhalten eines Bauteils in Abhängigkeit des betrachteten Lastfalls auf wenige Freiheitsgrade reduziert werden. Innerhalb der Arbeit wurde eine Methodik entwickelt, welche die Anwendung der CMS-Methode zur Darstellung der Aufhängung des elektrischen Antriebsstrangs erlaubt. Die Methode liefert Berechnungsergebnisse nah an den Ergebnissen eines voll ausmodellierten Simulationsmodells, während der zusätzliche Simulationsaufwand moderat bleibt. Der angeführte Vergleich zwischen Messungen und Simulation verdeutlicht die Signifikanz der Aufhängungsstruktur für das niederfrequente Strukturverhalten und unterstreicht so die Notwendigkeit der Berücksichtigung der Aufhängungsstruktur innerhalb strukturdynamischer Simulationen.
- Bein T., Bös J. und Melz T.
Das LOEWE-Zentrum AdRIA (Adaptronics - Research, Innovation, Application) ist ein großes interdisziplinäres Forschungsprojekt in Darmstadt, das von der hessischen Landesregierung finanziert wird. Neben dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF sind daran auch 21 Fachgebiete aus vier verschiedenen Fachbereichen der TU Darmstadt sowie ein Fachbereich der Hochschule Darmstadt beteiligt.
Ziel des Projektes ist, die Vermarktbarkeit adaptronischer Systeme zur Lärm- und Schwingungsminderung zu steigern, was durch eine ausgewogene Mischung aus Grundlagenforschung, angewandter Forschung und industrieller Anwendung erreicht wird. Dazu gibt es drei sog. Programmbereiche (''Adaptives Auto'', ''Leises Büro'' und ''Adaptive Tilger''), die als Anwendungsszenarien dienen. Zu den sog. Technologiebereichen, in denen die dazu notwendigen wissenschaftlichen Methoden, Werkzeuge und Technologien entwickelt werden, gehören u.a. ''Werkstoffe'', ''Simulation'', ''Sensoren und Aktoren'', ''Embedded Systems'', ''Regelungstechnik'' und ''Fertigung''.
Das Projekt hat eine Laufzeit von insgesamt 6 Jahren (3 Jahre ''Aufbauphase'' und - nach einer erfolgreichen Zwischenbegutachtung - 3 Jahre ''Betriebsphase'') und endet im Sommer 2014. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Projektpartner, die Projektstruktur und einige ausgewählte Projektergebnisse.
Belis, Robrecht
- Raffel K., Bortels L. und Belis R.
Die Dichtigkeit der Karosserie ist ein wichtiger Baustein für eine gute Schallisolation der Fahrgastzelle eines Fahrzeuges. Durch abdichtende Maßnahmen in der Blechkonstruktion wie z.B. Kunststoffschotts und Stopfen werden direkte Luftschallpfade vermieden oder zumindest stark reduziert. Damit gehört die Dichtigkeit zu einer guten akustischen Grundauslegung einer Karosserie. Die gängige Praxis ist bisher, die akustische Undichtigkeit an Prototypen und Vorserienfahrzeugen mittels Ultraschall oder Nebel zu prüfen. Diese Vorgehensweise liefert wichtige Erkenntnisse erst zu einem späten Projektzeitpunkt und hat zudem den Nachteil, dass die gefundenen Schallpfade in vielen Fällen nicht ausreichend genau zuzuordnen sind. Deshalb hat Volkswagen in Zusammenarbeit mit ELSYCA NV eine Lösung gesucht, um konzeptionelle Fehler in einer frühen Projektphase auf Basis von CAD-Daten zu finden und Gegenmaßnahmen bewerten zu können. Ergebnis ist eine softwaregestützte geometrische Analyse der Karosseriestruktur ohne aufwendige physikalische Ansätze, um mögliche Undichtigkeitspfade zu identifizieren.
Belleville, Virginie
- Carbonnelli A., Bouvet P. und Belleville V.
The noise radiated by an electrical motor is very different from the one generated by an internal combustion engine. It is characterized by the emergence of high frequency pure tones that can be annoying and badly perceived by future drivers, even if the overall noise level is lower than that of a combustion engine.
A simulation methodology has been proposed, consisting in a multi-physical approach to simulate the dynamic forces and noise radiated by electric motors. The principle is first to calculate the excitation due to electromagnetic phenomena using an electromagnetic finite element solver. This excitation is projected onto the structure mesh of the stator in order to calculate the dynamic response. Finally, the radiated sound power can be calculated. This methodology assumes a weak coupling between the different physical levels. It has been validated by comparison with the experiment.
This simulation generally considers the excitation generated by a perfect machine. This paper focuses on the defaults related to a real machine such as static eccentricity, dynamic eccentricity or short-circuits. The excitation is analyzed in terms of excitation content (frequency content and spatial distribution) and the consequences on the sound power radiated by the machine are discussed.
Bellmann, Michael
- Gündert S., van de Par S. und Bellmann M.
Durch die Impulsrammung von Fundamentstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen werden Hydroschallimmissionen verursacht, die auf die Meeresfauna störende bis lebensbedrohliche Auswirkungen haben können. Bei der Planung von Offshorewindparks sind Prognosen der zu erwartenden Schallimmissionen notwendig, die eine angemessene Konzeption erforderlicher Schallminderungsmaßnahmen ermöglichen. Dabei sind vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie nach Vorarbeiten des Umweltbundesamts die Lärmschutzwerte von 160 dB re 1
Pa Einzelereignispegel und 190 dB re 1
Belschner, Torsten
- Bodden M. und Belschner T.
Berkefeld, Tobias
- Berkefeld T., Kröber S. und Spehr C.
Berning, Simon
- Berning S. und Fischer R.-L.
Bernschütz, Benjamin
- Bernschütz B.
Modal descriptions of measured or simulated sound fields using spherical harmonics enjoy popularity, and the binaural reproduction of the respective datasets using headphones is of great interest. A common method to extract directional information in the space domain from an underlying modal description is using plane wave decomposition techniques. Usually a set of head related transfer functions (HRTFs) is involved in a next step in order to establish the typical binaural cues that can be evaluated by the human auditory system. Due to their nature, HRTFs carry substantial information in higher modal orders in proportion to the temporal frequency. Owing to different reasons that are not subject of discussion herein, measurement or simulation systems often deliver a comparatively low number of resolvable modes entailing plane wave descriptions of limited modal order. Hence the low-order system and the high-order HRTFs need to be properly adapted for binaural reproduction. The paper shortly discusses theoretical aspects concerning the adaption of systems with different modal resolution with special regard to binaural reproduction.
Bertels, Werner
- Kühner T., Bertels W. und Hirsch K.-W.
Schallausbreitungsmodelle berücksichtigen den brechenden und dämpfenden Einfluss der Atmosphäre in unterschiedlicher Weise. In technischen Modellen, z.B. im Immissionsschutz, werden konstante Krümmungsradien für vorgegebene Ausbreitungsbedingungen angenommen (z.B. ISO 9613-2) oder wetterabhängige Krümmungsradien aus bodennahen Wetterbeobachtungen abgeleitet (z.B. ISO 1996). Andere Modelle unterstellen Schallgeschwindigkeitsprofile, die sich klassiert aus meteorologischen Modellen ergeben (z.B. Harmonoise). Weitergehende Ray-Tracing-Modelle berücksichtigen beliebig geschichtete Atmosphären, um über lokale Strahlverfolgungsalgorithmen die Brechung und Luftabsorption in besserer Näherung nachzubilden. Die Zuverlässigkeit der Ray-Tracing-Modelle hängt dabei direkt von der Unsicherheit der Kenntnis der realen atmosphärischen Schichtung ab. Alle Modelle berücksichtigen die Luftabsorption nach Maßgabe der Luftfeuchte in Bodennähe. Bei Entfernungen deutlich kleiner als 500 m bleibt der Schall in Bodennähe. Bei größeren Entfernungen oder besonderer Topografie oder besonderer Ausbreitungssituation mit großen Unterschieden der Höhen von Quelle und Empfangsort erreichen die Strahlen größere Höhen. Deshalb werden Windgeschwindigkeits-, Windrichtungs-, Temperatur- und Luftfeuchteprofile dort immer mehr an Bedeutung gewinnen. Der Beitrag nutzt eine besonders entwickelte Profilprognose der MeteoMedia , die im kleinzelligen Bereich (4 km x 4 km) stundenspezifische Vorhersagen dieser Profile liefert. Es wird ermittelt, in welchen Schallausbreitungssituationen Modelle mit konstantem Krümmungsradius hinreichend zuverlässig den Strahlenverlauf nachbilden und wann Ray-Tracing-Modelle signifikant bessere Prognosen der Brechung und der Luftabsorption liefern.
Berzborn, Marco
- Berzborn M., Müller-Trapet M. und Behler G.
Zur Beschreibung der linearen Übertragungsfunktion zwischen Eingangsspannung und Membranauslenkung von dynamischen Schallwandlern hat sich das elektrische Ersatzschaltbild für den Bereich tiefer Frequenzen bewährt. Die Beschreibung der Elemente des Ersatzschaltbildes durch die Thiele-Small Parameter ist ebenfalls weithin bekannt. Die Bestimmung der Thiele-Small Parameter ist für große Wandler durch das Anbringen einer Zusatzmasse an der Membran mit relativ wenig Aufwand und in hinreichender Genauigkeit möglich. Bei Kleinstlautsprechern, wie sie z.B. in Mobiltelefonen verwendet werden, ist diese Methode jedoch aufgrund des geringen Membrangewichts nicht anwendbar, weshalb hier anstatt der Messung mit angebrachter Masse die Messung der Membranauslenkung (bzw. -schnelle) mittels Laser-Vibrometer erforderlich ist. Die Bestimmung der Elemente des Ersatzschaltbildes erfolgt dann durch ein Curve-Fitting der aus dem Netzwerk berechneten Übertragungsfunktionen für Eingangsimpedanz und Auslenkung gegenüber den gemessenen Übertragungsfunktionen. Es stellt sich dabei besonders im Frequenzbereich unterhalb der mechanischen Resonanz heraus, dass die Beschreibung durch die klassischen Parameter unzureichend ist, da die Auslenkung zu tiefen Frequenzen erneut steigt. Dies wird durch den sogenannten ''Creep''-Effekt erklärt, der eine frequenzabhängige Nachgiebigkeit zur Folge hat. In diesem Beitrag werden drei verschiedene Creep-Modelle vorgestellt, und ihre Anwendbarkeit im Hinblick auf ein erweitertes Ersatzschaltbild wird anhand von Messergebnissen untersucht.
Betgen, Benjamin
- Toward M., Betgen B., Squicciarini G. und Thompson D.J.
The Stardamp project has developed software that allows the quantification of the efficiency of rail and wheel dampers reducing the need for costly field tests on real track. Laboratory tests can provide most of the needed input data. The scope of this contribution is on measurement procedures to determine rail damper performance from measurements on a ëfree' damped rail.
Two methods are proposed to measure the damper performance (decay rates): (i) for long rails, by integrating decay rates derived from FRF's measured at intervals along the rail; and (ii) for short rails, at low frequency from the modal properties of the rail, and at high frequencies directly from point and transfer responses functions (FRFs) at either end of the rail. The two methods show reasonable agreement in vertical and lateral decay rates between 300 Hz and 5 kHz. Further tests on a 32m test track show that decay rates of damped track can be determined reasonably well by summing the decay rates of the ëfree' damped rail and the decay rates of the undamped track.
Bethke, Christian
- Bethke C. und Wittstock V.
Viele Messverfahren in der Maschinenakustik, aber auch in der Bauakustik, erfordern die Bestimmung der Schallleistung in Räumen. Genormt sind diese Verfahren derzeit für Frequenzen oberhalb von ca. 100 Hz. Um die so erzielten Kenngrößen besser an die Wahrnehmung anzupassen, wird jedoch eine Ausweitung auf tiefere Frequenzen bis 50 Hz und z.T. sogar bis 20 Hz angestrebt. Dabei steht die Frage, ob die existierenden Messverfahren einfach bei tiefen Frequenzen angewendet werden können und lediglich eine erhöhte Unsicherheit zu berücksichtigen ist, oder ob andere Messverfahren verwendet werden sollten. Als erster Schritt zur Beantwortung dieser Frage wurde an der PTB ein Messprogramm durchgeführt, innerhalb dessen die Luftschallleistung kleiner transportabler Quellen in unterschiedlichen Räumen gemessen wurde. Dabei wurden neben der üblichen räumlichen Mittelung über wandferne Punkte auch Eckpositionen für die Schalldruckpegelmessung einbezogen. Die tatsächliche Schallleistung wurde durch Intensitätsmessungen in einer großen Halle ermittelt. Im Vortrag werden die Ergebnisse aus den verschiedenen Räumen vorgestellt und es wird überprüft, ob die Verwendung einer Referenzschallquelle als Transfernormal die Unsicherheiten reduziert.
Betke, Klaus
- Betke K. und Matuschek R.
Die geplante Fehmarnbeltquerung zwischen Dänemark und Deutschland wird als Tunnel zwischen den Inseln Lolland und Fehmarn ausgeführt werden. Nach der gegenwärtigen Planung wird der etwa 18 km lange Tunnel als Absenktunnel gebaut, d.h. aus vorgefertigten Röhrenelementen, die an der Zielposition versenkt werden. Im Rahmen der Umweltverträglichkeitsanalyse wurde die Frage aufgeworfen, ob nicht nur der Bau, sondern auch der reguläre Betrieb eines solchen Tunnels Geräusche im Wasser erzeugt, die marine Lebewesen beeinflussen oder beeinträchtigen könnten. Da keine geeigneten Literaturdaten auffindbar waren, wurde eine Messung an einem existierenden Tunnel vorgenommen, und zwar am Drogden-Tunnel, der Teil der Verbindung über den Öresund zwischen Dänemark und Schweden ist. Der Drogden-Tunnel ist ebenfalls ein Absenktunnel. Im Vortrag werden das Ergebnis von Schallmessungen in unmittelbarer Nähe des Tunnels und in einigem Abstand vorgestellt, ferner Messdaten zu Erschütterungen des Meeresbodens. Die Schalldaten werden Schiffsgeräuschen gegenübergestellt und der mögliche Einfluss auf marine Säugetiere diskutiert.
- Matuschek R. und Betke K.
Dänemark plant die Errichtung einer festen Anbindung an Deutschland in Form eines ca. 18 km langen Tunnels unter dem Fehmarn Belt. Ein wichtiger Aspekt bei der Umweltverträglichkeitsanalyse war der Einfluss auf die marine Fauna und hier speziell auf marine Säuger. Da der Unterwasserschall möglicherweise Auswirkungen auf marine Säuger hat, wurde eine Grundlagenerhebung des Hydroschalls und seiner Quellen in der Fehmarn Belt Region durchgeführt.
Während eines Zeitraumes von mehr als einem Jahr wurden Unterwasserschallmessungen an 19 verschiedenen Positionen durchgeführt. Dazu wurden zeitgleich bis zu 5 autonome Hydroschallmesssysteme pro Messkampagne ausgebracht. Die daraus resultierende Datenbasis besteht aus etwa 700 Tagen kontinuierlicher Schallaufzeichnungen.
Die Ergebnisse der statistischen Auswertung der zeitlichen und räumlichen Schwankungen des Schalldruckpegels sowie spektrale Analysen des Hydroschalls werden vorgestellt. Basierend auf den Schallmessungen und Daten der Schiffsintensitäten wurde ein einfaches heuristisches Modell zur Schallausbreitung erstellt.
Im Rahmen des von der EU geförderten Life+ Projektes BIAS (Baltic Sea Information on the Acoustic Soundscape) wird zur Zeit eine ähnliche Studie für große Teile der Ostsee durchgeführt. Erste Erfahrungen und Ergebnisse aus diesem Projekt werden hier vorgestellt.
Beutner, Dirk
- Pazen D., Lüers J.-C., Anagiotos A., Gostian A.-O. und Beutner D.
Biberger, Thomas
- Biberger T. und Ewert S.D.
There are many factors as room properties, environmental noise or the transmission path corrupting clean speech or audio signals in realistic listening situations. As measures for the impact of these factors, speech intelligibility, speech or audio quality are widely used. Detectability of changes in a stimulus can be assessed by psychoacoustic experiments. In order to predict quality and speech intelligibility measures, as well as psychoacoustic data within a single auditory model framework, a measure dependent decision stage (back-end) and a common auditory front-end, providing perceptually relevant features of speech or audio signals, are required. Here, an approach is proposed based on the recent speech intelligibility model by Jørgensen et al. [J. Acoust. Soc. Am. 134, 436 (2013)] which extended an earlier amplitude-modulation processing model [Ewert and Dau, J. Acoust. Soc. Am. 108, 1181 (2000)]. The proposed model front-end calculates power and envelope- power signal-to-noise ratios (SNR
, SNR
) as features on multiple time scales. It is shown that approach can account for several basic psychoacoustic effects while maintaining the predictive power of the original approach for speech intelligibility. Additionally, the effect of dependent information across auditory channels was assessed. Results for audio quality prediction will be presented.
Biedermann, Till
- Wahl T., Biedermann T., Epe C., Heinze R. und Kameier F.
Durch die Vielzahl an neuen Windenergieanlagen im Binnenland fühlen sich Anwohner gestört. In der Regel legen akustische Untersuchungen von Windenergieanlagen den Fokus auf den abgestrahlten Schall im Rahmen von Genehmigungsverfahren und der Erfüllung gesetzlicher Vorgaben und Normen. Neben dieser reinen technischen Beurteilung des Schalldruckpegels bzw. der abgestrahlten Schallleistung sind auch Aussagen über die Art der Schallemissionen hinsichtlich Frequenzbereich, Schwankungscharakteristik und Ursache der Emissionen von Interesse.
Im Rahmen einer studentischen Projektarbeit wurde an der Fachhochschule Düsseldorf zunächst die Lärmemission von Windenergieanlagen im Raum Düsseldorf in unmittelbarer Nähe der Anlagen gemessen und im Frequenzbereich analysiert. Untersucht wurde dabei auch, inwieweit sich lokalisierte Geräusche mit der Entfernung von der Schallquelle verändern oder abschwächen. Es wird nun weiter versucht, den lokalisierten Geräuschen Schallentstehungsmechanismen zuzuordnen. Ferner wird die Auswirkung der Schallimmissionen auf das menschliche Hörempfinden am Beispiel von Betroffenen in der Wilstermarsch untersucht. Der Fokus der Untersuchung liegt nicht auf dem Infraschallbereich, sondern auf dem vom Menschen oberhalb der Hörschwelle wahrnehmbaren Frequenzen. Darüber hinaus werden Möglichkeiten zur Maskierung der von Windkraftanlagen ausgehenden Emissionen und zur Ablenkung von Störquellen mittels Soundscapes vorgestellt.
- Heinze R., Biedermann T., Kameier F. und Paschereit O.
Ein umströmter Zylinder erzeugt in seinem Nachlauf eine Kármánsche Wirbelstraße. Dabei führen die am Zylinder wirkenden Oberflächenkräfte zu Druckschwankungen, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten und akustisch als Pfeif- oder auch Hiebton wahrgenommen werden können. Die Abstrahlcharakteristik weist die Form eines Dipols auf. Wird nun ein Interferenzkörper, wie z. B. eine Platte, in den Zylindernachlauf eingebracht, kann die Schallabstrahlung signifikant verstärkt werden. Umfangreiche Messungen an einem leisen Freistrahl an der Fachhochschule Düsseldorf zeigen, dass abhängig vom jeweiligen Plattenabstand ein Muster in der Schalldruckverstärkung zu erkennen ist, das sich auf die aerodynamische Wellenlänge der Zylinderablösung zurückführen lässt. Immer dann, wenn genau ein, zwei oder auch drei Wirbelablösepaare zwischen Zylinder und Platte passen, ist ein deutlicher Anstieg des Gesamtpegels messbar. Experimentell kann der nötige Abstand als Quotient zwischen Wirbelkonvektionsgeschwindigkeit und Wirbelablösefrequenz definiert werden. Aufgrund der vorherrschenden Interferenz-Effekte gestaltet sich eine präzise Prognose dieses Abstands allerdings als schwierig, da eine Variation des Plattenabstands ein nichtlineares Verhalten der für die Berechnung benötigten Parameter nach sich zieht.
- Biedermann T., Heinze R., Kameier F. und Paschereit O.
Im Nachlauf eines Zylinders bildet sich abhängig von der Anströmgeschwindigkeit eine periodische Wirbelschleppe aus, die auch als Kármánsche Wirbelstraße bekannt ist. Die Wirbelablösung verursacht Druckschwankungen auf der Zylinderoberfläche, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten und die Charakteristik eines Dipols aufweisen. Wird nun ein Interferenzkörper wie z. B. eine Platte in den Zylindernachlauf eingebracht, kann die Schallabstrahlung signifikant verstärkt werden. Ein besseres Verständnis der grundlegenden Effekte sollen deshalb Untersuchungen an einem horizontal in der Strömung eingebrachten Kreiszylinders mit einer Plattengeometrie in dessen Nachlauf liefern. Trotz der geringen geometrischen Komplexität der Körper treten bei Variation der Plattengeometrie (Länge, Dicke und Versatz) sowie diverser Strömungsparameter (Anströmgeschwindigkeit und Turbulenzgrad) verschiedene akustische Effekte auf, welche strukturiert erfasst und analysiert werden. Ein Haupteffekt ist die signifikante Erhöhung des Schalldruckpegels, sobald ein kritischer Abstand zwischen Platte und Zylinder überschritten wird. Zur Minimierung des im Normalfall erheblichen Versuchsaufwandes wird sich der statistischen Methodik des Design of Experiments (DoE) bedient. Die Anzahl der notwendigen Versuchspunkte wird in diesem Fall von der dritten auf die erste Potenz reduziert. Unter Verwendung dimensionsloser Kennzahlen und Zielgrößen soll die Gültigkeit der experimentell untersuchten Effekte auf einen weiten Anwendungsbereich sichergestellt werden.
Biermann, Jan
- Keuchel S., Biermann J., Gehlken M. und von Estorff O.
Die Verwendung der Fast-Multipole-Boundary-Elemente-Methode (FMBEM) ermöglicht eine effiziente Lösung der Helmholtz-Gleichung. Hierfür werden die Matrix-Vektor-Produkte innerhalb eines iterativen Gleichungslösers approximiert. Dies erlaubt die schnelle Lösung eines linearen Gleichungssystems mit quasi-linearer Komplexität und die entstehende Lösung wird dabei mit Hilfe von Krylov-Unterräumen dargestellt. Im Frequenzbereich wird häufig eine große Sequenz von linearen Gleichungssystemen untersucht. Eine allgemeine Herangehensweise ist die unabhängige Lösung für jeden Frequenzschritt mit Verfahren, wie zum Beispiel GMRES. Die Idee des Subspace Recycling ist die Wiederverwendung von Informationen aus dem vorherigen Lösungsprozess. Ein GCR Algorithmus bietet hierbei den Rahmen für den Transfer der Informationen und kann je nach Auswahl der wiederverwendeten Unterräume spezialisiert werden. Dies führt in den folgenden Lösungsprozeduren zu einer verbesserten Konvergenz. Die Wirksamkeit des Subspace Recycling in Kombination mit der FMBEM konnte bereits durch vorherige Analysen bestätigt werden. Dieser Beitrag befasst sich nun mit neuen Möglichkeiten der Auswahl dieser Unterräume. Erste Untersuchungen zur Effizienz zeigen eine Reduzierung der Anzahl von Matrix-Vektor-Produkten für einen Frequenzschritt um bis zu 70%.
Biermeier, Thomas
- Hohls S., Biermeier T., Blaschke R. und Becker S.
Um den Komfort sowie die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, gilt es, die Lärmbelastung der Fahrzeuginsassen zu reduzieren. Aufgrund der akustischen Dämmung der Hauptgeräuschquellen (z.B. Motor, Umströmung) und dem Einsatz neuer Technologien wie Elektroantriebskonzepten treten die Nebenaggregate als Lärmquellen zunehmend in den Vordergrund. Deutlich zeigt sich dies an dem durch das Klimatisierungssystem erzeugte und in die Fahrgastzelle eingebrachte Schallfeld, welches demaskiert wird und dadurch verstärkt wahrnehmbar ist. Da die Empfindung von Lärm subjektiv ist, ist der Schalldruckpegel als alleinige Bewertungsgröße zur Lärmminderung nur begrenzt geeignet. Ziel dieser Studie ist es, geeignete akustische und psychoakustische Parameter zur objektiven Bewertung der Wahrnehmung von Klimatisierungsgeräuschen zu identifizieren und ferner Optimierungsrichtungen abzuleiten. Dazu wurde eine psychoakustische Bewertung der Klimatisierungsgeräusche von vier Fahrzeugen im Oberklassesegment anhand eines Hörversuchs durchgeführt. Im ersten Versuchsteil wurde die Gesamtqualität der Testschalle mit Hilfe eines Paarvergleichs abgefragt. Hieraus konnte eine Rangfolge abgeleitet werden und durch Korrelationsanalysen die Parameter Lautheit, Schärfe, Rauigkeit und Artikulationsindex als relevante Bewertungsparameter identifiziert werden. Im zweiten Versuchsteil wurden die Testschalle anhand eines Semantischen Differentials bewertet und drei Wahrnehmungsdimensionen identifiziert, die wiederum durch psychoakustische Parameter angenähert werden können. Insgesamt ergab die Untersuchung eine gute Eignung von psychoakustischen Parametern für die Bewertung von Geräuschqualität in Bezug auf Fahrzeugklimatisierungsgeräusche.
- Altenhein K., Biermeier T., Blaschke R. und Becker S.
Durch die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen, tritt in Zukunft in der Fahrzeugakustik die Klimaanlage immer weiter in den Fokus. Während der Bereich der Ausströmer eine Vielzahl verschiedener Veröffentlichungen existiert, wird die Akustik der Laufradabströmung in der Literatur kaum behandelt. Jedoch ist das Verständnis grundlegenden Mechanismen bei der Entstehung von Geräuschen in Klimaanlagen für die Optimierung der Klimatisierungsakustik sowie der Verkürzung der Entwicklungszeiten wichtig. Deshalb liegt in dieser Arbeit der Schwerpunkt auf Untersuchungen der akustischen Quelltermproduktion im Laufrad und deren Anströmbedingungen. Hierfür wurde ein Modell entwickelt, bei dem die Zunge modular austauschbar gestaltet ist und der Diffusorwinkel variiert werden kann. Vor allem in der Gestaltung der Zungengeometrie für Lüftungslaufräder in Klimaanlagen gibt es nur begrenzte Informationen über den Zusammenhang zwischen hydrodynamischer und akustischer Optimierung. Als zusätzlicher Einflussparameter wird der Diffusorwinkel betrachtet. Für die experimentellen Untersuchungen wurden Lasermessverfahren zur Erfassung des Strömungsfeldes korreliert mit Druckmessungen und Akustikmessungen im Fernfeld eingesetzt. Die Ergebnisse belegen, dass hydrodynamische und akustische Optimierung einen getrennten Optimierungsansatz fordern.
Bierögel, Christian
- Bader N., Holstein P., Tharandt A., Bierögel C. und Häberle J.
Die Messung akustischer Emissionen an unterschiedlichsten Werkstoffen hat seit Einführung der rechnergestützten Instrumentierung und Datenanalyse immer mehr Bedeutung erlangt und wird bis heute vor allem applikationsbezogen und werkstoffspezifisch weiterentwickelt. In der Historie dieser Prüfmethode findet man aber noch bis in die 80er Jahre hinein analoge Beschreibungen, die das akustische Verhalten - vordergründig von metallischen Werkstoffen - bei Belastung umschreiben. Bezogen auf gestaltungsrelevante Aspekte im Produktdesign hinsichtlich Signaldämpfung, Frequenzcharakteristik und auftretender Wellenmoden werden diese analogen Beschreibungen und die sinnvolle Verkopplung mit der rechnergestützten Datenanalyse wieder wichtig. Nutzer von Objekten interagieren bei normaler oder kritischer Benutzung auch auf akustischem Wege, was die grundlegende Forschung auf diesem Feld, gerade mit Sicht auf die verstärkte Verwendung moderner Faserverbundwerkstoffe erforderlich macht und auch die klanglichen und individuell empfundenen Aspekte in die Untersuchungen einbeziehen muss. Die hier vorgestellte Arbeit versucht, aufbauend auf dem Vorjahresbeitrag, die methodischen Werkzeuge der Designakustik weiterzuentwickeln und die Schallemissionsanalyse als klassischen Indikator für Werkstoffzustand, Schädigungsmechanismen und Schädigungsdynamik bzw. -kinetik unter Einbeziehung supplementärer Methoden wie z.B. von Hochgeschwindigkeitskameras als Gestaltungswerkzeug zur Beschreibung und Charakterisierung im Design zu kultivieren.
Bietz, Heinrich
- Bietz H., Wittstock V., Stange-Kölling S. und Scholl W.
Die Messung des Gehschalls ist seit dem Jahr 2013 in der DIN EN 16205 genormt. Unter Gehschall wird dabei das Geräusch verstanden, das insgesamt von der Kombination aus Fußbodenbelag und Rohdecke abgestrahlt wird, wenn die Anregung durch ein Normhammerwerk erfolgt. Neben der Berücksichtigung des Eigengeräuschs des Hammerwerks muss auch eine Umrechnung auf eine Bezugs-Rohdecke durchgeführt werden. Mit diesem Messverfahren wurde ein europäischer Ringversuch mit ca. 20 Prüfstellen durchgeführt, dessen Ergebnisse präsentiert werden. Als Testobjekte wurden ein Teppich, ein PVC-Belag und ein Laminat mit zwei verschiedenen Unterlagen verwendet. Die Unsicherheit des A-bewerteten Gehschallpegels liegt mit ca. 2 dB in einem für bauakustische Messungen üblichen Bereich. Lediglich für den Teppich ergibt sich mit fast 4 dB ein deutlich größerer Wert. Im Vortrag werden die Ergebnisse des Ringversuchs präsentiert, und es wird auf mögliche Verbesserungen für bestimmte Bodenbelagstypen eingegangen.
Bitzer, Joerg
- Beilfuss I., Aderhold J. und Bitzer J.
Bei Außenaufnahmen von Audio und Bildmaterial können Windgeräusche sowohl die Klangqualität als auch das Sprachverstehen verschlechtern: Dies gilt auch für Hörgeräteträger, die über eine reduzierte Sprachverständlichkeit in windiger Umgebung klagen. Neben passiven Möglichkeiten zur Windgeräusch-Reduktion (wie z.B. Windschutzkorb und Windjammer an Mikrofonen) gibt es Algorithmen zur Reduktion in Bereichen der Offline-Verarbeitung (z.B. Restauration von Außenaufnahmen) und Online-Verarbeitung (z.B. in Hörgeräten). Diese Algorithmen profitieren von der Verwendung eines Windgeräuschdetektors, da unerwünschte Nebeneffekte bei der Verarbeitung vermieden werden. Ziel dieser Arbeit ist die einkanalige Detektion von Windgeräuschen über einen Klassifikationsansatz. Neben speziell für diese Problematik entwickelten Merkmalen werden Mel Frequency Cepstral Coefficient's (MFCCs) und verschiedene Modulationsspektren verwendet. Aus der großen Anzahl extrahierter Merkmale werden durch unterschiedliche Selektionsansätze optimale Teilmengen ausgewählt und anschließend mit bekannten Lernverfahren hinsichtlich ihrer Klassifikationsleistung verglichen.
- Willhaus J., Bitzer J. und Adrian J.-A.
Die klassische Definition des Signal-Rausch-Verhältnisses bzw. -abstands (SNR) benötigt einen separaten Zugriff auf die beteiligten Nutz- und Störsignalanteile. Zusätzlich reicht bei instationären oder gefärbten Signalen durch fehlende perzeptive Relevanz die breitbandige Leistungsdefinition nicht aus, was in der Vergangenheit bereits zur Definition des frequenzgewichteten und segmentierten SNR führte. Abseits der Laborbedingungen stehen aber Signal und Rauschen nicht getrennt zur Verfügung und eine blinde Schätzung des Verhältnisses wird notwendig, um z.B. die intelligente signalabhängige Parametrisierung eines Entrauschungsalgorithmus zu ermöglichen.
Es werden deshalb bekannte und neue Verfahren zur SNR-Schätzung vorgestellt und basierend auf einer Vielzahl von Signalen und Störungen evaluiert. Die Ergebnisse zeigen, dass eine perzentilbasierte Analyse in Bark-Bändern in den wesentlichen SNR-Bereichen eine ausreichende Genauigkeit erzielt, während klassische, oftmals auf Pausendetektion basierende, Verfahren vor allem für Musik, aber auch bei nicht-stationär oder gefärbt verrauschter Sprache fehlschlagen.
- Adrian J.-A. und Bitzer J.
Die mittleren spektralen Eigenschaften von Sprache sind in Form des LTASS (Long Term Average Speech Spectrum) seit vielen Jahren bekannt und wurden von Byrne et al. (1994) in einem multilingualen Vergleich standardisiert. Rauschsignale, deren spektrale Verläufe dem des LTASS entsprechen, werden zum Beispiel als Maskierer für Sprache in Form von Störsignalen zur Evaluierung automatischer Spracherkennungssysteme oder Hörgerätealgorithmen hinsichtlich ihrer Robustheit gegenüber Störungen verwendet.
Für die Evaluation von Algorithmen, die für Musiksignale konzipiert sind, kann solch ein Maskierer als Störsignal mit spektralen Eigenschaften eines LTAMS (Long Term Average Music Spectrum) von Interesse sein. So werden beispielsweise in der Audiorestauration Methoden zur Signalaufbereitung, wie z. B. Entrauschungsalgorithmen, angewendet, deren Leistungsfähigkeit für Musik mit einem LTAMS-Rauschen evaluiert werden können. Ebenso kann bei der Schätzung von akustischen Parametern wie Nachhallzeit oder Direct-To-Reverberant-Ratio die Robustheit mit einem LTAMS-Rauschen untersucht werden.
In dieser Arbeit werden Langzeitspektren aus populärer und klassischer Musik aus jeder Dekade zwischen den Jahren 1960 und 2000 erstellt und auf ihre spektralen Eigenschaften untersucht. Weiterhin werden aus dem Musikmaterial Rauschsignale mit zum LTAMS äquivalenter Rauschleistungsdichte generiert. Die Analysen und Signale werden für Forschungsprojekte öffentlich zugänglich gemacht.
Blanchet, Denis
- Blanchet D. und Amor G.B.
Accurate interior noise predictions are important at every stage of vessel design. Stringent targets set by owners of luxury vessels and by legislation in the case of industrial or military vessels dictate the insulation package content and its distribution. Current use of empirical models result in poor interior noise predictions due to changes in construction techniques and new materials not reflected in outdated empirical formulae. This in turn results in additional expense due to over specified sound insulation packages. Noise prediction models must be capable of being deployed at an early stage in the proposal process for initial sound insulation cost estimates and later in the design process to accurately predict interior noise levels. Predictive noise models must be built quickly from 2D drawings of the cabin layout to enable rapid response to initial assessment of interior noise levels and sound insulation specifications. This paper presents recent developments in automating the SEA model building process and optimizing the insulation at the proposal phase, feasibility stage or at a later stage where details can be added to the existing model to ensure that the insulation package designer has the right model at the right time.
Blaschke, Ralf
- Hohls S., Biermeier T., Blaschke R. und Becker S.
Um den Komfort sowie die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, gilt es, die Lärmbelastung der Fahrzeuginsassen zu reduzieren. Aufgrund der akustischen Dämmung der Hauptgeräuschquellen (z.B. Motor, Umströmung) und dem Einsatz neuer Technologien wie Elektroantriebskonzepten treten die Nebenaggregate als Lärmquellen zunehmend in den Vordergrund. Deutlich zeigt sich dies an dem durch das Klimatisierungssystem erzeugte und in die Fahrgastzelle eingebrachte Schallfeld, welches demaskiert wird und dadurch verstärkt wahrnehmbar ist. Da die Empfindung von Lärm subjektiv ist, ist der Schalldruckpegel als alleinige Bewertungsgröße zur Lärmminderung nur begrenzt geeignet. Ziel dieser Studie ist es, geeignete akustische und psychoakustische Parameter zur objektiven Bewertung der Wahrnehmung von Klimatisierungsgeräuschen zu identifizieren und ferner Optimierungsrichtungen abzuleiten. Dazu wurde eine psychoakustische Bewertung der Klimatisierungsgeräusche von vier Fahrzeugen im Oberklassesegment anhand eines Hörversuchs durchgeführt. Im ersten Versuchsteil wurde die Gesamtqualität der Testschalle mit Hilfe eines Paarvergleichs abgefragt. Hieraus konnte eine Rangfolge abgeleitet werden und durch Korrelationsanalysen die Parameter Lautheit, Schärfe, Rauigkeit und Artikulationsindex als relevante Bewertungsparameter identifiziert werden. Im zweiten Versuchsteil wurden die Testschalle anhand eines Semantischen Differentials bewertet und drei Wahrnehmungsdimensionen identifiziert, die wiederum durch psychoakustische Parameter angenähert werden können. Insgesamt ergab die Untersuchung eine gute Eignung von psychoakustischen Parametern für die Bewertung von Geräuschqualität in Bezug auf Fahrzeugklimatisierungsgeräusche.
- Altenhein K., Biermeier T., Blaschke R. und Becker S.
Durch die zunehmende Elektrifizierung von Fahrzeugen, tritt in Zukunft in der Fahrzeugakustik die Klimaanlage immer weiter in den Fokus. Während der Bereich der Ausströmer eine Vielzahl verschiedener Veröffentlichungen existiert, wird die Akustik der Laufradabströmung in der Literatur kaum behandelt. Jedoch ist das Verständnis grundlegenden Mechanismen bei der Entstehung von Geräuschen in Klimaanlagen für die Optimierung der Klimatisierungsakustik sowie der Verkürzung der Entwicklungszeiten wichtig. Deshalb liegt in dieser Arbeit der Schwerpunkt auf Untersuchungen der akustischen Quelltermproduktion im Laufrad und deren Anströmbedingungen. Hierfür wurde ein Modell entwickelt, bei dem die Zunge modular austauschbar gestaltet ist und der Diffusorwinkel variiert werden kann. Vor allem in der Gestaltung der Zungengeometrie für Lüftungslaufräder in Klimaanlagen gibt es nur begrenzte Informationen über den Zusammenhang zwischen hydrodynamischer und akustischer Optimierung. Als zusätzlicher Einflussparameter wird der Diffusorwinkel betrachtet. Für die experimentellen Untersuchungen wurden Lasermessverfahren zur Erfassung des Strömungsfeldes korreliert mit Druckmessungen und Akustikmessungen im Fernfeld eingesetzt. Die Ergebnisse belegen, dass hydrodynamische und akustische Optimierung einen getrennten Optimierungsansatz fordern.
Blau, Matthias
- Rasumow E., Blau M., Doclo S., Hansen M., van de Par S., Püschel D. und Mellert V.
In binaural recordings, spatial information is usually captured by using so-called artificial heads, which are replica of real human heads with ear microphones and average anthropometric geometries. Because of their non-individual character, such recordings often entail perceptual deficiencies (front-back confusion, internalization etc.). Alternatively, individual head-related transfer functions (HRTFs) can be re-synthesized using a microphone array with appropriate digital filters (referred to as virtual artificial head, VAH). Its main advantage over traditional artificial heads is the possibility to adapt one recording to many individual HRTFs in the binaural reproduction by appropriate modification of the array's directional pattern. In this contribution, the realization of a VAH as a planar microphone array with 24 microphones is presented.
First, the fundamentals of the VAH are briefly reviewed and the design choices (pre-processing of HRTFs, cost function and regularization) for the particular realization are discussed.
Second, the VAH is perceptually evaluated against traditional artificial heads and original HRTFs for different directions of incidence in the horizontal plane. It turned out that the re-syntheses using the VAH lead to subjectively appropriate perceptions and that the individualization of HRTFs is an important aspect for an immersive binaural re-synthesis.
- Sankowsky-Rothe T., Köhler S., Blau M. und Stirnemann A.
In früheren Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die Vorhersage des Schalldruckes am Trommelfell (respektive der RECD) auf Grundlage der gemessenen Eingangsimpedanz des Gehörgangs eine geeignete Alternative zur unkomfortablen Messung des Schalldruckes am Trommelfell per Sondenmikrofon bei der Hörgeräteanpassung darstellt.
Ausgehend von einer Referenzmethode zur Impedanzmessung (3-Parameter-Modell), bei der die Kalibrierung durch 6 Messungen erfolgt, wurden in einer vorangegangenen Untersuchung [Sankowsky-Rothe et al. 2013] Methoden aufgezeigt, die den Aufwand der Kalibrierung für Impedanzmessungen mit Hörgeräten reduzieren. Diese Methoden wurden nun optimiert, um mit minimalem Aufwand während der Hörgeräteanpassung (nur eine Kalibrierungsmessung) eine optimale Genauigkeit der gemessenen Eingangsimpedanz des Gehörgangs zu erzielen. Die optimierte Methode wurde durch Messungen an 20 Probanden evaluiert. Hierfür wurden Prototypen von Otoplastiken mit integriertem Gehörgangsmikrofon und Receiver verwendet. Es zeigt sich, dass durch die Optimierung gegenüber der ursprünglichen Methoden mit reduziertem Kalibrieraufwand eine höhere Genauigkeit bei gleichem Kalibrieraufwand während der Anpassung erzielt werden kann.
Damit steht eine einfache und komfortable Methode zur Berücksichtigung des individuellen Restgehörgangs, der individuellen Trommelfellimpedanz und des akustischen Lecks bzw. des unsicheren Venteffekts bei der Hörgeräteanpassung zur Verfügung, die damit zu einer höheren Qualität der Hörgeräteanpassung führen könnte.
- Köhler S., Sankowsky-Rothe T., Blau M. und Stirnemann A.
Die Messung akustischer Gehörgangsimpedanzen kann sowohl der klinischen Diagnostik als auch der Schätzung akustischer Kenngrößen (z.B. Schalldruck am Trommelfell) dienen. Zur Messung dieser Impedanzen können Otoplastiken mit integriertem Receiver und Gehörgangsmikrofon verwendet werden. Vor der eigentlichen Messung ist eine Kalibrierung mit bekannten Lastimpedanzen erforderlich. Je nach Bauart der Impedanzmesssonde besteht dabei jedoch häufig ein geometrischer Unterschied zwischen der Ankopplung an die Kalibrierimpedanzen und der Ankopplung an den Gehörgang, insbesondere wenn ein Koppelvolumen zwischen Mess- und Kalibrierebene bei der Kalibrierung vorgesehen ist. Je nach Ankopplung kann es dadurch im Frequenzbereich ab 1 kHz zu großen Unsicherheiten in der gemessenen Gehörgangsimpedanz kommen, wobei insbesondere die Frequenz des
/4-Minimums betroffen ist. Diese resultierenden Ankopplungseffekte werden anhand von Messungen an künstlichen Gehörgangsmodellen untersucht und akustisch modelliert. Die Relevanz dieser Ankopplungseffekte wird diskutiert und es werden Strategien vorgestellt, mit denen diese korrigiert werden können. Im Ergebnis zeigt sich, dass die Ankopplungseffekte von der Größe des angekoppelten Gehörganges abhängen. Entsprechend liefert eine Korrektur für mittlere Gehörgangsgrößen sehr gute Resultate, während für sehr kleine und sehr große Gehörgänge gewisse Unsicherheiten bestehen bleiben.
- Eberlei G.L., Bork I. und Blau M.
Orchestermusiker sind aufgrund ihrer Tätigkeit hohen Schalldruckpegeln ausgesetzt. Es besteht ein Risiko für Gehörschäden. Um dieses Risiko einzugrenzen, gibt es verschiedene Maßnahmen zur Lärmminderung. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig hat in diesem Zusammenhang einen Schallschutzschirm entwickelt, der vor den kritischen Schallpegeln der Instrumente Trompete und Posaune schützen soll. Der Schallschutzschirm bestätigte bereits in Orchestererprobungen seine akustische Wirksamkeit. Kritisiert wurde u.a. die verschlechterte Kommunikation der Musiker untereinander. Über kleine Veränderungen in der Form sowie in der Breite wurde ein neuer Schallschutzschirm entwickelt, der den alten Schirm verbessern sollte. Die akustische Wirksamkeit des alten Schirmes sollte möglichst unverändert bleiben bzw. nur eine geringe Verschlechterung aufweisen. Vor Realisierung einer neuen Schirmform sind Finite-Elemente-Berechnungen angestellt worden, um so die Wirksamkeit durch Veränderung der Form im Vorfeld beurteilen zu können. Anhand Messungen von Übertragungsfunktionen wurde die Wirksamkeit sowie die Sprachverständlichkeit der neuen Schirmform eingeschätzt und mit dem alten Schirm verglichen. Ergebnisse zeigen, dass durch die neue Schirmform besonders im Schallschatten des Schirmes gute Dämpfungswerte in den hohen Frequenzen von ca. 14 dB SPL erreicht werden können. Die neue Schirmform erweist sich in einigen Frequenzbereichen wirksamer als die alte Schirmform. Untersuchungen bezüglich der Sprachverständlichkeit verzeichnen ebenfalls Verbesserungen durch die neue Schirmform.
- Köhler S., Blau M., van de Par S. und Rasumow E.
Head-related transfer functions (HRTFs) beschreiben die individuelle und richtungsabhängige Filterwirkung von Außenohr, Kopf und Torso. Sie finden ihre Anwendung in der virtuellen Akustik und können z.B. zur binauralen Synthese eines Raumeindruckes über Kopfhörer verwendet werden. Aufgrund der individuellen Unterschiede zwischen HRTFs verschiedener Personen funktioniert diese Synthese subjektiv am besten mit den eigenen individuellen HRTFs. Die sequenzielle Messung von HRTFs ist jedoch sehr zeitaufwändig und kann aufgrund kleiner Bewegungen der Versuchsperson während der Messung zu inkonsistenten HRTF-Sätzen führen. Daher werden verschiedene Verfahren zur simultanen HRTF-Messung miteinander verglichen und mittels subjektiver Hörversuche evaluiert. Ferner erfordert die exakte Messung von HRTFs Freifeldbedingungen und ist somit Einrichtungen ohne reflexionsarmen Raum vorenthalten. In dieser Arbeit wird die Machbarkeit von HRTF-Messungen in nichtreflexionsarmen Umgebungen untersucht. Diese Untersuchungen erfolgen am Beispiel eines Vorlesungsraumes. Der grundlegende Versuchsaufbau sowie die Optimierung durch minimalinvasive raumakustische Maßnahmen und geeignete Nachverarbeitung der gemessenen HRTFs werden vorgestellt. Das Messverfahren wird mittels objektiver Maße und subjektiver Hörversuche gegen Referenzmessungen aus einem reflexionsarmen Raum evaluiert.
- Völkering J., Rasumow E. und Blau M.
For the immersive generation of virtual sound sources over headphones, individual HRTFs for every desired source position are required, which may result in a quite large number of HRTF measurements needed. In order to reduce the effort in HRTF measurements, it is useful to measure a limited number of HRTFs and interpolate the HRTFs at directions in between. In this study, different HRTF interpolation methods in the time and frequency domains are examined by using objective evaluation criteria and psychoacoustic measurements. It is shown that the RMS error of linearly interpolated and spline-interpolated HRTFs in the time domain strongly varies depending on the direction of the virtual sound source. In the frequency domain, the linear and spline interpolation of HRTF magnitudes and group delays show better results than the interpolation in time domain, but there are still audible artifacts depending on the spatial resolution of the measured HRTFs. The best performance is obtained for the linear and spline interpolation of complex-valued HRTFs with prior phase linearization for frequencies above 1,5 kHz (which has been shown to be inaudible, see Rasumow et al. 2013).
Blauert, Jens
- Majdak P., Sřndergaard P. und Blauert J.
AABBA (Aural Assessment by Means of Binaural Algorithms) ist eine offene, internationale Initiative von inzwischen 19 Forschungsgruppen, die sich seit nunmehr fünf Jahren mit Entwicklung und technischer Anwendung von Modellen des binauralen Hörens befasst. Ein wichtiges Produkt dieser Gruppe ist die Auditory-Modeling Toolbox (AMT), eine Sammlung von unterschiedlichen, verifizierten Implementationen von Modellen des auditorischen Systems und seiner Komponenten. AMT ist eine frei erhältliche, quelloffene Bibliothek für Matlab und Octave, die den Fokus auf einfache Anwendung sowie Reproduzierbarkeit der modellierten und experimentellen Resultate legt. AMT wird laufend weiter entwickelt und umfasst z.Zt. vier Modellgruppen. Gruppe 1 betrifft die auditorische Peripherie mit Modellen des Außen-, Mittel- und Innenohres, sowie des Hörnerven. Diese können als Vorverarbeitungsstufen für Modelle der höheren Verarbeitungszentren dienen. Gruppe 2 besteht aus Signalerkennungsmodellen zur Simulation monauraler und binauraler Maskierungseffekte. Die Modelle in Gruppe 3 dienen der Nachbildung von räumlichen Effekten wie Lateralisation, Lokalisation, Distanzschätzung, sowie räumliche Sprechererkennung. Gruppe 4 besteht aus Modellen der Sprachwahrnehmung und erlaubt die Untersuchung der Sprachverständlichkeit in Räumen bei unterschiedlichen Randbedingungen. Insgesamt stehen 22 Modelle in diversen Modulen zur Verfügung. In dem Vortrag werden Struktur und Inhalt der Toolbox näher erläutert und diskutiert.
Bleisteiner, Marcus
- Raabe A., Barth M., Bleisteiner M. und Weiße F.
Das Messverfahren analysiert die Laufzeiten von Schallsignalen, die in der Umgebung einer Schallquelle an Hindernissen und Gegenständen reflektiert werden. Unter Vorgabe der Entfernungen zwischen Schallquelle - Reflektor und Schallsensor werden diese Laufzeiten in die diesen Strecken zuzuordnende akustische Temperatur umgerechnet. Aus der Kenntnis der verschiedenen Lagen der Schallreflektoren in der Umgebung einer Schallquelle lassen sich so von einem Punkt aus Temperaturverteilungen in einem Raum beobachten.
Auf einfache Weise können so lokale Unterschiede im Raumtemperaturfeld aufgezeigt werden. Als Beispiel wird der Einsatz eines solchen Messsystems in einem durch eine Klimaanlage belüfteten Raum gezeigt.
Bodden, Markus
- Bodden M. und Belschner T.
Böck, Dennis
- Böck D., Mändl M. und Schafberger J.
In Hörversuchen wurde die Richtungsortungsfähigkeit in der Medianebene unter Modifizierung der Einflüsse von Schultern und Rumpf untersucht. Hierfür wurde in einem dreiteiligen Hörversuch die Treffsicherheit dieser speziellen Form der Richtungsortung ermittelt. Jeder Versuch wurde mit einer schallharten, einer schallweichen und ohne eine ''Halskrause'' zur Abschottung von Schultern und Oberkörper, durchgeführt. Die Wirkung dieses Verfahrens wurde mit einem Kunstkopf-Messsystem überprüft. Die Ergebnisse wurden einander gegenübergestellt und grafisch aufgearbeitet.
Böhm, Jenny
- Johannsen K. und Böhm J.
Am 25.04.2013 erging vor dem Oberverwaltungsgericht Berlin Brandenburg ein Urteil bezüglich des zu erreichenden Schutzziels im Tagschutzgebiet des Flughafens Berlin Brandenburg. Nach dem Urteil sollen Schallschutzmaßnahmen gewährleisten, dass ein Maximalpegel von 55 dB(A) im Rauminnern in den verkehrsreichsten sechs Monaten nicht überschritten wird. Dies entspricht durchschnittlich 0,005 Überschreitungen pro Durchschnittstag.
Anhand der Messwerte der Messstellen in der Umgebung der Berliner Flughäfen wird diskutiert, inwiefern das angewendete Berechnungsverfahren (AzB99) geeignet ist, diese Forderung abzubilden.
Bös, Joachim
- Tschesche J., Thyes C., Bös J. und Melz T.
Bei Streichinstrumenten, insbesondere bei Celli, treten häufig akustische Phänomene auf, die den Klang des Instruments negativ beeinflussen. Eines dieser Phänomene äußert sich beispielsweise durch starke Schwebungen des Klangs oder quietschende Töne und wird Wolfston genannt. Bisherige passive Lösungsansätze können das gesamte Klangbild beeinträchtigen. Alternativ existieren erste adaptronische Konzepte zur Unterdrückung des Wolfstons. Um diese Konzepte zu erproben wurde am LOEWE-Zentrum AdRIA ein numerisches Modell entwickelt, mit dem ein Wolfston simulativ erzeugt werden kann. Das Modell bildet eine Platte ab, die über einen Steg mit einer einzelnen Saite gekoppelt ist. Die Saite kann zu Schwingungen angeregt werden, die sich dann über den Steg auf die Platte fortpflanzt. Die Schwingungen werden als Luftschall abgestrahlt. Dieses System lässt sich so abstimmen, dass eine charakteristische Schwebung entsteht, die für einen Wolfston typisch ist. An diesem numerischen Demonstrator kann die Wirkung unterschiedlicher Unterdrückungssysteme, die den Wolfston reduzieren oder völlig eliminieren sollen, gezeigt werden. Exemplarisch wird die Wirkung gängiger Tilger, sogenannter Wolfstöter, der Wirkung moderner adaptronischer Konzepte gegenübergestellt.
- Schaal C., Bös J. und Melz T.
Ein viel versprechender Ansatz bei der Entwicklung leiser Maschinen und Produkte ist die gezielte Beeinflussung der Strukturintensität (STI). Oftmals kann die Annahme getroffen werden, dass Strukturbereiche, die viel Schall abstrahlen, stark schwingen, was wiederum bedeutet, dass der Energieeintrag in diese Bereiche verhältnismäßig hoch ist.
Der Energiefluss des Körperschalls innerhalb fester Strukturen wird durch die STI beschrieben. Weiter führendes Ziel ist es daher, Strukturen hinsichtlich eines ''optimalen'' Energieflusses zu optimieren, sodass z.B. die Energie in unkritische Bereiche geleitet wird und es dadurch zu einer insgesamt geringeren Schallabstrahlung kommt. Beeinflusst werden kann die STI auf verschiedene Arten, wie beispielsweise durch Geometrieänderungen.
Um dieses Ziel zu erreichen, ist es notwendig, zum einen einen sich einstellenden Energiefluss in einer Struktur - die STI - in Bezug auf die Schallabstrahlung zu bewerten und zum anderen die Auswirkung variabler Strukturparameter auf den Energiefluss zu kennen. Die Bewertung und der Vergleich verschiedener STI- Verläufe werden durch die Tatsache, dass die STI ein frequenzabhängiges Vektorfeld ist, erschwert. Daher werden in diesem Beitrag zunächst geeignete Skalare aus der STI abgeleitet und ihre Korrelation mit variablen Strukturparametern - hier die Lage und Größe einer Rippe auf einer Platte - untersucht. Die Signifikanz der Strukturparameter hinsichtlich der Skalare wird mittels einer Sensitivitätsanalyse ermittelt.
- Pondrom P., Tschesche J., Bös J. und Melz T.
Laut aktueller Studien sind elektrisch betriebene Pkw (entweder Elektro- oder Hybridfahrzeuge) deutlich leiser als Fahrzeuge, die ausschließlich mit Verbrennungsmotor fahren. Daher stellen sie für Fußgänger und Fahrradfahrer ein Sicherheitsrisiko dar. So ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein elektrisches Auto bei langsamer Geschwindigkeit beim Parken oder Abbiegen in einen Unfall mit einem Fußgänger involviert wird, doppelt so groß wie im Falle eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor. eVADER (Electrical Vehicle Alert for Detection and Emergency Response) ist ein von der Europäischen Kommission gefördertes Projekt, das in Kooperation mit führenden europäischen Forschungseinrichtungen und Unternehmen der Automobilindustrie bearbeitet wird. Ziel ist es, den Prototyp eines bordeigenen akustischen Warnsystems für Fahrer und Fußgänger zu realisieren. Im Rahmen dieses Projekts wurde ein Lautsprecher- Array als Schallquelle mit steuerbarer Richtcharakteristik im Stoßfänger eines Fahrzeugs eingebaut. Lautsprecher sind Wasserspritzern und Steinschlag ausgesetzt und müssen daher entsprechend geschützt werden. Für diesen Zweck wurden Schutzeinrichtungen für Mikrofone und Lautsprecher und deren Einfluss auf die akustischen Eigenschaften der Wandler untersucht.
- Moritz K., Ochs S., Schlittenlacher J., Bös J. und Melz T.
Bereits durchgeführte Untersuchungen haben gezeigt, dass bestimmte psychoakustische Kenngrößen zur Beurteilung von Getriebegeräuschen geeignet sind. Darauf aufbauend werden in der vorliegenden Untersuchung die Einflüsse einzelner Parameter auf die psychoakustischen Kennwerte und auf die Perzeption von Versuchspersonen durch eigens aufgenommene Getriebegeräusche beleuchtet. Hierbei wird ein Augenmerk auf die Auslegung eines Prüfstandes gelegt, mit dem gezielt einzelne Einflussparameter wie Drehzahl, Drehrichtung, Drehmoment und Serienstreuung von Verzahnungen variiert werden können. Anschließend werden mit Hilfe der statistischen Versuchsplanung Prüfpläne erstellt, die zum einen die Erstellung einer Grundgesamtheit von Geräuschbeispielen für Hörversuche ermöglicht und zum anderen weitergehende Testreihen hinsichtlich des zeitlichen Aufwandes optimiert. Ziel der Untersuchung ist ein Abgleich von standardisierten technischen und psychoakustischen Metriken mit den im Hörversuch gewonnenen Ergebnissen, um eine Einschätzung der objektivierten Psychoakustik zu erhalten oder im Zweifel einen effektiveren Ansatz für die abzuschätzende Geräuschwirkung eines Getriebes auf den Endnutzer liefern zu können.
- Thyes C., Tschesche J., Bös J. und Melz T.
Ein System zur aktiven akustischen Maskierung, bestehend aus einem Büro-Container und einem adaptiven Maskierungssystem, wird vorgestellt. Das adaptive Maskierungssystem überlagert dem Außengeräusch ein zusätzliches Signal für ein gleichmäßigeres Geräuschniveau im Innern des Containers.
Das Maskierungssystem besteht aus einem Mikrofon, einer Schaltung zur Signalkonditionierung am Ein- und Ausgang, einem Microcontroller, einem Audioverstärker und einem Lautsprecher.
Zur aktiven akustischen Maskierung werden eigens entwickelte Algorithmen verwendet. Diese bewerten ein bestehendes Außengeräusch gehörgerecht und erzeugen in dem kritischen Band der stärksten Anregung ein bandbegrenztes Rauschen. Die Intensität wird dabei dem aktuellen Außengeräusch angepasst. Dieses Rauschen wird dem vorliegenden Außengeräusch überlagert und sorgt so für ein gleichmäßigeres Geräuschniveau, welches sich in seiner zeitlichen Feinstruktur für das menschliche Gehör nicht mehr auflösen lässt.
Das Maskierungssystem wird dabei von einem kostspieligen Hardware-in-the-Loop-System zu einer kostengünstigen, produktnahen Microcontroller-Plattform weiterentwickelt. Mit einer Schaltung, die das Außenmikrofon mit Energie versorgt und die Ein- und Ausgangssignale des Microcontrollers konditioniert, entsteht ein kompaktes Maskierungssystem. Die Bewertung erfolgt als Echtzeitberechnung im Microcontroller. Das erzeugte Signal wird verstärkt, und ein Lautsprecher erzeugt das adaptive Rauschen im Inneren des Büro-Containers.
Die Wirksamkeit des Maskierungssystems wird anhand von Messergebnissen aufgezeigt. Verschiedene Anregungsszenarien wie beispielsweise Baulärm werden zur Bewertung der Funktionsweise des Maskierungssystem verwendet.
- Bein T., Bös J. und Melz T.
Das LOEWE-Zentrum AdRIA (Adaptronics - Research, Innovation, Application) ist ein großes interdisziplinäres Forschungsprojekt in Darmstadt, das von der hessischen Landesregierung finanziert wird. Neben dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF sind daran auch 21 Fachgebiete aus vier verschiedenen Fachbereichen der TU Darmstadt sowie ein Fachbereich der Hochschule Darmstadt beteiligt.
Ziel des Projektes ist, die Vermarktbarkeit adaptronischer Systeme zur Lärm- und Schwingungsminderung zu steigern, was durch eine ausgewogene Mischung aus Grundlagenforschung, angewandter Forschung und industrieller Anwendung erreicht wird. Dazu gibt es drei sog. Programmbereiche (''Adaptives Auto'', ''Leises Büro'' und ''Adaptive Tilger''), die als Anwendungsszenarien dienen. Zu den sog. Technologiebereichen, in denen die dazu notwendigen wissenschaftlichen Methoden, Werkzeuge und Technologien entwickelt werden, gehören u.a. ''Werkstoffe'', ''Simulation'', ''Sensoren und Aktoren'', ''Embedded Systems'', ''Regelungstechnik'' und ''Fertigung''.
Das Projekt hat eine Laufzeit von insgesamt 6 Jahren (3 Jahre ''Aufbauphase'' und - nach einer erfolgreichen Zwischenbegutachtung - 3 Jahre ''Betriebsphase'') und endet im Sommer 2014. Der Beitrag gibt einen Überblick über die Projektpartner, die Projektstruktur und einige ausgewählte Projektergebnisse.
- Skowronek A., Moritz K., Bös J. und Melz T.
The effects of bearing faults on the vibration excitation are well known assuming that the bearing rings stay in a cylindrical shape during operation. However, bearings in strain wave gearings undergo a rotating elliptic deformation and, therefore, this assumption cannot be made. In a previous paper, a model for the calculation of the deformations and forces in elliptically deformed bearings has been presented. In the present study this model is used to analyze the influence of point-shaped faults on the contact forces between balls and rings and on the radial accelerations of the outer ring. These accelerations are compared with data from measurements and used to perform vibration diagnoses. It is shown that in the calculated as well as in the measured data the faults on different bearing parts can be distinctly identified by evaluating envelope spectra whereas in some cases, they have no significant effect on the corresponding amplitude spectra.
- Grebel A., Ochs S., Bös J. und Melz T.
Es bestehen mehrere Möglichkeiten, den Absorptionsgrad eines Schallabsorbers in einem Impedanzrohr unter senkrechtem Schalleinfall zu bestimmen. Das Verfahren mit Übertragungsfunktion nach DIN EN ISO 10534-2 bietet die Möglichkeit, den frequenzabhängigen Absorptionsgrad schnell mit nur einer Messung zu bestimmen. Bei der Montage des schallabsorbierenden Materials im Kundtschen Rohr bieten sich verschiedene Einbaumöglichkeiten an, die aus theoretischen Überlegungen heraus alle zu den gleichen Messergebnissen führen sollten. Es wurde jedoch festgestellt, dass auch Parameter wie die Probengröße und der Probenzuschnitt des Prüflings einen erheblichen Einfluss auf das Messergebnis haben. Auf Grundlage einer statistischen Versuchsplanung wurden im Rahmen einer experimentellen Sensitivitätsanalyse diverse Einflussparameter auf die Messergebnisse untersucht und hinsichtlich ihrer Signifikanz bewertet. Die Signifikanz des Faktors Einbauart konnte statistisch belegt werden. Der Effekt ist für unterschiedliche Schaumstoffe unterschiedlich stark. Hierbei fällt auf, dass beschichtete Schaumstoffe anscheinend sensibler reagieren als unbeschichtete.
- Bös J. und Melz T.
Jede(r) Maschinenbau-Studierende im Master-Studiengang ''Mechanical and Process Engineering'' an der TU Darmstadt muss an mindestens einem sog. Advanced Design Project (ADP) teilnehmen. In studentischen Teams aus 3 bis 7 Mitgliedern sollen die Studierenden in ca. 4 Wochen möglichst selbstständig eine komplexe Problemstellung bearbeiten und dabei konstruktive Lösungen entwickeln.
Obwohl dies nicht vorgeschrieben ist, hat es sich das Fachgebiet Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik SzM zum Ziel gesetzt, die von ihm angebotenen ADPs nach Möglichkeit in Kooperation mit Industrieunternehmen durchzuführen: Die Studierenden verbringen einige Tage vor Ort im Unternehmen und führen dort z. B. akustische Messungen durch. Wieder zurück in Darmstadt nutzen sie die folgenden ca. 3 bis 4 Wochen, um die Messungen auszuwerten und zu interpretieren, Lösungsvorschläge zur Lärm- und Schwingungsminderung zu erarbeiten sowie einen Projektbericht und eine Ergebnispräsentation zu erstellen.
Das am Fachgebiet SzM übliche Vorgehen bei der Durchführung eines solchen ADPs wird exemplarisch an einem ADP mit und bei der Firma fischerwerke GmbH & Co. KG (''fischer-Dübel'') geschildert, für das das Fachgebiet SzM mit dem ''Athene-Preis für Gute Lehre'' der TU Darmstadt ausgezeichnet wurde. Im Rahmen dieses ADPs wurde eine Lärmkarte einer Produktionshalle erstellt, und es wurden Vorschläge zur konstruktiven Lärmminderung an einigen Maschinen und Anlagen erarbeitet.
Bombeck, Henning
- Grzella R. und Bombeck H.
Die Arbeit stellt zunächst die Bundeswehr im Zeichen ihrer Neuausrichtung und unter besonderer Berücksichtigung des Immissionsschutzes Lärm dar. Hiervon ausgehend wird auf die aktuelle Vorschriftenlage, die mögliche Einbindung in ein integriertes Umwelt- und Arbeitsschutzmanagement und in das Vorhaben SASPF (Standard Anwendungs Software Produktfamilie) der Bundeswehr eingegangen. Ausgehend von der Komplexität und des interdisziplinären Ansatzes des Themas werden Rahmenbedingungen zur Herleitung und Begründung der Untersuchungsmethodik dargelegt. Die Darstellung der Untersuchungsergebnisse beginnt mit den Zusammenhängen aus der Entstehungsgeschichte von mili-tärischen Kasernenanlagen ab den 1930-er Jahren und führt zu den Erkenntnissen über das derzeitige Liegenschafts- und Gebäudemanagement der Bundewehr. Die aktuellen Herausforderungen des Immissionsschutzes Lärm in der Bauleitplanung in Bezug auf Kasernenanlagen der Bundeswehr werden erläutert. Weiterhin wird die qualitative und quantitative Identifizierung von Lärmquellen in Kasernenanlagen der Bundeswehr ebenso beschrieben wie die systematische Zusammenführung von akustischen Grundlagendaten der identifizierten Lärmquellen und die hieraus entwickelten Beispiele für eine akustische Bestandsaufnahme und eine akustische Betriebsbeschreibung für Kasernenanlagen. Abschließend werden für ausgewählte Kasernenanlagen unterschiedliche akustische Ansätze - von Flächenbezogenen Schallleistungspegeln bis hin zu Einzelschallquellen - mit dem Software-Produkt IMMI 2009/2012 dargestellt. Die Ergebnisse werden diskutiert und ein Ausblick zur Fortführung der Thematik wird gegeben.
Bomhardt, Ramona
- Bomhardt R., Lins M. und Fels J.
Hörversuche mit Binauraltechnik werden häufig mit nicht individuellen HRTFs durchgeführt. Bei der Verwendung von nicht individuellen HRTFs kommt es aber häufiger zu Im-Kopf-Lokalisationen, Vorne-Hinten-Vertauschungen oder zu einer erhöhten Fehlerrate in Elevations- und Azimutrichtung bei Lokalisationsversuchen. Dies kann dazu führen, dass Probanden gänzlich von Hörversuchen ausgeschlossen werden müssen. Da es zum aktuellen Zeitpunkt sehr zeitaufwändig ist, fein aufgelöste individuelle HRTFs zu messen, strecken sich Hörversuche dadurch stark in die Länge oder sind gar ortsgebunden. Mit individualisierten HRTFs kann somit ein Kompromiss für eine Vielzahl von Hörversuchen gefunden werden. Seit 1990 wurden Methoden, wie ITD-Anpassung und Frequenzskalierung oder Selektionsansätze zur Individualisierung untersucht. In diesem Beitrag soll gezeigt werden, mit welchen Methoden der ITA-Kunstkopf individualisiert werden kann. Ausgehend von den bestehenden Methoden wird hier die ITD durch eine analytische Berechnung eines Ellipsoiden ersetzt und die Skalierungsfaktoren ebenfalls durch das Modell des Ellipsoiden bestimmt. Zusätzlich werden die ILD und die charakteristischen Frequenzeigenschaften der Pinna korrigiert. Die Anpassung beruht auf den anthropometrischen Daten von Individuum und ITA-Kunstkopf.
- Fels J., Bomhardt R., Richter J.-G., Kreutzfeldt M., Koch I., Banken S. und Müller H.
Lärm ist unerwünschter Schall und wirkt sich in vielerlei Hinsicht auf das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Leistung von Menschen aus. Lärm kann sich störend auf das Lernen in schulischen und universitären Kontexten auswirken. Dadurch hat Lärm eine starke Implikation für unser Bildungssystem. In dem Projekt ''Lärm, Aufmerksamkeit und Bildung - Eine technische, psychologische und historische Betrachtung von Lärm in Schule und Universität'' wird in einer Fallstudie des Kaiser-Karls-Gymnasium (Baujahr: 1906) in Aachen gezeigt, wie sich die Lärmsituation im Klassenzimmer im Laufe der Geschichte verändert hat. Dabei werden sowohl die Umgebung der Schule, die Architektur des Klassenraumes, die methodische Großform und die Klassenstärke miteinbezogen. Der Klassenraum wird dazu zu unterschiedlichen Phasen, beispielsweise nach Renovierungen, simuliert und auralisiert. Die geläufigen akustischen Raumakustik- und Sprachparameter wie die Nachhallzeit, A-bewerteter Schalldruckpegel oder der Sprachverständlichkeitsindex werden für die jeweilige Situation berechnet. Anhand dieser Fallstudie können die technischen Parameter mit psychologischen und historischen Parametern von Lärm in Schule und Universität kombiniert werden.
Boonen, Rene
- Boonen R., Sas P. und Vandenbulck E.
A damping device, consisting of an annular tail-pipe, has been developed. It is applicable in situations wherein acoustic damping is required in combination with low flow resistance. The device consists of a central tube surrounded by a narrow slit. The central tube has an acoustic mass which impedance increases with frequency while the slit resistance remains constant. When the frequency has been increased sufficiently, a considerable part of the acoustic flow passes through the slit where it will be damped. In this way, acoustic energy can be dissipated while the flow experiences a low flow resistance. The acoustic properties of the device will be investigated using an electrical equivalent circuit. The impedance will be measured using an impedance measurement duct. The damping mechanism will be investigated qualitatively. The resulting slit resistance consists of a linear part depending on the air viscosity, and a non-linear part, the loss of kinetic energy of the fluidum through the slit. The presence of a laminar mean flow does not effect the acoustic performance of the annular tailpipe, only some minor effects are observed in the low frequency range. Even with a mean turbulent flow, the acoustic damping mechanism still remains intact.
Bork, Ingolf
- Eberlei G.L., Bork I. und Blau M.
Orchestermusiker sind aufgrund ihrer Tätigkeit hohen Schalldruckpegeln ausgesetzt. Es besteht ein Risiko für Gehörschäden. Um dieses Risiko einzugrenzen, gibt es verschiedene Maßnahmen zur Lärmminderung. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig hat in diesem Zusammenhang einen Schallschutzschirm entwickelt, der vor den kritischen Schallpegeln der Instrumente Trompete und Posaune schützen soll. Der Schallschutzschirm bestätigte bereits in Orchestererprobungen seine akustische Wirksamkeit. Kritisiert wurde u.a. die verschlechterte Kommunikation der Musiker untereinander. Über kleine Veränderungen in der Form sowie in der Breite wurde ein neuer Schallschutzschirm entwickelt, der den alten Schirm verbessern sollte. Die akustische Wirksamkeit des alten Schirmes sollte möglichst unverändert bleiben bzw. nur eine geringe Verschlechterung aufweisen. Vor Realisierung einer neuen Schirmform sind Finite-Elemente-Berechnungen angestellt worden, um so die Wirksamkeit durch Veränderung der Form im Vorfeld beurteilen zu können. Anhand Messungen von Übertragungsfunktionen wurde die Wirksamkeit sowie die Sprachverständlichkeit der neuen Schirmform eingeschätzt und mit dem alten Schirm verglichen. Ergebnisse zeigen, dass durch die neue Schirmform besonders im Schallschatten des Schirmes gute Dämpfungswerte in den hohen Frequenzen von ca. 14 dB SPL erreicht werden können. Die neue Schirmform erweist sich in einigen Frequenzbereichen wirksamer als die alte Schirmform. Untersuchungen bezüglich der Sprachverständlichkeit verzeichnen ebenfalls Verbesserungen durch die neue Schirmform.
- Bork I.
Bortels, Leslie
- Raffel K., Bortels L. und Belis R.
Die Dichtigkeit der Karosserie ist ein wichtiger Baustein für eine gute Schallisolation der Fahrgastzelle eines Fahrzeuges. Durch abdichtende Maßnahmen in der Blechkonstruktion wie z.B. Kunststoffschotts und Stopfen werden direkte Luftschallpfade vermieden oder zumindest stark reduziert. Damit gehört die Dichtigkeit zu einer guten akustischen Grundauslegung einer Karosserie. Die gängige Praxis ist bisher, die akustische Undichtigkeit an Prototypen und Vorserienfahrzeugen mittels Ultraschall oder Nebel zu prüfen. Diese Vorgehensweise liefert wichtige Erkenntnisse erst zu einem späten Projektzeitpunkt und hat zudem den Nachteil, dass die gefundenen Schallpfade in vielen Fällen nicht ausreichend genau zuzuordnen sind. Deshalb hat Volkswagen in Zusammenarbeit mit ELSYCA NV eine Lösung gesucht, um konzeptionelle Fehler in einer frühen Projektphase auf Basis von CAD-Daten zu finden und Gegenmaßnahmen bewerten zu können. Ergebnis ist eine softwaregestützte geometrische Analyse der Karosseriestruktur ohne aufwendige physikalische Ansätze, um mögliche Undichtigkeitspfade zu identifizieren.
Bouvet, Pascal
- Carbonnelli A., Bouvet P. und Belleville V.
The noise radiated by an electrical motor is very different from the one generated by an internal combustion engine. It is characterized by the emergence of high frequency pure tones that can be annoying and badly perceived by future drivers, even if the overall noise level is lower than that of a combustion engine.
A simulation methodology has been proposed, consisting in a multi-physical approach to simulate the dynamic forces and noise radiated by electric motors. The principle is first to calculate the excitation due to electromagnetic phenomena using an electromagnetic finite element solver. This excitation is projected onto the structure mesh of the stator in order to calculate the dynamic response. Finally, the radiated sound power can be calculated. This methodology assumes a weak coupling between the different physical levels. It has been validated by comparison with the experiment.
This simulation generally considers the excitation generated by a perfect machine. This paper focuses on the defaults related to a real machine such as static eccentricity, dynamic eccentricity or short-circuits. The excitation is analyzed in terms of excitation content (frequency content and spatial distribution) and the consequences on the sound power radiated by the machine are discussed.
- Minck O., Lecuru S., Humbert L. und Bouvet P.
This paper presents the work done during AVELEC project. This project had the goal to get familiar with acoustics on new electrical motors. Noise sources are likely to be in high frequency, and located on any face of the motor. Some largely diffused tools for troubleshooting and quantification, are the acoustic arrays. They are based on beamforming or holography. Those arrays are usually used with 2D approach giving some consequent errors, as distances considered are wrong. Method applied in that case is the measurement of sound radiation around the complete motor (on its 6 faces), with microphones for phase reference, and a device for the measurement of the spatial position of the array. Considering the global measurement around the engine, it is possible to use all the microphones, on witch signal has been recorded sequentially. Applying a synchronization over all microphones allow to consider everything like a single run. And finally using the real mesh for processing gives a better estimation of the pressure level. And it gives a really comfortable way to analyze results. For some specific configurations, results are successfully compared with simulation. And comparison with classical 2D beamforming is also showed.
Bovtun, Viktor
- Gaal M., Bovtun V., Stark W. und Kreutzbruck M.
Ferroelektrete sind zelluläre polarisierte Polymere, die ferroelektrische und dadurch auch piezoelektrische Eigenschaften aufweisen. Unter anderem werden sie für den Bau von Mikrofonen und Ultraschallwandlern für Materialprüfung eingesetzt. Dabei erweist sich ihre besonders niedrige akustische Impedanz als Vorteil. Ursache dafür ist vor allem ihr außergewöhnlich niedriger Elastizitätsmodul. In diesem Beitrag werden zwei Methoden für die Ermittlung des Elastizitätsmoduls des geladenen zellulären Polypropylens dargestellt. Die erste war eine dynamisch-mechanische Analyse mit Frequenzen unter 50 Hz. Die zweite Methode war eine indirekte Bestimmung mittels Laservibrometrie an dem eigenentwickelten Polypropylen-Wandler bei einer Pulsanregung, unterstützt von einem Model der Resonanzschwingung des Wandlers im Ultraschallbereich. Die Ergebnisse deuten auf viskoelastisches Verhalten des zellulären Polypropylens hin. Es wird gezeigt, dass das Maxwell'sche Modell der viskoelastischen Materialien die gemessene Frequenzabhängigkeit des Elastizitätsmoduls gut annähernd beschreibt. Das Verhalten des zellulären Polypropylens ist viskoelastisch bei niedrigen Frequenzen und linear-elastisch bei der Dickenresonanz im Ultraschallbereich. Damit liegt die Relaxationsfrequenz mitten im hörbaren Bereich, so dass der Elastizitätsmodul eine Frequenzabhängigkeit im hörbaren Bereich aufweist, was für den Bau von Mikrofonen von besonderer Bedeutung ist.
Brabandt, Ines
- Brabandt I., Riesberg F., Rümmler N. und Thiele J.
Der Markt für kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe wächst stetig, da in vielen Bereichen, wie dem Transportwesen, dem Maschinenbau und zunehmend auch in der Automobilindustrie die Werkstoff- und Gewichtsanforderungen steigen und der Einsatz von Leichtbaukonzepten forciert wird. Neue Materialien bedeuten auch immer neue Risiken in Bezug auf Auslegung, Verarbeitung, Qualitätskontrolle und Wartung. Aus diesem Grund sollten Bauteilüberwachungen in Umgebungen, in denen herkömmliche Kontrollverfahren nicht anwendbar sind, durch Überwachungssysteme ersetzt werden. Am Beispiel eines Flugzeugpropellers erfolgte im Rahmen des Förderprojektes PropCMS (VDI/VDE-IT) die Entwicklung und Realisierung eines Prototyps zur Online- und Offline-Zustandsüberwachung. Das entwickelte Überwachungssystem basierte auf der Grundlage von Macro-Fiber-Composites (MFC) mit Sensor- und Aktor-Funktionalität, die oberflächig auf die Propellerstruktur geklebt oder in die Struktur einlaminiert werden können. Durch die Erfassung der MFC-Antwortsignale und deren Frequenzanalysen sind Frequenzgangänderungen und Phasenverschiebungen aber auch Änderungen in der Signallaufzeit frühzeitig erkennbar. Numerische Sollkurvenabgleiche geben Auskunft über den aktuellen Zustand der überwachten Struktur. Somit können Schädigungen, wie Rissbildungen, Bruchvorgänge und Delaminationen bereits in einem frühen Entstehungsstadium erkannt und ein Versagen der Struktur verhindert werden. Zudem bieten Zustandsüberwachungen von stark dynamisch belasteten Baugruppen große Potentiale in Bezug auf Verringerungen von Sicherheitsfaktoren und Einsparungen von Wartungskosten. Das Poster zeigt die Vorgehensweise von der Entwicklung bis zum fertigen Prototypen.
- Brabandt I., Hartmann T., Rümmler N. und Seifert J.
In modernen Bürolandschaften mangelt es häufig an akustischem Raumklima, Unterbrechung von Direktschall, Tageslicht und Transparenz. Angesichts dieser Situation erfolgte im Rahmen des Förderprojektes Akustiktextilien (ZIM), die Entwicklung eines hochabsorbierenden, transluzenten und strukturelastischen Flächengewebes, dessen Wirkprinzip denen mikrogeschlitzter Absorber aus metallischen Werkstoffen entspricht. Durch die angestrebte multifunktionelle Akustiksystemlösung werden Raumeigenschaften effizienter und nachhaltiger beeinflusst. Neben verbesserten Schallabsorptionsgraden tragen auch visuelle, taktile, haptische sowie bauphysikalische (Temperaturstabilisierung, Luftströmung) Funktionsmerkmale des Flächengewebes dazu bei, die Erwartungsprofile von Benutzergruppen zu bedienen. Zur zielgerechten Auslegung und Optimierung der Funktionsparameter der Mikroschlitzstrukturen bediente man sich der mathematischen Beschreibung der Wechselwirkungen zwischen den psychoakustischen funktionsrelevanten Schallfeldparametern und den beeinflussbaren Konstruktionsparametern der textilen Flächengebilde. Durch die Anpassung und Weiterentwicklung präziser Messverfahren, die Anwendung von Methoden der statistischen Versuchsplanung sowie die Einbeziehung mathematischer Korrelationsverfahren und numerischer Simulationen bei der Auswertung der notwendigen experimentellen Untersuchungen konnten die bestehenden funktionellen Wechselwirkungen zwischen den funktionsrelevanten Schallfeldparametern und den textilen Konstruktionsparametern schrittweise entkoppelt werden. Die im Laufe des Forschungsprojektes entwickelten strukturelastischen, transluzenten und hochabsorbierenden Akustikgewebe sind bereits erfolgreich im Einsatz. Das Poster zeigt die Vorgehensweise von der Entwicklung bis zum fertigen Gewebe.
Brand, Carl Robert
- Brand C.R. und Seume J.
Der durch die deutsche Energiewende forcierte Ausbau der Windenergie führt zum Einsatz von Windenergieanlagen mit zunehmender Leistungsklasse. Die Steigerung der elektrischen Leistung wird im Wesentlichen durch Rotoren erreicht, deren Durchmesser kontinuierlich gesteigert werden. Aktuelle Durchmesser liegen bei einem Wert von 170 m und darüber. Die Zunahme des Rotordurchmessers verursacht jedoch auch eine erhöhte aerodynamische Belastung der Blätter, die mit Hilfe von dynamischen Regelsystemen kompensiert werden kann. Ein neues Regelkonzept sieht den Einsatz von Blättern mit Hinterkantenklappen vor, die jedoch auf Grund der instationären Strömung im Klappenbereich die globale akustische Emission des gesamten Profils erhöhen.
Zur Bewertung des Hinterkantenklappen-Regelkonzeptes wird in diesem Beitrag die globale Schallemission eines Flügelprofils mit Hinterkantenklappe experimentell untersucht. Die Experimente werden an einem skalierten Versuchsträger durchgeführt, der im Windkanal bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten sowie Anstell- und Klappenwinkeln des Flügelprofils akustisch vermessen wird.
Mit Hilfe der Methode der statistischen Versuchsplanung werden diejenigen variierbaren Parameter bestimmt, die einen signifikanten Einfluss auf die globale Schallemission des Flügelprofils haben. Für die identifizierten Parameter wird anschließend ein funktionaler Zusammenhang zwischen dem Parameterwert und der resultierenden Schallemission formuliert.
Auf Grund der identifizierten Parameterkombinationen kann zukünftig gezielt der Mechanismus der Schallentstehung untersucht werden und anschließend Maßnahmen zur Schallminderung entwickelt werden.
Brand, Thomas
- Warzybok A., Rennies J., Brand T. und Kollmeier B.
A binaural model capable of predicting speech intelligibility in different spatial conditions of speech and noise sources and different types of hearing impairment can be useful in audiological diagnostics, in room acoustics, or for the evaluation of signal enhancement techniques. The experiment presented in this contribution was designed to provide a systematic test of temporal and spatial interaction in the auditory system in normal-hearing and hearing-impaired listeners. Binaural speech intelligibility tests were performed to examine the integration of a single speech reflection with frontal direct sound with respect to reflection delay, reflection azimuth, and type of interferer (frontal, diffuse and lateral). The measured speech intelligibility thresholds are compared to model predictions to investigate to what extent reductions in speech intelligibility and binaural processing can be explained by the pure tone audiogram for hearing-impaired listeners. Further, a model extension is tested which accounts for the deficit in the detection of interaural phase differences in hearing-impaired listeners.
- Schubotz W., Brand T. und Ewert S.D.
Sprachverständlichkeit im Störgeräusch (Maskierer) hängt stark von den spektro-temporalen Eigenschaften des Maskierers ab. Generell kann man energetische Maskierung, Maskierung im Amplitudenmodulationsbereich und Informationsmaskierung (informational masking) unterscheiden. Hier wurde analysiert, wie sich zeitliche und frequenzübergreifende Fluktuationen, sowie Ähnlichkeiten von Zielsignal und Maskierer auf die Sprachverständlichkeit und die reine Detektion der Sprache auswirken. Es wurden die 80%- und 50%-Sprachverständlichkeitsschwellen mit normalhörenden Versuchspersonen (Oldenburger Satztest, OLSA) im stationären und modulierten Rauschen, sowie mit Sprachmaskierern und sprachähnlichen Maskierern [ISTS; Holube et al., Int. J. Audiol. 49, 891 (2010)] bestimmt. Zusätzlich wurden die Detektionschwellen für das identische Sprachmaterial und Störgeräusch mittels eines AFC-Verfahrens ermittelt. Die Detektionsschwellen für Sprache liegen im Mittel bis zum 20dB unter den 50%-Verständlichkeitsschwellen, wobei sich für die meisten Maskierungssituationen ein ähnlicher Verlauf zeigt. Der Vergleich von Maskierungsschwellen und Verständlichkeitsschwellen erlaubt Rückschlüsse auf die Rolle der energetischen Maskierung. Die Sprachverständlichkeit wurde zudem durch etablierte Sprachverständlichkeitsmodelle wie Speech Intelligibility Index (SII), Speech Transmission Index (STI), Speech-based Envelope Power Spectrum Model (sEPSM) und STOI (Short Term Objective Intelligibility metric) vorhergesagt und mit den empirischen Daten verglichen. Es wird diskutiert, welche Rückschlüsse sich aufgrund der unterschiedlichen Verarbeitungsstrategien in den Modellen auf die relative Bedeutung der verschiedenen Maskierungsarten bei der auditorischen Sprachverarbeitung ziehen lassen.
- Schoenmaker E., Brand T. und van de Par S.
In a cocktail party setting with several competing speech sources, speech intelligibility increases when the target and interfering sources become spatially separated. Some studies have shown that this can be attributed to differences in perceived locations mediating better perceptual segregation, whereas others point to differences in within-band interaural properties, known as binaural masking level differences (BMLDs). In the current work, the relative contributions of these two mechanisms have been compared directly in a headphone experiment that investigated auditory streaming based on binaural cues. A new type of stimulus was used in which the possibility to use BMLDs was eliminated for each time-frequency interval while the localization cues of the dominating source were preserved. Thus, the natural spatial perception of the three-speaker mixture remained unaffected. Results show a significant spatial release from masking for both the original and manipulated stimuli. Moreover, the outcome of the experiment could be explained by a combination of spectro-temporal SNR at the better ear and the angle separating the sources. The experimental findings are compared to predictions by the Binaural Speech Intelligibility Model from Beutelman et al (2006, 2010).
Brandes, Moritz
- Brandes M., Mertins H.-C., Schröder J. und Goetze S.
Akustische Mensch-Maschine-Interaktionstechniken z.B. zur Kontrolle technischer Systeme durch Sprache oder aber für die automatische akustische Überwachung hilfsbedürftiger Personen in Pflegeheimen oder Krankenhäusern gewinnen mehr und mehr an Bedeutung. In Systemen zur Erkennung akustischer Ereignisse (engl. Acoustic-Event-Detection (AED)) werden aus einem Audiosignal zunächst Merkmalsvektoren extrahiert, die dann einem akustischen Ereignis zugeordnet werden. Diese Klassifikation wird mit Hilfe von trainierten akustischen Modellen (hier Hidden-Markov-Modelle (HMM)) realisiert. In diesem Beitrag wird der Einfluss zweier Trainingsmethoden (rauschbehaftet und ohne Störgeräusche) auf Leistungsfähigkeit bekannter HMM basierten Erkenner (Temko et al. (2006), Mesaros et al. (2010)) untersucht, die in der Literatur für AED vorgeschlagen wurden. Durch das angepasste Training konnte die Erkennungsleistung bei verrauschten Daten auf einem eigenen Korpus mit zwölf verschiedenen Events bei einem SNR von 0 dB im direktem Vergleich mit Mesaros et al. (2010) (61 Events), um
46 % erhöht werden.
Brandstätt, Peter
- Herget W. und Brandstätt P.
Die Reduzierung der Lärmbelastung durch Flugzeuge in urbanen Gebieten ist eine der großen Herausforderungen der Luftfahrt. Das EU-Projekt Clean Sky beschäftigt sich u.a. mit diesem Themengebiet, in dem neuartige aerodynamische Konzepte sowie Verfahren und Methoden zur Reduzierung der Geräuschabstrahlung an Regionalflugzeugen untersucht werden. Ein Aspekt ist hierbei die Geräuschentstehung, welche aus der Umströmung der Fahrwerke resultiert. Hierfür wurden Voruntersuchungen im Windkanal am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP an Modellen eines Haupt- und Bugfahrwerks durchgeführt. Die vereinfachten modularen Modelle der Fahrwerke wurden in einem offenen Bereich des Windkanals installiert und bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten mit einem Beamforming-System hinsichtlich des Geräuschspektrums und der Positionen mit hoher Schallintensität untersucht. Systematische und aufeinander folgende Variationen der Modelle, mit verschiedenen Öffnungen und Komponenten, wurde für die Beurteilung der jeweiligen Geräuschentstehung herangezogen. Die Ergebnisse zeigen, dass dominante Schallquellen an der Klappe und den Rändern der Bucht, sowie dem Rad selbst identifiziert werden können. Die Ergebnisse dieser und weiterer Untersuchungen mit möglichen Lärmminderungsmaßnahmen sind Inhalt des Vortrags.
Brandstetter, Klaus-Dieter
- Weber L., Dietz D. und Brandstetter K.-D.
Schalldämm-Messungen an Verglasungen im Prüfstand erfolgen in aller Regel mit einem genormten Einbaumaß von 1,23 m x 1,48 m. Die Abmessungen am Bau können erheblich hiervon abweichen, was den praktischen Erfahrungen zufolge beträchtliche Auswirkungen auf die Schalldämmung haben kann.
In der Vergangenheit wurden schon mehrere Untersuchungen zu diesem Thema durchgeführt. Die Ergebnisse sind jedoch zumeist wenig aussagefähig und zum Teil sogar widersprüchlich. Der Grund hierfür besteht vor allem darin, dass die Schalldämmung von Verglasungen neben dem Format noch von zahlreichen weiteren Faktoren abhängt, die nur schwer zu kontrollieren sind. Untersuchungen zur Formatabhängigkeit erfordern deshalb höchste experimentelle Sorgfalt, die bei den vorangehenden Messungen teilweise nicht in vollem Umfang gegeben war.
Im Fraunhofer-Institut für Bauphysik wurde nun erstmals eine systematische Messreihe durchgeführt, bei der die experimentellen Randbedingungen exakt konstant gehalten, bzw. - soweit Veränderungen unvermeidlich waren - rechnerisch berücksichtigt wurden. Die für verschiedene Scheibentypen ermittelten Ergebnisse unterscheiden sich erheblich von bisherigen Resultaten und geben neue Einblicke in die Formatabhängigkeit der Schalldämmung von Verglasungen.
Brantner, Bernd
- Arndt R. und Brantner B.
Brendel, Andreas
- Schwarz A., Brendel A. und Kellermann W.
We investigate a class of late reverberation suppression methods that rely exclusively on the instantaneous spatial coherence in each time-frequency bin to derive the suppression gain. We compare a number of different realizations that have been proposed over the past years, including both heuristic methods that derive the suppression gain directly from the coherence (Allen 1977, Westermann 2013), and methods that use assumptions about the spatial coherence properties of the signal components to derive the signal to reverberation ratio and compute a corresponding suppression gain (McCowan 2003, Jeub 2011, Thiergart 2012). We show that, while the latter rely on the same assumptions and thus are identical under ideal conditions, they behave differently when the assumptions are not ideally met. We discuss alternative behaviors and evaluate the methods using two-channel impulse responses measured in different rooms. As evaluation metric we use the early to late reverberation ratio and the amount of signal distortion. Finally, we compare automatic speech recognition accuracy using utterances from the GRID corpus which are convolved with the measured impulse responses and processed with the investigated methods.
Brezas, Spyros
- Brezas S. und Wittstock V.
The properties of aerodynamic reference sound sources have been investigated for the scope of a project funded by the European Metrology Research Programme (EMRP). The intention to use such sources both as broadband and narrow band transfer standards to disseminate the unit watt, has led to bandwidth investigation of the emitted sound signal. This has also been used for the validation of the produced sound signal randomness. The relation between measurement uncertainty, signal bandwidth and duration is presented. Due to the strong relation between source directivity and measurement uncertainty, directivity measurements have also been performed using a specially designed setup and a first evaluation of sound power levels has been deduced. Additionally, a rough model has been used for the influence of floor reflections, since all measurements were performed in a hemi anechoic room. The influence of environmental conditions, in terms of temperature and static pressure, on the estimation of the emitted sound power is also presented, based on both indoor and outdoor measurements. The investigation was carried out with four different types of reference sound sources.
Brinkman, Arjen
- Tijs E., Koomen W. und Brinkman A.
The flow of sound energy is often unknown because it is influenced by all sound sources and reflecting surfaces present. Simulations require much calculation power, and small details existing in reality are usually disregarded. Instead, the sound intensity can also be measured. Studies with three dimensional intensity measurements at many positions revealed that complicated sound intensity fields exist even around the simplest structures. However, most measurement procedures are rather involved and time consuming. In this paper, a quick procedure is presented that involves an optical system that can detect the geometric position in three dimensions. Two cameras are used to track the position of an intensity probe that is scanned throughout space. Results of tests performed around a compressor and an UAV will be presented and discussed.
Brinkmann, Fabian
- Lindau A., Erbes V., Lepa S., Maempel H.-J., Brinkmann F. und Weinzierl S.
Virtuelle akustische Umgebungen können durch integrative sensorische Kriterien wie Plausibilität oder Authentizität oder auf Basis individueller qualitativer Attribute evaluiert werden, z.B. anhand speziell entwickelter semantischer Differentiale. Hinweise auf spezifische Ursachen für hörbare Mängel einer akustischen Simulation wird man jedoch nur im letzteren Falle erhalten. Die wenigen, einschlägigen Vorstudien lieferten dazu Attribute die sich entweder nur auf Teile des interessierenden Wahrnehmungsbereichs bezogen oder verwendeten inkonsistente Begriffe für identische Wahrnehmungsqualitäten. Es ist daher oft schwer, entsprechende Bewertungen über Studien hinweg zu vergleichen. Mit dem Ziel eines konsensuellen Vokabular zur Beschreibung virtueller akustischer Umgebungen wurde daher ein ,Qualitätsinventar zur Schallfeldvirtualisierungë (Spatial Audio Quality Inventory, SAQI) entwickelt. Das geschaffene Vokabular umfasst 48 Begriffe für auditive Wahrnehmungsqualitäten, die als besonders relevant für die Identifizierung von technischen Defiziten virtueller akustischer Umgebungen mit präsentierten oder imaginierten Referenzen eingestuft wurden. Es wurde im Laufe mehrerer Sitzungen einer Fokusgruppe von 10-15 deutschsprachigen Experten aus dem Bereich der virtuellen Akustik entwickelt. Die im Vokabular verwendeten Begriffe und Erläuterungen wurden von fünf weiteren Experten auf Eindeutigkeit geprüft. Unser Beitrag erläutert die verwendete Methodik und präsentiert die erzielten Ergebnisse.
- Roden (geb. Popko) R., Brinkmann F., Lindau A. und Weinzierl S.
Kopfbezogene Übertragungsfunktionen (head related transfer functions, HRTFs), wie sie im Rahmen der Binauralsynthese verwendet werden, liegen üblicherweise für verschiedene Schalleinfallsrichtungen und eine feste, meist frontale Kopf-über-Torso-Orientierung vor. Werden Kopfrotationen eines Hörers simuliert, entsprechen diese deshalb meist einer gemeinsamen Bewegung von Kopf und Torso, wohingegen der Kopf natürlicherweise unabhängig über dem Torso gedreht werden kann. Die Hörbarkeit sich verändernder Kopf-über-Torso-Orientierungen konnte von Brinkmann et al. (2014) erstmals empirisch belegt werden. Die Messung unterschiedlicher Kopf-über-Torso-Orientierungen bei der Akquise von binauralen Impulsantworten bedeutet jedoch einen enormen Mehraufwand. Die vorliegende Studie untersuchte daher die für eine unhörbare Überblendung minimal benötigte Winkelauflösung von Kopf-über-Torso-Orientierungen in HRTF-Datensätzen in einem Hörversuch (adaptives 3AFC-Schwellwertverfahren). Hierbei wurden sensorische Schwellwerte für verschiedene Audioinhalte in Abhängigkeit von der Schalleinfallsrichtung und vom verwendeten Interpolationsalgorithmus für zwei unterschiedliche Interpolationsstrategien erhoben. Diese verwenden entweder HRTFs mit unterschiedlichen Kopf-zu-Quell-Orientierungen oder solche mit identischen Kopf-zu-Quell-Orientierungen. Hierbei zeigte sich, dass mit einem geeigneten Interpolationsansatz eine relativ grobe Auflösung der Kopf-über-Torso-Orientierung für einen unhörbaren, dynamischen Austausch von HRTFs ausreichend ist.
Brokmann, Holger
- Brokmann H.
Das Thema ''gleiche Bildungschancen für alle'' rückt unter der Begrifflichkeit Inklusion, untermauert durch rechtliche Vorgaben wie dem Grundgesetz oder dem Behindertengleichstellungsgesetz, immer mehr in den Fokus und ist der heutige Standard, wenn es um bauliche Maßnahmen im Schulbereich geht. Dies hat direkten Einfluss auf die raumakustischen Anforderungen, wie z. B. durch die 2010 neu eingeführte DIN 18040-1.Dieser Beitrag soll die rechtlichen Hintergründe und seine normativen Verzweigungen aufzeigen und erläutern. Zudem sollen die daraus resultierenden Anforderungen an die raumakustische Konzeption im Bildungsbereich unter zu Hilfenahme der aktuellsten europäischen Schulakustikuntersuchung aufgezeigt werden: Das Essex County Council hat in Zusammenarbeit mit der National Deaf Children`s Society und der Vereinigung Hear2Learn Ltd. Schulräume in England untersucht. Unter dem Vergleich nationaler Zielwerte der Raumakustik sind diese Räume baulich verändert worden. Die akustischen Zielwerte bewegten sich von ''minimalst Forderungen'' bis hin zu äußerst ambitionierten Werten für eine Eignung der Räume zur integrativen Beschulung benachteiligter Schüler. Hieraus resultierte die Ableitung einer akustischen Raumkonzeption, welche gleichberechtigte Hör- und Sprechbedingungen für alle Schüler aufweist. Das Projekt und seine Ergebnisse werden in diesem Beitrag erläutert.
Browne, James W
- Freigang C., Browne J.W. und Seeber B.U.
For cochlear implant (CI) users, reduced availability of fine structure interaural time differences (ITDs) leads to impaired sound localisation, especially in reverberant environments. ITD information, however, is still preserved in the envelope (envITD), although to a lesser extent. We therefore hypothesise that by selectively enhancing envITDs, sensitivity to ITDs may be restored in CI users. The method we use to enhance envITDs extends that used by Monaghan (2012), who obtained preliminary data with vocoded speech. The envITDs are enhanced by clipping the direct sound signal immediately prior to specific peaks. These peaks are those that exceed a minimum direct-to-reverberant ratio (DRR). We will also determine the effect of enhancing peaks across frequency bands. To investigate the effect of the different onset enhancement strategies (DRR, frequency bands), subjects will perform a lateralisation experiment with different source-receiver distances (SRD) and varying envITDs. Subsequently, speech comprehension will be examined by using OLSA test sentences to ensure that the onset enhancement does not compromise speech intelligibility. Our results will show whether the enhancement strategies improve sensitivity to envITDs and to what extent ITD information can be restored for particular SRDs.
Bruns, Tobias
- Ciba S., Volgenandt A., Bruns T., Asendorf R., Oetting D. und Rennies J.
Due to the aging of society, among users of modern speech and audio communication systems the portion of people with a mild or moderate hearing loss increases. Within this group the majority does not wear hearing aid devices and therefore would benefit from incorporating hearing support technologies into personalized communication systems. Although transferring signal processing strategies as commonly used in digital hearing aids to communication devices seems feasible, the problem arises of how to conduct the adjustment of the large set of parameters of the hearing support algorithm without the help of a trained expert. In this paper we present four different ''self-fitting'' approaches which operate on a reduced parameter space and allow the user himself to adjust the algorithm parameters in a simple way. We report on a comparative evaluation involving 15 subjects with age-related hearing loss to gain knowledge on basic performance characteristics such as the duration of the fitting, the impact of familiarization and the test-retest reliability of the result. Furthermore we investigate its validity by assessing user preference and benchmarking against an expert-guided fitting approach.
- Bruns T., Oetting D., Rennies J. und Hohmann V.
In dieser Studie wird ein Algorithmus vorgestellt, der klangliche Eigenschaften von Telefonsprache adaptiv unter Berücksichtigung der auditiven Wahrnehmung qualitativ verbessern soll. Professionelle Radio, TV oder Musikproduktionen werden bei optimalen technischen Bedingungen aufgenommen und anschließend von Experten individuell optimiert. In Telekommunikationsmedien ist eine solche individuelle Anpassung auf Grund unterschiedlicher Aufnahmebedingungen nicht gegeben. Ein adaptiver Algorithmus, der spektrale Abweichungen und Pegelunterschiede im Sinne einer Klangoptimierung ausgleicht, soll dieses Anpassungsproblem überwinden. Insbesondere unangenehm laute oder scharfe Signale werden korrigiert, die einen negativen Effekt auf die Telefonqualität haben. Der Algorithmus basiert auf einer automatischen Pegelsteuerung in auditorischen Bändern. Als Referenzsignal diente das für einen Telefonlautsprecher entzerrte International Speech Test Signal (ISTS). So erfolgt eine gehörgerechte Anpassung, die über eine rein technische Motivation hinausgeht und einen möglichst natürlichen Klangeindruck erzielen soll. Die Evaluation des Algorithmus in Hörversuchen mit normalhörenden Probanden zeigte starke Qualitätsunterschiede, die direkt mit den beeinflussten Größen Lautheit und Schärfe korrelierten. Durch die Verarbeitung herbeigeführte Schärfe- und Lautheitsänderungen korrelierten signifikant mit Änderungen anderer Merkmale wie Gesamtqualität, Angenehmheit und Höranstrengung. Bei Natürlichkeit zeigten sich dagegen keine signifikanten Unterschiede. Weiterhin zeigte sich eine überwiegend positive Präferenz für den Algorithmus. Nutzer profitierten dabei insbesondere bei deutlichen Signalabweichungen vom ISTS Spektrum.
Bschorr, Oskar
- Bschorr O.
- Bschorr O.
Buchschmid, Martin
- Mecking S., Völtl R., Winter C., Buchschmid M., Schanda U. und Müller G.
Verlustfaktoren sind für die schalltechnische Beschreibung bei der SEA-basierten Schallschutzprognose gemäß EN 12354 von besonderer Bedeutung. Die Messung der Verlustfaktoren von schweren, homogenen Strukturen mithilfe der Abklingmethode ist in der ISO 10848 beschrieben. Die Anwendung dieser Messnorm zielt auf den Mauerwerks- und Betonbau ab. Holzbaukonstruktionen sind leichter und weisen häufig eine inhomogene Struktur auf. Zur Überprüfung der Anwendbarkeit obiger Messnorm wurden deshalb weitere Messmethoden verglichen.
Die Abklingmethode gemäß der ISO 10848 kann für den gesamten bauakustischen Frequenzbereich genutzt werden. Für den tieffrequenten Bereich wurden die Verlustfaktoren durch die Auswertung der Halbwertsbreite einzelner Resonanzen in der Übertragungsfunktion ermittelt. Für höhere Frequenzen wurde untersucht, inwieweit Energieeinflusskoeffizienten für die Bestimmung der Verlustfaktoren ausgewertet werden können, sofern die Voraussetzungen für die SEA gegeben waren. Die Messungen der Verlustfaktoren wurden an Massivholzbauteilen mit verschiedenen Auflagerausbildungen und in Abhängigkeit der Auflagerpressung durchgeführt.
Die Ergebnisse basieren auf dem aktuellen Stand des DFG-AIF Forschungsvorhabens ''Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten'', das gemeinsam von TU München, Hochschule Rosenheim und ift Rosenheim durchgeführt wird und dessen Inhalte auf der DAGA 2013 vorgestellt wurden.
- Winter C., Buchschmid M., Mecking S., Müller G. und Schanda U.
Für einen Einsatz leichter Massivholzkonstruktionen im Geschosswohnungsbau sind die methodischen Grundlagen für die Planung des erforderlichen Luft- und Trittschallschutzes weiterzuentwickeln. Hierfür ist insbesondere die Vorhersage der Schallübertragung an Bauteilstößen notwendig. Im tiefen Frequenzbereich ist die Finite Elemente Methode (FEM) für Prognosen geeignet. Für zunehmende Frequenzen nimmt die modale Dichte zu, wodurch die klassische FEM aufgrund des Diskretisierungsaufwandes und der Sensitivität der Ergebnisse an Grenzen stößt und die Anwendung statistischer Methoden möglich wird. Die Statistische Energie Analyse (SEA) liefert bspw. robuste Ergebnisse, erlaubt aber nur eine eingeschränkte Ortsauflösung (Subsystemdefinition). Bei der Prognose für die o.g. Strukturen werden im ''Mid Frequency Gap'' zwischen FEM und SEA die Mittelungsmethoden der SEA in der Auswertung der FEM eingesetzt, was zu robusten Ergebnissen führt und mit einer größeren Freiheit bei der Subsystemdefinition und damit einer besseren räumlichen Auflösung einhergeht. Mit dieser Hybridmethode können die Energieflüsse zwischen den einzelnen Bauteilen, auch für den mittleren Frequenzbereich, in Form von Energieeinflusskoeffizienten bestimmt werden. Sofern die Voraussetzungen der SEA gegeben sind, können daraus die Dämpfungs- und Kopplungsverlustfaktoren zwischen Bauteilen berechnet werden. Die Ergebnisse basieren auf dem aktuellen Stand des DFG-AIF Forschungsvorhabens ''Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten'', das gemeinsam von TU München, Hochschule Rosenheim und ift Rosenheim durchgeführt wird.
Budde, Christian
- Budde C.
Um aus Hörversuchen verlässliche Schlüsse ziehen zu können, sollten daran möglichst viele Probanden teilnehmen. Sofern kein besonderer Aufbau vonnöten ist, können diese Versuche auch online durchgeführt werden. Allerdings besitzt der Versuchsleiter nur selten die nötige Kompetenz, um für verschiedenste Plattformen ein geeignetes Werkzeug zu erstellen, das den qualitativen Anforderungen entspricht.
Mit der Standardisierung durch HTML5 ist es heute jedoch leicht, ohne tiefergehende Kenntnisse über verschiedene Architekturen Werkzeuge zu schaffen, die Hörversuche auf allen gängigen Plattformen erlauben. Durch die Standardisierung ist es dabei auch leicht möglich, den qualitativen Anforderungen gerecht zu werden.
In diesem Vortrag wird exemplarisch ein einfacher ABX-Test vorgestellt, der auf allen gängigen Plattformen lauffähig ist und leicht von Nutzern an die eigenen Anforderungen angepasst werden kann.
Büchel, Joachim
- Büchel J., Becker-Schweitzer J. und Steffens J.
Das Straßenverkehrsaufkommen hat in den letzten Jahrzehnten immer weiter zugenommen. In gleichem Maße stieg jedoch auch die hierdurch verursachte Lärmbelastung. In den letzten Jahren wurde mit gesetzlichen Vorgaben auf die Emissionsquellen Einfluss genommen. Beispielsweise konnte das Reifen-Fahrbahn-Geräusch durch den Einsatz poröser Fahrbahnoberflächen zum Teil deutlich reduziert werden. Jedoch sind die meist als Pegelminderungen angegebenen Lärmschutzmaßnahmen in der Regel wenig anschaulich und berücksichtigen dabei psychoakustische Kriterien bei der Wahrnehmung von Straßenverkehrsgeräuschen nicht. Am Institut für Sound and Vibration Engineering (ISAVE) der FH Düsseldorf wurde daher eine Auralisationssoftware entwickelt, die den Zusammenhang zwischen Verkehrsparametern, Fahrbahnbelag und Geräuschemission darstellen kann. Im Vergleich zu bisherigen Arbeiten werden dabei neue Wege bezüglich Synthese , räumlicher Darstellung und Modularität beschritten, wodurch eine hohe Detailtreue sowie eine einfache Anpassbarkeit der Simulation erzielt werden konnten. Hauptbestandteile der Software sind eine vollständig synthetische Generierung von PKW und LKW Geräuschen, die räumliche Darstellung einer Verkehrssituation mittels Ambisonics und die Simulation des Absorptionsverhaltens von offenporigen Fahrbahnbelägen mittels des phenomenologischen Modells. Die Implementierung dieser Komponenten erfolgt in Gänze in Max6 von Cycling'74. Mit der Simulationssoftware ist es möglich, die Auswirkungen veränderter Verkehrsgeschwindigkeiten, Verkehrsstärken und - zusammensetzungen sowie verschiedener Parameter einer offenporigen Fahrbahndeckschicht auf das dadurch entstehende Geräuschszenario unmittelbar erfahrbar zu machen.
Büttner, Clemens
- Büttner C. und Weinzierl S.
In Meiji era Japan (1868-1912), a concert life similar to European cities did not yet exist, but did steadily develop. While the first concerts took place in venues not primarily designed for the performance of music, a number of new auditoriums were built during the Taisho era (1912-1926) for a quickly increasing concert audience. The Imperial theatre, a four-story building in Neo- Renaissance style, was opened in 1911. The main hall was designed in a horseshoe shape with a capacity of 1,700 seats, and was the first theatre to introduce an orchestral pit in Japan. Although clearly following a European model, the theatre was used for symphonic music and opera, as well as for the traditional Kabuki theatre. The Nanki Auditorium, opened in 1918, was designed by the British architect Sir Alfred Brumwell Thomas as a hall for Western classical music, with a capacity of 350 seats. Both buildings were severely damaged in the 1923 great Kanto earthquake. Thus, the acoustical characteristics will be examined based on a virtual reconstructions of the two rooms. The historical significance of these buildings from an architectural and acoustical point of view will be discussed, focussing on the influences of traditional Japanese theatre design.
Buhl, Mareike
- Buhl M., Kollmeier B. und Ernst S.M.A.
Der Dynamikbereich vieler Schwerhörender ist durch den Verlust von äußeren Haarzellen stark eingeschränkt. Dieses Recruitment genannte Phänomen kann im Hörgerät mit Dynamikkompressionsalgorithmen ausgeglichen werden. Durch unabhängige Anwendung an beiden Ohren kann die vom Gehör zur Lokalisierung und Quellentrennung genutzte interaurale Pegeldifferenz (ILD) beeinträchtigt werden. Im Beitrag wurden zwei Methoden zur binauralen Verschaltung von Dynamikkompressoren daraufhin getestet, wie gut diese die ILD bewahren können. Die zu erwartende Sprachverständlichkeit wurde hierbei mithilfe des binauralen Sprachverständlichkeitsmodells BSIM (Beutelmann und Brand, 2006) untersucht. Die Teststimuli waren Sprachmaterial aus dem Oldenburger Satztest sowie ISTS-Rauschen (International Speech Test Signal). Mithilfe von Head Related Impulse Responses wurden sowohl räumlich symmetrische als auch asymmetrisch aufgeteilte Stimuliverteilungen erstellt. In diesen räumlich komplexeren Situationen wird durch binaurale Kopplung ein besserer Korrelationskoeffizient zwischen Eingangs- und Ausgangs-ILD erreicht als für bilaterale Versorgung (0.89 bzw. 0.96 gegenüber 0.63 im asymmetrischen Fall). Für die getesteten Realisierungen der binauralen Kopplung kann gezeigt werden, dass entweder die physikalischen räumlichen Eigenschaften des Schalls oder nur die optimale Kompensation des monauralen Hörverlusts bewahrt werden kann. In der Diskussion wird daraus folgend ein Ansatz präsentiert, der diese Eigenschaften verbinden soll. Er ermöglicht es, die schnellen Schwankungen in der Eingangs-ILD durch eine nachträgliche Verstärkungskorrektur bei optimierter monauraler Ko
Burgschweiger, Ralf
- Schäfer I., Burgschweiger R. und Nolte B.
Obwohl die BEM- und FEM-Verfahren zur Ermittlung der Schallabstrahlung dünnwandiger Objekte unter Wasser bereits seit längerem existieren und eingesetzt werden, erfordern die Berechnungen im mittleren und höheren Frequenzbereich und bei größer dimensionierten Körpern Rechenkapazitäten, die derzeit noch nicht in der Praxis verfügbar sind. Dementsprechend ist hier der Einsatz approximativer Verfahren sinnvoll. Eine Möglichkeit ist ein strahlenbasiertes Lösungsverfahren, welches ausgehend von einer gegebenen Plane-Wave-Schallquelle die auf eine Struktur auftreffenden ''Strahlen'' ermittelt und unter Berücksichtigung von Schalenrandbedingungen die transmittierten und reflektierten inneren bzw. äußeren Strahlen und deren komplexe Druckanteile berechnet, eine entsprechende Nachlaufrechnung liefert die sich daraus ergebende Schallrückstreuung zurück. Der Beitrag zeigt die mathematisch-physikalischen Grundlagen des Verfahrens, welches geschichtete Strukturen, materialabhängige Brechung und Mehrfachreflektion, z.B. an spiegelartigen Strukturen, berücksichtigen kann.
- Burgschweiger R., Schäfer I., Ochmann M. und Nolte B.
Die Implementierung des in Teil I beschriebenen BEAM-Verfahrens zur approximativen Ermittlung der Schallabstrahlung dünnwandiger Objekte unter Wasser erfordert schnelle und komplexe Verfahren zur Ermittlung der betroffenen Oberflächenanteile und der Nachverfolgung der transmittierten und reflektierten Strahlen. Da primär monostatische Berechnungen benötigt werden, bei denen sich die Schallquelle analog zum betrachteten Feldpunkt bewegt, sind hier entsprechende Optimierungen erforderlich.
Da das Verfahren 3D-Randelemente von diskretisierten Oberflächen verwendet und um den Vergleich mit anderen Lösungsmethoden zu erleichtern, wurde es in einen bereits vorhandenen BEM-Code (bestehend aus Pre-/Postprozessor und Calculator) integriert und getestet.
In dem Beitrag werden einige spezielle Aspekte der Implementierung des Verfahrens näher beleuchtet (parallelisierter Hit- und Verfolgungsalgorithmus, Multifrequenz-Optimierung etc.) und erste Ergebnisse an Objekten mit dünnwandigen Außen- und Innenkörpern vorgestellt.
Busch, Henning
- Stalder M., Busch H. und Haak C.
Exemplarisch werden Messresultate von durch Windenergieanlagen (WEA) verursachten tieffrequenten Geräuschen in den meistbetroffenen Wohnräumen vorgestellt. Durch den Vergleich mit Störgeräuschmessungen bei ausgeschalteten WEA konnten die tieffrequenten Geräusche dem Betrieb der WEA zugeordnet werden. Subjektiv waren durch die Messenden in den untersuchten Räumen keine tieffrequenten Geräusche wahrnehmbar. Die gemessenen Terzspektren zeigen aber, dass einzelne tieffrequente Terzbänder im Bereich der Hörschwelle der DIN 45680 lagen. Die Auswertung der gemessenen Geräusche nach der DIN 45680 und nach dem Entwurf zur DIN 45680:2013-09 werden vorgestellt und verglichen. Im Fokus steht die Frage, ob die Auswertung nach dem Entwurf zur DIN 45680:2013-09 zu einer strengeren Beurteilung von tieffrequenten Geräuschen von WEA führt. Zusätzlich wird der Einfluss der Messposition im Raum diskutiert. In einem Ausblick wird der Frage nachgegangen, ob die tieffrequenten Geräusche von WEA in Zukunft emissionslimitierend werden könnten. Entscheidend dafür ist aus unserer Sicht, ob bei den neu entwickelten WEA der tieffrequente Schallanteil steigt.
Cairós Barreto, Carlos
- Eisener J., Schneider J., Cairós Barreto C. und Mettin R.
The sound emitted from cavitating liquids is a valuable tool for analysis and diagnostics of such systems. However, the link of spectral features to the underlying microscopic bubble dynamics is still not completely understood. Here we report on measurements of acoustic emission synchronous with high-speed imaging of smaller and larger bubble ensembles driven around 25 kHz. One set-up is a bubble trap where single bubbles and small clusters of bubbles occur. Here, numerical simulations are compared to our findings. Another experiment investigates larger bubble groups in an ultrasonic bath reactor. There we put emphasis on the appearance of the subharmonic line (half of the fundamental) in connection with synchronization of the bubble oscillations.
- Mettin R., Nowak T., Thiemann A., Cairós Barreto C. und Eisener J.
Acoustic pressure measurements in cavitating liquids are notoriously difficult: the presence of bubbles is an inherent inhomogeneity which leads to high fluctuations of the sound field in space and time. Furthermore, pressure sensors are typically invasive, and the presence of a hydrophone can disturb the bubble field significantly - and thus the measurement result. To cope with this, spatial and temporal averaging is often employed to obtain useful pressure data. However, sometimes less or non-invasive pressure sensors of high spatial and temporal resolution are wanted, for example to determine the true pressure acting on individual bubbles. For some types of problems, a way out could be the direct fitting of acoustic pressure to the high-speed observations of individual bubble oscillations. Attractive sides of this idea to use the cavitation bubbles themselves as hydrophones are the non-invasiveness and the high resolution, and this method has already been applied successfully in single-bubble traps. However, the use in multi-bubble environments might have some pit-falls due to an anharmonic sound field, neighbor bubbles, translation dynamics, non-spherical distortions, or other influences. Still, the idea is very attractive, and this work investigates in some examples how bubbles can be used as hydrophones in cavitating liquids.
- Kristkeitz E., Cairós Barreto C. und Mettin R.
We study a Sonosys system where a sonicated water jet is directed vertically from top onto a flat glass substrate. At the ultrasonic frequency of 1 MHz, we investigate the visual appearance and geometry of the flow, sound propagation in the liquid, location of cavitation, sono- and sonochemiluminescence, and surface cleaning action. Parameters like flow speed and impingement height are varied, and their influence is highlighted.
- Banchs-Piqué M., Cairós Barreto C., Frommhold P., Lechner C., Lippert A. und Mettin R.
Cleaning of sensitive surfaces with cavitation bears the danger of damage, even at higher ultrasonic frequencies. Recently it has become clear that for micro- and nano- particulate contaminations also ''soft'' cavitation bubbles could be efficient cleaning agents: gently driven surface attached bubbles that do not undergo strong oscillations and collapse. Here the motion of the three-phase boundary (contact line) plays a crucial role, and we designed a micro-flow channel to explore in more detail its cleaning power. At the same time, a standard method for measurement of stickiness of particles should be developed. We present first results and comparison to flow simulations. Preliminary observations show enhanced cleaning by an avalanche effect produced by looser particles carried in the flow and a large amount of particles stored in the air-water interface. This increases cleaning efficiency with flow velocity.
Carbonnelli, Alexandre
- Carbonnelli A., Bouvet P. und Belleville V.
The noise radiated by an electrical motor is very different from the one generated by an internal combustion engine. It is characterized by the emergence of high frequency pure tones that can be annoying and badly perceived by future drivers, even if the overall noise level is lower than that of a combustion engine.
A simulation methodology has been proposed, consisting in a multi-physical approach to simulate the dynamic forces and noise radiated by electric motors. The principle is first to calculate the excitation due to electromagnetic phenomena using an electromagnetic finite element solver. This excitation is projected onto the structure mesh of the stator in order to calculate the dynamic response. Finally, the radiated sound power can be calculated. This methodology assumes a weak coupling between the different physical levels. It has been validated by comparison with the experiment.
This simulation generally considers the excitation generated by a perfect machine. This paper focuses on the defaults related to a real machine such as static eccentricity, dynamic eccentricity or short-circuits. The excitation is analyzed in terms of excitation content (frequency content and spatial distribution) and the consequences on the sound power radiated by the machine are discussed.
Caridi, Domenico
- Kühnelt H., Zanon A., De Gennaro M., Langmayr D. und Caridi D.
The Zonal LES coupled with the Ffowcs Williams-Hawkings (FWH) acoustic analogy can provide reliable predictions of the broadband noise emitted by an unducted low speed fan in reasonable computational time, as shown by the authors in previous works. The proposed approach consists of a fully resolved LES, which embeds the acoustic generation region, merged with a RANS solution in the outer flow domain. However, the complexity of the phenomena involved requires a careful setup of the numerical simulation (mesh generation, definition of the boundary conditions). The latest developments, presented here, focus on the impact of the mesh topology and the accurate control of inflow turbulence on the far field noise prediction. Two computational meshes with different topology are investigated, firstly, a fully unstructed-hybrid mesh, targeted on resolving the physical boundary layers over the blade surface, and secondly, a mesh with a structured multi-block hexahedral core close to the blade surface and polyhedral cells filling the bulk domain. Both meshes are designed to adequately resolve the boundary layer, providing LES driven values of y+, x+ and z+ on the blade surface for the operating conditions considered. Computational results show a good agreement with aerodynamic and acoustic measurements taken by the authors.
Carolus, Thomas
- Gerhard T. und Carolus T.
Den dominierenden aerodynamischen Schallmechanismus einer Windturbine stellt die Inter-aktion der turbulenten Grenzschicht mit der Tragflügelhinterkante dar. Ziel dieser Studie ist die genaue Charakterisierung dieses Hinterkantenschalls anhand eines definierten Tragflügelprofils auf experimentellem und numerischem Wege, um anschließend mögliche Reduktionsmaßnahmen umzusetzen.
Auf dem aeroakustischen Prüfstand der Universität werden stehende Tragflügelelemente bei moderaten Reynolds-Zahlen (Remax = 3.5
105) untersucht. Zu den experimentellen Metho-den gehören, neben der akustischen Charakterisierung der Profile, auch die Messung der dazugehörigen Grenzschichtparameter und der Oberflächendruckverteilung, sowie die Bestimm-ung der Oberflächendruckschwankungen im Bereich der Hinterkante. Zusätzlich zu der Verwendung herkömmlicher Korrelationsmethoden zur akustischen Lokalisierung des Hinterkantenschalls, wird auch ein Mikrofon-Array eingesetzt welches die Detektierung und Quantifizierung des Schalls über weite Frequenzbereiche ermöglicht.
Die experimentellen Methoden werden ergänzt durch numerische Simulation der Strömung um das Tragflügelelement. Neben stationären 2D-Simulationen des Profils im Freifeld und 3D-Simulationen unter Einbezug großer Teile des Windkanals, werden auch instationäre Large Eddy-Simulationen (LES) durchgeführt. Die zeitabhängigen Daten der LES dienen dabei, unter der Zuhilfenahme verschiedener akustischer Modelle (Ffowcs-Williams Hawkings, Curle, Amiet), der Vorhersage des Hinterkantenschalls.
Erste experimentelle und numerische Ergebnisse weisen eine gute Übereinstimmung auf. Die Charakteristik des Hinterkantenschalls kann mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, was eine Implementierung und Untersuchung verschiedener Reduktionsmaßnahmen ermöglicht.
Carpentier, Thibaut
- Noisternig M., Carpentier T., Szpruch T. und Warusfel O.
The use of spherical microphone arrays (SMA) for room acoustic analysis has been widely studied in recent literature. Research has mainly focused on source localization and the extraction of room acoustic parameters from measured directional room impulse responses (DRIR). In practice, DRIRs are typically corrupted by measurement noise, which limits their use for 3-D reverberation processing and auralization. Due to the exponential energy decay, the noise floor masks especially the late part of the DRIR. In this paper we present a method for improving the signal-to-noise ratio (SNR) of measured impulse responses. This method is based on a statistical space-time-frequency model of the late reverberation decay. It first estimates the spatiotemporal energy decay relief from measured DRIRs and then replaces the corrupted part of the DRIR by a modelled diffuse sound field We applied this method to DRIRs measured in IRCAM's variable acoustics concert hall and discuss the results.
Carrillo Pousa, Graciano
- Carrillo Pousa G., Korbasiewicz M. und Fernandez Comesańa D.
Caspari, André
- Merchel S., Caspari A. und Altinsoy E.
In Diskotheken, auf Konzerten oder im Kraftfahrzeug wird Musik oft mit hohem Pegel wiedergegeben. Dabei regt der Schall nicht nur die Haarzellen des Innenohres, sondern auch die Körperoberfläche zum Schwingen an. Sogar während eines klassischen Sinfoniekonzertes im Konzertsaal können überschwellige Vibrationen nachgewiesen werden. In einer vorangegangenen Studie konnte gezeigt werden, dass Vibrationen für die Qualität des Konzerterlebnisses von Bedeutung sind. In einem anderen Experiment wurde nachgewiesen, dass Vibrationen die wahrgenommene Lautheit tieffrequenter Töne beeinflussen. Ein Ton wurde dabei als lauter empfunden, bei zeitgleicher Darbietung von Schwingungen über einen Sitz. Die Vermutung liegt nahe, dass Vibrationen auch die Wahrnehmung der Bassintensität in einem Musikwiedergabesystem verändern. Dieser Beitrag untersucht daher den Einfluss von Ganzkörperschwingungen auf den bevorzugten Basspegel für Musik. Es stellt sich die Frage, ob durch zusätzliche Vibrationswiedergabe, beispielsweise in einer Diskothek, der Schalldruckpegel reduziert werden kann um so Hörschäden zu vermeiden.
Cauchi, Benjamin
- Tomczyszyn T., Cauchi B., Gerlach S. und Goetze S.
Many applications make use of a distant microphone to receive the speech signal of a user. In an enclosed space this signal is corrupted by reverberation that can be characterized by the room impulse response (RIR) which varies depending on the characteristics of the room and on the positions of the user and of the microphone. As reververberation can decrease the speech intelligibilty and quality, several dereverberation algorithms have been developed. Some dereverberation algorithms, e.g. channel equalization, need an estimate of the time domain RIR tipically obtained using blind system identication (BSI) while others, e.g. reverberation suppression, can be fed only with descriptors of the RIR such as the reverberation time or the direct to reverberant ratio. An estimate of the room transfer function could be used to improve the performance of BSI algorithms, as a parameter within reverberation suppression methods or source localization algorithms. An estimator of the room transfer function based on cepstral smoothing is proposed here. The proposed method shows increased robustness against noise when compared with a state-of-the art BSI algorithm.
Charaf, Lalla Amina
- Abdelaziz A.H., Charaf L.A., Zeiler S. und Kolossa D.
Visual speech features encoding lip movements are almost fully independent of acoustical environmental effects. Recently, they have therefore attracted significant attention for the purpose of robust automatic speech recognition, where they are typically deployed in conjunction with the conventional acoustical features. In order to optimally fuse audio and video features, the relative contribution of each modality to the recognition decision should be dynamically controlled, e.g. by so-called stream weights. Training stream weight estimators requires choosing a suitable feature-dependent or model-dependent reliability measure and an appropriate mapping function that maps this measure to the corresponding stream weight. In this paper, we compare different reliability measures and mapping functions for stream weight estimation, and we evaluate their performance in audio-visual speech recognition based on coupled HMMs for a range of adverse acoustical conditions.
Charalampous, Panagiotis
- Economou P. und Charalampous P.
The path from a noise source to a receiver involves complicated mechanisms such as diffractions and reflections from obstacles, ground and material properties, as well as meteorological conditions. In this paper, we present the methodology applied by P.E. Mediterranean Acoustics Research & Development for outdoor sound propagation applying advanced calculation methods for prediction and simulation purposes in a software application. The methodology makes use of the image source method combined with visibility tracing techniques to implement a novel method of multiple path-detection, taking into account reflections from finite impedance surfaces and finite-sized objects applying Fresnel zone corrections as well as diffractions of unlimited orders from edges. These advanced methods are no longer used only in the laboratory but are now available to engineers in the field, making theory available in practice. Some examples are also presented.
Keywords Environmental acoustics, geometrical acoustics, diffraction, prediction, simulation, computational acoustics, noise barrier, ground effect, surface impedance.
Châteauvieux-Hellwig, Camille
- Châteauvieux-Hellwig C., Schanda U., Rabold A. und Schramm M.
Die Anwendung des SEA-basierten Berechnungsmodells nach EN 12354 benötigt als Eingangsgrößen für die Flankenübertragung Stoßstellendämm-Maße von den unterschiedlichen Ausführungen der Bauteil-Stöße. Die Ermittlung dieser Stoßstellendämm-Maße nach ISO 10848 setzt eine ausreichende Diffusität des Körperschallfeldes voraus, die in Leichtbauteilen zum Teil nicht gegeben ist. Aus diesem Grund wurden neue Messmethoden für die Stoßstellendämm-Maße im Leichtbau entwickelt. Das Stoßstellendämm-Maß soll nun nahe am Bauteilstoß gemessen werden. Zusätzlich zu diesem neuen Stoßstellendämm-Maß Kij,junction wird dann die Ausbreitungsdämpfung im (restlichen) Bauteil berücksichtigt. Zur Ermittlung der Eingangsdaten für die Berechnung nach EN 12354 ergeben sich dadurch mehrere Möglichkeiten, die in diesem Beitrag gegenübergestellt und anhand von Messergebnissen an Massivholzelementen verglichen werden. Die vorgestellten Ergebnisse basieren auf Zwischenergebnissen eines aktuellen Gemeinschafts-Forschungsvorhabens zwischen der TU München, der Hochschule Rosenheim und dem ift Rosenheim.
Chen, Haibo
- Chen L., Marburg S. und Chen H.
Passive noise control by modification of structure geometry moves more and more into the field of vision for designers. Structural-acoustic optimization shows high potential in minimization of radiated noise especially for thin shell geometries. Acoustic design sensitivity analysis can provide information on how the geometry change affects the acoustic performance of the given structure. So, it is an important part of the acoustic design and optimization processes. But the sensitivity analysis of the structural-acoustic interaction based on a FEM/Conventional BEM algorithm represents the bottleneck in computation efforts. However, the fast multipole boundary element method (FMBEM) can be applied effectively to accelerate the matrix-vector product. In this paper, the coupling algorithm FEM/FMBEM is applied to the structural-acoustic sensitivity analysis based on direct differentiation method.
Chen, Jinfeng
- Schlittenlacher J., Ellermeier W., Chen J. und Moritz K.
Getriebegeräusche werden wegen immer leiserer Motoren häufig nicht mehr von diesen maskiert und tragen deshalb wesentlich zum Klangbild bei. Damit rückt auch die durch sie hervorgerufene Lästigkeit ins Interesse. In der vorliegenden Studie werden den Versuchsteilnehmern 15 Geräuschaufnahmen verschiedener Getriebetypen unter zusätzlicher Variation von Drehzahl und Last über Kopfhörer dargeboten und von diesen in einem vollständigen Paarvergleich beurteilt. Mithilfe des BTL-Modells lässt sich so eine Verhältnisskala für die psychoakustische Lästigkeit bilden. Ein Vergleich mit objektiven Metriken zeigt, dass sie im Einklang mit der Literatur wesentlich von der Lautheit abhängt. Schärfe klärt verbliebene Varianz auf, allerdings nur einen geringen Teil. Rauhigkeit korreliert für die untersuchten Geräusche nicht positiv mit der Lästigkeit. Die Ergebnisse werden von früheren, rein subjektiven Beurteilungen auf Kategorialskalenniveau bestätigt. Sie ermöglichen darüber hinaus eine Modellierung der psychoakustischen Lästigkeit speziell für Getriebegeräusche.
Chen, Leilei
- Chen L., Marburg S. und Chen H.
Passive noise control by modification of structure geometry moves more and more into the field of vision for designers. Structural-acoustic optimization shows high potential in minimization of radiated noise especially for thin shell geometries. Acoustic design sensitivity analysis can provide information on how the geometry change affects the acoustic performance of the given structure. So, it is an important part of the acoustic design and optimization processes. But the sensitivity analysis of the structural-acoustic interaction based on a FEM/Conventional BEM algorithm represents the bottleneck in computation efforts. However, the fast multipole boundary element method (FMBEM) can be applied effectively to accelerate the matrix-vector product. In this paper, the coupling algorithm FEM/FMBEM is applied to the structural-acoustic sensitivity analysis based on direct differentiation method.
Christner, Matthias
- Schaal J., Zollitsch D. und Christner M.
Eines der Hauptziele für eine optimale Beschallungsanlage ist eine gleichmäßige Pegelverteilung über den Zuschauerbereich. Dies wird bei modernen Setups durch die Positionierung der Lautsprecherarrays, Richtwirkungen der Einzelchassis, aber auch mit Hilfe von time delays erreicht. Hersteller wir d&b audiotechnik GmbH unterstützen ihre Kunden mit Planungstools wie ArrayCalc um die Pegelverteilung im Zuschauerbereich, unter Berücksichtigung der beschriebenen Maßnahmen, phasenkohärent zu berechnen. Allerdings ist es im Rahmen von Genehmigungsverfahren von Open-Air-Veranstaltungen nötig die zu erwartenden Schallpegel in größeren Entfernungen zu prognostizieren, was mit diesen Planungstools nicht möglich ist, da diese keine Boden- und Meteorologieeffekte bzw. Reflektionen und Abschirmungen berücksichtigen. Aus diesem Grund wurden in SoundPLAN
die Berechnungsalgorithmen der ISO 9613-2 und der Nord 2000 erweitert um solch komplexe Lautsprecherinstallationen phasenkohärent berechnen zu können. In einem Validierungsprozess wurde diese Umsetzung dann für kurze Distanzen mit dem bewährten Planungstool ArrayCalc überprüft und die Auswirkungen auf die Ergebnisse einer Schallimmissionsprognose in größeren Entfernungen dargestellt. Zusätzlich wurden umfangreiche Messungen durchgeführt deren Auswertung aber noch nicht abgeschlossen ist.
Ciba, Simon
- Ciba S., Volgenandt A., Bruns T., Asendorf R., Oetting D. und Rennies J.
Due to the aging of society, among users of modern speech and audio communication systems the portion of people with a mild or moderate hearing loss increases. Within this group the majority does not wear hearing aid devices and therefore would benefit from incorporating hearing support technologies into personalized communication systems. Although transferring signal processing strategies as commonly used in digital hearing aids to communication devices seems feasible, the problem arises of how to conduct the adjustment of the large set of parameters of the hearing support algorithm without the help of a trained expert. In this paper we present four different ''self-fitting'' approaches which operate on a reduced parameter space and allow the user himself to adjust the algorithm parameters in a simple way. We report on a comparative evaluation involving 15 subjects with age-related hearing loss to gain knowledge on basic performance characteristics such as the duration of the fitting, the impact of familiarization and the test-retest reliability of the result. Furthermore we investigate its validity by assessing user preference and benchmarking against an expert-guided fitting approach.
Claes, Leander
- Olfert S., Claes L. und Henning B.
Die Schlierentechnik ist eine schnelle und nichtinvasive Methode zur Charakterisierung der räumlichen und zeitlichen Verteilung von Schallwechseldruck in optisch transparenten Medien. Bei diesem Verfahren wird eine akustische Welle von einer ebenen elektromagnetischen Welle durchstrahlt. Die akustooptische Interaktion verursacht eine integrale Phasenänderung der elektromagnetischen Welle, welche dann eine sogenannte Schliere erzeugt. Frühere Arbeiten zeigen, dass die so erhaltene zweidimensionale (Schlieren-)Abbildung nur den Schallwechseldruck repräsentiert, bei dem die Orthogonalitätsbedingung erfüllt ist, das heißt, wenn die Phasenfronten der elektromagnetischen und der akustischen Wellen orthogonal zueinander sind.
Bei klassischen tomografischen Ansätzen wird der Ultraschallwandler in der Regel um die akustische Achse gedreht. Aus den Einzelaufnahmen wird dann bekanntermaßen mittels inverser Radontransformation die dreidimensionale Schallwechseldruckverteilung berechnet. In dem hier vorgestellten neuen Ansatz wird der Ultraschallwandler hingegen in Richtung der optischen Achse gekippt und die winkelabhängige Abbildung der Ultraschall-Schliere ausgewertet. Mit weiterem a priori Wissen kann die Zahl der Einzelmessungen und somit auch die Messzeit deutlich reduziert werden, um eine vollständige Rekonstruktion des Schallfeldes zu realisieren.
In diesem Beitrag werden die Schlierenmethode, der Messaufbau, die Bildauswerteverfahren sowie beispielhaft Schallfeldverteilungen von Ultraschallwandlern vorgestellt.
Collin, David Jonathan
- Schlittenlacher J., Ellermeier W., Yilmaz C., Trutin M., Tauchert A., Sobisch M. und Collin D.J.
Üblicherweise werden in Sound-Quality-Untersuchungen Eigenschaften des durch ein Produkt hervorgerufenen Schalls untersucht. Im vorliegenden Experiment wurde im Gegensatz dazu basierend auf dem Schall nach einer dem Produkt zugeschriebenen Eigenschaft gefragt. 40 Probanden wurden jeweils zwei Aufnahmen von Getriebegeräuschen mit der anschließenden Frage ''Welcher Antrieb ist leistungsfähiger?'' in einem vollständigen Paarvergleich präsentiert. Die daraus resultierende wahrgenommene Leistungsfähigkeit korreliert hoch mit der Lautheit (r=0,87). Bei Reizen mit ähnlicher Lautheit ist ausschlaggebend, ob die Getriebe mit Last oder im Leerlauf betrieben wurden; Aufnahmen unter Last klingen leistungsfähiger. Sind diese beiden Variablen konstant, so spielt als dritte Einflussgröße die Schärfe eine Rolle. Auch hier gilt, dass eine höhere Schärfe auf eine höhere Leistungsfähigkeit schließen lässt.
Colonius, Hans
- Mendonca C., Escher A., van de Par S., Pulkki V. und Colonius H.
Localizing sounds requires a mapping between the auditory localization cues and the corresponding position in space. This mapping is subject to successive recalibrations through sensory experience. Here, we analyzed the impact of different sequences of audiovisual stimuli on subsequent perceived sound position. Sequences of five audiovisual stimuli pairs were presented, where each pair could be matching in space or 12 deg apart. Results revealed that, on average, sound localization was shifted by a few degrees towards the position of light in audiovisual discrepant trials. When sound was presented alone, the same shift was observed, revealing a recalibration effect. Interestingly, this shift was also observed in audiovisual matching trials. The total number of discrepant trials in a sequence, how many were presented in the end, and the maximum consecutive discrepant trials, all predicted the auditory shift. In a sequence, the last audiovisual trial was the one to better predict the amount of auditory shift. These results reveal that brief audiovisual stimulation can induce auditory space recalibration, and that this is a dynamic process, subject to constant tuning, where the latest stimulation better predicts auditory localization.
Conter, Marco
- Wehr R., Dietrich P., Conter M. und Vorländer M.
In order to determine the acoustic properties of noise reducing devices in-situ the so-called Adrienne method CEN/TS 1793-5 was introduced. To further improve this Adrienne method as well as to investigate the sustainability of noise reducing devices in general, the project QUIESST - QUIetening the Environment for a Sustainable Surface Transport funded by the European Union in Framework Programme 7 was carried out. During the preparation for the round robin measurements the influence of the sound source directivity pattern on the derived sound reflection index was discovered. This uncertainty contribution becomes important especially with increasing frequency due to a focusing radiation pattern of the loudspeaker.
We investigate the theoretic influence of the radiation pattern on the measured transfer function and the reflection index. This is achieved by the use of an analytic model describing the radiation pattern of the loudspeaker. Furthermore, the uncertainty in positioning the directive loudspeaker is discussed. The results are compared to measurements under controlled conditions.
- Conter M., Czuka M. und Kriegisch M.
Das vom österreichischen Verkehrssicherheitsfonds geförderte Projekt drivEkustik untersuchte von 2012 bis 2013 das Fahrverhalten und die akustische Wahrnehmung von Elektrofahrzeugen. Ziel des ersten Arbeitspackets dieser Studie war, die akustische Wahrnehmbarkeit von Elektrofahrzeugen mit jener von Verbrennungskraftfahrzeugen, insbesondere für ungeschützte Verkehrsteilnehmer wie beispielsweise sehbehinderte Personen, zu vergleichen. Dabei wurden die möglichen Unterschiede aufgezeigt, um aus akustischer Sicht potentielle Risiken für den Straßenverkehr frühzeitig erkennen zu können. Für die Untersuchung wurden kontrollierte Vorbeifahrten und Ausparkmanöver auf geeigneten Teststrecken akustisch aufgezeichnet und messtechnisch analysiert. Der Schwerpunkt der Untersuchung liegt dabei in der Ermittlung der akustischen Wahrnehmungszeitpunkte durch einen Hörversuch. Dafür werden Hintergrundgeräusche repräsentativer Orte aufgenommen, die die akustische Wahrnehmbarkeit von Fahrzeugen beeinträchtigen können. Aus diesem generierten Aufnahmeportfolio werden im Labor reproduzierbare Verkehrssituationen akustisch nachgestellt und Versuchspersonen vorgespielt. Für eine möglichst realitätsnahe Aufnahme und Wiedergabe kommt ein binaurales Messsystem zum Einsatz. In diesem Artikel werden die wichtigsten Ergebnisse der messtechnischen Analyse sowie vom Hörversuch zusammengefasst.
- Wehr R., Kriegisch M., Conter M. und Hoislbauer H.
Durch die Einführung der EU-Richtlinien 2009/661/EG und 2009/1222/EG wurde eine neue Möglichkeit eröffnet, Verkehrslärm direkt an der Quelle zu reduzieren. Durch eine Absenkung von 3 - 6 dB der Emissionslimits in der Typenzulassung ergibt sich ein Potential zu umfassend niedrigeren Immissionswerten, die deutliche Einsparungen in Lärmschutzmaßnahmen ermöglichen, ohne den Lärmschutz selbst zu beeinflussen. Die Aufgabe des hier vorgestellten Projektes ''LARA - Lärmarme Reifen für leise Straßen'', finanziert durch ASFINAG und BMVIT, umfasst die Bewertung der Auswirkungen EU-Richtlinien auf österreichische Verhältnisse, um die tatsächlich realisierbare Lärmreduktion zu bestimmen. Dazu wurden in einem ersten Schritt kontrollierte Vorbeifahrtsmessungen auf typischen in Österreich im hochrangigen Straßennetz verwendeten Fahrbahndecken durchgeführt, wobei der Fokus auf die Verwendung von Reifen mit niedrigen Emissionswerten gelegt wurde. In einem zweiten Schritt wurden mit den so erhaltenen Emissionwerten Beispiel-Lärmschutzprojekte berechnet, um das Einsparungspotential durch verminderten Reifen/Fahrbahn-Lärm zu bestimmen.
Cubick, Jens
- Cubick J., Santurette S., Laugesen S. und Dau T.
When listening in natural environments, normal-hearing (NH) listeners usually perceive sounds outside their head (externalized). Sounds perceived inside the head are called internalized. Hearing-impaired (HI) listeners were reported to externalize sounds less well than NH listeners (e.g., Boyd et al. (2012), J. Acoust. Soc. Am. 131, EL 268-274). The average externalization ratings of NH listeners dropped and matched those of HI listeners when the signals were lowpass-filtered at 6.5 kHz.
This study investigated whether this reduction could be explained purely by reduced high-frequency audibility in HI listeners. A virtual auditory space technique was used with individual binaural room impulse responses (BRIRs) for different loudspeaker distances. The listeners were asked to rate the perceived position of each auditory event according to optical markers in the room, for signals filtered with the measured BRIRs and for lowpass-filtered versions simulating reduced high-frequency audibility. For the HI listeners, the signals were filtered either with broadband BRIRs only or with an additional hearing-loss compensation filter to restore audibility. If audibility loss alone is responsible for reduced externalization, it is expected that a) the externalization ratings of the NH drop in the lowpass conditions and b) the externalization in HI listeners improves with audibility compensation.
Czedik-Eysenberg, Isabella
- Siddiq S., Reuter C. und Czedik-Eysenberg I.
HintergrundSchon seit Stumpf (1890) und spätestens seit Licklider (1951) ist die Multidimensionalität des Phänomens Klangfarbe bekannt. Aus der Fülle verschiedener Ansätze (Köhler 1909, Schumann 1929, Albersheim 1939, Bismarck 1972 etc.) haben sich nach einer grundlegenden Studie von Grey (1975) die ''Timbre Spaces'' (Klangfarbenräume) zur Klangfarbenbeschreibung durchgesetzt. Darin werden die vermeintlichen klangfarblichen Merkmale von Musikinstrumenten (Schärfe, Einschwingvorgang, Fluktuationen) entlang von Raumachsen angeordnet. Aufgrund ihrer Anschaulichkeit sind sie in vielen Lehrbüchern der musikalischen Akustik und Systematischen Musikwissenschaft zu einem festen Bestandteil der Klangfarbendefinition geworden.FragestellungDa die bisherigen Klangfarbenräume auf (re-)synthetisierten Klängen jeweils gleicher Tonhöhe, Lautheit und Dauer basieren liegt der Schluß nahe, dass sich die Klänge pro Studie stark unterscheiden und die Ergebnisse daher weder vergleichbar noch verallgemeinerbar sein können. Die Frage lautet also: Wie vergleichbar und allgemeingültig sind derartige Klangfarbenräume?MethodikAnhand der Originalklänge, Werte und Dimensionen der Klangfarbenräume von Grey (1975), Krumhansl (1989) und McAdams (1995), wurde ein ''Meta-Timbre-Space'' erstellt, in dem die Ergebnisse der Ausgangsstudien zum direkten Vergleich zusammengefasst sind.ErgebnisseDer Vergleich zeigt, dass die gleichen Instrumente je nach Studie völlig unterschiedliche Positionen im Raum einnehmen. Es wird deutlich, daß die bis heute populären Timbre Spaces nicht nur keinen Aussagewert besitzen sondern auch noch irreführend sind.
Czolbe, Christian
- Czolbe C.
In Switzerland Railway Noise emission was calculated according to SEMIBEL method since 1990. Twenty years after sonRAIL a state of the art calculation method was presented in 2010. Basis of sonRAIL are extensive measurements of vehicle and tracks. A high accuracy in the results can be obtained taking additional parameters into account such as transfer functions of vehicles and tracks, individual site parameters e.g. rail roughness and track types. Modular tools for sound emission, sound propagation and environmental noise rating are available within the sonBASE database of Switzerland.
To provide sonRAIL calculations to the community of regarding engineers, planners or manufacturers a web application was developed and the current version will be represented in a workshop. The sonRAIL method is property of the Federal Office of Environment of Switzerland, the website is hosted at https:
sonrail.empa.ch.Access to the webTool can be requested by public persons and organisations at the EMPA.
- Czolbe C., Sieglitz R. und Salz D.
Schienenverkehrslärm wird vielerorts vom Rollgeräusch dominiert, welches von Rad und Schiene abgestrahlt und durch deren Rauheiten generiert wird. Niedrige Radrauheiten z.B. beim Einsatz von LL-Sohlen im Güterverkehr auf glatten Schienen führen zu geringer Schallabstrahlung. Zur Behandlung der Schienenfahrflächen kommen bei der Bahn verschiedene Schienenschleifverfahren zum Einsatz. Die klassischen Verfahren dienen dabei zur Reprofilierung und Instandhaltung, werden mit rotierenden Schleifkörpern bei geringer Arbeitsgeschwindigkeit durchgeführt und verursachen charakteristische Schleifmuster. Über Zusatzoptionen wie das ''akustische Schleifen'' sollen niedrige Rauheiten herbeigeführt werden. Außerdem werden seit mehreren Jahren auch Schleifverfahren mit Betriebsgeschwindigkeiten von etwa 80 km/h angeboten, wie das sogenannte High Speed Grinding. Diese führen zu einem anderen Schleifmuster, welches erstaunlich gute akustische Eigenschaften aufweist. Neben dem Luftschall wurden bei allen untersuchten Schleifverfahren die Schienenrauheiten direkt vor dem Schleifen und bis mindestens 100 Tage nach dem Schleifen erfasst. Unter anderem wurde ein automatisches stationäres System zur kontinuierlichen Erfassung der Zugvorbeifahrten eingesetzt. Die unterschiedlichen Schleifverfahren wurden bewertet.
Czuka, Martin
- Conter M., Czuka M. und Kriegisch M.
Das vom österreichischen Verkehrssicherheitsfonds geförderte Projekt drivEkustik untersuchte von 2012 bis 2013 das Fahrverhalten und die akustische Wahrnehmung von Elektrofahrzeugen. Ziel des ersten Arbeitspackets dieser Studie war, die akustische Wahrnehmbarkeit von Elektrofahrzeugen mit jener von Verbrennungskraftfahrzeugen, insbesondere für ungeschützte Verkehrsteilnehmer wie beispielsweise sehbehinderte Personen, zu vergleichen. Dabei wurden die möglichen Unterschiede aufgezeigt, um aus akustischer Sicht potentielle Risiken für den Straßenverkehr frühzeitig erkennen zu können. Für die Untersuchung wurden kontrollierte Vorbeifahrten und Ausparkmanöver auf geeigneten Teststrecken akustisch aufgezeichnet und messtechnisch analysiert. Der Schwerpunkt der Untersuchung liegt dabei in der Ermittlung der akustischen Wahrnehmungszeitpunkte durch einen Hörversuch. Dafür werden Hintergrundgeräusche repräsentativer Orte aufgenommen, die die akustische Wahrnehmbarkeit von Fahrzeugen beeinträchtigen können. Aus diesem generierten Aufnahmeportfolio werden im Labor reproduzierbare Verkehrssituationen akustisch nachgestellt und Versuchspersonen vorgespielt. Für eine möglichst realitätsnahe Aufnahme und Wiedergabe kommt ein binaurales Messsystem zum Einsatz. In diesem Artikel werden die wichtigsten Ergebnisse der messtechnischen Analyse sowie vom Hörversuch zusammengefasst.
Dahlhaus, Frank
- Dahlhaus F., Großmann J., Adam F., Dombrowski-Daube K. und Schuldt B.
Bei der Errichtung von Offshore Bauwerken werden Pfähle mit Hilfe von Impulsrammen in den Meeresboden eingebracht. Dabei treten hohe Schalldrücke auf, die sich über große Entfernungen auf die Meeresumwelt auswirken und zu einer Beeinträchtigung von Meeressäugern, insbesondere zur Schädigung ihres Gehörs führen können. Die bisher für Tiefgründungen im Offshore-Bereich eingesetzten Stahlrammpfähle weisen hohe Schallemission auf.
Der Tagungsbeitrag soll einen auf der Auswahl geeigneter Werkstoffe und Werkstoffkombinationen basierenden neuen Ansatz zur primären Schallminderung aufzeigen. Es werden die theoretischen und experimentellen Ergebnisse einer Machbarkeitsstudie zur Entwicklung eines neuartigen Pfahltragwerkes aus druck- und schlagfesten Verbundwerkstoffen präsentiert. Im Rahmen der Materialentwicklungen konnte durch den gezielten Einsatz von hochtragfähigen als auch schallreduzierenden Werkstoffkomponenten eine Schallminderung erreicht werden. Zugleich ist die Dauerhaftigkeit des Verbundwerkstoffes unter gegebenen Umweltbedingungen und infolge Lastwechselbeanspruchungen zu gewährleisteten. Es werden die für den Verbundwerkstoff in maßstäblichen Laborversuchen ermittelten und gegenüber klassischen Stahlrohrtragwerken deutlich reduzierten Schalldrücke und -kennwerte vorgestellt. In begleitenden numerischen Untersuchungen erfolgte die Entwicklung eines Finite-Element Berechnungsmodells zur Prognose der Hydroakustik im Nah- und Fernfeld des Rammpfahls. Mithilfe der experimentellen Ergebnisse konnte eine erfolgreiche Validierung des Modells vorgenommen werden. Im Ergebnis der Studie kann festgehalten werden, dass der primäre Schallschutz ein großes Potential zur Verringerung der Schallemissionen im Offshore-Bereich besitzt.
Dannemann, Martin
- Kolbe F., Dannemann M. und Modler N.
- John S., Filippatos A., Dannemann M., Kostka P. und Modler N.
- Dannemann M., Glöckner M., Lenz K., Hufenbach W., Modler N. und Kolbe F.
Die Untersuchung von Schallsignalen nimmt bis dato in der soziologischen Forschung eine Randposition ein. Gegenstand des Beitrages sind die Ergebnisse eines interdisziplinären Projektes zwischen dem Institut für Soziologie und dem ILK, welches mit der Erforschung des Wechselverhältnisses zwischen der akustischen Umwelt und dem Menschen eine sozioakustische Perspektive eröffnete. Methodisch kamen mit Tagesprotokollen und leitfadengestützten Interviews für dieses Themenfeld neuartige Erhebungsinstrumente zum Einsatz.
Im Mittelpunkt stehen die Wahrnehmungs- und Bewältigungsmuster von Schallsignalen in sozialen Situationen und deren Einflussfaktoren sowie die damit einhergehenden Auswirkungen auf akustische Gestaltungsanforderungen technischer Produkte wie etwa Haushaltstechnik. Schallwahrnehmung wird als ein hochgradig nicht bewusst ablaufender Vorgang und sozialer Prozess charakterisiert, der neben individuellen Faktoren (z.B. aktuelle Stimmung) auch maßgeblich von situationsbezogenen Einflussfaktoren (z.B. Vermeidbarkeit, Situation) abhängig ist. Hierbei kann das soziologische Rahmenkonzept von Goffman als Erklärungsansatz herangezogen werden. Nach diesem sind Schallsignale und deren Interpretationsweisen an ein situationsspezifisches kulturelles Wissen gekoppelt, das die Wahrnehmung und Bewertung von Schallsignalen stark beeinflusst. Mittelwertvergleiche verdeutlichen, dass beispielsweise Schallsignale des Straßenverkehrs überwiegend neutral empfunden werden, jedoch bei Tätigkeiten wie Spazierengehen oder Schlafen, wo sie nicht Teil des erwartbaren Rahmens sind, als störend. Hinsichtlich der technischen Gestaltung von Haushaltsgeräten nimmt die Geräuschemission insbesondere bei den älteren Probanden lediglich eine untergeordnete Rolle ein.
Dantscher, Sandra
- Dantscher S.
Gehörschützer müssen als Persönliche Schutzausrüstung einer Baumusterprüfung nach der EU-Richtlinie 89/686/EWG unterzogen werden. Die dabei eingesetzten Prüfverfahren werden in harmonisierten Normen spezifiziert, die das Technische Komitee CEN/TC 159 ''Gehörschützer'' erarbeitet.
Ein aktuelles Projekt des TC ist die Standardisierung eines Prüfverfahrens für Gehörschützer unter Impulslärm. Dies ist insbesondere für Produkte von Bedeutung, die explizit einen Schutz gegen laute Knalle (z.B. für Schützen) versprechen.
Im ersten Schritt ist dazu ein Überblick über die bereits entwickelten oder eingesetzten Testverfahren zur Bestimmung der Schalldämmung verschiedener Arten von Gehörschutz nötig. Der Schwerpunkt liegt dabei auf (elektronischen) pegelabhängig dämmenden Gehörschützern und speziellen nicht-linearen passiven Gehörschutzstöpseln, die auch von Militär und Polizei bei Schießlärm eingesetzt werden.
Der Beitrag stellt die bekannten Prüfverfahren vor und bewertet ihre Verwendbarkeit in Normen für die Baumusterprüfung.
Daschewski, Maxim
- Daschewski M., Kreutzbruck M. und Prager J.
In unserem Beitrag präsentieren wir ein verallgemeinertes physikalisches Modell der thermischen Schallerzeugung. Im Gegensatz zur existierenden analytischen Näherungen erlaubt es eine exakte analytische Vorhersage des thermisch generierten Schalldrucks in Fluiden und Festkörpern, berücksichtigt die akustischen Nahefeld- und Schallschwächungseffekte und ist anwendbar für beliebige thermische Energiequellen, wie stromdurchflossene elektrische Leiter aber auch chemische Reaktionen, Plasmabrennen oder Laseranregung. Zur Verifikation des Modells vergleichen wir die analytischen Ergebnisse mit experimentellen Schalldruckmessungen an thermo-akustischen Emittern in Luft in einem Frequenzband von 4 kHz bis 1 MHz. Zusätzlich wurde die Effizienz der Wandler mit der von konventionellen piezoelektrischen Luftultraschallwandlern verglichen. Da die Schallerzeugung ohne mechanisch bewegliche Komponenten auskommt, arbeiten die thermo-akustischen Emitter resonanzfrei. Somit ist es möglich, beliebig geformte Schallsignale exakt und frei von Nachschwingen zu erzeugen. Thermo-akustische Schallemitter haben damit das Potenzial für eine breite Anwendung in der angewandten Akustik als leistungsfähige und resonanzfreie Schallsender mit einer Bandbreite bis in den Subgigahertz-Bereich.
Dau, Torsten
- Cubick J., Santurette S., Laugesen S. und Dau T.
When listening in natural environments, normal-hearing (NH) listeners usually perceive sounds outside their head (externalized). Sounds perceived inside the head are called internalized. Hearing-impaired (HI) listeners were reported to externalize sounds less well than NH listeners (e.g., Boyd et al. (2012), J. Acoust. Soc. Am. 131, EL 268-274). The average externalization ratings of NH listeners dropped and matched those of HI listeners when the signals were lowpass-filtered at 6.5 kHz.
This study investigated whether this reduction could be explained purely by reduced high-frequency audibility in HI listeners. A virtual auditory space technique was used with individual binaural room impulse responses (BRIRs) for different loudspeaker distances. The listeners were asked to rate the perceived position of each auditory event according to optical markers in the room, for signals filtered with the measured BRIRs and for lowpass-filtered versions simulating reduced high-frequency audibility. For the HI listeners, the signals were filtered either with broadband BRIRs only or with an additional hearing-loss compensation filter to restore audibility. If audibility loss alone is responsible for reduced externalization, it is expected that a) the externalization ratings of the NH drop in the lowpass conditions and b) the externalization in HI listeners improves with audibility compensation.
- Käsbach J., May T., Le Goff N. und Dau T.
Apparent source width (ASW) describes the perceived spatial extent of a sound source. It is mainly caused by a decorrelation of the two ear signals. In literature, the decorrelation is primarily explained by temporal fluctuations in binaural cues, namely interaural time and level differences (Blauert and Lindemann (1986a)). Further, it is claimed in Okano et al. (1998) that the monaural sound pressure level (SPL) has an influence on ASW as well. It is however not clear to what extent these individual cues are contributing to the complex percept. In Käsbach et al. (DAGA 2013), it was shown that the long-term analysis of the interaural cross- correlation cannot solely account for psychoacoustic data of ASW. The objective of this study is therefore to analyse the weighting and integration of short-term estimates of the individual binaural cues across frequency and across time in a computational model. The dependency on the sound pressure level, i.e. the salience of these cues at different SPLs is thereby taken into account. All tested conditions are cross-validated with psychoacoustic data. The obtained results will be important for auditory models that aim at reliably measuring ASW and for the design of acoustical spaces.
De Gennaro, Michele
- Kühnelt H., Zanon A., De Gennaro M., Langmayr D. und Caridi D.
The Zonal LES coupled with the Ffowcs Williams-Hawkings (FWH) acoustic analogy can provide reliable predictions of the broadband noise emitted by an unducted low speed fan in reasonable computational time, as shown by the authors in previous works. The proposed approach consists of a fully resolved LES, which embeds the acoustic generation region, merged with a RANS solution in the outer flow domain. However, the complexity of the phenomena involved requires a careful setup of the numerical simulation (mesh generation, definition of the boundary conditions). The latest developments, presented here, focus on the impact of the mesh topology and the accurate control of inflow turbulence on the far field noise prediction. Two computational meshes with different topology are investigated, firstly, a fully unstructed-hybrid mesh, targeted on resolving the physical boundary layers over the blade surface, and secondly, a mesh with a structured multi-block hexahedral core close to the blade surface and polyhedral cells filling the bulk domain. Both meshes are designed to adequately resolve the boundary layer, providing LES driven values of y+, x+ and z+ on the blade surface for the operating conditions considered. Computational results show a good agreement with aerodynamic and acoustic measurements taken by the authors.
De Silva, Angelo
- Skowronek J., Raake A., De Silva A. und Roegiers D.
The idea of using spatial audio to improve the experience of teleconferencing applications has been investigated already for a few decades. Results were encouraging so that first commercial products have actually been brought to the market.
With the transition of spatial audio conferencing systems from research prototypes to running services, a number of research questions arise concerning the quality evaluation of such systems, not from an expert but from an end user perspective: For example, to what extend will end users appreciate spatial audio conferencing beyond an initial ''wow-effect''? Or, which technical parameters of such systems are crucial for the quality perception by the end users?
To answer such questions, appropriate quality assessment methods are required, that are capable of grasping the quality benefits from an end user perspective. This need has also been acknowledged by the International Telecommunications Union, where work group ''Question 10/12'' has started the development of first perception test methods.
This conference contribution reviews the state-of-the-art of quality assessment for spatial audio conferencing, and will report on key-results that we have obtained in a number of studies. The intention is to encourage more research activities for the development of such spatial audio quality assessment methods.
De Vries, Diemer
- Opdam R., Kolk R., De Vries D. und Vorländer M.
Wave-based acoustic simulations require a mesh that divides the boundary and/or the volume of the geometry into finite parts. The size of the mesh is usually defined by the maximum frequency and the geometrical structure. For a simple geometry with mainly large planes without fine structure, the frequency is the determining factor. A higher frequency means the need for a finer mesh. A disadvantage of using a finer mesh is the growing computational effort. In this paper an automated optimized mesh generation and simulation is presented. The mesh is generated frequency dependent with in addition an algorithm that aligns the mesh of the separate surfaces in a most optimal way by taking the complete geometry into account to minimize the number of mesh nodes. The alignment algorithm not only minimizes the number of mesh parts for one surface, but also takes the alignment of adjacent surface meshes into account. A comparison is performed between boundary element simulations of a simple room geometry with a standard fixed mesh for the whole frequency range and the variable mesh method. The results are discussed with regard to the precision and the calculation time.
De Wild, Michael
- Zwahlen A., De Wild M. und Jung C.
Three different methods for measuring ultrasound parameters directly in the cleaning bath will be compared in terms of applicability for validation purposes. They all gather different physical and chemical phenomena. The aluminium foil test detects an erosive effect caused by the ultrasound induced cavitation. The SonoCheckTM ultrasound dosimeter bases on a sonochemical reaction where a color change of the test solution is induced by ultrasound. The color change can be quantified by photometric measurements. The third method measures the acoustic noise induced by the dynamics and collapse of the cavitation bubbles which can be measured using a hydrophone connected with an analog-digital converter. We present data of a comparative study of measuring the cavitation noise level and the colorimetric change of the SonoCheckTM as function of ultrasound power, spatial position and ultrasound frequency. We observed that a faster color change of SonoCheck is observed with 80 kHz compared to 27 kHz. The extent of color change and the value of the cavitation noise level are both related to the ultrasound power. However, the plot versus the cavitation noise level does not follow the same line for 80 kHz and 27 kHz. The consequences for the practical application will be discussed.
Demenescu, Liliana Ramona
- Richter J.-G., Demenescu L.R., Mathiak K., Habel U. und Fels J.
In den letzten Jahren hat die Wiedergabe von simulierten räumlichen Szenen im Hinblick auf Individualisierung große Fortschritte gemacht. Diese Individualisierung wird durch personenspezifische Messung der Head-Releated-Transfer-Function (HRTF) als auch einer angepassten Kopfhörerentzerrung erreicht.
Diese Fortschritte ermöglichen neue Anwendungsfelder im Bereich der Neurophysiologie, welche die räumliche akustische Stimulation mit funktionellen bildgebenden Verfahren verbinden. Mögliche Ziele sind hier die Untersuchung von neuronaler Verarbeitung räumlicher Stimulation oder psychoakustischer Effekte.
In der funktionellen Bildgebung sind die Möglichkeiten der akustischen Simulation sowohl durch die eingesetzten Kopfhörersysteme als auch durch die Rahmenbedingungen der Untersuchung deutlich eingeschränkt.
In dieser Arbeit wird ein bestehendes elektrostatisches Kopfhörersystem dahingehend untersucht, ob bestimmte psychoakustische Effekte neurophysiologisch untersucht werden können. Hierbei wird ein besonderer Fokus auf Vorne-Hinten Verwechselungen und Elevationshören gelegt.
Deng, Zhiyong
- He M., Deng Z. und Krahé D.
An indirect method to decrease the annoyance caused by low frequency noise (LFN) has been introduced in this paper. The magnitude estimation method was used for evaluating the subjective annoyance of LFN combined with different sound pressure levels of pink noise and white noise. Due to the results of the noise sensitive questionnaire (NoiSeQ), 16 subjects were classified into noise sensitive group (SG) and non-sensitive group (Non-SG). The subjective annoying value (SAV) of LFN combined with pink noise of middle frequency range was found lower than that of the original LFN especially for subjects in SG. There was obvious difference between the SAV of LFN combined with pink noise and with white noise for SG, but not for Non-SG. And significant correlation between SAV and the psychoacoustic annoyance value (PAV) was obtained by semi-theoretical formulas in some situations, but no obvious pattern has been found.
Deppermann Gen. Esser, Matthias
- Deppermann Gen. Esser M., Wellmann J., Moritz N. und Goetze S.
Systeme zur Spracherkennung müssen neben einem trainierten und bekannten Wortschatz häufig auch neue und somit unbekannte Schlüsselwörter erkennen können. Der Wortschatz eines phonembasierten Schlüsselworterkenners kann durch das Hinzufügen der Phonemsequenzen neuer Wörter erweitert werden. Häufig werden dafür Triphone benötigt, die nicht im Trainingsmaterial enthalten sind. Um diese zu erzeugen, können fehlende Triphone durch Monophone ersetzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist das ''Triphone-Clustering'' bei dem anhand einer datengetriebenen Ähnlichkeitsmessung der HMM Zustände und über Entscheidungsbäume mit Fragen zu dem linken und rechten Phonemnachbarn ähnliche Triphone gefunden werden. Für die dritte untersuchte Methode werden die fehlenden akustischen Modelle durch Zusammensetzen aus zwei ähnlichen und vorhandenen Triphone-Modellen generiert. Die Leistung dieser drei Verfahren wird anhand unbekannter Äußerungen und Phantasiewörter mit einem phonembasierten Spracherkenner verifiziert. Alle drei vorgestellten Verfahren ermöglichen die Erkennung untrainierter Wörter, jedoch muss bei der Verwendung von neu generierten Triphone-Modellen im Vergleich zu den beiden weiteren untersuchten Methoden eine deutlich verringerte Erkennungsleistung in Kauf genommen werden.
Dietrich, Pascal
- Wehr R., Dietrich P., Conter M. und Vorländer M.
In order to determine the acoustic properties of noise reducing devices in-situ the so-called Adrienne method CEN/TS 1793-5 was introduced. To further improve this Adrienne method as well as to investigate the sustainability of noise reducing devices in general, the project QUIESST - QUIetening the Environment for a Sustainable Surface Transport funded by the European Union in Framework Programme 7 was carried out. During the preparation for the round robin measurements the influence of the sound source directivity pattern on the derived sound reflection index was discovered. This uncertainty contribution becomes important especially with increasing frequency due to a focusing radiation pattern of the loudspeaker.
We investigate the theoretic influence of the radiation pattern on the measured transfer function and the reflection index. This is achieved by the use of an analytic model describing the radiation pattern of the loudspeaker. Furthermore, the uncertainty in positioning the directive loudspeaker is discussed. The results are compared to measurements under controlled conditions.
Dietz, David
- Weber L., Dietz D. und Brandstetter K.-D.
Schalldämm-Messungen an Verglasungen im Prüfstand erfolgen in aller Regel mit einem genormten Einbaumaß von 1,23 m x 1,48 m. Die Abmessungen am Bau können erheblich hiervon abweichen, was den praktischen Erfahrungen zufolge beträchtliche Auswirkungen auf die Schalldämmung haben kann.
In der Vergangenheit wurden schon mehrere Untersuchungen zu diesem Thema durchgeführt. Die Ergebnisse sind jedoch zumeist wenig aussagefähig und zum Teil sogar widersprüchlich. Der Grund hierfür besteht vor allem darin, dass die Schalldämmung von Verglasungen neben dem Format noch von zahlreichen weiteren Faktoren abhängt, die nur schwer zu kontrollieren sind. Untersuchungen zur Formatabhängigkeit erfordern deshalb höchste experimentelle Sorgfalt, die bei den vorangehenden Messungen teilweise nicht in vollem Umfang gegeben war.
Im Fraunhofer-Institut für Bauphysik wurde nun erstmals eine systematische Messreihe durchgeführt, bei der die experimentellen Randbedingungen exakt konstant gehalten, bzw. - soweit Veränderungen unvermeidlich waren - rechnerisch berücksichtigt wurden. Die für verschiedene Scheibentypen ermittelten Ergebnisse unterscheiden sich erheblich von bisherigen Resultaten und geben neue Einblicke in die Formatabhängigkeit der Schalldämmung von Verglasungen.
Dilba, Boris
- Dilba B., von Estorff O. und Zaleski O.
Die konventionelle Boundary-Element-Methode (BEM) zum Lösen der Helmholtzgleichung führt zu einem Gleichungssystem mit voll besetzten Systemmatrizen. Da die Speicherkomplexität für solche Matrizen O(n2) beträgt und sie üblicherweise mit einem konventionellen direkten Verfahren der Komplexität O(n3) gelöst werden, ist die Anzahl der Freiheitsgrade die limitierende Größe der konventionellen BEM. Schnelle BEM-Verfahren, wie das Verfahren der hierarchischen Matrizen (H-Matrizen) oder die Fast-Multipole-Methode (FMM), weisen eine quasi lineare Komplexität O(n
log(n)) auf und erlauben den Einsatz von iterativen Lösern, so dass sogar Systeme mit mehreren Millionen Freiheitsgraden effizient gelöst werden können. Beim Verfahren der H-Matrizen werden Approximationen der Systemmatrizen erzeugt, die je nach verwendetem Blockapproximationsalgorithmus in Speicherbedarf und Rechenzeit variieren. In diesem Beitrag werden verschiedene Blockapproximationsalgorithmen für die H-Matrix BEM sowie deren Anwendung auf verschiedene Kernelfunktionen diskutiert. Unterschiedliche Kernelfunktionen resultieren aus dem Burton-Miller-Verfahren zur Vermeidung irregulärer Frequenzen für das Außenraumproblem oder durch das Einführen von Spiegelebenen. Mit steigender Anzahl von Freiheitsgraden verschlechtert sich die Kondition der Systemmatrizen, so dass iteratives Lösen für manche Problemstellungen nicht mehr effizient bzw. nicht mehr möglich ist. Hier bietet die Arithmetik der H-Matrizen eine interessante Möglichkeit mit einem Präkonditionierer das Konvergenzverhalten des Lösers zu verbessern. Die Effektivität der Algorithmen wird anhand verschiedener Beispiele verdeutlicht.
Doclo, Simon
- Rasumow E., Blau M., Doclo S., Hansen M., van de Par S., Püschel D. und Mellert V.
In binaural recordings, spatial information is usually captured by using so-called artificial heads, which are replica of real human heads with ear microphones and average anthropometric geometries. Because of their non-individual character, such recordings often entail perceptual deficiencies (front-back confusion, internalization etc.). Alternatively, individual head-related transfer functions (HRTFs) can be re-synthesized using a microphone array with appropriate digital filters (referred to as virtual artificial head, VAH). Its main advantage over traditional artificial heads is the possibility to adapt one recording to many individual HRTFs in the binaural reproduction by appropriate modification of the array's directional pattern. In this contribution, the realization of a VAH as a planar microphone array with 24 microphones is presented.
First, the fundamentals of the VAH are briefly reviewed and the design choices (pre-processing of HRTFs, cost function and regularization) for the particular realization are discussed.
Second, the VAH is perceptually evaluated against traditional artificial heads and original HRTFs for different directions of incidence in the horizontal plane. It turned out that the re-syntheses using the VAH lead to subjectively appropriate perceptions and that the individualization of HRTFs is an important aspect for an immersive binaural re-synthesis.
- Rennies J., Schepker H., Kubiak A. und Doclo S.
Der empfundene Hörkomfort im Fahrzeuginnenraum wird neben der gewollten oder ungewollten Wahrnehmung von fahrzeugtypischen Funktions- und Betriebsgeräuschen auch dadurch bestimmt, wie angenehm dem Nutzer Sprache und Musik aus den diversen Medienkanälen dargeboten werden. Insbesondere in Anwesenheit von Fahrzeug- und Umgebungsgeräuschen können die Sprachverständlichkeit eingeschränkt und die bevorzugten Klangeinstellungen zur Musikwiedergabe unterschiedlich sein. Idealerweise sollte das Medienwiedergabesystem daher auf die sich über die Zeit ändernden Umgebungsgeräusche automatisch reagieren und zusätzlich die persönliche Nutzerpräferenz berücksichtigen. In dieser Studie werden zwei Verfahren vorgestellt, die die Klangwahrnehmung im Auto verbessern können: Zunächst wird die Evaluation eines Verfahrens betrachtet, welches auf Grundlage von Sprachverständlichkeitsmodellen eine störgeräuschadaptive Vorverarbeitung der Sprache durchführt, die ohne Erhöhung der Lautstärke eine bessere Verständlichkeit ermöglicht. Probandenversuche zeigen, dass durch die zugrundeliegende mehrkanalige Verstärkung und Dynamikkompression des Algorithmus teilweise erhebliche Verbesserungen der Sprachverständlichkeit im Fahrgeräusch möglich sind. Während dieser Algorithmus vollständig autonom arbeitet, bedarf es bei der individuellen Anpassung von Equalizer- und Lautstärke-Einstellungen für Musikwiedergabe aufgrund der hohen Individualität einer direkten Einstellung durch den Nutzer. Im zweiten Teil des Beitrags wird daher ein Interface zur Klangpersonalisierung vorgestellt, mithilfe dessen die interindividuelle Variabilität und der Einfluss von Hintergrundgeräuschen auf individuelle Klangpräferenzen beim Musikhören im Auto untersucht wurden.
- Müller M., Thiemann J., Marquardt D., Doclo S. und van de Par S.
Für Hörgeräteträger ist es wichtig, die akustische Szene möglichst originalgetreu zu erhalten, um ihnen die gewohnte räumliche Trennung der Schallquellen zu gewährleisten. In traditionellen Hörsystemen gehen diese räumlichen Informationen jedoch meist zugunsten einer effektiven Störgeräuschreduktion verloren. Es wurde daher eine Methode entwickelt, welche gleichermaßen die räumlichen Informationen erhält und eine Störgeräuschreduktion durchführt. Hierzu erfolgt zunächst eine Zuordnung der Zeitfrequenz-Anteile des Eingangssignals, wo entschieden wird, welche dieser Anteile zum Zielsignal (z.B. ein Sprecher) und welche Anteile zum Störgeräusch gehören. Dies ermöglicht eine Dämpfung der Störgeräusche, während das Zielsignal unverändert bleibt. Obwohl in diesem System Artefakte entstehen können, treten diese bei geeignet gewählten Parametern nicht auf. Diese Methode wurde in einer Evaluation mit ähnlichen Methoden verglichen, die dem gegenwärtigen Stand der Technik entsprechen.
Döbler, Dirk
- Meyer A. und Döbler D.
Dörr, Jasmin
- Schwertfirm F., Kreuzinger J., Dörr J. und Wickern G.
Ein Ziel aeroakustischer Untersuchungen ist es, Schall-Quellorte zu finden und Quellmechanismen zu verstehen. Validierte aeroakustische Berechnungen bieten dafür die besten Voraussetzungen, da alle Größen im kompletten Feld und nicht nur an einzelnen Messpunkten zur Verfügung stehen. Allerdings existiert hierfür noch kein Standardauswerteverfahren zur Quellanalyse. Betrachtet wird die Schallabstrahlung des generische Außenspiegels, eines auf einer Platte stehenden Halbzylinders. Für Anströmgeschwindigkeiten von 90, 140 und 220 km/h wurde die Schallabstrahlung mit MGLET simuliert, einem hybriden Verfahren, das Strömung und Schall simultan auf demselben Rechengitter berechnet. Validiert wird die Siumlation anhand von gemessenen Druckspektren an der Spiegeloberfläche und im Fernfeld. Räumliche Felder verschiedener Größen werden analysiert, um Quellorte zu bestimmen: akustische Quellterme, Wechseldrücke und frequenzgefilterte Werte des hydrodynamischen und akustischen Drucks. Die Ergebnisse werden mit den Quellkarten, die ein Beamforming-Algorithmus liefert, verglichen. Eine weitere Aussage über Quellmechanismen liefert die Skalierung des abgestrahlten Schalls mit der Anströmgeschwindigkeit U. Bekannt sind Skalierungen zwischen U4 und U8. Für den vorliegenden Außenspiegel, einen Fall ohne akustische Resonanzen, kann gezeigt werden, dass sich die unterschiedlichen Skalierungen auf eine mit U6 für den abgestrahlten Schall und eine mit U4 in Bereichen, in denen hydrodynamische Druckschwankungen überwiegen, zurückführen lassen.
Dohse, Elmar
- Prager J., Dohse E., Gaal M., Gravenkamp H., Grzeszkowski M. und Homann P.T.
Die Prüfung von Klebeverbindungen stellt eine Herausforderung für die zerstörungsfreie Prüfung und die Qualitätssicherung mit Hilfe von Ultraschallverfahren dar. Grund dafür sind zum einen die im Verhältnis zu Wellenlänge geringen Materialdicken und zum anderen die geschichtete Struktur der Klebverbindung, die zumeist verschiedene Werkstoffe kombiniert. Gerade die geringen Materialdicken ermöglichen jedoch die Entwicklung von Prüfverfahren, die mit geführten Wellen arbeiten. Voraussetzung für diese Entwicklung ist eine genaue Kenntnis der physikalischen Besonderheiten der Wellenausbreitung, die durch das multimodale und dispersive Verhalten geführter Wellen geprägt ist. Zudem werden neue Auswertestrategien benötigt, die die besonderen physikalischen Zusammenhänge berücksichtigen. Im Beitrag werden verschiedene Ansätze vorgestellt, bei denen die Einkopplung des Ultraschalls ins Bauteil sowohl durch flüssigkeitsgekoppelte als auch durch luftgekoppelte Ultraschallwandler erfolgt. Der Einsatz von lasergestützen Verfahren zur Detektion der Echosignale wird demonstriert. Nach einer Einführung in die speziellen physikalischen Zusammenhänge geführter Wellen und dem daraus abgeleiteten Design der Prüftechniken wird die Anwendbarkeit der Ansätze an praxisrelevanten Beispielen demonstriert. Dazu werden die Werkstoffkenngrößen der zu prüfenden Komponenten ermittelt und die akustischen Eigenschaften mit Hilfe spezieller Simulations- und Analyseverfahren untersucht, um geeignete Prüfstrategien zu entwickeln.
Dombrowski-Daube, Katja
- Dahlhaus F., Großmann J., Adam F., Dombrowski-Daube K. und Schuldt B.
Bei der Errichtung von Offshore Bauwerken werden Pfähle mit Hilfe von Impulsrammen in den Meeresboden eingebracht. Dabei treten hohe Schalldrücke auf, die sich über große Entfernungen auf die Meeresumwelt auswirken und zu einer Beeinträchtigung von Meeressäugern, insbesondere zur Schädigung ihres Gehörs führen können. Die bisher für Tiefgründungen im Offshore-Bereich eingesetzten Stahlrammpfähle weisen hohe Schallemission auf.
Der Tagungsbeitrag soll einen auf der Auswahl geeigneter Werkstoffe und Werkstoffkombinationen basierenden neuen Ansatz zur primären Schallminderung aufzeigen. Es werden die theoretischen und experimentellen Ergebnisse einer Machbarkeitsstudie zur Entwicklung eines neuartigen Pfahltragwerkes aus druck- und schlagfesten Verbundwerkstoffen präsentiert. Im Rahmen der Materialentwicklungen konnte durch den gezielten Einsatz von hochtragfähigen als auch schallreduzierenden Werkstoffkomponenten eine Schallminderung erreicht werden. Zugleich ist die Dauerhaftigkeit des Verbundwerkstoffes unter gegebenen Umweltbedingungen und infolge Lastwechselbeanspruchungen zu gewährleisteten. Es werden die für den Verbundwerkstoff in maßstäblichen Laborversuchen ermittelten und gegenüber klassischen Stahlrohrtragwerken deutlich reduzierten Schalldrücke und -kennwerte vorgestellt. In begleitenden numerischen Untersuchungen erfolgte die Entwicklung eines Finite-Element Berechnungsmodells zur Prognose der Hydroakustik im Nah- und Fernfeld des Rammpfahls. Mithilfe der experimentellen Ergebnisse konnte eine erfolgreiche Validierung des Modells vorgenommen werden. Im Ergebnis der Studie kann festgehalten werden, dass der primäre Schallschutz ein großes Potential zur Verringerung der Schallemissionen im Offshore-Bereich besitzt.
Domitrović, Hrvoje
- Horvat M., Jambrošić K., Domitrović H. und Petošić A.
As a city highly oriented towards tourism, Dubrovnik organizes diverse cultural events, which culminate with Dubrovnik Summer Festival as the largest and the best known event that takes place every year from July 10 to August 25, consisting of concerts, theatre plays, recitals, movie screenings, book presentations, folk dancing and modern dancing shows, etc. All these events take place in various public spaces, some of which have historical importance. This paper describes the acoustical evaluation of five of those spaces, namely, the Rector's Palace, Revelin Fortress, Marin Drzic Theatre, Slanica Concert Hall and Sloboda Movie Theatre. As the input for evaluation, the values of reverberation time RT60, early decay time EDT, binaural quality index BQI, gain G, clarity C80, initial time delay gap ITDG, speech transmission index STI and specific volume per person were obtained through measurements. Based on these values, acoustical properties of each space were evaluated according to several different criterions, yielding the guidelines for choosing the types of performances suitable for a given space. Recommendations were given for possible improvements of acoustic situation, where such improvements are necessary and/or possible.
Drossel, Welf-Guntram
- Troge J., Drossel W.-G., Kunze H., Linke M., Kreuz U. und Stockmann E.
Ein wesentlicher Punkt bei der Fabrikplanung ist die Beachtung des zu erwartenden Geräuschpegels in Summe aller beteiligten Maschinen der Prozessketten. Für die Herstellung von Kunststoffgranulat kommen für die einzelnen Bearbeitungsschritte verschiedene Anlagen zum Einsatz. Dazu gehören Stranggranulatoren, Rüttelsiebe, Trockner etc. Im Hinblick auf arbeitsschutztechnisch geforderte Grenzwerte muss der Geräuschbeitrag der einzelnen Prozessstufen möglichst niedrig sein. Granulatoren haben einen dominierenden Anteil am Gesamtschallpegel. Deren Geräusch setzt sich vor allem aus der Luftschallanregung durch den Schneidrotor (Maschinengeräusch) und die Anregung beim Schneiden/Brechen des Materials (Prozessgeräusch) zusammen. Das Vorbeigleiten der Schneidkanten an einem festen Ambossmesser erzeugt zyklische Druckschwankungen, die bereits im Leerlauf zu einem hohen Schalldruckpegel führen können, der durch einzelne, schmalbandigen Töne dominiert wird. Im Rahmen einer Geräuschoptimierung wurde eine akustische Netzwerkbeschreibung eines Kunststoffgranulators erstellt. Diese wurde dazu genutzt, das Potential eines eingebrachten Helmholtz-Resonators zur Pegelreduktion der Schnittfrequenz oder deren Oberwellen abzuschätzen. Dies beinhaltete die Analyse möglicher Resonatorpositionen und -abmessungen und sowie die Quantifizierung von deren Einfluss auf das Gesamtgeräusch. Auf Basis der Simulationsergebnisse wurde ein Helmholtz-Resonator an einem Stranggranulator appliziert. Es konnte gezeigt werden, dass eine signifikante Reduktion des Anteils der Schnittfrequenz und damit des Gesamtpegels zu erreichen ist. Der subjektiv störende, tonale Geräuschcharakter konnte dadurch wesentlich verbessert werden.
Droste, Volker
- Nocke C., Droste V. und Müller M.
Parallel zum Umbau des Großen Hauses des Oldenburgischen Staatstheaters wurde in der Spielzeit 2010/2011 das bestehende Probenhaus in der ehemaligen Helene-Lange-Schule saniert und erweitert. Neben einem viel zu kleinen Orchesterprobenraum und einem Chorprobenraum wurden durch einen Anbau Probenbühnen für Ballett und Theater sowie Übezimmer erschaffen.
Als Ziel der raumakustischen Planung wurde in enger Abstimmung mit dem Theater eine bestmögliche Eignung für die jeweiligen Nutzungen angestrebt. Im Rahmen des Vorhabens standen keine finanziellen Mittel für raumakustische Maßnahmen zur Verfügung, so dass nahezu alle schallabsorbierenden Aufbauten durch die Werkstätten des Oldenburgischen Staatstheaters hergestellt und eingebaut wurden.
Die Details des Planungsprozesses sowie Mess-Ergebnisse und Erfahrungen der Nutzer aus den Räumlichkeiten werden im Rahmen dieses Beitrags präsentiert und erläutert. Neben der Einhaltung des Budgets kann von einer großen Zufriedenheit der Nutzer berichtet werden.
Duddeck, Fabian
- Fender G., Duddeck F. und Marburg S.
Durch steigende Rechenleistung wurde es möglich, immer komplexere Modelle zu optimieren, beispielsweise Finite-Elemente-Modelle. Allerdings stellt die Rechenzeit weiterhin einen stark begrenzenden Faktor da, gerade wenn ein globales Optimum in einem hochdimensionalen Designraum gesucht wird. Um trotzdem die Genauigkeit eines komplexen FE-Modells in einer aufwendigen Optimierung nutzen zu können, werden Verfahren der Multi-Fidelity-Optimi-zation genutzt. Dabei wird ein vereinfachtes Ersatzmodell (Grobmodell) hinzugezogen, um die Anzahl der Evaluierungen des komplexen Modells (Feinmodell) zu reduzieren. In der hier angewandten Space-Mapping-Methode geschieht dies dadurch, dass zuerst das Optimum des groben Modells ermittelt wird. In weiteren Schritten wird dann ein Mapping zwischen diesem und dem feinen Modell aufgebaut, wobei dazu wieder eine Optimierungsaufgabe bezüglich des groben Modells zu lösen ist. In der vorliegenden Arbeit wird die Space-Mapping-Methode dazu eingesetzt, den mittleren Schalldruck in einem Kontrollvolumen im Innenraum zu minimieren. Das Feinmodell bildet dabei die voll gekoppelte FEM-Simulation des mit Luft gefüllten Innenraums und der umliegenden Wände. Als Grobmodell dient eine Antwortfläche, welche anhand einer Stichprobe des Feinmodells erstellt wird. Mit Hilfe der Space-Mapping-Methode wird die hinsichtlich des Schalldrucks im Kontrollvolumen optimale Positionierung einer zusätzlichen Platte auf einer der Wände bestimmt.
Dutilleux, Guillaume
- Foy C., Ecotičre D. und Dutilleux G.
Several models of outdoor sound propagation can be used to predict transportation noise for noise mapping or transportation noise studies. For terrestrial noise sources, the current propagation part of the reference report on CNOSSOS-EU candidate harmonized method to be used in the framework of the 2002/49/EC Environmental Noise Directive is based on NMPB 2008. However, two other models are still considered by the European Union as potential replacements for NMPB 2008 : a) the engineering model elaborated in the European Harmonoise/Imagine projects, b) the model described in ISO 9613-2 standard. We present here a comparison of noise attenuations predicted by the three methods. The comparison is first done by comparing the deviations between models for calculated sound attenuation for both homogeneous and downward propagation conditions and for seven experimental site configurations. A comparison between calculated and experimental sound attenuations is also presented for models Harmonoise and NMPB, on the basis of five road noise experimental campaigns, where each site is representative of different common topographies. No statistically significant deviations between means, standard deviation, precision and trueness are observed between Harmonoise and NMPB.
Duvigneau, Fabian
- Schrader P., Duvigneau F., Luft T., Gabbert U. und Rottengruber H.
Zur Geräuschentstehung von Fahrzeugen tragen die durch den Verbrennungsprozeß im Motor angeregten Strukturschwingungen maßgeblich bei. Dabei ist die Ölwanne einer der dominierenden akustischen Strahler. Aus tribologischer Sicht spielt die thermische Energiespeicherung des Motoröls eine entscheidende Rolle. Somit hängt von der Öltemperatur der Kraftstoffverbrauch des Motors ab. Anzustreben ist daher eine thermisch und akustisch gut isolierende kompakte Ölwanne. Im Beitrag wird das Konzept einer solchen Ölwanne vorgestellt, bei der die gewünschten akustischen und thermischen Eigenschaften durch den Einsatz von Aluminiumschaum erreicht werden sollen. Zunächst wird an Hand von FEM-Simulationen gezeigt, welche Möglichkeiten sich durch den Einsatz von Aluminiumschaumstoffen ergeben. Die Eingangsdaten für die Simulationen werden experimentell an einfachen Al-Probenkörpern gewonnen. In dem Simulationsmodell werden das Zylinder-Kurbelgehäuse mit montierter Ölwanne, der Zylinderkopf sowie Kolben, Pleuel, und Kurbelwelle berücksichtigt, so daß das dynamische Verhalten des Motors, die Schallabstrahlung und die thermische Isolation der Ölwanne untersucht werden können. Für die Validierung des Berechnungsmodells werden Messungen an einem Motorenprüfstand durchgeführt. Im Beitrag werden mit Hilfe des validierten Berechnungsmodells erste konstruktive Maßnahmen zur Schallreduktion und zur Verbesserung der Wärmedämmung entwickelt, vorgestellt und kritisch bewertet.
Eberlei, Geske Linnéa
- Eberlei G.L., Bork I. und Blau M.
Orchestermusiker sind aufgrund ihrer Tätigkeit hohen Schalldruckpegeln ausgesetzt. Es besteht ein Risiko für Gehörschäden. Um dieses Risiko einzugrenzen, gibt es verschiedene Maßnahmen zur Lärmminderung. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig hat in diesem Zusammenhang einen Schallschutzschirm entwickelt, der vor den kritischen Schallpegeln der Instrumente Trompete und Posaune schützen soll. Der Schallschutzschirm bestätigte bereits in Orchestererprobungen seine akustische Wirksamkeit. Kritisiert wurde u.a. die verschlechterte Kommunikation der Musiker untereinander. Über kleine Veränderungen in der Form sowie in der Breite wurde ein neuer Schallschutzschirm entwickelt, der den alten Schirm verbessern sollte. Die akustische Wirksamkeit des alten Schirmes sollte möglichst unverändert bleiben bzw. nur eine geringe Verschlechterung aufweisen. Vor Realisierung einer neuen Schirmform sind Finite-Elemente-Berechnungen angestellt worden, um so die Wirksamkeit durch Veränderung der Form im Vorfeld beurteilen zu können. Anhand Messungen von Übertragungsfunktionen wurde die Wirksamkeit sowie die Sprachverständlichkeit der neuen Schirmform eingeschätzt und mit dem alten Schirm verglichen. Ergebnisse zeigen, dass durch die neue Schirmform besonders im Schallschatten des Schirmes gute Dämpfungswerte in den hohen Frequenzen von ca. 14 dB SPL erreicht werden können. Die neue Schirmform erweist sich in einigen Frequenzbereichen wirksamer als die alte Schirmform. Untersuchungen bezüglich der Sprachverständlichkeit verzeichnen ebenfalls Verbesserungen durch die neue Schirmform.
Ebner, Fabian
- Eulitz C., Ebner F. und Möhler U.
Seit einigen Jahren klagen Bürgerinnen und Bürger vermehrt über Beeinträchtigungen durch ausgeprägt tieffrequente Geräusche und Infraschall mit sog. Brummtonphänomenen. Im Auftrag des Umweltbundesamtes wurde deshalb in den Jahren 2011 bis 2013 eine Machbarkeitsstudie zu Wirkungen von Infraschall erstellt. Bei der Literatur- und Betroffenheitsanalyse über die Auswirkungen von Infraschall auf den Menschen zeigte sich kein einheitliches Bild. Insbesondere in Deutschland existieren wenige Studien, die sich mit den Auswirkungen von Infraschall auf den Menschen und seine Umwelt beschäftigen. Da die Ursachen der Belästigung im Bereich des Infraschalls vielschichtig sind, wurde im Rahmen der Machbarkeitsstudie ein Erhebungs- und Klassifizierungssystem konzeptioniert, dass eine Unterscheidung des Belästigungspotentials von Infraschallquellen in verschiedenen Klassen ermöglicht. Ziel der Einführung und Weiterentwicklung des Klassifizierungssystems ist eine systematische Sammlung und Aufbereitung von zugänglichen Daten (vorwiegend bewährte akustische Messgrößen, Betriebsbedingungen und baulich-technische Spezifikationen von Komponenten, Geräten und Anlagen), mit deren Hilfe weitergehende Erkenntnisse über Infraschall gewonnen werden können. Diese Erkenntnisse aus der Machbarkeitsstudie werden vorgestellt.
- Ebner F., Eulitz C. und Möhler U.
Nach der aktuellen Rechtsprechung zum Schallimmissionsschutz werden zunehmend Maßnahmen der Immissionsortlenkung als geeignet anerkannt, um bei an Gewerbebetriebe und Anlagen heranrückender Wohnbebauung planerisch auf etwaige Überschreitungen der TA Lärm durch Anlagenlärm zu reagieren. Als Maßnahmen zur Immissionsortlenkung kommen dabei im modernen Städtebau nicht öffenbare Fenster, Grundrißorientierungen (keine Aufenthaltsräume nach DIN 4109) oder auch festverglaste Loggien/ Vorhangfassaden/ Kastenfensterkonstruktionen mit einer Mindesttiefe von 0,5 m zum Einsatz. Bei konsequenter bautechnischer Umsetzung (Schalldämmung der Außenbauteile, fensterunabhängige Belüftungen) sollen damit ruhige Wohnverhältnisse geschaffen werden. Problematisch sind dabei jedoch ausgeprägt tieffrequente Geräuschimmissionen und Infraschalle, die durch geschlossene Fassaden oder Nichtaufenthaltsräume in die Gebäude eindringen und im Inneren verstärkt belästigend wirken können. Zudem kann der maßgebende Immissionsort im Inneren, dies ist der Ort der höchsten Belästigung in der Planung praktisch nicht vorausbestimmt werden. Im Bereich der Bauakustik erfasst auch der erweiterte Frequenzbereich nach DIN EN ISO 717-1 keine Schalle unterhalb der 50 Hz-Terz, so dass die Schalldämmung der Außenbauteile insbesondere der Fenster bei ausgeprägt tieffrequenten Geräuschen weitestgehend unbekannt ist. Bei in-situ-Messungen wurde versucht, Erkenntnisse über die Schalldämmung von Fenstern und den maßgebenden Immissionsort im ausgeprägt tieffrequenten Bereich innerhalb von Wohnräumen zu ermitteln, um mit diesen Erkenntnissen Konflikten planerisch zu entgegnen. Erste Ergebnisse der Untersuchungen werden vorgestellt.
Economou, Panos
- Economou P. und Charalampous P.
The path from a noise source to a receiver involves complicated mechanisms such as diffractions and reflections from obstacles, ground and material properties, as well as meteorological conditions. In this paper, we present the methodology applied by P.E. Mediterranean Acoustics Research & Development for outdoor sound propagation applying advanced calculation methods for prediction and simulation purposes in a software application. The methodology makes use of the image source method combined with visibility tracing techniques to implement a novel method of multiple path-detection, taking into account reflections from finite impedance surfaces and finite-sized objects applying Fresnel zone corrections as well as diffractions of unlimited orders from edges. These advanced methods are no longer used only in the laboratory but are now available to engineers in the field, making theory available in practice. Some examples are also presented.
Keywords Environmental acoustics, geometrical acoustics, diffraction, prediction, simulation, computational acoustics, noise barrier, ground effect, surface impedance.
Ecotière, David
- Foy C., Ecotičre D. und Dutilleux G.
Several models of outdoor sound propagation can be used to predict transportation noise for noise mapping or transportation noise studies. For terrestrial noise sources, the current propagation part of the reference report on CNOSSOS-EU candidate harmonized method to be used in the framework of the 2002/49/EC Environmental Noise Directive is based on NMPB 2008. However, two other models are still considered by the European Union as potential replacements for NMPB 2008 : a) the engineering model elaborated in the European Harmonoise/Imagine projects, b) the model described in ISO 9613-2 standard. We present here a comparison of noise attenuations predicted by the three methods. The comparison is first done by comparing the deviations between models for calculated sound attenuation for both homogeneous and downward propagation conditions and for seven experimental site configurations. A comparison between calculated and experimental sound attenuations is also presented for models Harmonoise and NMPB, on the basis of five road noise experimental campaigns, where each site is representative of different common topographies. No statistically significant deviations between means, standard deviation, precision and trueness are observed between Harmonoise and NMPB.
Egermann, Hauke
- Graefe C. und Egermann H.
Previous research indicates that prediction of emotion in music is possible based on linear regression models and a few interval-scaled time series representing psychoacoustic audio features. This work will present analyses based on six stimuli of classical solo flute music presented to 25 music listeners using a new type of linear autoregressive mixed effects modeling. The following emotional response components were continously measured during music listening: subjective feeling (valence/pleasantness, arousal), physiological measurements of peripheral arousal (skin conductance), and expressive facial movements (via electromyography). The audio features RMS (representing loundness), Spectral Flux, Brightness, Roughness and Spectral Centroid (all 5 were extracted using the MIRtoolbox 1.5 for Matlab), as well as Tempo and Melodic Contour (extracted manually using the software Sonic Visualiser 2.2) were used as response predictors. Preliminary results indicate that among others, RMS and Tempo are significantly positivly related to subjective and physiological arousal. These findings illutrate how digital signal processing and psychoacoustic approaches can be used successfully to predict experiences of music listeners.
- Pysiewicz A. und Egermann H.
Although web-based survey techniques have become well-established tools in many research fields, there is still a general caveat against online studies in the field of auditory perception research. This methodological scepticism is mainly based on the lack of control over the presentation modalities that is suspected to compromise the internal validity of such experiments. In order to identify the effect of uncontrollable independent variables occurring in web-based studies (like specific listening conditions) an online music perception experiment (n=1800) was replicated under laboratory conditions. Here, 100 participants were compared to a subsample of the web-based dataset employing a statistical matching algorithm. Participants listened to 20 randomly assigned musical pieces and rated various perceptual qualities using a semantic differential with 27 items. Preliminary analyses showed no significant differences between web- and laboratory-based music ratings. Future analyses will test if certain audio features of diverse musical pieces are similarly influential to perceptual ratings in both experiments. Reduced impact of audio features on ratings in the web-based group might indicate reduced internal validity through an increased number of uncontrolled variables influencing perceptual assessments as well. Taken together, these results will contribute to a deeper understanding of the validity of uncontrolled web-based auditory perception experiments.
Eggenschwiler, Kurt
- Eggenschwiler K. und von Fischer S.
Auf der Basis der 2013 abgeschlossenen Dissertation von Sabine von Fischer ''Hellhörige Häuser. Akustik als Funktion der Architektur, 1920 - 1970'' erfolgt in diesem Beitrag eine Darstellung der Geschichte der Akustik an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich und an der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungs-anstalt (Empa) in Dübendorf. Ein erstes akustisches Labor wurde vom Dozenten Franz Max Osswald an der ETH in Zürich in den 1920er Jahren eingerichtet. Die Arbeiten wurden von Willi Furrer fortgesetzt, der mit Anselm Lauber ein Standardwerk der Akustik verfasste: Raum- und Bauakustik für Architekten 1956. In der 2. und 3. Ausgabe als Raum- und Bauakustik, Lärmabwehr veröffentlicht). An der ETH konnte sich die Akustik nie als eigene Disziplin etablieren. An einer Sitzung im September 1944 hielt der Schulrat der ETH fest, dass für die Akustik kein eigener Lehrstuhl eingerichtet werden solle, weil sie ''sich der wissenschaftlichen Forschung entzieht, da sie hauptsächlich Fragen der praktischen Anwendung und der Empirie behandelt''. Seither wurden an der ETH ohne Unterbruch an verschiedenen Fakultäten Lehraufträge für Akustik erteilt, aber ohne eigenes Institut. 1962 wurde an der zum ETH-Bereich gehörenden Empa in Dübendorf eine Abteilung für Akustik und Lärmbekämpfung gegründet.
Egger, Katharina
- Egger K., Majdak P. und Laback B.
Binaurales Hören ist essentiell für die Lokalisation und Trennung von Schallquellen. Obwohl die Versorgung mit Cochleaimplantaten (CIs) zunehmend bilateral erfolgt, ist das Lokalisationsvermögen und die Sprachverständlichkeit, vor allem im Störgeräusch, bei CI-Trägern deutlich eingeschränkt. Das lässt sich teilweise auf die geringe Sensitivität von CI-Trägern gegenüber interauralen Laufzeitdifferenzen (engl. interaural time differences, ITDs) zurückführen. Dies steht wiederum im engen Zusammenhang mit der suboptimalen Verarbeitung der ITD Information mit derzeitigen bilateralen CI-Systemen. Die Sensitivität gegenüber ITD präsentiert an einem interauralen Elektrodenpaar wurde bereits umfassend untersucht. In dieser Studie wurde die ITD-Sensitivität bei Präsentation identischer Laufzeitinformation an einem oder an zwei interauralen Elektrodenpaaren untersucht. Dazu wurden differentielle Wahrnehmbarkeitsschwellen von ITDs für unmodulierte Pulsketten mit einer Rate von 100 Pulsen pro Sekunde bestimmt. ITD-Schwellen wurden für verschiedene Pegel und tonotope Abstände zwischen den Elektrodenpaaren gemessen. Die Ergebnisse zeigen keine oder nur geringe Verbesserung der Schwellen bei Stimulation von zwei Paaren im Vergleich zu den entsprechenden Einzelpaaren. Die ITD-Schwellen zeigen, unabhängig von der Anordnung der stimulierten Elektroden, starke Pegelabhängigkeit: je niedriger der Pegel, desto höher die Schwellen. Die Ergebnisse zeigen eine komplexe Wechselwirkung zwischen dem Stimulationspegel, der Pulsrate und dem tonotopen Abstand der stimulierten Elektroden.
Eilers, Ina
- Nocke C., Meyer T., Freese N. und Eilers I.
In vielen modernen Bürogebäuden ist ein Mangel an Schallabsorption an den klassischerweise für derartige Zwecke genutzten Deckenflächen zu verzeichnen. Eine Möglichkeit diesen Missstand aufzulösen kann darin bestehen, dass auch die Einrichtungsgegenstände wie Möbel, Raumteiler, Stellwände, Sitzmöbel, frei hängende Absorborptionsmaterialien etc. eine akustische Funktion übernehmen. In diesem Beitrag wird diskutiert wie die Schallabsorption entsprechender nicht-flächiger Schallabsorber beschrieben werden kann.
Die DIN EN ISO 354 unterscheidet zwischen flächigen Schallabsorbern und Einzelobjekten. Für flächige Absorber ist der Schallabsorptionsgrad
zur Kennzeichnung der Schallabsorption anzugeben. Für nicht-flächige Schallabsorber bzw. Einzelobjekte ist die Absorptionsfläche
anzugeben. Aktuelle Software zur Berechnung der Schallausbreitung in Räumen geht in der Regel von einer Modellbildung anhand von ebenen Flächen aus, für die dann jeweils ein Schallabsorptionsgrad anzugeben ist.
In diesem Beitrag wird ein Vorschlag beschrieben, aus der Absorptionsfläche
bezeichnet wird, können Einzelobjekte in der raumakustischen Simulation leichter berücksichtigt werden. Weiterhin ist anhand dieser Kenngröße der Vergleich verschiedener Einzelobjekte möglich, was bislang durch die Absorptionsfläche
Eilers, Thorben
- Eilers T. und Oetjen A.
Die meisten Umweltgeräusche enthalten neben temporalen auch spektrale, sowie spektrotemporale Modulationsanteile. Solche Modulationen zeigen sich zum Beispiel in der Sprache erwachsener Menschen. Bestehende Studien liefern Hinweise für eine Frequenzselektivität bei der Wahrnehmung aller drei Modulationsformen. Zudem wird vermutet, dass temporale Modulationsfilter nur bis zu einer bestimmten Modulationsfrequenz vorhanden sind. Analog hierzu werden Datensätze aus einer psychoakustischen Messreihe vorgestellt, die, ausgehend sowohl von physiologischen als auch psychoakustischen Studien, qualitative und quantitative Anhaltspunkte für das Vorhandensein von maximalen Frequenzpaaren für spektrotemporale Modulationsfilter liefern. Zu diesem Zweck wurde für mehrere Frequenzkombinationen durch eine adaptive Prozedur ein Modulationsmaskierungsmuster bestimmt. Diese Maskierungsmuster deuten durch maximale Modulationsdetektionsschwellen bei Maskierern, deren Frequenz den geringsten Abstand zu der Frequenz der spektrotemporalen Zielmodulation hat, auf das Vorhandensein spektrotemporale Modulationsfilter für die jeweilige Kombination aus Modulationsfrequenzen hin. Ist die Modulationsdetektionsschwelle an der Zielfrequenz jedoch niedriger als bei einer kleineren Frequenz deutet dies darauf hin, dass die betreffende Zielfrequenz größer als die Mittenfrequenz des Modulationsfilters mit der maximalen Frequenz ist. Die Ergebnisse dieser Versuchsreihe werden mit physiologischen und psychoakustischen Messdaten aus bestehenden Untersuchungen verglichen.
Eisener, Julian
- Eisener J., Schneider J., Cairós Barreto C. und Mettin R.
The sound emitted from cavitating liquids is a valuable tool for analysis and diagnostics of such systems. However, the link of spectral features to the underlying microscopic bubble dynamics is still not completely understood. Here we report on measurements of acoustic emission synchronous with high-speed imaging of smaller and larger bubble ensembles driven around 25 kHz. One set-up is a bubble trap where single bubbles and small clusters of bubbles occur. Here, numerical simulations are compared to our findings. Another experiment investigates larger bubble groups in an ultrasonic bath reactor. There we put emphasis on the appearance of the subharmonic line (half of the fundamental) in connection with synchronization of the bubble oscillations.
- Mettin R., Nowak T., Thiemann A., Cairós Barreto C. und Eisener J.
Acoustic pressure measurements in cavitating liquids are notoriously difficult: the presence of bubbles is an inherent inhomogeneity which leads to high fluctuations of the sound field in space and time. Furthermore, pressure sensors are typically invasive, and the presence of a hydrophone can disturb the bubble field significantly - and thus the measurement result. To cope with this, spatial and temporal averaging is often employed to obtain useful pressure data. However, sometimes less or non-invasive pressure sensors of high spatial and temporal resolution are wanted, for example to determine the true pressure acting on individual bubbles. For some types of problems, a way out could be the direct fitting of acoustic pressure to the high-speed observations of individual bubble oscillations. Attractive sides of this idea to use the cavitation bubbles themselves as hydrophones are the non-invasiveness and the high resolution, and this method has already been applied successfully in single-bubble traps. However, the use in multi-bubble environments might have some pit-falls due to an anharmonic sound field, neighbor bubbles, translation dynamics, non-spherical distortions, or other influences. Still, the idea is very attractive, and this work investigates in some examples how bubbles can be used as hydrophones in cavitating liquids.
Eliseev, Dmitry
- Linder P., Artmann G., Eliseev D., Heinen D., Kirchmair J., Scholz F., Verfers S., Wickmann S., Wiebusch C. und Zierke S.
Das Enceladus Explorer Projekt umfasst die Entwicklung einer navigierbaren Schmelzsonde (IceMole) zur Entnahme von subglazialen Flüssigkeitsproben. Der Prototyp für terrestrische Testszenarien stellt eine Machbarkeitsstudie für extraterrestrische Anwendungen dar. Eine mögliche Anwendung hierfür ist die Suche nach Leben in den unter einem Eispanzer liegenden Ozeanen auf dem Saturnmond Enceladus. Ein spezieller Schmelzkopf in Kombination mit einer Eisschraube ermöglicht Kurvenfahrten und Trajektorien entgegen der Schwerkraft. Die Lokalisation der Sonde im Eis, sowie die Erkundung des Vorfeldes sind für die Planung und Einhaltung der Trajektorien unerlässlich. Hierzu enthält der IceMole zusätzlich zu einem inertialen Messsystem und einem Magnetometer zwei akustische Navigationssysteme. Die akustische Lokalisation basiert auf Multilateration der Signale mehrerer Emitterstationen, die Schallpulse von der Gletscheroberfläche senden, welche von Empfängern im IceMole-Kopf registriert werden. Die Vorfelderkundung nutzt das Verfahren der Sonografie. Dabei werden phasengesteuerte Ultraschallsignale genutzt um Strukturen und Objekte im Eis vor dem IceMole zu detektieren. In diesem Beitrag wird das Enceladus Explorer System mit Fokus auf die akustischen Navigationslösungen vorgestellt und erste Testergebnisse präsentiert.
- Scholz F., Eliseev D., Heinen D., Verfers S., Wiebusch C. und Zierke S.
The Enceladus Explorer project is a DLR funded feasibility study for a future space mission to the Saturn moon Enceladus. The aim of this mission is to search for life by probing liquid water pockets below the icy surface. As a terrestrial test scenario it is planned to probe water from a liquid crevasse in Antarctica. Therefore the IceMole, a maneuverable melting probe is in development. The accomplishment of a precise navigation system requires accurate knowledge of the IceMole position as well as the fore-field. For this purpose an acoustic positioning system based on multilateration is being developed. This system consists of emitters on the surface and receivers integrated into the IceMole head. It uses ultrasonic signals with frequencies around 20 kHz. This poster focuses on the optimization of the acoustic receivers as well as improved methods for the precise determination of the arrival times.
Ellermeier, Wolfgang
- Schlittenlacher J., Ellermeier W., Yilmaz C., Trutin M., Tauchert A., Sobisch M. und Collin D.J.
Üblicherweise werden in Sound-Quality-Untersuchungen Eigenschaften des durch ein Produkt hervorgerufenen Schalls untersucht. Im vorliegenden Experiment wurde im Gegensatz dazu basierend auf dem Schall nach einer dem Produkt zugeschriebenen Eigenschaft gefragt. 40 Probanden wurden jeweils zwei Aufnahmen von Getriebegeräuschen mit der anschließenden Frage ''Welcher Antrieb ist leistungsfähiger?'' in einem vollständigen Paarvergleich präsentiert. Die daraus resultierende wahrgenommene Leistungsfähigkeit korreliert hoch mit der Lautheit (r=0,87). Bei Reizen mit ähnlicher Lautheit ist ausschlaggebend, ob die Getriebe mit Last oder im Leerlauf betrieben wurden; Aufnahmen unter Last klingen leistungsfähiger. Sind diese beiden Variablen konstant, so spielt als dritte Einflussgröße die Schärfe eine Rolle. Auch hier gilt, dass eine höhere Schärfe auf eine höhere Leistungsfähigkeit schließen lässt.
- Schlittenlacher J., Ellermeier W., Chen J. und Moritz K.
Getriebegeräusche werden wegen immer leiserer Motoren häufig nicht mehr von diesen maskiert und tragen deshalb wesentlich zum Klangbild bei. Damit rückt auch die durch sie hervorgerufene Lästigkeit ins Interesse. In der vorliegenden Studie werden den Versuchsteilnehmern 15 Geräuschaufnahmen verschiedener Getriebetypen unter zusätzlicher Variation von Drehzahl und Last über Kopfhörer dargeboten und von diesen in einem vollständigen Paarvergleich beurteilt. Mithilfe des BTL-Modells lässt sich so eine Verhältnisskala für die psychoakustische Lästigkeit bilden. Ein Vergleich mit objektiven Metriken zeigt, dass sie im Einklang mit der Literatur wesentlich von der Lautheit abhängt. Schärfe klärt verbliebene Varianz auf, allerdings nur einen geringen Teil. Rauhigkeit korreliert für die untersuchten Geräusche nicht positiv mit der Lästigkeit. Die Ergebnisse werden von früheren, rein subjektiven Beurteilungen auf Kategorialskalenniveau bestätigt. Sie ermöglichen darüber hinaus eine Modellierung der psychoakustischen Lästigkeit speziell für Getriebegeräusche.
Elmer, Karl-Heinz
- Elmer K.-H.
Bei Rammarbeiten für Offshore-Gründungen werden die zulässigen Grenzwerte von Hydroschallpegeln im Allgemeinen weit überschritten. Es sind daher Maßnahmen zur Reduzierung der Hydroschallpegel für den geplanten Ausbau der Offshore-Windenergie erforderlich, um eine ernsthafte Gefahr für geschützte Meerestiere ausschließen zu können. Zur Lösung dieses Problems ist ein neues Verfahren mit einfachen luftgefüllten Hüllkörpern (Ballons) entwickelt worden, das ganz allgemein zur Minderung von Hydroschall eingesetzt werden kann. Der Ansatz für das sehr effiziente Verfahren zur Minderung von Hydroschalls ist vor allem das außerordentlich hohe Streu- und Absorptionsvermögen von resonanzfähigen, luftgefüllte Hüllkörpern aus dünnem, hochelastischem Material, schon bei sehr geringen Volumenkonzentrationen. Im Gegensatz zu den bekannten Blasenschleiern sind bei dem Verfahren der Hydroschall Dämpfer (HSD) die einzelnen Ballons bezüglich ihrer Eigenfrequenz, Form, Größe, Anzahl, Abstände und Positionen vollständig kontrollierbar, was Voraussetzung für den effizienten Einsatz der Elemente ist. Analytische Ansätze und Untersuchungen zur Beschreibung der unterschiedlichen physikalischen Effekte zur Schallminderung werden dargestellt. Numerische Simulationen zeigen das sehr hohe Potenzial der Hydroschall Dämpfer, das durch Ergebnisse von ersten Offshore-Messungen bestätigt wird.
Engel, Margret Sibylle
- Engel M.S. und Zannin P.H.T.
Engelen, Justus
- Engelen J.
Den Hintergrund der Untersuchungen definiert das BImSchG. Danach sind Windenergieanlagen so zu errichten und zu betreiben, dass keine schädliche Umwelteinwirkungen (u. a. Geräusche) auftreten. Kriterien zur Ermittlung und Beurteilung sind in der TA Lärm definiert, die hinsichtlich der Erstellung einer Geräuschimmissionsprognose (Schallausbreitungsberechnung zzgl. Unsicherheit der Prognose) auf die DIN ISO 9613-2 verweist.
Die Entwicklung der hierin enthaltenen Berechnungsverfahren erfolgte für ''bodennahe'' Quellen. Angaben zur ''geschätzten Genauigkeit'' der Verfahren beziehen sich auf den ''bodennahen'' Bereich. Moderne Windenergieanlagen verfügen jedoch über Nabenhöhen über 100 m.
Um belastbare Daten zur Qualität der Geräuschimmissionsprognosen hoher Windenergieanlagen zu erhalten, wurden im Jahre 2012 in mehreren Nächten zeitgleich Emissions- und Immissionsmessungen an zwei benachbarten Windenergieanlagen durchgeführt und die Messergebnisse mit Berechnungen nach der DIN ISO 9613-2 verglichen. Zur Validierung dieser Daten wurden im Jahre 2013 weitere Messungen bei leicht geändertem Untersuchungsdesign durchgeführt. Deren Ergebnisse werden vorgestellt.
Epe, Christian
- Wahl T., Biedermann T., Epe C., Heinze R. und Kameier F.
Durch die Vielzahl an neuen Windenergieanlagen im Binnenland fühlen sich Anwohner gestört. In der Regel legen akustische Untersuchungen von Windenergieanlagen den Fokus auf den abgestrahlten Schall im Rahmen von Genehmigungsverfahren und der Erfüllung gesetzlicher Vorgaben und Normen. Neben dieser reinen technischen Beurteilung des Schalldruckpegels bzw. der abgestrahlten Schallleistung sind auch Aussagen über die Art der Schallemissionen hinsichtlich Frequenzbereich, Schwankungscharakteristik und Ursache der Emissionen von Interesse.
Im Rahmen einer studentischen Projektarbeit wurde an der Fachhochschule Düsseldorf zunächst die Lärmemission von Windenergieanlagen im Raum Düsseldorf in unmittelbarer Nähe der Anlagen gemessen und im Frequenzbereich analysiert. Untersucht wurde dabei auch, inwieweit sich lokalisierte Geräusche mit der Entfernung von der Schallquelle verändern oder abschwächen. Es wird nun weiter versucht, den lokalisierten Geräuschen Schallentstehungsmechanismen zuzuordnen. Ferner wird die Auswirkung der Schallimmissionen auf das menschliche Hörempfinden am Beispiel von Betroffenen in der Wilstermarsch untersucht. Der Fokus der Untersuchung liegt nicht auf dem Infraschallbereich, sondern auf dem vom Menschen oberhalb der Hörschwelle wahrnehmbaren Frequenzen. Darüber hinaus werden Möglichkeiten zur Maskierung der von Windkraftanlagen ausgehenden Emissionen und zur Ablenkung von Störquellen mittels Soundscapes vorgestellt.
- Epe C., Leckschat D. und Seuken P.
To achieve high levels in the low frequency audio range in today's sound systems, large enclosure volumes and therefore a corresponding weight of each bass module are required. Since the University of Applied Sciences Duesseldorf had already developed a compact high- performance line array for the frequency range above 90 Hz, it was obvious to expand it with an adequate subwoofer system which is equal in compactness and efficiency. In addition to the development of a suitable compact housing with streamlined design of the bass- reflex port, the system should allow different configurations. Depending on the event, it can be necessary to provide a specific coverage or to protect sensitive areas from excessive bass levels. This flexibility and the desired maximum level of 128 dBSPL for one cabinet had to be taken into account for the choice of loudspeakers, audio controller and amplifier setup. A total of 16 subwoofers were constructed, measured and subsequently configured into a complete system that allows different playback setups by appropriate positioning and digital signal processing. Configured as a line source the system gives an even coverage of the audience area and a maximum level up to 112 dBSPL in a distance of 50m.
- Leckschat D. und Epe C.
In recording studios it is common to use equipment to enhance audio productions in the low frequency range. Today's methods use either frequency-selective dynamic compression or focus on psychoacoustics to take advantage of the residual effect. Subject of this paper is a method to generate sub-harmonics of an audio signal. The most interesting sub-harmonic is one octave below the signal's fundamental frequency. By implementing a mathematical formula it is possible to produce an oscillation at half the frequency of a given harmonic oscillation. The method works in the analog domain and instantaneous, making it suited for real-time applications of musicians. Depending on the design the process can be optimized for stationary signals or for signals with transient components.
Im Tonstudio sind Geräte zur Verbesserung des Klangs von Audioproduktionen im Bassbereich üblich. Während die heute überwiegend eingesetzten Methoden entweder eine frequenzselektive Dynamikkompression nutzen oder sich auf die Erzeugung von Teiltonreihen fokussieren (Residueneffekt), wird hier ein Verfahren vorgestellt, welches zu einer tiefsten Frequenz eines Audiosignals Subharmonische erzeugt. Hier ist insbesondere die Frequenz interessant, die eine Oktave unterhalb der Grundfrequenz eines Signals liegt. Das vorgestellte Verfahren implementiert eine mathematische Formel, nach der aus einer harmonischen Schwingung eine Schwingung mit halbierter Frequenz generiert wird.
Erbes, Vera
- Lindau A., Erbes V., Lepa S., Maempel H.-J., Brinkmann F. und Weinzierl S.
Virtuelle akustische Umgebungen können durch integrative sensorische Kriterien wie Plausibilität oder Authentizität oder auf Basis individueller qualitativer Attribute evaluiert werden, z.B. anhand speziell entwickelter semantischer Differentiale. Hinweise auf spezifische Ursachen für hörbare Mängel einer akustischen Simulation wird man jedoch nur im letzteren Falle erhalten. Die wenigen, einschlägigen Vorstudien lieferten dazu Attribute die sich entweder nur auf Teile des interessierenden Wahrnehmungsbereichs bezogen oder verwendeten inkonsistente Begriffe für identische Wahrnehmungsqualitäten. Es ist daher oft schwer, entsprechende Bewertungen über Studien hinweg zu vergleichen. Mit dem Ziel eines konsensuellen Vokabular zur Beschreibung virtueller akustischer Umgebungen wurde daher ein ,Qualitätsinventar zur Schallfeldvirtualisierungë (Spatial Audio Quality Inventory, SAQI) entwickelt. Das geschaffene Vokabular umfasst 48 Begriffe für auditive Wahrnehmungsqualitäten, die als besonders relevant für die Identifizierung von technischen Defiziten virtueller akustischer Umgebungen mit präsentierten oder imaginierten Referenzen eingestuft wurden. Es wurde im Laufe mehrerer Sitzungen einer Fokusgruppe von 10-15 deutschsprachigen Experten aus dem Bereich der virtuellen Akustik entwickelt. Die im Vokabular verwendeten Begriffe und Erläuterungen wurden von fünf weiteren Experten auf Eindeutigkeit geprüft. Unser Beitrag erläutert die verwendete Methodik und präsentiert die erzielten Ergebnisse.
Erdmann, Stefan
- Haverkamp M. und Erdmann S.
Eine wesentliche Aufgabe der Produktentwicklung besteht in der Optimierung der vom Kunden wahrgenommenen Anmutung von Materialien und deren Oberflächen. Traditionell spielt dabei die visuelle Erscheinung die Hauptrolle. Daneben kann der Geruch in vielen Anwendungsfällen nicht vernachlässigt werden. Bei Teilen, die berührt werden, kommt die haptische Anmutung hinzu. Es hat sich jedoch auch gezeigt, dass Geräusche, die beim Berühren von Oberflächen entstehen, nicht unwesentlich zur Produktanmutung beitragen. So erzeugt etwa das Gleiten von Fingern und Handflächen über das Lenkrad beim Einparken ein deutliches Geräusch relativ großer Lautheit. Unpassende oder unangenehme Berührungsgeräusche können die wahrgenommene, multisensuelle Qualität eines Produktes signifikant vermindern. Standardisierte Verfahren zur objektiven Analyse der Wirkung von Berührungsgeräuschen auf die Gesamtanmutung existieren bislang jedoch nicht. Aus diesem Grund wurde ein Verfahren zur reproduzierbaren Untersuchung von Materialproben im Wahrnehmungsexperiment entwickelt. Die Methode wird hier erstmals vorgestellt. Sie beruht auf einer standardisierten Abtastung von Oberflächen mit einem Prüfkörper, der die Eigenschaften eines Fingers nachbildet. Das Geräusch wird aufgezeichnet und kann in Hörversuchen isoliert, oder in Kombination mit weiteren Sinnesmodalitäten untersucht werden. Erste Ergebnisse werden vorgestellt.
Ernst, Daniel
- Ernst D.
Mithilfe der Randelementemethode im Zeitbereich (TD-BEM) können transiente Probleme auch für Innenräume gelöst werden. Für eine Anwendung in z.B. der Raumakustik ist eine geeignete Beschreibung der absorbierenden Materialien nötig. Die Impulsantwort eines Raumes kann mit einer Simulation berechnet werden, welche den gesamten Frequenzbereich abdecken. Dies ist insbesondere für lange Impulsantworten vorteilhaft. Aufbauend auf der BEMacoustics MATLAB Toolbox wurden Ansätze für die Modellierung von Dämpfung im Innenraum entwickelt. Einfache frequenzunabhängige Ansätze mit einer reellen Impedanz werden bezüglich der Stabilität untersucht und mit analytischen sowie experimentellen Testfällen verglichen. Für eine frequenzabhängige Modellierung der Impedanz werden kurze FIR-Filter verwendet. Hierbei kann auch eine komplexe Impedanz verwendet werden.
Ernst, Stephan M.A.
- Buhl M., Kollmeier B. und Ernst S.M.A.
Der Dynamikbereich vieler Schwerhörender ist durch den Verlust von äußeren Haarzellen stark eingeschränkt. Dieses Recruitment genannte Phänomen kann im Hörgerät mit Dynamikkompressionsalgorithmen ausgeglichen werden. Durch unabhängige Anwendung an beiden Ohren kann die vom Gehör zur Lokalisierung und Quellentrennung genutzte interaurale Pegeldifferenz (ILD) beeinträchtigt werden. Im Beitrag wurden zwei Methoden zur binauralen Verschaltung von Dynamikkompressoren daraufhin getestet, wie gut diese die ILD bewahren können. Die zu erwartende Sprachverständlichkeit wurde hierbei mithilfe des binauralen Sprachverständlichkeitsmodells BSIM (Beutelmann und Brand, 2006) untersucht. Die Teststimuli waren Sprachmaterial aus dem Oldenburger Satztest sowie ISTS-Rauschen (International Speech Test Signal). Mithilfe von Head Related Impulse Responses wurden sowohl räumlich symmetrische als auch asymmetrisch aufgeteilte Stimuliverteilungen erstellt. In diesen räumlich komplexeren Situationen wird durch binaurale Kopplung ein besserer Korrelationskoeffizient zwischen Eingangs- und Ausgangs-ILD erreicht als für bilaterale Versorgung (0.89 bzw. 0.96 gegenüber 0.63 im asymmetrischen Fall). Für die getesteten Realisierungen der binauralen Kopplung kann gezeigt werden, dass entweder die physikalischen räumlichen Eigenschaften des Schalls oder nur die optimale Kompensation des monauralen Hörverlusts bewahrt werden kann. In der Diskussion wird daraus folgend ein Ansatz präsentiert, der diese Eigenschaften verbinden soll. Er ermöglicht es, die schnellen Schwankungen in der Eingangs-ILD durch eine nachträgliche Verstärkungskorrektur bei optimierter monauraler Ko
Ertmer, Wolfgang
- Heisterkamp A., Schultz M., Tinne N., Kallweit N., Krüger A., Ertmer W. und Ripken T.
Über Laserstrahlung lassen sich berührungslos und hochauflösend Gewebe charakterisieren, manipulieren oder bearbeiten. Über optische Tomographie lassen sich in Modellsystemen und im Tier einzelne Haarzellen bzw. sogar die Auslenkung der Basilarmembran auflösen. Im Rahmen der Optoakustik kann Laserstrahlung genutzt werden, um Schall mittels Lasern im Gewebe zu generieren. Dieses Phänomen kann einerseits wiederum zur Bildgebung und andererseits zur Stimulation der Cochlea genutzt werden. Weitere optische Verfahren erlauben über zusätzliche Mechanismen die Auslösung von Aktionspotentialen am Hörnerv.
Durch genetische Modifizierung neuronaler Zellen ist es seit kurzem möglich, Nervenstimulation direkt über lichtempfindliche Membranmoleküle zu erreichen und auf dem Gebiet der sogenannten Optogenetik hochselektiv einzelne Zellen mittels Licht zu steuern bzw. zu stimulieren.
In diesem Vortrag wird ein anschaulicher Überblick über das weite Feld der Laseranwendung an der Cochlea gegeben und mögliche neue Richtungen für die Zukunft dieses hochaktuelle Forschungsgebiet aufgezeigt.
Escher, Andreas
- Mendonca C., Escher A., van de Par S., Pulkki V. und Colonius H.
Localizing sounds requires a mapping between the auditory localization cues and the corresponding position in space. This mapping is subject to successive recalibrations through sensory experience. Here, we analyzed the impact of different sequences of audiovisual stimuli on subsequent perceived sound position. Sequences of five audiovisual stimuli pairs were presented, where each pair could be matching in space or 12 deg apart. Results revealed that, on average, sound localization was shifted by a few degrees towards the position of light in audiovisual discrepant trials. When sound was presented alone, the same shift was observed, revealing a recalibration effect. Interestingly, this shift was also observed in audiovisual matching trials. The total number of discrepant trials in a sequence, how many were presented in the end, and the maximum consecutive discrepant trials, all predicted the auditory shift. In a sequence, the last audiovisual trial was the one to better predict the amount of auditory shift. These results reveal that brief audiovisual stimulation can induce auditory space recalibration, and that this is a dynamic process, subject to constant tuning, where the latest stimulation better predicts auditory localization.
- Escher A., van de Par S. und Weber R.
Ziel dieser Studie ist es, die Differenz zwischen gemessenen Pegeln der Verzerrungsprodukte von Lautsprechern und deren in Hörexperimenten gemessenen Mithörschwelle zu bestimmen. Auf Basis dieser technischen und perzeptiven Messungen lässt sich feststellen, ob die Verzerrungsprodukte schon hörbar sind oder ob der Lautsprecher noch eine ''Verzerrungsreserve'' hat, und wie groß diese ist. Für die Bestimmung der Verzerrungskomponenten, werden ausgewählte Musikstücke mit unterschiedlichen spektralen Eigenschaften über die Lautsprecher nacheinander abgespielt und bei einem Darbietungspegel von 70 Phon wiederaufgenommen. Diese Aufnahme beinhaltet sowohl die linearen als auch die verzerrten Signalanteile. Mit Hilfe einer zusätzlich mittels log-sweep gemessenen linearen Übertragungsfunktion des Lautsprechers können die individuellen Verzerrungskomponenten der verschiedenen Musikstücke von den rein linearen Übertragungseigenschaften der Lautsprecher isoliert werden. Im Hörexperiment wird dann das Verhältnis zwischen den Verzerrungsprodukten und dem linearen Signalanteil variiert und die Mithörschwelle der Verzerrungsprodukte von Musikstücken in einem 3I-2AFC-Verfahren bestimmt. Aus dem Vergleich der ermittelten Mithörschwellen und den technischen Messungen ergibt sich die vom Musikmaterial abhängige Verzerrungsreserve für die verschiedenen Lautsprecher. Die Ergebnisse dieser Studie werden vorgestellt.
Eulitz, Christian
- Eulitz C., Ebner F. und Möhler U.
Seit einigen Jahren klagen Bürgerinnen und Bürger vermehrt über Beeinträchtigungen durch ausgeprägt tieffrequente Geräusche und Infraschall mit sog. Brummtonphänomenen. Im Auftrag des Umweltbundesamtes wurde deshalb in den Jahren 2011 bis 2013 eine Machbarkeitsstudie zu Wirkungen von Infraschall erstellt. Bei der Literatur- und Betroffenheitsanalyse über die Auswirkungen von Infraschall auf den Menschen zeigte sich kein einheitliches Bild. Insbesondere in Deutschland existieren wenige Studien, die sich mit den Auswirkungen von Infraschall auf den Menschen und seine Umwelt beschäftigen. Da die Ursachen der Belästigung im Bereich des Infraschalls vielschichtig sind, wurde im Rahmen der Machbarkeitsstudie ein Erhebungs- und Klassifizierungssystem konzeptioniert, dass eine Unterscheidung des Belästigungspotentials von Infraschallquellen in verschiedenen Klassen ermöglicht. Ziel der Einführung und Weiterentwicklung des Klassifizierungssystems ist eine systematische Sammlung und Aufbereitung von zugänglichen Daten (vorwiegend bewährte akustische Messgrößen, Betriebsbedingungen und baulich-technische Spezifikationen von Komponenten, Geräten und Anlagen), mit deren Hilfe weitergehende Erkenntnisse über Infraschall gewonnen werden können. Diese Erkenntnisse aus der Machbarkeitsstudie werden vorgestellt.
- Ebner F., Eulitz C. und Möhler U.
Nach der aktuellen Rechtsprechung zum Schallimmissionsschutz werden zunehmend Maßnahmen der Immissionsortlenkung als geeignet anerkannt, um bei an Gewerbebetriebe und Anlagen heranrückender Wohnbebauung planerisch auf etwaige Überschreitungen der TA Lärm durch Anlagenlärm zu reagieren. Als Maßnahmen zur Immissionsortlenkung kommen dabei im modernen Städtebau nicht öffenbare Fenster, Grundrißorientierungen (keine Aufenthaltsräume nach DIN 4109) oder auch festverglaste Loggien/ Vorhangfassaden/ Kastenfensterkonstruktionen mit einer Mindesttiefe von 0,5 m zum Einsatz. Bei konsequenter bautechnischer Umsetzung (Schalldämmung der Außenbauteile, fensterunabhängige Belüftungen) sollen damit ruhige Wohnverhältnisse geschaffen werden. Problematisch sind dabei jedoch ausgeprägt tieffrequente Geräuschimmissionen und Infraschalle, die durch geschlossene Fassaden oder Nichtaufenthaltsräume in die Gebäude eindringen und im Inneren verstärkt belästigend wirken können. Zudem kann der maßgebende Immissionsort im Inneren, dies ist der Ort der höchsten Belästigung in der Planung praktisch nicht vorausbestimmt werden. Im Bereich der Bauakustik erfasst auch der erweiterte Frequenzbereich nach DIN EN ISO 717-1 keine Schalle unterhalb der 50 Hz-Terz, so dass die Schalldämmung der Außenbauteile insbesondere der Fenster bei ausgeprägt tieffrequenten Geräuschen weitestgehend unbekannt ist. Bei in-situ-Messungen wurde versucht, Erkenntnisse über die Schalldämmung von Fenstern und den maßgebenden Immissionsort im ausgeprägt tieffrequenten Bereich innerhalb von Wohnräumen zu ermitteln, um mit diesen Erkenntnissen Konflikten planerisch zu entgegnen. Erste Ergebnisse der Untersuchungen werden vorgestellt.
Ewert, Stephan D.
- Wendt T., van de Par S. und Ewert S.D.
A fast and perceptually plausible method for synthesizing binaural room impulse responses (BRIR) is presented. The proposed method is in principle suited for application in interactive evaluation environments (e.g., for hearing aid development), psychoacoustic studies with adaptively changing room reverberation, or simulation, rehabilitation, and computer games. Computational efficiency is achieved by using a hybrid approach, where early reflections are calculated up to a low order by an image source model [Allen and Berkley, J. Acoust. Soc. Am. 66, 943 (1979)] assuming a ''shoebox'' geometry and the reverb is generated by an efficient feedback delay network [FDN; Jot and Chaigne, Proc. 90th AES Conv. (1991)], allowing for explicit control of the frequency dependent decay characteristics. The FDN approach was extended to be adaptable to the room dimensions and different wall absorption coefficients, and to create spatially distributed reverberation.
The BRIR synthesis method was evaluated by comparing measured and synthesized BRIRs for various rooms of different size and reverberation time using technical measures and subjective tests. Subjective listening tests were performed to rate the sound properties of the synthesized and measured rooms. Mostly, good correspondences were found between simulated and real rooms for subjective ratings and technical measures.
- Biberger T. und Ewert S.D.
There are many factors as room properties, environmental noise or the transmission path corrupting clean speech or audio signals in realistic listening situations. As measures for the impact of these factors, speech intelligibility, speech or audio quality are widely used. Detectability of changes in a stimulus can be assessed by psychoacoustic experiments. In order to predict quality and speech intelligibility measures, as well as psychoacoustic data within a single auditory model framework, a measure dependent decision stage (back-end) and a common auditory front-end, providing perceptually relevant features of speech or audio signals, are required. Here, an approach is proposed based on the recent speech intelligibility model by Jørgensen et al. [J. Acoust. Soc. Am. 134, 436 (2013)] which extended an earlier amplitude-modulation processing model [Ewert and Dau, J. Acoust. Soc. Am. 108, 1181 (2000)]. The proposed model front-end calculates power and envelope- power signal-to-noise ratios (SNR
- Pieper I., Mauermann M., Kollmeier B. und Ewert S.D.
Lautheit ist eine fundamentale Wahrnehmungsgröße. Die Vorhersage von Lautheit durch Lautheitsmodelle ist beispielsweise für technische Anwendungen bei Normalhörenden relevant, aber auch bei Hörstörungen, bei denen ein steilerer Lautheitsanstieg mit dem Pegel (Recruitment) beobachtet wird. Bisherige Lautheitsmodelle greifen dabei auf eine effektive Nachbildung der auditorischen Verarbeitung, wie auditorische Filter und Kompression zurück, was die Untersuchung der Zusammenhänge von physiologischen Verarbeitungsmechanismen und Lautheit erschwert. Hier wird ein physiologisches Innenohrmodell, welches die aktive, nichtlineare Mechanik der Cochlea mit einem ``Transmission-Line''Modell (TLM) nachbildet, zur Vorhersage von Lautheit angepasst und erweitert. In verschiedenen Ansätzen wurde die (absolute) Auslenkung, die daraus mit einem einfachen Modell ermittelte neuronale Feuerrate, die (absolute) Schnelle, die aus der Schnelle berechnete Stereozilienauslenkung und die kinetische Energie entlang der Basilarmembran berechnet und räumlich (frequenzübergreifend) sowie zeitlich integriert. Modellvorhersagen der Lautheit in Sone (1kHz), der Isophone, der spektralen Lautheitssummation und der dauerabhängigen Lautheit reiner Töne wurden zur Evaluation genutzt. Die Daten können bis auf die dauerabhängige Lautheit in einem Bereich von 0.6 bis 6 kHz gut beschrieben werden. Eine zusätzliche zeitliche Adaptation muss für die Dauerabhängigkeit eingeführt werden. Das vorgestellte Lautheitsmodell bietet die Möglichkeit objektive Messungen, wie Verzerrungsprodukte in otoakustischen Emissionen mit Lautheit und der Feinstruktur von Isophonen zu verbinden.
- Schubotz W., Brand T. und Ewert S.D.
Sprachverständlichkeit im Störgeräusch (Maskierer) hängt stark von den spektro-temporalen Eigenschaften des Maskierers ab. Generell kann man energetische Maskierung, Maskierung im Amplitudenmodulationsbereich und Informationsmaskierung (informational masking) unterscheiden. Hier wurde analysiert, wie sich zeitliche und frequenzübergreifende Fluktuationen, sowie Ähnlichkeiten von Zielsignal und Maskierer auf die Sprachverständlichkeit und die reine Detektion der Sprache auswirken. Es wurden die 80%- und 50%-Sprachverständlichkeitsschwellen mit normalhörenden Versuchspersonen (Oldenburger Satztest, OLSA) im stationären und modulierten Rauschen, sowie mit Sprachmaskierern und sprachähnlichen Maskierern [ISTS; Holube et al., Int. J. Audiol. 49, 891 (2010)] bestimmt. Zusätzlich wurden die Detektionschwellen für das identische Sprachmaterial und Störgeräusch mittels eines AFC-Verfahrens ermittelt. Die Detektionsschwellen für Sprache liegen im Mittel bis zum 20dB unter den 50%-Verständlichkeitsschwellen, wobei sich für die meisten Maskierungssituationen ein ähnlicher Verlauf zeigt. Der Vergleich von Maskierungsschwellen und Verständlichkeitsschwellen erlaubt Rückschlüsse auf die Rolle der energetischen Maskierung. Die Sprachverständlichkeit wurde zudem durch etablierte Sprachverständlichkeitsmodelle wie Speech Intelligibility Index (SII), Speech Transmission Index (STI), Speech-based Envelope Power Spectrum Model (sEPSM) und STOI (Short Term Objective Intelligibility metric) vorhergesagt und mit den empirischen Daten verglichen. Es wird diskutiert, welche Rückschlüsse sich aufgrund der unterschiedlichen Verarbeitungsstrategien in den Modellen auf die relative Bedeutung der verschiedenen Maskierungsarten bei der auditorischen Sprachverarbeitung ziehen lassen.
Fabris, Christian
- Kluth S., Schulze C., Hübelt J., Ruhnau M., Richardt S., Krause R., Peusch A. und Fabris C.
Der zunehmende Einsatz von Luft-Wasser-Wärmepumpen (LWWP) zur Kühlung und Heizung von Gebäuden führt zu einer erhöhten Lärmbelastung der Bevölkerung. Dieser Beitrag zeigt Ergebnisse einer durch das Umweltbundesamt geförderten Studie zur Entwicklung eines praxisgerechten Mess- und Bewertungsverfahrens zur Ermittlung der Geräuschemission von LWWP in situ. Des Weiteren wird ein Überblick über die Geräuschemission kommerziell erwerbbarer Anlagen sowie die Beschreibung technisch möglicher Lärmminderungsmaßnahmen an LWWP gegeben.
Falkenstein, Michael
- Getzmann S., Lewald J. und Falkenstein M.
Falquez, Carlos
- Falquez C., Pantle I. und Pritz B.
Schwappgeräusche von Kraftstofftanks in hybriden Fahrzeugen stellen gegenüber Fahrzeugen mit konventionellem Verbrennungsmotor ein ernstzunehmendes Problem dar. Sobald andere Lärmquellen wegfallen - z.B. wenn das Fahrzeug abrupt abgebremst wird, zum Stehen kommt und der Verbrennungsmotor abschaltet - treten die Schwappgeräusche deutlich hervor und beeinträchtigen das Komfort-Empfinden der Fahrzeuginsassen. Für die Hersteller von Tanks erzeugt dies einen Wettbewerb, wobei die bautechnische Optimierung hauptsächlich experimentell, jedoch kaum mit Hilfe numerischer Schwapp- und Lärmprognose-Werkzeuge durchgeführt wird. Die numerischen Simulationsverfahren (Computational Fluid Dynamics/CFD, Fluid-Struktur-Interaktion) sind zeitaufwändig und werden daher nur im Einzelfall durchgeführt. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der vereinfachten Modellierung von Schwappgeräuschen anhand von CFD-Simulationen in Kombination mit Modalanalysen. Dabei wird für einen generischen Tank ein standardisiertes Fahr- und Abbremsverhalten numerisch untersucht und die Schallabstrahlung prognostiziert. Erste Validierungen mit experimentellen Messungen werden dargestellt.
Fastl, Hugo
- Völk F. und Fastl H.
While initially being focused predominantly on the visual modality, research and applications in the field of augmented and virtual reality environments recently started expanding towards the auditory modality. In this context, two major fields of research interrelating virtual reality and Psychoacoustics or hearing research in general have attracted growing interest: 1) the evaluation of virtual acoustics systems using methods of psychoacoustics, and 2) the presentation of predefined stimuli in hearing research, as targeted by certain virtual acoustics methods. In detail, 2) can be further separated in 2a) the generation of exactly defined stimuli, for example required in basic Psychoacoustics, and 2b) the simulation of hearing impairment, as it might be desirable for research in audiology. This contribution covers aspects of fields 2a) and 2b). It is initiated by a classification scheme for ap-proaches to virtual acoustics based on the respectively underlying concept. Using this scheme, the selection of methods applicable to hearing research is addressed. Using binaural synthesis as an exemplary method, the realization of the audio playback in hearing research by procedures of virtual acoustics and the simulation of hearing impairment in that context is discussed theoretically and demonstrated in practical applications by means of selected pilot studies.
- Yoshida J., Völk F., Fastl H. und Rigoll G.
In this study, the influence of vehicle exterior design on the loudness rating of car acceleration sounds has been investigated among German and Japanese frequent drivers. Sporty and luxury vehicle exterior images were identified and presented on a PC monitor before presenting acceleration sounds via headphones. The participants were instructed to evaluate the loudness imagining they are driving the presented vehicle. The German drivers rated the loudness of the same acceleration sound somewhat softer when presented combined with the image of the luxury vehicle than with the image of the sporty vehicle. On the contrary, Japanese drivers tended to judge the loudness while looking at the image of the luxury vehicle louder than with the image of the sporty vehicle.
- Putner J., Lohrmann M. und Fastl H.
Die gezielte Entwicklung des Fahrzeuggesamtgeräuschs ist in der Praxis, aufgrund der Vielzahl an beitragenden Quellen, eine Herausforderung. Durch detailliertes Wissen um die Beiträge der einzelnen Quellen, können Änderungen am Fahrzeug beziehungsweise den beteiligten Schallquellen effizient ermittelt werden. Für die Analyse der Beiträge verschiedener Körper- und Luftschallquellen zum Gesamtgeräusch wurde eine Transferpfadanalyse aus Betriebsmessungen, auch Operationelle Transferpfadanalyse genannt, durchgeführt. Bei den notwendigen Messungen werden alle Quell- und Antwortsignale zeitsynchron erfasst, während sich das Fahrzeug in typischen Betriebszuständen befindet. Dabei ist die Methode nicht auf eine einheitliche Messgröße der Signale beschränkt, wodurch auch die Beiträge von Körper- und Luftschallquellen getrennt werden können. Mittels Transferpfadsynthese werden diese Beiträge aus den durch die Transferpfadanalyse ermittelten Übertragungscharakteristika und den Quellsignalen der Betriebsmessungen ermittelt. Der Vergleich von gemessenem und durch Transferpfadsynthese berechnetem Gesamtgeräusch, zur Validierung der Transferpfadanalyseergebnisse, belegte eine sehr gute Übereinstimmung. Auch die Betrachtung der Beiträge einzelner Quellen zum Gesamtgeräusch zeigte nachvollziehbare Analyseergebnisse, bei Körper- wie Luftschallquellen. Dass die getrennte Betrachtung von Körper- und Luftschall bei der Gesamtgeräuschentwicklung nicht immer sinnvoll ist, wird durch die Körper- und Luftschallbeiträge einzelner Quellen nahegelegt.
- Frey S., Fastl H., Schmoch H. und Mommertz E.
Echostörungen in Räumen lassen sich messtechnisch mit instrumentellen Methoden nur schwer darstellen. Neben dem bekanntesten, auf subjektiven Empfindungen aufbauenden Echokriterium von Dietsch und Kraak (1986) wurden zwei weitere Kriterien vorgeschlagen. Im Rahmen der hier vorgestellten Arbeit wurden bestehende Echokriterien auf ihre Praxistauglichkeit im raumakustischen Planungsprozess überprüft. Aufgrund der wenig befriedigenden Ergebnisse sollte eine auf der zeitvarianten Lautheit und der Rauhigkeit basierende Analyse der Raumimpulsantwort für die Echodetektion untersucht und in ein Modell nach der Idee von Damaske (1971) sowie Fastl und Zwicker (2007) transferiert werden.
An 20 Probanden wurde mittels einer fünfstufigen Kategorienskalierung die Störung durch Echos in neun, mit CATT-Acoustic simulierten Räumen bei unterschiedlichem Programmmaterial untersucht. Die Schalldarbietung erfolgte über diffusfeldentzerrte Kopfhörer, die zuvor über einen Vergleich zwischen der Bewertung von Echos im synthetischen Schallfeld bzw. über Kopfhörer validiert worden war. Aufbauend auf den Ergebnissen des Hörversuchs und dem Dynamischen Lautheitsmodell nach Chalupper und Fastl (2002) wurde für Ein- und Mehrfachechos ein Echokriterium entwickelt. Für die Detektion von Flatterechos wurde das Rauhigkeitsmodell nach Daniel und Weber (1997) verwendet.
Im Rahmen des Vortrags werden sowohl die Ergebnisse des Hörversuchs als auch das neu entwickelte Lautheits-Rauhigkeits-Echokriterium vorgestellt und diskutiert. Abschließend wird dessen Erkennungsrate mit den Erkennungsraten der bestehenden Echokriterien verglichen.
- Fastl H., Bauer B. und Zuleeg R.
In einem Club mit etwa 1200 Plätzen wurde die Musikwiedergabe über konventionelle Lautsprecheranordnungen bzw. mittels Wellenfeldsynthese nach IOSONO (WFS) verglichen. Es wurden sowohl physikalische Messungen, Hörversuche als auch Befragungen von Musikern und Publikum durchgeführt. Messtechnisch zeigte sich für das WFS-System eine gleichmäßigere Schallpegelverteilung im Raum; allerdings mussten (wegen kleinerer Wandler) im Frequenzbereich 100...200 Hz Abstriche im Vergleich zur konventionellen Beschallung hingenommen werden. Erwartungsgemäß gelang im Hörversuch die Ortung mit dem WFS-System besser als bei der konventionellen Beschallung. Bei der Publikumsbefragung wurden gewisse Nachteile des WFS-Systems im Klangbild (kein so ''druckvoller'' Baß) durch die bessere Zuordnung zum ''tatsächlichen'' Ort der Instrumente weitgehend kompensiert: ''Der Klang kommt von der Band und nicht aus den Lautsprechern''. Da die Musiker mit Monitorlautsprechern versorgt wurden, berichteten sie keine Präferenz für eines der beiden Wiedergabesysteme.
Favrot, Sylvain
- Favrot S., Mason C.R. und Kidd, Jr. G.
The current study evaluates the impact of a highly directional microphone array on psychometric functions obtained with speech-on-speech masking. Beamforming microphone arrays typically are used to enhance sound preferentially from a desired direction. It has previously been reported that, under `natural' (unaided) listening conditions in which speech maskers are colocated with a speech target, psychometric functions may show a `plateau' or `dip' when the target-to-masker ratio is around 0 dB. This effect disappears when the maskers are spatially separated from the target because spatial cues help subjects to distinguish the maskers from the target, reducing uncertainty and confusions. In this study, four normal-hearing subjects participated in a speech intelligibility test with collocated and spatially separated speech maskers when listening either through the microphone array or through KEMAR (to simulate natural binaural conditions). As found previously, when subjects listened through KEMAR, they showed the plateau effect only for colocated masker conditions. However, when subjects listened through the microphone array, they also demonstrated a plateau effect when maskers were spatially separated from the target. This finding has implications for the expected benefit from using microphone arrays in specific conditions when the maskers and target are similar in level.
Feldes, Stefan
- Kraus B. und Feldes S.
Schnarchen ist ein weitverbreitetes Phänomen, das die Nachtruhe des Betroffenen und der Bettnachbarn beeinträchtigt. Die Folgen reichen von einem simplen Ärgernis bis hin zu erhöhten Risiken für Bluthochdruck und Gefäßerkrankungen. Behandlungsmethoden für schwerwiegende Fälle umfassen beispielsweise eine maschinelle Unterstützung der Atemluftaufnahme oder operative Eingriffe am weichen Gaumen und Zungenboden.
Um den Erfolg solcher Behandlungen zu überprüfen oder nichtinvasive Methoden, wie etwa eine Echtzeit-Beeinflussung des Schnarchenden mittels eines Vibrationsarmbandes, zu ermöglichen, ist es notwendig, Schnarchen in Echtzeit aus dem akustischen Signal zu erkennen und von Umgebungsgeräuschen zu unterscheiden.
Dieser Beitrag stellt ein aufwandsarmes HMM-basiertes Erkennungsverfahren für dieses Zwei-Klassenproblem (Schnarchen und Nebengeräusche) vor. Aus Proben von Schnarch- und Nebengeräuschen werden MFCC-Merkmale berechnet, diese bilden dann den Trainingskorpus. Ein Vektorquantisierer wird genutzt, um ein aufwandsgünstiges Training von linearen, diskreten Hidden-Markov-Modellen mit wenigen Zuständen zu ermöglichen. So entsteht ein HMM für Schnarchen und eines für Umgebungsgeräusche. Diese werden miteinander verknüpft, um ein Modellsystem zu erzeugen, das die Analyse von kontinuierlichen Audiosignalen, die Anteile beider Geräuschklassen beinhalten, ermöglicht. Das Auswerten der Folge der Zustände dieses Modellsystems mittels des Viterbi-Algorithmus erlaubt es, Schnarchabschnitte im Audiosignal auszumachen.
Mittels dieses Verfahrens konnte im Test gegen Validierungsdaten eine Genauigkeit der Klassifikation von 96,05 % erreicht werden.
Fellner, Maria
- Lattacher S., Fišer M. und Fellner M.
Im präsentierten Ansatz wird nur ein einzelner triaxialer Beschleunigungssensor zur Positionsschätzung von seismischen Ereignissen in Innenräumen verwendet und ist somit in der Low-Cost Indoor-Lokalisierung von hoher Relevanz. Die Richtungsbestimmung seismischer Signalquellen basiert dabei auf der Annahme, dass Signale, die von ähnlichen Positionen stammen, gleichartige Eigenschaften aufweisen. Für definierte Richtungen kann dadurch ein Prototyp erstellt werden, der das Mittel über mehrere, in der Intensität variierende, seismische Signale darstellt. Ein Trainingsdatensatz wird mit jedem dieser Prototypen korreliert und resultiert in einer Menge von Koeffizienten (PACC-Features), die als Eingangssignal eines Neuronalen Netzes verwendet werden. In Verbindung mit der Erwartung, dass infolge einer Projektion der drei Achsen auf die ''Line of Travel'' des eintreffenden Signals die Varianz in diese Richtung ein Maximum darstellt (SEDSL Schema), kann die Positionsbestimmung optimiert werden. Die Ergebnisse sollen der Einschätzung des Potenzials verwandter Methoden sowie als Basis zur Weiterentwicklung dienen. Übergeordnet wird das Ziel eines generalisierten Modells verfolgt, um nicht definierte und nicht trainierte Anregungsrichtungen und -entfernungen ermitteln zu können.
Fels, Janina
- Bomhardt R., Lins M. und Fels J.
Hörversuche mit Binauraltechnik werden häufig mit nicht individuellen HRTFs durchgeführt. Bei der Verwendung von nicht individuellen HRTFs kommt es aber häufiger zu Im-Kopf-Lokalisationen, Vorne-Hinten-Vertauschungen oder zu einer erhöhten Fehlerrate in Elevations- und Azimutrichtung bei Lokalisationsversuchen. Dies kann dazu führen, dass Probanden gänzlich von Hörversuchen ausgeschlossen werden müssen. Da es zum aktuellen Zeitpunkt sehr zeitaufwändig ist, fein aufgelöste individuelle HRTFs zu messen, strecken sich Hörversuche dadurch stark in die Länge oder sind gar ortsgebunden. Mit individualisierten HRTFs kann somit ein Kompromiss für eine Vielzahl von Hörversuchen gefunden werden. Seit 1990 wurden Methoden, wie ITD-Anpassung und Frequenzskalierung oder Selektionsansätze zur Individualisierung untersucht. In diesem Beitrag soll gezeigt werden, mit welchen Methoden der ITA-Kunstkopf individualisiert werden kann. Ausgehend von den bestehenden Methoden wird hier die ITD durch eine analytische Berechnung eines Ellipsoiden ersetzt und die Skalierungsfaktoren ebenfalls durch das Modell des Ellipsoiden bestimmt. Zusätzlich werden die ILD und die charakteristischen Frequenzeigenschaften der Pinna korrigiert. Die Anpassung beruht auf den anthropometrischen Daten von Individuum und ITA-Kunstkopf.
- Richter J.-G., Demenescu L.R., Mathiak K., Habel U. und Fels J.
In den letzten Jahren hat die Wiedergabe von simulierten räumlichen Szenen im Hinblick auf Individualisierung große Fortschritte gemacht. Diese Individualisierung wird durch personenspezifische Messung der Head-Releated-Transfer-Function (HRTF) als auch einer angepassten Kopfhörerentzerrung erreicht.
Diese Fortschritte ermöglichen neue Anwendungsfelder im Bereich der Neurophysiologie, welche die räumliche akustische Stimulation mit funktionellen bildgebenden Verfahren verbinden. Mögliche Ziele sind hier die Untersuchung von neuronaler Verarbeitung räumlicher Stimulation oder psychoakustischer Effekte.
In der funktionellen Bildgebung sind die Möglichkeiten der akustischen Simulation sowohl durch die eingesetzten Kopfhörersysteme als auch durch die Rahmenbedingungen der Untersuchung deutlich eingeschränkt.
In dieser Arbeit wird ein bestehendes elektrostatisches Kopfhörersystem dahingehend untersucht, ob bestimmte psychoakustische Effekte neurophysiologisch untersucht werden können. Hierbei wird ein besonderer Fokus auf Vorne-Hinten Verwechselungen und Elevationshören gelegt.
- Oberem J., Lawo V., Koch I. und Fels J.
When auditory selective attention started to be in the interest of acoustical and psychological research dichotic-listening-paradigms were frequently used, but still today many psychological experiments on the cocktail-party effect are performed using a dichotic reproduction. For more realistic scenes and a better spatial impression paradigms should be binaural. In previous work a dichotic-listening-paradigm to study intentional switches in auditory selective attention was extended to a binaural listening test setup. Several binaural reproduction methods were compared and analyzed. On account of these results a reproduction via headphones based on nonindividual HRTFs measured with a dummy head is most convenient and constructive for psychologists. As a next step towards realistic cocktail-party-scenes room acoustic needs to be included in the auralization. Further listening tests are carried out, where subjects listen to two competing speakers at different positions in space. They have to categorize the target speaker's words guided by visual cues. Independent analyzed variables are reaction times and error rates for a total of 48 subjects. Results of anechoic and reverberant rooms are compared.
- Fels J., Bomhardt R., Richter J.-G., Kreutzfeldt M., Koch I., Banken S. und Müller H.
Lärm ist unerwünschter Schall und wirkt sich in vielerlei Hinsicht auf das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Leistung von Menschen aus. Lärm kann sich störend auf das Lernen in schulischen und universitären Kontexten auswirken. Dadurch hat Lärm eine starke Implikation für unser Bildungssystem. In dem Projekt ''Lärm, Aufmerksamkeit und Bildung - Eine technische, psychologische und historische Betrachtung von Lärm in Schule und Universität'' wird in einer Fallstudie des Kaiser-Karls-Gymnasium (Baujahr: 1906) in Aachen gezeigt, wie sich die Lärmsituation im Klassenzimmer im Laufe der Geschichte verändert hat. Dabei werden sowohl die Umgebung der Schule, die Architektur des Klassenraumes, die methodische Großform und die Klassenstärke miteinbezogen. Der Klassenraum wird dazu zu unterschiedlichen Phasen, beispielsweise nach Renovierungen, simuliert und auralisiert. Die geläufigen akustischen Raumakustik- und Sprachparameter wie die Nachhallzeit, A-bewerteter Schalldruckpegel oder der Sprachverständlichkeitsindex werden für die jeweilige Situation berechnet. Anhand dieser Fallstudie können die technischen Parameter mit psychologischen und historischen Parametern von Lärm in Schule und Universität kombiniert werden.
Fender, Gesche
- Fender G., Duddeck F. und Marburg S.
Durch steigende Rechenleistung wurde es möglich, immer komplexere Modelle zu optimieren, beispielsweise Finite-Elemente-Modelle. Allerdings stellt die Rechenzeit weiterhin einen stark begrenzenden Faktor da, gerade wenn ein globales Optimum in einem hochdimensionalen Designraum gesucht wird. Um trotzdem die Genauigkeit eines komplexen FE-Modells in einer aufwendigen Optimierung nutzen zu können, werden Verfahren der Multi-Fidelity-Optimi-zation genutzt. Dabei wird ein vereinfachtes Ersatzmodell (Grobmodell) hinzugezogen, um die Anzahl der Evaluierungen des komplexen Modells (Feinmodell) zu reduzieren. In der hier angewandten Space-Mapping-Methode geschieht dies dadurch, dass zuerst das Optimum des groben Modells ermittelt wird. In weiteren Schritten wird dann ein Mapping zwischen diesem und dem feinen Modell aufgebaut, wobei dazu wieder eine Optimierungsaufgabe bezüglich des groben Modells zu lösen ist. In der vorliegenden Arbeit wird die Space-Mapping-Methode dazu eingesetzt, den mittleren Schalldruck in einem Kontrollvolumen im Innenraum zu minimieren. Das Feinmodell bildet dabei die voll gekoppelte FEM-Simulation des mit Luft gefüllten Innenraums und der umliegenden Wände. Als Grobmodell dient eine Antwortfläche, welche anhand einer Stichprobe des Feinmodells erstellt wird. Mit Hilfe der Space-Mapping-Methode wird die hinsichtlich des Schalldrucks im Kontrollvolumen optimale Positionierung einer zusätzlichen Platte auf einer der Wände bestimmt.
Feneberg, Gregor
- Feneberg G.
Das Smartphone entwickelt sich mehr und mehr zu einer multimedialen Zentrale für viele Nutzer, in denen Medieninhalte auf-gezeichnet, gespeichert und wiedergegeben werden. Herbei wird für einige Anwendungen der eingebaute Lautsprecher neben Kopfhörer und Bluetooth-Schnittstelle immer wichtiger, obwohl die auch theoretisch erzielbare Klangqualität weit unter anderen Wiedergabesystemen liegt. Dennoch treten in Vergleichsuntersuchungen deutlich hörbare Klangunterschiede auf. In vorliegender Untersuchung wurden 9 Smartphones und 1 Kleinlautsprecher im Hörvergleich sowie messtechnisch untersucht und verglichen. Im Vortrag werden die Ergebnisse vorgestellt und anhand von Praxisbeispielen auditiv und hinsichtlich weiterer Nutzerkriterien ergänzt.
Fennel, Florian
- Martinez S. und Fennel F.
Zur Bestimmung des ''scheinbaren'' Schallleistungspegels (''apparent sound power level'') von Windenergieanlagen (WEA) wird ein genormtes Verfahren nach DIN EN 61400-11 (VDE-0127-11) verwendet. Eine Anwendung der neuen Fassung - mit Ausnahme einer Herstellerzertifizierung - scheint im Vollzug von Genehmigungsverfahren kaum möglich. Daher wird in diesem Vortrag ein alternatives Messverfahren vorgeschlagen, das auf den Erfahrungen mit der bisherigen Anwendung der DIN EN 61400-11 basiert, aber darauf abzielt, das korrekte physikalische Verständnis der Geräuschquellen der WEA für die Messungen zu instrumentalisieren. Grundlage des Verfahrens ist die Festlegung der Leistungskennlinie der WEA durch den Hersteller für den Betriebsmodus. Der entscheidende akustische Emissionsparameter der WEA - insbesondere wegen der meist dominierenden aerodynamischen Geräusche der Rotorblätter - ist die Rotorblattgeschwindigkeit, welche mit einem Exponenten um 5-6 die Strömungsgeräusche der Rotorblätter bestimmt. Diese Größe kann über die Kenntnis der Rotordrehzahl quantifiziert werden, ist also gänzlich maschinenspezifisch und ist nur indirekt von der Windgeschwindigkeit bei der Anströmung der WEA abhängig. Dies ist auch eine vermeintliche Schwachstelle der DIN EN 61400-11, in der methodisch (fast) kein Wort über o.a. physikalische Tatsache verloren wird. Es werden Neuauswertungen von bereits vorliegenden Messungen des Schallleistungspegels nach DIN EN 61400-11 jetzt gemäß dem o.a. alternativen Messverfahren dargelegt und der praktische Vorteil dieses neuen Verfahrens erläutert.
Fernandez Comesaña, Daniel
- Carrillo Pousa G., Korbasiewicz M. und Fernandez Comesańa D.
Fernández, Juan José Pena
- Stampka K., Sesterhenn J., Graurock C. und Fernández J.J.P.
In der Vulkanforschung kommt größtenteils Messtechnik zur Erfassung der seismischen Aktivitäten von Vulkanen zum Einsatz. Eine Aussage über die Zustandsgrößen im Inneren eines Vulkans ist damit nur schwer möglich. Aus diesem Grund werden andere Ansätze untersucht, um mehr Informationen über die Eigenschaften eines Vulkanausbruchs zu erhalten.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer akustischen Arraymessung an dem Vulkan Stromboli bei Sizilien, dessen Ausbruch durch einen akustisch stark auffälligen Freistrahl charakterisiert ist. Mikrofonarraymessungen dienen der Ortung von Schallquellen. Durch die Lokalisierung von Schallquellen des Freistrahls kann auf die Ausströmmachzahl des Freistahls geschlossen werden, wodurch Rückschlüsse auf den Innendruck im Vulkan gezogen werden können.
Ziel dieser Messung war es, mit einem kleinen Mikrofonarray erste Daten aufzunehmen und die Schwierigkeiten, die bei einer Messung an einem Vulkankrater entstehen, zu bestimmen. Es werden die geografischen Gegebenheiten, der Messaufbau sowie erste Ergebnisse vorgestellt.
Fiala, Péter
- Firtha G. und Fiala P.
Sound field reproduction (including wavefield synthesis and spectral division method) is a state-of-the-art technique, aiming to physically reproduce an arbitrary sound field, usually generated by a virtual sound source. To achieve this, a densely spaced loudspeaker array, termed as secondary source distribution is driven by a driving function derived either in spatial or spectral domain.
The synthesis of the sound field generated by a moving virtual sound source has been subject of extensive research in the recent decade. However, only spatial domain solutions, based on the theory of wave field synthesis are known so far.
Our paper presents a new modeling approach, based entirely on the wavenumber-frequency domain description of the moving virtual sound source. The loudspeaker driving functions are calculated by utilizing the spectral division method.
It is presented that analytical formula can be derived in the spectral domain, holding for both sub- and supersonic source velocities. The resulting driving functions and reconstructed fields are compared to results of the traditional wave field synthesis for both focusing and non-focusing synthesis types.
- Fiala P. und Rucz P.
Several engineering problems (of acoustics, fluid dynamics or electrostatics) described by partial differential equations (PDE) can be solved by means of the Boundary Element method (BEM). Although different problems involve various PDEs and their integral representations, the BEM has a well established, unified mathematical background.
The present paper introduces NiHu, an open source C++ BEM library. The core of the library is a template environment that implements the BEM in a generic way, in terms of component specialisations. The core is able to generate BEM executables for direct and indirect methods, Galerkin and collocational discretisations and several element types. Applicaion specific details - like kernel functions for acoustics or other engineering fields, quadratures and regularisation techniques - are implemented in NuHu's Component library. The Matlab shell layer provides extensive pre- and post-processing features and makes integration with other software tools like mesh generators and solvers straightforward.
The paper introduces the main concept of the library and demonstrates its application through various problems. Presented applications include noise radiation, musical acoustics and acoustic holography, and cover exterior/interior problems, direct/indirect formulations, various discretisation and solution strategies.
The toolbox can be freely downloaded from last.hit.bme.hu/nihu
Filippatos, Angelos
- John S., Filippatos A., Dannemann M., Kostka P. und Modler N.
Fingscheidt, Tim
- Receveur S. und Fingscheidt T.
Since the performance of automatic speech recognition (ASR) degrades due to adverse acoustic conditions, recognition robustness can be improved by integrating further information sources such as additional modalities. One example of such a multimodal ASR is the audio-visual ASR, which combines visual and audio information sources. Considering coupled hidden Markov models (HMMs) commonly used in decision-fusion multimodal ASR, the arising question of information fusion is solved by applying a weighted product rule, where the joint probability distribution of the observation likelihoods is normally composed by means of a weighted product of the individual observation likelihoods. Within this fusion process of the two concerned modalities the relative influence of the information sources or streams is controlled by a weighting parameter or so called stream weight. For audio-visual ASR, commonly the audio stream-weight is chosen in dependency of the signal-to-noise ratio (SNR). In this contribution, we examine numerical issues such as mean and variance (i.e., number range/dynamics) of the respective observation likelihoods and compensate numerical mismatches of the streams by employing a histogram equalization technique. In particular, we show the sensitivity of the recognition results for different SNRs by applying the coupled HMM approach to an audio-visual speech recognition task.
Fink, Michael
- Rupitsch S.J., Fink M. und Lerch R.
Mit Hilfe von Ultraschallwellen lässt sich die Dicke homogener Platten zerstörungsfrei und lokalaufgelöst erfassen. Bei bekannter Schallgeschwindigkeit kann aus der Laufzeit der Schallwellen zwischen Vorder- und Rückwand der Platte auf deren Dicke geschlossen werden. Gleichmaßen ist bei bekannter Dicke die Schallgeschwindigkeit ermittelbar. Oftmals ist jedoch sowohl die Plattendicke als auch die Schallgeschwindigkeit in der Platte unbekannt. Um diese beiden Größen simultan zu bestimmen, gilt es, die Laufzeit von Mehrfachreflexionen der Ultraschallwellen zwischen Vorder- und Rückwand bei der Auswertung zu berücksichtigen. Dies ist grundsätzlich im Puls-Echo-Modus und Transmissionsmodus möglich. Bei dünnen Platten werden im Puls-Echo-Modus allerdings die Mehrfachreflexionen von der Vorderwandreflexion dominiert, wodurch die Laufzeit der Mehrfachreflexionen nicht eindeutig identifizierbar ist. Demgegenüber lassen sich im Transmissionsmodus durch gezielte Wahl der Transducer-Ansteuersignale erfassbare Überlagerungen von direkt transmittierten und mehrfachreflektierten Schallwellen herbeiführen. Chirp-Ansteuersignale, bei denen die Momentanfrequenz linear mit der Zeit ansteigt, führen zu einem Schwebungssignal am Empfänger. Aus der Schwebungsfrequenz folgt der Laufzeitunterschied zwischen direkt transmittierter Schallwelle und der ersten Mehrfachreflexion, wodurch Schallgeschwindigkeit und Plattendicke auch für dünne Platten simultan ermittelbar sind. Untersuchungen an unterschiedlichen Platten mit Dicken im Bereich der halben Schallwellenlänge zeigen, dass Messabweichungen
5% bei der Dickenbestimmung erzielt werden.
Firtha, Gergely
- Firtha G. und Fiala P.
Sound field reproduction (including wavefield synthesis and spectral division method) is a state-of-the-art technique, aiming to physically reproduce an arbitrary sound field, usually generated by a virtual sound source. To achieve this, a densely spaced loudspeaker array, termed as secondary source distribution is driven by a driving function derived either in spatial or spectral domain.
The synthesis of the sound field generated by a moving virtual sound source has been subject of extensive research in the recent decade. However, only spatial domain solutions, based on the theory of wave field synthesis are known so far.
Our paper presents a new modeling approach, based entirely on the wavenumber-frequency domain description of the moving virtual sound source. The loudspeaker driving functions are calculated by utilizing the spectral division method.
It is presented that analytical formula can be derived in the spectral domain, holding for both sub- and supersonic source velocities. The resulting driving functions and reconstructed fields are compared to results of the traditional wave field synthesis for both focusing and non-focusing synthesis types.
Fischer, Heinz-Martin
- Schneider M., Fischer H.-M. und Langner N.
Schwimmende Estriche sind seit vielen Jahren Standard im Geschosswohnungsbau. Sie verbessern sowohl die Tritt- als auch die Luftschalldämmung von massiven Wohnungstrenndecken. Bis vor 15 Jahren wurde immer wieder über einen mangelhaften Trittschallschutz aufgrund von Ausführungsfehler (Randschallbrücken oder Schallbrücken zwischen Rohdecke und Estrich) geklagt. In den letzten Jahren mehren sich Klagen über tieffrequente Trittschallgeräusche, wobei nun bei einer messtechnischen Überprüfung die baurechtlichen Anforderungen der DIN 4109 eingehalten werden. Im Gegensatz zu den mit Schallbrücken ausgeführten Estrichen werden nun zum Teil auch die Vorschläge für einen erhöhten Trittschallschutz z.B. nach DIN 4109 Beiblatt 2, oder VDI 4100 SST 1 oder 2 erfüllt. Die störenden Geräusche werden dabei von den Bewohnern häufig mit dem Begriff Dröhnen beschrieben, wobei die Anregung in der Regel durch das Begehen des Estrichs erfolgt. Im Vortrag wird über messtechnische Untersuchungen im Labor zur tieffrequenten Übertragung von Trittschall bei Massivdecken schwimmenden Estrichen berichtet. Ein Vergleich von Baumessungen aufgrund von Klagen gegenüber Messungen im Rahmen von Güteprüfungen zeigt deutliche Unterschiede im Normtrittschallpegel in dem bislang für die Ermittlung von Einzahlangaben nicht relevanten Frequenzbereich unter 100 Hz. Weiterhin werden Ergebnisse von Hörversuche zu tieffrequenten Trittschallgeräuschen vorgestellt.
- Reinhold S., Scheck J. und Fischer H.-M.
Die Geräusche von Sanitäreinrichtungen in Gebäuden zählen zu den am meisten störenden Lärmeinwirkungen. Üblich sind heutzutage Vorwandinstallationen, an denen die Installationen (Waschbecken, WC's) angebracht werden und in denen die Frisch- und Abwasserleitungen verlaufen. Über die Befestigungspunkte erfolgt eine Körperschallübertragung auf die Installationswand und die -weiterleitung und -abstrahlung im Gebäude. Im Rahmen eines Forschungsprojektes wurden am Empfangsplattenprüfstand und im gebäudeähnlichen Kombinationsprüfstand Untersuchungen an einer Vorwand-Installation aus Gipsplatten durchgeführt. Hintergrund ist die Körperschallquellen-Charakterisierung gemäß EN 15657 und damit die Gewinnung von Eingangsdaten für das Prognosemodell EN 12354-5. Dabei wurden unterschiedliche ''Betriebszustände'' infolge der Anregung durch reale Installationen und künstliche Quellen (Shaker) mit stationärer und instationärer Anregung betrachtet. Des Weiteren wurde die Ankopplung der Vorwandinstallation an die Empfangsplatte(n) durch Variation der Art und Anzahl der Kontakte untersucht.
Fischer, Rosa-Linde
- Berning S. und Fischer R.-L.
Fischper, Maurice
- Müller S., Fischper M., Mottyll S., Skoda R. und Hussong J.
Im Rahmen einer experimentell-numerischen Kollaborationsarbeit sollen statistisch aussagekräftigen Versuchsparameters zur Vorhersage beginnender Kavitationserosion erarbeitet werden. Hierfür werden die Einflüsse wesentlicher Aktuierungs- und Randparameter auf die Ausbildung Ultraschall induzierter Dampfblasenverteilungen untersucht. Im Schattenverfahren werden Dampfblasenverteilungen aufgenommen und Ihre Größen und Häufigkeitsverteilung mittels Matlab Bildauswertung bestimmt. Durch phasenstarre Messungen konnte der Einfluss der Schwingungsphase auf die Häufigkeitsverteilung der Dampfblasen untersucht werden. Eine steigende Schwingungsamplitude oder eine Zunahme der Fluidspaltbreite unterhalb des Ultraschallhorns erhöht die Anzahl insbesondere kleiner Kavitationsblasen. Während die absolute Häufigkeitsverteilung des Blasenspektrums eine starke Abhängigkeit zu gegeben Randparametern zeigt, ändert sich die Verteilung des kumulativen Blasenvolumens über der Blasengröße nur unmerklich. Momentan werden Messungen in engen Spalten von ca. 5mm ausgewertet. Messungen in Spalten bis zu 0,5 mm sind für die Untersuchung des Einflusses wandnaher Kavitation auf das Erosionsverhalten geplant.
Fišer, Moritz
- Lattacher S., Fišer M. und Fellner M.
Im präsentierten Ansatz wird nur ein einzelner triaxialer Beschleunigungssensor zur Positionsschätzung von seismischen Ereignissen in Innenräumen verwendet und ist somit in der Low-Cost Indoor-Lokalisierung von hoher Relevanz. Die Richtungsbestimmung seismischer Signalquellen basiert dabei auf der Annahme, dass Signale, die von ähnlichen Positionen stammen, gleichartige Eigenschaften aufweisen. Für definierte Richtungen kann dadurch ein Prototyp erstellt werden, der das Mittel über mehrere, in der Intensität variierende, seismische Signale darstellt. Ein Trainingsdatensatz wird mit jedem dieser Prototypen korreliert und resultiert in einer Menge von Koeffizienten (PACC-Features), die als Eingangssignal eines Neuronalen Netzes verwendet werden. In Verbindung mit der Erwartung, dass infolge einer Projektion der drei Achsen auf die ''Line of Travel'' des eintreffenden Signals die Varianz in diese Richtung ein Maximum darstellt (SEDSL Schema), kann die Positionsbestimmung optimiert werden. Die Ergebnisse sollen der Einschätzung des Potenzials verwandter Methoden sowie als Basis zur Weiterentwicklung dienen. Übergeordnet wird das Ziel eines generalisierten Modells verfolgt, um nicht definierte und nicht trainierte Anregungsrichtungen und -entfernungen ermitteln zu können.
Foken, Wolfgang
- Foken W., Gnauck M. und List M.
Indirekte Geräuschentstehungsmechanismen sind im NVH-Bereich von besonderer Bedeutung. Das Verständnis für Entstehung und Weiterleitung von Körperschall erfordert vertiefte Kenntnisse der Strukturdynamik. Der vorgestellte Demonstrator gestattet die realitätsnahe Applikation von zwei unterschiedlichen Körperschallquellen in einem Aggregat mit Hilfe von zwei Miniaturshakern. In unterschiedlichen Praktika kann zum Beispiel die Wirkung dynamischer Kräfte, der Einfluss unterschiedlicher Koppelimpedanzen sowie die Weiterleitung von Körperschall in Trägerstrukturen auch über elastische Koppelelemente demonstriert werden. Gleichzeitig werden typische Elemente der Transferpfadanalyse anschaulich demonstriert. Indirekte Kraftbestimmung und direkte Kraftbestimmung können am praktischen Beispiel demonstriert werden.
Forssén, Jens
- Hoffmann A., Forssén J. und Kropp W.
Die Auralisierung von in SPERoN modellierten Reifengeräuschen wurde in vorhergehenden Beiträgen diskutiert. Die auralisierten Reifengeräusche wurden in der psychoakustischen Untersuchung ähnlich den entsprechenden Aufnahmen bewertet. Bei einer Frequenzanalyse der Reifengeräusche wurde festgestellt, dass die größten Unterschiede bei Frequenzen unter 315 Hz liegen, welche im SPERoN Modell nicht berücksichtigt sind. In dieser Arbeit wird die Hypothese aufgestellt, dass ein Teil der Unterschiede in der Wahrnehmung in der Diskrepanz der Signale für tiefe Frequenzen liegt.
Um diese Hypothese zu untersuchen werden die Signale aus der SPERoN-Datenbank für Frequenzbänder unter 315 Hz vor der Auralisierung korrigiert. Die Anpassungswerte wurden im Vergleich zwischen auralisierten Signalen und entsprechenden aufgenommenen Signalen ermittelt.
Die so erzeugten auralisierten Vorbeifahrten wurden im Hörversuch zusammmen mit entsprechenden aufgenommenen Vorbeifahrten bewertet.
Dabei wurden sowohl die simulierten als auch die aufgenommenen Signale den Probanden vorgespielt. Die Probanden sollten die Geräusche auf einer Skala von 1 bis 7 für Angenehmheit, Lautheit, Rauhigkeit und Schärfe bewerten.
Für die Attribute ''Angenehmheit'', ''Lautheit'' und ''Rauhigkeit'' konnte eine Verbesserung der Bewertung durch Berücksichtigung der Frequenzen unter 315 Hz erreicht werden. Für die ''Schärfe'' konnte keine Verbesserung erreicht werden.
Foy, Cédric
- Foy C., Ecotičre D. und Dutilleux G.
Several models of outdoor sound propagation can be used to predict transportation noise for noise mapping or transportation noise studies. For terrestrial noise sources, the current propagation part of the reference report on CNOSSOS-EU candidate harmonized method to be used in the framework of the 2002/49/EC Environmental Noise Directive is based on NMPB 2008. However, two other models are still considered by the European Union as potential replacements for NMPB 2008 : a) the engineering model elaborated in the European Harmonoise/Imagine projects, b) the model described in ISO 9613-2 standard. We present here a comparison of noise attenuations predicted by the three methods. The comparison is first done by comparing the deviations between models for calculated sound attenuation for both homogeneous and downward propagation conditions and for seven experimental site configurations. A comparison between calculated and experimental sound attenuations is also presented for models Harmonoise and NMPB, on the basis of five road noise experimental campaigns, where each site is representative of different common topographies. No statistically significant deviations between means, standard deviation, precision and trueness are observed between Harmonoise and NMPB.
Frank, Matthias
- Frank M.
A horizontally arranged pair of loudspeakers can evoke the perception of an auditory event between the loudspeakers, a so-called phantom source. The horizontal position of the phantom source is typically controlled by level differences between the loudspeakers. The perception of phantom sources is known and accepted both in psychoacoustics and audio engineering.
However, audio engineers often report the effect of elevated phantom sources for horizontal loudspeaker pairs. Nevertheless, there is neither experimental evidence nor scientific explanation for this elevation effect in the literature, yet.
This contribution investigates the elevation of phantom sources for horizontal loudspeaker pairs symmetrically arranged to the median plane. The investigation comprises the effect of the level difference between the loudspeakers and the aperture angle of the loudspeaker pair. It employs results of a listening experiment as well as a localization model.
Freese, Nils
- Nocke C., Meyer T., Freese N. und Eilers I.
In vielen modernen Bürogebäuden ist ein Mangel an Schallabsorption an den klassischerweise für derartige Zwecke genutzten Deckenflächen zu verzeichnen. Eine Möglichkeit diesen Missstand aufzulösen kann darin bestehen, dass auch die Einrichtungsgegenstände wie Möbel, Raumteiler, Stellwände, Sitzmöbel, frei hängende Absorborptionsmaterialien etc. eine akustische Funktion übernehmen. In diesem Beitrag wird diskutiert wie die Schallabsorption entsprechender nicht-flächiger Schallabsorber beschrieben werden kann.
Die DIN EN ISO 354 unterscheidet zwischen flächigen Schallabsorbern und Einzelobjekten. Für flächige Absorber ist der Schallabsorptionsgrad
In diesem Beitrag wird ein Vorschlag beschrieben, aus der Absorptionsfläche
Freigang, Claudia
- Freigang C., Browne J.W. und Seeber B.U.
For cochlear implant (CI) users, reduced availability of fine structure interaural time differences (ITDs) leads to impaired sound localisation, especially in reverberant environments. ITD information, however, is still preserved in the envelope (envITD), although to a lesser extent. We therefore hypothesise that by selectively enhancing envITDs, sensitivity to ITDs may be restored in CI users. The method we use to enhance envITDs extends that used by Monaghan (2012), who obtained preliminary data with vocoded speech. The envITDs are enhanced by clipping the direct sound signal immediately prior to specific peaks. These peaks are those that exceed a minimum direct-to-reverberant ratio (DRR). We will also determine the effect of enhancing peaks across frequency bands. To investigate the effect of the different onset enhancement strategies (DRR, frequency bands), subjects will perform a lateralisation experiment with different source-receiver distances (SRD) and varying envITDs. Subsequently, speech comprehension will be examined by using OLSA test sentences to ensure that the onset enhancement does not compromise speech intelligibility. Our results will show whether the enhancement strategies improve sensitivity to envITDs and to what extent ITD information can be restored for particular SRDs.
Frey, Sebastian
- Frey S., Fastl H., Schmoch H. und Mommertz E.
Echostörungen in Räumen lassen sich messtechnisch mit instrumentellen Methoden nur schwer darstellen. Neben dem bekanntesten, auf subjektiven Empfindungen aufbauenden Echokriterium von Dietsch und Kraak (1986) wurden zwei weitere Kriterien vorgeschlagen. Im Rahmen der hier vorgestellten Arbeit wurden bestehende Echokriterien auf ihre Praxistauglichkeit im raumakustischen Planungsprozess überprüft. Aufgrund der wenig befriedigenden Ergebnisse sollte eine auf der zeitvarianten Lautheit und der Rauhigkeit basierende Analyse der Raumimpulsantwort für die Echodetektion untersucht und in ein Modell nach der Idee von Damaske (1971) sowie Fastl und Zwicker (2007) transferiert werden.
An 20 Probanden wurde mittels einer fünfstufigen Kategorienskalierung die Störung durch Echos in neun, mit CATT-Acoustic simulierten Räumen bei unterschiedlichem Programmmaterial untersucht. Die Schalldarbietung erfolgte über diffusfeldentzerrte Kopfhörer, die zuvor über einen Vergleich zwischen der Bewertung von Echos im synthetischen Schallfeld bzw. über Kopfhörer validiert worden war. Aufbauend auf den Ergebnissen des Hörversuchs und dem Dynamischen Lautheitsmodell nach Chalupper und Fastl (2002) wurde für Ein- und Mehrfachechos ein Echokriterium entwickelt. Für die Detektion von Flatterechos wurde das Rauhigkeitsmodell nach Daniel und Weber (1997) verwendet.
Im Rahmen des Vortrags werden sowohl die Ergebnisse des Hörversuchs als auch das neu entwickelte Lautheits-Rauhigkeits-Echokriterium vorgestellt und diskutiert. Abschließend wird dessen Erkennungsrate mit den Erkennungsraten der bestehenden Echokriterien verglichen.
Fritzsche, Christoph
- Fritzsche C.
In Mehrfamilienhäusern kommt es häufig zu Störungen der Nachbarschaft, wenn im Haus Klavier gespielt wird. Der Beitrag behandelt die Frage, welche Rolle dabei der Körperschalleintrag vom Klavier in das Gebäude spielt. Dies wird mittels Luftschall-Messungen mit Klavier und Lautsprecher an einem konkreten Beispiel untersucht. Die Ergebnisse werden im Hinblick auf die durch die reale Situation vorgegebenen Messbedingungen diskutiert.
Frommhold, Philipp
- Banchs-Piqué M., Cairós Barreto C., Frommhold P., Lechner C., Lippert A. und Mettin R.
Cleaning of sensitive surfaces with cavitation bears the danger of damage, even at higher ultrasonic frequencies. Recently it has become clear that for micro- and nano- particulate contaminations also ''soft'' cavitation bubbles could be efficient cleaning agents: gently driven surface attached bubbles that do not undergo strong oscillations and collapse. Here the motion of the three-phase boundary (contact line) plays a crucial role, and we designed a micro-flow channel to explore in more detail its cleaning power. At the same time, a standard method for measurement of stickiness of particles should be developed. We present first results and comparison to flow simulations. Preliminary observations show enhanced cleaning by an avalanche effect produced by looser particles carried in the flow and a large amount of particles stored in the air-water interface. This increases cleaning efficiency with flow velocity.
Fuchs, Anna
- Fuchs A., Hagmüller M. und Kubin G.
The electro-larynx is one of the most common substitution voices for people who have lost their larynx. People who have to use this device suffer from the fact that their handicap is obvious. A known problem of the resulting speech is its unnaturalness. In order to improve the naturalness we want to include an artificial fundamental frequency (
) contour. To estimate these contours machine learning strategies are introduced. In this work we want to propose a GMM based estimation technique and compare it to a HMM based technique. The contours are compared in a listening test where we also include the constant EL
Fuchs, Ingrid
- Fuchs I.
Arbeitsplätze in Einrichtungen des Gesundheitswesens unterliegen klar definierten Hygieneanforderungen. Um einem Hygienerisiko entgegenzuwirken, sind alle Flächen bzw. große Teilflächen derartiger Reinräume per Wischdesinfektion rein zu halten. Dies stellt den Grund für eine meist schallharte, reflexionsstarke Raumgestaltung dar. Die hierdurch gegebene, akustisch unzureichende Arbeitsplatzsituation wirkt sich negativ auf das Arbeitspersonal, deren Tätigkeit und die generelle Nutzbarkeit der Räume aus, wie aktuelle Untersuchungen erneut bestätigen [M. SIMON et al, 2005]. Es sticht heraus, dass sich diese Zusammenhänge als besonders kontraproduktiv in Räumen mit hygienischer Anforderung zeigen, bspw. Intensivstation, OP, Sterilisation [ERICA E. RYHERD, 2007]. Um die funktionell anspruchsvolle Arbeits- u. Genesungsumgebung akustisch bedarfsgerecht realisieren zu können, ist die Kompatibilität höchstabsorbierender, poröser Absorber hinsichtlich definierter Hygieneanforderungen Grundvoraussetzung. Mikrobiologische Laboruntersuchungen zeigten, dass poröse Absorber einen Desinfektionserfolg nach EN 13697:2001 aufweisen können. Dieser Beitrag zeigt die Datengrundlage und Ergebnisse dieser und weiterer Untersuchungen im selben Kontext und bietet daher eine Basis für den Dialog zwischen Architektur-, Hygiene- und Akustik- Spezialisten.
Gaal, Mate
- Prager J., Dohse E., Gaal M., Gravenkamp H., Grzeszkowski M. und Homann P.T.
Die Prüfung von Klebeverbindungen stellt eine Herausforderung für die zerstörungsfreie Prüfung und die Qualitätssicherung mit Hilfe von Ultraschallverfahren dar. Grund dafür sind zum einen die im Verhältnis zu Wellenlänge geringen Materialdicken und zum anderen die geschichtete Struktur der Klebverbindung, die zumeist verschiedene Werkstoffe kombiniert. Gerade die geringen Materialdicken ermöglichen jedoch die Entwicklung von Prüfverfahren, die mit geführten Wellen arbeiten. Voraussetzung für diese Entwicklung ist eine genaue Kenntnis der physikalischen Besonderheiten der Wellenausbreitung, die durch das multimodale und dispersive Verhalten geführter Wellen geprägt ist. Zudem werden neue Auswertestrategien benötigt, die die besonderen physikalischen Zusammenhänge berücksichtigen. Im Beitrag werden verschiedene Ansätze vorgestellt, bei denen die Einkopplung des Ultraschalls ins Bauteil sowohl durch flüssigkeitsgekoppelte als auch durch luftgekoppelte Ultraschallwandler erfolgt. Der Einsatz von lasergestützen Verfahren zur Detektion der Echosignale wird demonstriert. Nach einer Einführung in die speziellen physikalischen Zusammenhänge geführter Wellen und dem daraus abgeleiteten Design der Prüftechniken wird die Anwendbarkeit der Ansätze an praxisrelevanten Beispielen demonstriert. Dazu werden die Werkstoffkenngrößen der zu prüfenden Komponenten ermittelt und die akustischen Eigenschaften mit Hilfe spezieller Simulations- und Analyseverfahren untersucht, um geeignete Prüfstrategien zu entwickeln.
- Gaal M., Bovtun V., Stark W. und Kreutzbruck M.
Ferroelektrete sind zelluläre polarisierte Polymere, die ferroelektrische und dadurch auch piezoelektrische Eigenschaften aufweisen. Unter anderem werden sie für den Bau von Mikrofonen und Ultraschallwandlern für Materialprüfung eingesetzt. Dabei erweist sich ihre besonders niedrige akustische Impedanz als Vorteil. Ursache dafür ist vor allem ihr außergewöhnlich niedriger Elastizitätsmodul. In diesem Beitrag werden zwei Methoden für die Ermittlung des Elastizitätsmoduls des geladenen zellulären Polypropylens dargestellt. Die erste war eine dynamisch-mechanische Analyse mit Frequenzen unter 50 Hz. Die zweite Methode war eine indirekte Bestimmung mittels Laservibrometrie an dem eigenentwickelten Polypropylen-Wandler bei einer Pulsanregung, unterstützt von einem Model der Resonanzschwingung des Wandlers im Ultraschallbereich. Die Ergebnisse deuten auf viskoelastisches Verhalten des zellulären Polypropylens hin. Es wird gezeigt, dass das Maxwell'sche Modell der viskoelastischen Materialien die gemessene Frequenzabhängigkeit des Elastizitätsmoduls gut annähernd beschreibt. Das Verhalten des zellulären Polypropylens ist viskoelastisch bei niedrigen Frequenzen und linear-elastisch bei der Dickenresonanz im Ultraschallbereich. Damit liegt die Relaxationsfrequenz mitten im hörbaren Bereich, so dass der Elastizitätsmodul eine Frequenzabhängigkeit im hörbaren Bereich aufweist, was für den Bau von Mikrofonen von besonderer Bedeutung ist.
Gabbert, Ulrich
- Schrader P., Duvigneau F., Luft T., Gabbert U. und Rottengruber H.
Zur Geräuschentstehung von Fahrzeugen tragen die durch den Verbrennungsprozeß im Motor angeregten Strukturschwingungen maßgeblich bei. Dabei ist die Ölwanne einer der dominierenden akustischen Strahler. Aus tribologischer Sicht spielt die thermische Energiespeicherung des Motoröls eine entscheidende Rolle. Somit hängt von der Öltemperatur der Kraftstoffverbrauch des Motors ab. Anzustreben ist daher eine thermisch und akustisch gut isolierende kompakte Ölwanne. Im Beitrag wird das Konzept einer solchen Ölwanne vorgestellt, bei der die gewünschten akustischen und thermischen Eigenschaften durch den Einsatz von Aluminiumschaum erreicht werden sollen. Zunächst wird an Hand von FEM-Simulationen gezeigt, welche Möglichkeiten sich durch den Einsatz von Aluminiumschaumstoffen ergeben. Die Eingangsdaten für die Simulationen werden experimentell an einfachen Al-Probenkörpern gewonnen. In dem Simulationsmodell werden das Zylinder-Kurbelgehäuse mit montierter Ölwanne, der Zylinderkopf sowie Kolben, Pleuel, und Kurbelwelle berücksichtigt, so daß das dynamische Verhalten des Motors, die Schallabstrahlung und die thermische Isolation der Ölwanne untersucht werden können. Für die Validierung des Berechnungsmodells werden Messungen an einem Motorenprüfstand durchgeführt. Im Beitrag werden mit Hilfe des validierten Berechnungsmodells erste konstruktive Maßnahmen zur Schallreduktion und zur Verbesserung der Wärmedämmung entwickelt, vorgestellt und kritisch bewertet.
- Höchstetter M., Gabbert U., Verhey J. und Sautter J.-M.
In the automotive industry the auditory perception decides increasingly on product quality. Acoustic sensation is mainly influenced by the sound characteristics of doors, switches and controllable functions, particularly in case the engine is shut down. Precedent to a customer related development of a sound one needs to know how to meet individual expectations. This study investigates the potential of physical and psychoacoustic parameters to judge the quality feeling of noises. The aim is to predict and make a point on influencing them in future development. Therefore, singular impulsive door lock noises from different car manufacturers are used in this case study. In paired comparison listening tests, the subjects are asked to assess the impression of quality of these noises. The data is analyzed according to the approach of Bradley, Terry and Luce (BTL-model). The result of which is an interval scaled ranking. Evaluating the quality of either physical or psychoacoustic parameters to predict this ranking, multiple regression models are therefore separately fed. Besides loudness, frequency distribution and sharpness show a high correlation to the investigated, singular impulsive sounds. Based on the analyzed use case, the psychoacoustic model gives a better prediction compared to the physical one.
Gadermaier, Thassilo
- Gadermaier T. und Reuter C.
Karl Erich Schumann formulierte 1929 nach umfangreichen Messungen an Klangspektren in seiner ''Physik der Klangfarben'' eine Reihe von Gesetzmäßigkeiten (sog. ''Klangfarbengesetze''), nach denen sich Spektren von Blasinstrumenten bei Tonhöhen- und Dynamikwechseln verändern. Hierbei wies er zum einen feste, die Klangfarbe instrumententypisch färbende Formantbereiche bei Blasinstrumenten nach und war zum anderen einer der ersten Klangforscher, der die bei unterschiedlicher Tongebung auftretende Spektraldynamik in ihrer Bedeutung erkannte und ihre Funktionsweise allgemeingültig für Blasinstrumente beschrieb. Schumanns Untersuchungen waren wegbereitend für ''formantorientierte'' Forschungsansätze im Bereich von Blasinstrumentenklangfarben. So konnte die Theorie der Impulsformung (Fricke 1975; Voigt 1975) die Entstehung von festen Formanten bei Doppelrohrblattinstrumenten erklären. Darüber bewährten sich die von Schumann gefundenen Prinzipien bei Untersuchungen zur Heraushörbarkeit bzw. Verschmelzung von Musikinstrumenten im Ensemblespiel, zur Vorhersage von formantbasierter Stream Segregation bei alternierenden Klangfarben etc. (Reuter 1996, 2000, 2002). Die grundlegenden, mit Hilfe von Stimmgabeln, Interferenzröhren und graphischer Fourieranalyse angestellten Messungen Schumanns wurden so gut wie nie repliziert. In der vorliegenden Studie werden die damaligen Beobachtungen Schumanns mit Hilfe von MatLab-Scripten und auf der Grundlage von umfangreichen, hochqualitativen Sample-Libraries nach heutigen Standards wiederholt und in Qualität und Quantität weit über die damaligen Untersuchungen hinausgehend auf einen aktuellen Stand gebracht.
Gauterin, Frank
- Krauss O. und Gauterin F.
Die akustische Torusmessmethode beschreibt ein Verfahren, bei dem das Innengeräusch von Fahrzeugreifen mit Hilfe eines in der Felge montierten akustischen Drucksensors erfasst wird. Aus dem Reifeninnengeräusch können sehr hilfreiche Informationen über die Anregung des Reifens durch die Fahrbahn und zum besseren Verständnis der Hohlraummoden des Reifens gewonnen werden.
Der Beitrag beschreibt zunächst den Aufbau eines praxistauglichen akustischen Torusmessgeräts. Von den damit durchgeführten Prüfstands- und Straßenversuchen werden einige wichtige Ergebnisse vorgestellt. Dabei liegt der Schwerpunkt zum einen auf der Nutzung des Systems zur Charakterisierung unterschiedlicher Fahrbahntexturen. Zum anderen wird der Einsatz der Methode zur Untersuchung der für das Fahrzeuginnengeräusch relevanten Reifenhohlraummoden beschrieben. Darüber hinaus werden die Ergebnisse der durchgeführten Messungen den Ergebnissen anderer Messverfahren gegenübergestellt, um die akustische Torusmessmethode einzuordnen bzw. die Aussagekraft der Messergebnisse zu bewerten.
Gebauer, Detlef
- Hintzsche M. und Gebauer D.
Die EU-Umgebungslärmrichtlinie verpflichtet die Mitgliedsstaaten, die Lärmbelastung der Bevölkerung nach vergleichbaren Kriterien zu ermitteln. Bis zum 30. Juni 2012 waren für alle Hauptverkehrsstraßen, Haupteisenbahnstrecken, Großflughäfen und Ballungsräume Lärmkarten zu erstellen und die Öffentlichkeit zu informieren. Die Ergebnisse dieser zweiten Runde der Lärmkartierung in Deutschland werden präsentiert und bewertet.
Gehlken, Malte
- Keuchel S., Biermann J., Gehlken M. und von Estorff O.
Die Verwendung der Fast-Multipole-Boundary-Elemente-Methode (FMBEM) ermöglicht eine effiziente Lösung der Helmholtz-Gleichung. Hierfür werden die Matrix-Vektor-Produkte innerhalb eines iterativen Gleichungslösers approximiert. Dies erlaubt die schnelle Lösung eines linearen Gleichungssystems mit quasi-linearer Komplexität und die entstehende Lösung wird dabei mit Hilfe von Krylov-Unterräumen dargestellt. Im Frequenzbereich wird häufig eine große Sequenz von linearen Gleichungssystemen untersucht. Eine allgemeine Herangehensweise ist die unabhängige Lösung für jeden Frequenzschritt mit Verfahren, wie zum Beispiel GMRES. Die Idee des Subspace Recycling ist die Wiederverwendung von Informationen aus dem vorherigen Lösungsprozess. Ein GCR Algorithmus bietet hierbei den Rahmen für den Transfer der Informationen und kann je nach Auswahl der wiederverwendeten Unterräume spezialisiert werden. Dies führt in den folgenden Lösungsprozeduren zu einer verbesserten Konvergenz. Die Wirksamkeit des Subspace Recycling in Kombination mit der FMBEM konnte bereits durch vorherige Analysen bestätigt werden. Dieser Beitrag befasst sich nun mit neuen Möglichkeiten der Auswahl dieser Unterräume. Erste Untersuchungen zur Effizienz zeigen eine Reduzierung der Anzahl von Matrix-Vektor-Produkten für einen Frequenzschritt um bis zu 70%.
Gembler, Robert
- Siegmann S., Gembler R. und Notbohm G.
Hochpegelige Impulsschalle - wie sie zum Beispiel von großkalibrigen Systemen der Bundeswehr erzeugt werden - führen beim Bedienpersonal u.a. zu Störungen der Befindlichkeit. So ist zumindest die Erwartungshaltung. In einem Feldversuch mit einer Panzerhaubitze 2000 wurden geeignete Untersuchungen mit Probanden durchgeführt. Zur Kontrolle von Befindlichkeitsstörungen und möglicher psycho-gesundheitlicher Auswirkungen auf die Betroffenen wurden 152 Probanden vor und nach jedem Schießen mit einer Panzerhaubitze 2000 mittels dreier psychologischer Skalen untersucht. Es zeigten sich weder hinsichtlich der Ausgangslage noch für die Werte nach dem Schießen statistisch relevante Unterschiede. Die Werte der Beschwerdeliste für beide Gruppen liegen im Bereich von 6,8 bis 9,3. Bzgl. der Befindlichkeit schwanken die Werte: Für die schussbelasteten Gruppen ergab sich ein z.T. deutlicher Abfall. Die State-Angst fiel von 39,4 auf 36,8 (t=4,503; p
0,05). Die Befindlichkeit der Probanden geht in Richtung einer Stimmungsverbesserung. Die Summe der Beschwerden nimmt von 7,22 auf 6,83 ab (nicht signifikant). Einzig die Gruppe mit der höchsten Schussbelastung stellt sich anders dar. Hier steigt die durchschnittliche Zahl der Beschwerden pro Probanden von 7,4 (vorher) auf 9,8 (nachher) an (t=-1,663; n.s.). Ein korrelativer Zusammenhang lässt sich in Bezug auf die Differenz der Befindlichkeit nachweisen (r= 0,265; p
Genuit, Klaus
- Genuit K.
Georgi, Tom
- Lindemann J., Hübelt J., Georgi T. und Wellner F.
Die langfristige Haltbarkeit von Fahrbahnbelägen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Kosten für den Straßenbau. Unter anderem wird diese Haltbarkeit von den Bedingungen beim Einbau des Belags beeinflusst. Hier sind die Umgebungstemperatur und die Zeitdauer zwischen dem Einbau und der Verkehrsfreigabe als wichtige Faktoren zu nennen. Beim Einbau einer doppelten Schicht in Deutschland ist die Zeitdauer von etwa 36 Stunden zu gewährleisten. Während dieser Zeit darf der Belag nicht befahren werden. Die Folge können starke Verkehrsbehinderungen sein. Um diesen Zeitraum zu verkürzen, sind genaue Informationen über die Eigenschaften des Asphalts während und nach dem Einbau erforderlich. Ein Indikator für die Haltbarkeit des Asphaltes kann die mechanische Eingangsimpedanz sein. Daher werden in diesem Beitrag die Vorteile der Messung der mechanischen Eingangsimpedanz zur Bestimmung der Asphalteigenschaften erläutert.
Gerdes, Frank
- Gerdes F. und Görler M.
Bei der Errichtung der Fundamente von Offshore-Windenergieanlagen mittels Rammverfahren treten erhebliche Schallemissionen auf. Bisherige Messungen zeigen eine gewisse Variabilität der gemessenen Schallpegel. Mögliche Ursachen sind zeitliche Veränderungen beim Rammvorgang und/oder der Schallminderungsmaßnahme. Aber auch die oftmals vorhandene zeitliche Variabilität der Schallausbreitung im Wasser kann ein Beitrag sein. Letztere ist eine Folge der Tatsache, dass einige der Umweltparameter wie z.B. der Seegang und das Schallgeschwindigkeitsprofil zeitlich veränderlich sein können. Den Einfluss der umweltbedingten Variabilität auf die Variabilität der gemessenen Schallpegel kann nur dann herausgearbeitet werden, wenn sowohl die Schallquelle als auch der Empfänger möglichst stationär sind, d.h. zeitlich unveränderlich sind. Zu diesem Zweck wurden bei der kürzlich durchgeführten Installation einer akustischen Hydrophonkette bei der Forschungsplattform FINO3 Schallausbreitungsversuche mit einer vom Schiff abgehängten omnidirektionalen Schallquelle gemacht. Die Signale wurden auf besagter Hydrophonkette und auf zwei autonom arbeitenden, abgesetzten akustischen Messsystemen aufgezeichnet. Die Ergebnisse dieser Messungen werden vorgestellt. Ein Teil der Messungen erfolgte im Auftrag der Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH und wurde gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit.
- Görler M. und Gerdes F.
Seit Ende 2012 bearbeitet der FWG das Vorhaben ''Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Variabilität des Schallfeldes bei FINO3 mit gleichzeitiger Erfassung der Anwesenheit von Schweinswalen''. Hierfür wurde im September 2013 bei FINO3 eine am Meeresboden verankerte Hydrophonkette installiert, die durch einen Auftriebskörper vertikal in der Wassersäule gehalten wird. Das System ist für Abtastraten bis 500 kHz ausgelegt, damit neben dem relativ niederfrequenten Rammschall von Offshore-Windparks auch die Klicklaute von Schweinswalen erfasst werden können. Die unter Wasser analog-digital gewandelten Daten werden per Seekabel an die Datenerfassung auf FINO3 übertragen. Zusätzlich betreibt der FWG eine Unterwasserauslage mit zwei C-POD Klickdetektoren und ein auf der Plattform installiertes Kamerasystem. Mit letzterem soll untersucht werden, ob eine automatisierte optische Erfassung von Schweinswalen möglich ist und wenn ja, inwieweit die optischen Erfassungen mit den akustischen vergleichbar sind. In diesem Beitrag werden das Messkonzept und -system beschrieben und es werden erste Messergebnisse vorgestellt. Das Vorhaben ist beauftragt durch die Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH und wird gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit.
Gerhard, Tom
- Gerhard T. und Carolus T.
Den dominierenden aerodynamischen Schallmechanismus einer Windturbine stellt die Inter-aktion der turbulenten Grenzschicht mit der Tragflügelhinterkante dar. Ziel dieser Studie ist die genaue Charakterisierung dieses Hinterkantenschalls anhand eines definierten Tragflügelprofils auf experimentellem und numerischem Wege, um anschließend mögliche Reduktionsmaßnahmen umzusetzen.
Auf dem aeroakustischen Prüfstand der Universität werden stehende Tragflügelelemente bei moderaten Reynolds-Zahlen (Remax = 3.5
Die experimentellen Methoden werden ergänzt durch numerische Simulation der Strömung um das Tragflügelelement. Neben stationären 2D-Simulationen des Profils im Freifeld und 3D-Simulationen unter Einbezug großer Teile des Windkanals, werden auch instationäre Large Eddy-Simulationen (LES) durchgeführt. Die zeitabhängigen Daten der LES dienen dabei, unter der Zuhilfenahme verschiedener akustischer Modelle (Ffowcs-Williams Hawkings, Curle, Amiet), der Vorhersage des Hinterkantenschalls.
Erste experimentelle und numerische Ergebnisse weisen eine gute Übereinstimmung auf. Die Charakteristik des Hinterkantenschalls kann mit hoher Genauigkeit bestimmt werden, was eine Implementierung und Untersuchung verschiedener Reduktionsmaßnahmen ermöglicht.
Gerkmann, Timo
- Rehr R., Krawczyk M. und Gerkmann T.
Many applications in speech signal processing rely on an accurate estimate of the fundamental frequency. This information may be used e. g. for coding speech signals efficiently or for enhancing noisy speech. Thus, algorithms are required that are able to estimate the fundamental frequency reliably. We compare a wide range of methods for estimating the fundamental frequency which employ different features in their estimation procedure. These include a modified version of the auto-correlation function, statistical models, spectra warped onto a logarithmic frequency axis and cepstral domain representations of the input signal. These algorithms are compared with respect to their estimation accuracy in noisy and reverberant environments. Additionally, the computational complexity of these algorithms is considered. Experiments are conducted on speech utterances which are artificially corrupted by real background noises and reverberated using measured room impulse responses. We evaluate the algorithms in terms of the gross error rate, which measures large deviations of the estimate from the ground truth, such as doubling and halving errors. The estimators' accuracy is further evaluated using the root mean square error.
Gerlach, Stephan
- Kranzusch P., Gerlach S., Hollosi D. und Goetze S.
For acoustic sound source localization, e.g. in hands-free communication systems, speech recognition or acoustic event detection systems, knowledge of the number of concurrent sound sources is necessary. This paper analyzes to what extent a spherical microphone array influences the estimation of the number of sound sources.
State of the art approaches already exploit knowledge about head related transfer functions (HRTF) for performance improvement, inspired by findings in human auditory perception. Unfortunately, the influence of HRTFs on the estimation of the number of sound sources is rarely investigated. Therefore, both principal and independent component analysis based estimation algorithms using multi-channel data are evaluated in this paper. We consider a uniform circular microphone array structure, either as open construction or for microphones attached to the surface of a rigid sphere.
Simulated data as well as real acoustic transfer functions measured in an anechoic room for the spherical microphone array are used to derive recommendations for improvement of the sound source number estimation.
- Tomczyszyn T., Cauchi B., Gerlach S. und Goetze S.
Many applications make use of a distant microphone to receive the speech signal of a user. In an enclosed space this signal is corrupted by reverberation that can be characterized by the room impulse response (RIR) which varies depending on the characteristics of the room and on the positions of the user and of the microphone. As reververberation can decrease the speech intelligibilty and quality, several dereverberation algorithms have been developed. Some dereverberation algorithms, e.g. channel equalization, need an estimate of the time domain RIR tipically obtained using blind system identication (BSI) while others, e.g. reverberation suppression, can be fed only with descriptors of the RIR such as the reverberation time or the direct to reverberant ratio. An estimate of the room transfer function could be used to improve the performance of BSI algorithms, as a parameter within reverberation suppression methods or source localization algorithms. An estimator of the room transfer function based on cepstral smoothing is proposed here. The proposed method shows increased robustness against noise when compared with a state-of-the art BSI algorithm.
Getzmann, Stephan
- Getzmann S., Lewald J. und Falkenstein M.
Geyer, Christoph
- Geyer C. und Müller A.
Die Luft- und Trittschalldämmung einer splittgefüllten Hohlkastendecke werden im Rahmen des Schweizer Forschungsschwerpunkts Schallschutz im Holzbau im Leichtbauprüfstand in Dübendorf gemessen. Dabei wird der Luft- und Trittschallschutz der Geschossdecke mit unterschiedlichen Fußbodenaufbauten und abgehängten Deckenkonstruktionen bestimmt. Durch die schwimmenden Estriche ergeben sich Verbesserungen des Luftschallschutzes von bis zu
Dn,w = 22 dB bei mittleren und hohen Frequenzen. Aber auch bei tiefen Frequenzen bewirken diese Fußbodenaufbauten eine Verbesserung des Luftschallschutzes der Geschossdecke von
- Melián Hernández A., Geyer C., Müller A., Sanavi A. und Pichler J.
Im Rahmen des Schweizer Forschungsschwerpunkts Schallschutz im Holzbau wird der Luft- und Trittschallschutz typischer Schweizer Holzdecken ermittelt und in einem Bauteilkatalog zusammengefasst. Dabei kommt dem Leichtbauprüfstand in Dübendorf eine Schlüsselrolle zu. Hier werden viele Eingangsdaten für die Luft- und Trittschalldämmung der Konstruktionen ermittelt. In diesem Beitrag werden die Messergebnisse für die Luft- und Trittschalldämmung einer splittgefüllten Hohlkastendecke vorgestellt. Der Luftschallschutz wird als Normschallpegeldifferenzen, Dn, der Trittschallschutz als Norm-Trittschallpegel, Ln nach EN ISO 10140-2 bzw. 10140-3 für verschiedene Deckenaufbauten (schwimmende Estriche und Flachdachaufbauten), sowie abgehängte Decken zwischen 50 Hz und 5000 Hz gemessen. Diese Deckenkonstruktion weist nicht nur sehr hohe Schalldämmmaße bei mittleren und hohen Frequenzen mit einer bewerteten Normschallpegeldifferenz bis zu Dn,w = 80 dB und einem bewerteten Norm-Trittschallpegel von minimal Ln,w= 21 dB, sondern auch sehr hohe Werte im tieffrequenten Bereich mit Dn,w + C50 - 5000 = 75 dB und Ln,w + CI,50-2500 = 40 dB auf. Die Messergebnisse für die untersuchten Deckenkonstruktionen werden vorgestellt.
Geyer, Thomas
- Geyer T., Sarradj E. und Hobracht M.
Die Interaktion einer turbulenten Strömung mit einem Hindernis ist ein dominierender Schallentstehungsmechanismus, zum Beispiel in Rotor-Stator-Anordnungen. Dementsprechend gibt es zu dieser Fragestellung eine Vielzahl von theoretischen und experimentellen Untersuchungen. Zur Schallvorhersage existieren dabei neben numerischen Modellen auch eine Reihe einfacher analytischer Modelle. Diese basieren häufig auf der Annahme einer ebenen Platte in einer ideal homogenen und isotropen Zuströmturbulenz, ein Umstand, der in realen Anwendungen jedoch meist nicht vorausgesetzt werden kann. Es stellt sich daher die Frage, ob diese Annahmen die Gültigkeit der Modelle in der Praxis einschränken.
Im Beitrag werden die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen zur Anwendbarkeit eines einfachen Vorhersagemodells für die Schallentstehung in inhomogener, anisotroper Turbulenz vorgestellt. Dazu wurden die Resultate von Hitzdrahtmessungen sowohl in homogener, lokal-isotroper Turbulenz als auch in inhomogener, anisotroper Turbulenz als Eingangswerte für ein analytisches Vorhersagemodell verwendet. Die Ergebnisse wurden anschließend mit Ergebnissen akustischer Messungen sowohl an einer flachen Platte als auch an einem NACA0012-Tragflügelprofil in einem Freistrahlwindkanal verglichen.
Giering, Kerstin
- Giering K.
Im Rahmen eines für das Umweltbundesamt durchgeführten Forschungsvorhabens wurde ein Vorschlag für ein Verfahren zur Identifizierung von Lärmhotspots im Rahmen der Lärmaktionsplanung entwickelt. Dazu wurde zunächst eine detaillierte Literaturanalyse durchgeführt. Hierbei wurden zum einen die in der 1. Stufe aufgestellten Lärmaktionspläne deutscher Kommunen, insbesondere Ballungsräume, sowie europäische Ballungsräume ausgewertet. Zum anderen wurde die einschlägige nationale und internationale Literatur analysiert. Die in der Literatur gefundenen Methoden werden vorgestellt. Die gefundenen Hotspot-Identifizierungsverfahren wurden für ein Testgebiet rechnerisch umgesetzt und grafisch dargestellt und bewertet. Es zeigte sich, dass die Identifizierung von Hotspots deutlich stärker von grafischen Parametern (bspw. Skalierung) als von der zugrundeliegenden Methode abhängt. Daraus abgeleitet wurde ein Vorschlag für eine zweistufige Herangehensweise bei der Identifizierung von Hotspots entwickelt: 1. Die Berechnung eines Hotspotmaßes auf der Basis der Daten der Lärmkartierung und 2. eine ergänzende qualitative Bewertung der Hotspots mit Hilfe eines Indikatorensystems.
Gierlich, Hans Wilhelm
- Reimes J., Mauer G. und Gierlich H.W.
Gigla, Birger
- Tchorz J. und Gigla B.
Gleine, Wolfgang
- Langfeldt F., Marinova P., Gleine W., Lippert S. und von Estorff O.
For the propulsion of future aircraft generations, the counter-rotating open-rotor (CROR) is a significantly more eco-efficient alternative to today's turbofan technologies. One major drawback of CROR-engines, however, is the high-amplitude low-frequency noise generated by the propellers. To reduce aircraft interior noise, a noise-shield can be mounted on the fuselage of the aircraft, but in the low-frequency range traditional sound attenuation means (e.g. double-wall structures) typically require, contrary to the design philosophy of aeronautics, relatively high masses and/or large panel gaps filled with damping materials. In the present contribution, an innovative noise-shield design concept especially for attenuating the dominating low-frequency tonal CROR-noise is proposed and analyzed. The concept incorporates several layers of membrane-like acoustic metamaterials, which promise a high transmission loss at lower frequencies without adding too much mass to the structure. To protect the fragile membranes from environmental conditions, the layer array is mounted between two face sheets in a double-wall-like design. In part I of the contribution, an analytical method is presented to estimate the transmission loss of such kind of design. These predictions are validated using experimental and numerical results. Finally, in part II, the transmission loss of a full-scale prototype of the noise-shield is evaluated numerically.
- Marinova P., Langfeldt F., Lippert S., von Estorff O. und Gleine W.
In the context of a counter-rotating open-rotor aircraft design a need of measures for reducing high-amplitude low-frequency noise, generated by the propellers arises. Considering the traditional sound attenuation techniques at low frequencies, the lightweight requirements for a fuselage mounted noise-shield cannot be satisfied. To challenge this problem, new generations of metamaterials have emerged as a potential solution for sound attenuation well beyond the limit of the conventional acoustical mass law. Locally resonant acoustic materials of membrane-type with negative dynamic mass are recently reported being able to increase sound transmission loss significantly when compared to the prediction of the corresponding acoustic mass law. Based on the analytical results obtained for a single-celled multi-layer arrangement in part I of the contribution, series of numerical investigations were performed aiming to verify the adequacy of the material arrangement as a middle layer of a double panel structure within a low frequency noise protection shield. The sound transmission loss calculations are carried out for structures with different complexity and with varying parameters. The modal dominance analysis technique has been studied as an approach for model reduction motivated by the finding of a strong influence of the vibration eigenmodes over the metamaterial sound transmission behavior.
Glöckner, Mandy
- Dannemann M., Glöckner M., Lenz K., Hufenbach W., Modler N. und Kolbe F.
Die Untersuchung von Schallsignalen nimmt bis dato in der soziologischen Forschung eine Randposition ein. Gegenstand des Beitrages sind die Ergebnisse eines interdisziplinären Projektes zwischen dem Institut für Soziologie und dem ILK, welches mit der Erforschung des Wechselverhältnisses zwischen der akustischen Umwelt und dem Menschen eine sozioakustische Perspektive eröffnete. Methodisch kamen mit Tagesprotokollen und leitfadengestützten Interviews für dieses Themenfeld neuartige Erhebungsinstrumente zum Einsatz.
Im Mittelpunkt stehen die Wahrnehmungs- und Bewältigungsmuster von Schallsignalen in sozialen Situationen und deren Einflussfaktoren sowie die damit einhergehenden Auswirkungen auf akustische Gestaltungsanforderungen technischer Produkte wie etwa Haushaltstechnik. Schallwahrnehmung wird als ein hochgradig nicht bewusst ablaufender Vorgang und sozialer Prozess charakterisiert, der neben individuellen Faktoren (z.B. aktuelle Stimmung) auch maßgeblich von situationsbezogenen Einflussfaktoren (z.B. Vermeidbarkeit, Situation) abhängig ist. Hierbei kann das soziologische Rahmenkonzept von Goffman als Erklärungsansatz herangezogen werden. Nach diesem sind Schallsignale und deren Interpretationsweisen an ein situationsspezifisches kulturelles Wissen gekoppelt, das die Wahrnehmung und Bewertung von Schallsignalen stark beeinflusst. Mittelwertvergleiche verdeutlichen, dass beispielsweise Schallsignale des Straßenverkehrs überwiegend neutral empfunden werden, jedoch bei Tätigkeiten wie Spazierengehen oder Schlafen, wo sie nicht Teil des erwartbaren Rahmens sind, als störend. Hinsichtlich der technischen Gestaltung von Haushaltsgeräten nimmt die Geräuschemission insbesondere bei den älteren Probanden lediglich eine untergeordnete Rolle ein.
Gnauck, Marco
- Foken W., Gnauck M. und List M.
Indirekte Geräuschentstehungsmechanismen sind im NVH-Bereich von besonderer Bedeutung. Das Verständnis für Entstehung und Weiterleitung von Körperschall erfordert vertiefte Kenntnisse der Strukturdynamik. Der vorgestellte Demonstrator gestattet die realitätsnahe Applikation von zwei unterschiedlichen Körperschallquellen in einem Aggregat mit Hilfe von zwei Miniaturshakern. In unterschiedlichen Praktika kann zum Beispiel die Wirkung dynamischer Kräfte, der Einfluss unterschiedlicher Koppelimpedanzen sowie die Weiterleitung von Körperschall in Trägerstrukturen auch über elastische Koppelelemente demonstriert werden. Gleichzeitig werden typische Elemente der Transferpfadanalyse anschaulich demonstriert. Indirekte Kraftbestimmung und direkte Kraftbestimmung können am praktischen Beispiel demonstriert werden.
Goebels, Karl
- Stade P., Arend J. und Goebels K.
Eine Untersuchung der Raumakustik basiert in der Regel auf Messung der omnidirektionalen Raumimpulsantwort. Viele gängige raumakustische Kriterien lassen sich aus dieser Impulsantwort bestimmen und erlauben eine Klassifizierung des Raumes. Allerdings sind diese Methoden mitunter mit Einschränkungen versehen und für die Analyse komplexer Konstellationen wenig aussagekräftig. Vor allem eine genaue örtliche Detektion konkreter Reflexionsflächen ist nur bedingt möglich. Hingegen ermöglicht der Einsatz von Mikrofonarrays und Wellenfeldanalyseverfahren für raumakustische Untersuchungen unter anderem eine detaillierte richtungsbezogene Auswertung des Reflexionsverhaltens. Motiviert durch eine problembehaftete Abhörsituation in einem Regieraum der WDR-Hörspielstudios wurden Messungen mit einem hochauflösenden Mikrofonarray durchgeführt, da der Ursprung der Probleme nicht mithilfe konventioneller raumakustischer Messtechnik zu lokalisieren war. Auf Basis der Mikrofonarraymessungen konnten die Ursprünge der Probleme lokalisiert werden und gezielte raumakustische Maßnahmen definiert werden. Nach Durchführung dieser raumakustischen Maßnahmen wurden erneute Messungen durchgeführt um deren Wirkung zu überprüfen. Neben einer technischen Reflexionsanalyse wurden neuartige Visualisierungsmöglichkeiten erprobt, bei denen Reflexionen in einem Kugelpanoramabild des Raumes dargestellt werden. Dies ermöglicht auch fachfremden Personen einen anschaulichen Zugang zu raumakustischen Problemen und eine verständliche Darstellung von Veränderungen durch raumakustische Maßnahmen. Neben den Arraymessungen wurden jeweils auch gedrehte Kunstkopfaufnahmen durchgeführt, um den Regieraum vor und nach der Maßnahme in einer dynamischen Binauralsynthese hörbar zu machen.
Göbl, Michael
- Oberhauser A., Achs G., Göbl M. und Kopf F.
Erschütterungs- und Sekundärschallimmissionen stehen im innerstädtischen Bereich im Spannungsfeld zwischen kurzen Zugangswegen von Wohnhäusern zu den Stationen und entsprechenden Emissionen, die im Schienenpersonennahverkehr unvermeidbar sind. Bei den Wiener Linien werden Masse-Feder-Systeme somit nicht nur im U-Bahnbau sondern auch im dichten Netz der Straßenbahnen eingesetzt, da die Abstände der angrenzenden Bebauung zu den Gleiskörpern hierbei besonders gering sind. Vor allem Unstetigkeiten im Oberbau wie sie etwa durch Weichen und Schienenkreuzungen resultieren, führen meist zu relativ hohen Erschütterungsemissionen. Um diese Bereiche bestmöglich zu schützen wurden in langjähriger Entwicklungsarbeit Oberbausysteme entwickelt, die durch deren elastische Komponenten ein hohes Maß der auftretenden Schwingungen absorbieren.
In der Baustellenpraxis eines Verkehrsunternehmens ist es dennoch häufig erforderlich, die Erschütterungsemissionen der Verkehrsmittel vor und nach Baumaßnahmen zu dokumentieren. Unterschiedliche Qualitäten des umgebenden Bodenkörpers in innerstädtischen Bereich führen hier oftmals zu überraschenden Ergebnissen!
Görler, Max
- Gerdes F. und Görler M.
Bei der Errichtung der Fundamente von Offshore-Windenergieanlagen mittels Rammverfahren treten erhebliche Schallemissionen auf. Bisherige Messungen zeigen eine gewisse Variabilität der gemessenen Schallpegel. Mögliche Ursachen sind zeitliche Veränderungen beim Rammvorgang und/oder der Schallminderungsmaßnahme. Aber auch die oftmals vorhandene zeitliche Variabilität der Schallausbreitung im Wasser kann ein Beitrag sein. Letztere ist eine Folge der Tatsache, dass einige der Umweltparameter wie z.B. der Seegang und das Schallgeschwindigkeitsprofil zeitlich veränderlich sein können. Den Einfluss der umweltbedingten Variabilität auf die Variabilität der gemessenen Schallpegel kann nur dann herausgearbeitet werden, wenn sowohl die Schallquelle als auch der Empfänger möglichst stationär sind, d.h. zeitlich unveränderlich sind. Zu diesem Zweck wurden bei der kürzlich durchgeführten Installation einer akustischen Hydrophonkette bei der Forschungsplattform FINO3 Schallausbreitungsversuche mit einer vom Schiff abgehängten omnidirektionalen Schallquelle gemacht. Die Signale wurden auf besagter Hydrophonkette und auf zwei autonom arbeitenden, abgesetzten akustischen Messsystemen aufgezeichnet. Die Ergebnisse dieser Messungen werden vorgestellt. Ein Teil der Messungen erfolgte im Auftrag der Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH und wurde gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit.
- Görler M. und Gerdes F.
Seit Ende 2012 bearbeitet der FWG das Vorhaben ''Untersuchung der räumlichen und zeitlichen Variabilität des Schallfeldes bei FINO3 mit gleichzeitiger Erfassung der Anwesenheit von Schweinswalen''. Hierfür wurde im September 2013 bei FINO3 eine am Meeresboden verankerte Hydrophonkette installiert, die durch einen Auftriebskörper vertikal in der Wassersäule gehalten wird. Das System ist für Abtastraten bis 500 kHz ausgelegt, damit neben dem relativ niederfrequenten Rammschall von Offshore-Windparks auch die Klicklaute von Schweinswalen erfasst werden können. Die unter Wasser analog-digital gewandelten Daten werden per Seekabel an die Datenerfassung auf FINO3 übertragen. Zusätzlich betreibt der FWG eine Unterwasserauslage mit zwei C-POD Klickdetektoren und ein auf der Plattform installiertes Kamerasystem. Mit letzterem soll untersucht werden, ob eine automatisierte optische Erfassung von Schweinswalen möglich ist und wenn ja, inwieweit die optischen Erfassungen mit den akustischen vergleichbar sind. In diesem Beitrag werden das Messkonzept und -system beschrieben und es werden erste Messergebnisse vorgestellt. Das Vorhaben ist beauftragt durch die Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH und wird gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit.
Goetze, Stefan
- Willuweit C., Wellmann J. und Goetze S.
Synchronous multi-channel audio streaming from spatially distributed modules is currently usually achieved using formats like Alesis Digital Audio Tape (ADAT) over proprietary networks. The installation of multiple microphone-arrays e.g in buildings or other large spaces requires dedicated connection cables and synchronization is only possible by physically distributing a clock-signal to every module. The main objective of this contribution is to stream audio data from satellite modules to a host-machine which is not involved in Precision Time Protocol (PTP, IEEE 1588) - synchronization realized on field-programmable gate arrays (FPGAs). A network of streaming-modules will synchronize each other using the PTP. The data itself is transmitted via User Datagram Protocol (UDP). While the main focus is on a low skew between the audio-signals of distributed microphones, the achievement of a low audio latency is a secondary goal. Low latency is achieved by using a finite-state-machine design, which is way more deterministic in timing than a conventional software stack. The system is able to transport a channel-count in the range of 200 channels per module according to the maximum bandwidth (24bit - 48kHz - 1Gbit/s). In practice, a module will be associated to one or two microphone-arrays with 5 to 10 channels each.
- Sharma A.R. und Goetze S.
Noise reduction (NR) for audio signals has been extensively studied during the last decades. Various approaches ranging from single channel, multi-channel and hybrid NR techniques have been proposed in the literature. Within the last years, signal enhancement for dereverberation received much attention. The main challenge in dereverberation by means of robust acoustic channel equalization has been the problem of identifying the room impulse response (RIR) accurately. In 2013, Rajan and Andy proposed acoustic multi-channel equalization multiple filters (MCEQ-MF) for imperfect RIR measurements. They suggested a system delay based on minimum
norm to design equalization filters. This paper shows that incorporating regularization in MCEQ-MF algorithm enhances equalization results. In this paper, joint NR and dereverberation combining regularized MCEQ-MF for dereverberation and hybrid NR based on sub-band filtering is proposed. Individual microphone signals are first equalized by designing the equalizer filters based on regularized MCEQ-MF algorithm. Then, the equalized signals are post-processed using hybrid filter for noise reduction. Although noise part may be amplified after the equalization step, our results show that the combined approach is able to achieve dereverberation to a great extent even in presence of channel estimation errors as well as noise reduction after post-filtering.
- Kranzusch P., Gerlach S., Hollosi D. und Goetze S.
For acoustic sound source localization, e.g. in hands-free communication systems, speech recognition or acoustic event detection systems, knowledge of the number of concurrent sound sources is necessary. This paper analyzes to what extent a spherical microphone array influences the estimation of the number of sound sources.
State of the art approaches already exploit knowledge about head related transfer functions (HRTF) for performance improvement, inspired by findings in human auditory perception. Unfortunately, the influence of HRTFs on the estimation of the number of sound sources is rarely investigated. Therefore, both principal and independent component analysis based estimation algorithms using multi-channel data are evaluated in this paper. We consider a uniform circular microphone array structure, either as open construction or for microphones attached to the surface of a rigid sphere.
Simulated data as well as real acoustic transfer functions measured in an anechoic room for the spherical microphone array are used to derive recommendations for improvement of the sound source number estimation.
- Tomczyszyn T., Cauchi B., Gerlach S. und Goetze S.
Many applications make use of a distant microphone to receive the speech signal of a user. In an enclosed space this signal is corrupted by reverberation that can be characterized by the room impulse response (RIR) which varies depending on the characteristics of the room and on the positions of the user and of the microphone. As reververberation can decrease the speech intelligibilty and quality, several dereverberation algorithms have been developed. Some dereverberation algorithms, e.g. channel equalization, need an estimate of the time domain RIR tipically obtained using blind system identication (BSI) while others, e.g. reverberation suppression, can be fed only with descriptors of the RIR such as the reverberation time or the direct to reverberant ratio. An estimate of the room transfer function could be used to improve the performance of BSI algorithms, as a parameter within reverberation suppression methods or source localization algorithms. An estimator of the room transfer function based on cepstral smoothing is proposed here. The proposed method shows increased robustness against noise when compared with a state-of-the art BSI algorithm.
- Brandes M., Mertins H.-C., Schröder J. und Goetze S.
Akustische Mensch-Maschine-Interaktionstechniken z.B. zur Kontrolle technischer Systeme durch Sprache oder aber für die automatische akustische Überwachung hilfsbedürftiger Personen in Pflegeheimen oder Krankenhäusern gewinnen mehr und mehr an Bedeutung. In Systemen zur Erkennung akustischer Ereignisse (engl. Acoustic-Event-Detection (AED)) werden aus einem Audiosignal zunächst Merkmalsvektoren extrahiert, die dann einem akustischen Ereignis zugeordnet werden. Diese Klassifikation wird mit Hilfe von trainierten akustischen Modellen (hier Hidden-Markov-Modelle (HMM)) realisiert. In diesem Beitrag wird der Einfluss zweier Trainingsmethoden (rauschbehaftet und ohne Störgeräusche) auf Leistungsfähigkeit bekannter HMM basierten Erkenner (Temko et al. (2006), Mesaros et al. (2010)) untersucht, die in der Literatur für AED vorgeschlagen wurden. Durch das angepasste Training konnte die Erkennungsleistung bei verrauschten Daten auf einem eigenen Korpus mit zwölf verschiedenen Events bei einem SNR von 0 dB im direktem Vergleich mit Mesaros et al. (2010) (61 Events), um
- Deppermann Gen. Esser M., Wellmann J., Moritz N. und Goetze S.
Systeme zur Spracherkennung müssen neben einem trainierten und bekannten Wortschatz häufig auch neue und somit unbekannte Schlüsselwörter erkennen können. Der Wortschatz eines phonembasierten Schlüsselworterkenners kann durch das Hinzufügen der Phonemsequenzen neuer Wörter erweitert werden. Häufig werden dafür Triphone benötigt, die nicht im Trainingsmaterial enthalten sind. Um diese zu erzeugen, können fehlende Triphone durch Monophone ersetzt werden. Eine weitere Möglichkeit ist das ''Triphone-Clustering'' bei dem anhand einer datengetriebenen Ähnlichkeitsmessung der HMM Zustände und über Entscheidungsbäume mit Fragen zu dem linken und rechten Phonemnachbarn ähnliche Triphone gefunden werden. Für die dritte untersuchte Methode werden die fehlenden akustischen Modelle durch Zusammensetzen aus zwei ähnlichen und vorhandenen Triphone-Modellen generiert. Die Leistung dieser drei Verfahren wird anhand unbekannter Äußerungen und Phantasiewörter mit einem phonembasierten Spracherkenner verifiziert. Alle drei vorgestellten Verfahren ermöglichen die Erkennung untrainierter Wörter, jedoch muss bei der Verwendung von neu generierten Triphone-Modellen im Vergleich zu den beiden weiteren untersuchten Methoden eine deutlich verringerte Erkennungsleistung in Kauf genommen werden.
Goossens, Sebastian
- Matzura F., Goossens S., Groh J. und Wilk E.
Zur Verbesserung der Sprachverständlichkeit von fertig gemischtem Stereo-Fernsehton wurden zwei Ansätze untersucht. Als Signalbearbeitung der fertigen Mischung wurde eine Expansion der Stereomitte bei gleichzeitiger Absenkung der diffusen Schallanteile vorgenommen. Diese Signalbearbeitung wurde auf kurze Beispiele aus dem realen Fernsehprogramm angewendet und in einem Hörversuch durch Probanden bewertet. Eine leichte Verbesserung konnte für den Großteil der verwendeten Beispiele bestätigt werden, jedoch wurde auch deutlich, dass der Erfolg des Verfahrens von der Beschaffenheit des Signals abhängig ist. Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung der Sprachverständlichkeit auf der Empfängerseite wurde über den Vergleich verschiedener Abhörsituationen in einem Wohnzimmer verfolgt. Dort wurde der Unterschied zwischen der Wiedergabe über integrierte Fernsehlautsprecher und über in kurzem Abstand vor dem Hörer aufgestellte externe Lautsprecher messtechnisch überprüft. Eine Tendenz zu besserer Sprachverständlichkeit durch die Verwendung externer Lautsprecher bestätigt sich sowohl in den Mess- als auch in den Hörversuchsergebnissen. Darüber hinaus zeigen die Untersuchungen, dass sich die Abhörsituation im Wohnzimmer hinsichtlich der Sprachverständlichkeit (erwartungsgemäß) von der Situation in einer Produktionsregie unterscheidet. Anhand der quantitativen Ergebnisse wurde deutlich, dass eine Sprachsequenz, die hinsichtlich der Verständlichkeit in der Tonregie ''grenzwertig'' aber noch vertretbar erscheint, vom Zuschauer im Wohnzimmer schwer oder gar nicht mehr verstanden wird.
Gostian, Antoniu-Oreste
- Pazen D., Lüers J.-C., Anagiotos A., Gostian A.-O. und Beutner D.
Grabinger, Jens
- Weber J., Becker S., Grabinger J., Scheit C. und Kaltenbacher M.
Small vertical axis wind turbines are considered as a possible solution for using wind energy at small scales in urban areas. To achieve this further aerodynamic and aeroacoustic optimizations are required. This work deals with two different numerical schemes of noise prediction of small vertical axis wind turbines using hybrid methods. As usual for hybrid aeroacoustic approaches, the flow field and acoustic calculations are carried out in separate software packages. The two schemes then differ in how the location of the acoustic sources and their propagation is calculated. In the first scheme the acoustic source terms are computed according to Lighthill's acoustic analogy which gives source terms located on the original CFD grid. These source terms are projected onto a coarser acoustic grid on which the propagation is calculated by solving the wave equation. In the second scheme the Ffowcs Williams-Hawking (FW-H) method is used which is based on a free field Green's function. The scheme uses a porous integration surface and implements an advanced time formulation. The far field acoustic radiation is calculated by extrapolation of the acoustic waves. Both methodologies are compared with experimental data.
- Hüppe A., Grabinger J. und Kaltenbacher M.
The numerical simulation of acoustic fields in rotating systems and its coupling to a quiescent surrounding fluid exhibits many theoretical and practical challenges. Beside the need for an accurate and stable computational scheme, we also want to achieve at an efficient numerical scheme, concerning memory requirement an CPU time. The Nitsche Finite Element method, applied to the wave equation, seems to be an attractive choice to establish an efficient solution scheme. By the introduction of flux and penalization terms on the interface between moving and quiescent grid, the method retains symmetry of the algebraic system of equations and can thereby help to speed up computations. The other crucial aspect of a method for rotating systems is the (long term) stability of the solution. For the Nitsche method, the issue of stability and accuracy is highly related to a penalization factor. We will therefore investigate the influence of this factor as well as the effect of modifications to the original Nitsche formulation for acoustics with respect to its stability by means of acoustic energy analysis in the discrete system. Applications to three dimensional examples show the improvements achieved and point out remaining challenges, especially in the context of computational aeroacoustics.
Graefe, Christoph
- Graefe C. und Egermann H.
Previous research indicates that prediction of emotion in music is possible based on linear regression models and a few interval-scaled time series representing psychoacoustic audio features. This work will present analyses based on six stimuli of classical solo flute music presented to 25 music listeners using a new type of linear autoregressive mixed effects modeling. The following emotional response components were continously measured during music listening: subjective feeling (valence/pleasantness, arousal), physiological measurements of peripheral arousal (skin conductance), and expressive facial movements (via electromyography). The audio features RMS (representing loundness), Spectral Flux, Brightness, Roughness and Spectral Centroid (all 5 were extracted using the MIRtoolbox 1.5 for Matlab), as well as Tempo and Melodic Contour (extracted manually using the software Sonic Visualiser 2.2) were used as response predictors. Preliminary results indicate that among others, RMS and Tempo are significantly positivly related to subjective and physiological arousal. These findings illutrate how digital signal processing and psychoacoustic approaches can be used successfully to predict experiences of music listeners.
Graf, Franz
- Pokorny F., Graf F. und Pernkopf F.
Mitbedingt durch ein breites, potentielles Anwendungsfeld stellt die Emotionsspracherkennung heute ein großes Forschungsgebiet dar, das auf die computergestützte Erkennung menschlicher Emotionen in Sprachsignalen fokussiert und dabei mit verschiedenen Herausforderungen, wie der Findung eines geeigneten, zugrundeliegenden Trainingsmaterials konfrontiert ist. Eine Vielzahl an Studien befasste sich insbesondere mit Systemen zur Erkennung negativer Emotionen. Allerdings wurden dabei nur selten diverse Anforderungen berücksichtigt, die bei einem möglichen Einsatz unter realen Bedingungen zu beachten wären, wie z.B. Unempfindlichkeit gegenüber Störschall, Echtzeitfähigkeit oder die Verwendung ausreichend realistischer Sprachkorpora.
Ausgehend davon wurde ein robustes, echtzeitfähiges Klassifikationssystem für die Erkennung negativer Emotionen in Sprachsignalen implementiert und auf einen stark emotional gefärbten Spontansprachkorpus trainiert. Das Grundprinzip des Systems bildet der im Bereich der Emotionsspracherkennung innovative bag-of-audio-words-Ansatz. Eine umfangreiche Systemevaluierung wurde durchgeführt und eine gewichtete Erkennungsrate von 65.6% konnte offline für die Unterscheidung von negativen und nicht negativen Emotionen erreicht werden.
- Graf F., Rexeis S. und Himmelbauer J.
Flugzeugkomponenten aus Faserverbundwerkstoffen erfreuen sich aufgrund ihrer höheren Steifigkeit und ihres geringeren Gewichts im Vergleich zu metallischen Strukturen zunehmender Beliebtheit in der Aviation. Bei äußeren Einwirkungen auf die Struktur können Ablösungen von Schichten der Faserverbundwerkstoffe, sogenannte Delaminationen entstehen, die die Eigenschaften des Materials mindern. ''Damage Tolerant Design'' zielt darauf ab, Schädigungen der Struktur zu einem gewissen Grad zuzulassen bevor eine Reparatur oder Austausch vorgenommen wird. Zur Sicherstellung der strukturellen Integrität der Komponenten im laufenden Betrieb bieten sich kontinuierliche zerstörungsfreie Prüfverfahren an. Dieser Vortrag beinhaltet eine Gegenüberstellung verschiedener bildgebender Strahlformungsalgorithmen zur Sichtbarmachung von Delaminationen in Faserverbundwerkstoffen. Die Schadensdetektion erfolgt dabei mit Lamb Wellen, deren Reflexionen bzw. Absorptionen an einer Delamination sichtbar gemacht werden. Für die Aktuation der Komponenten wird ein Array aus piezoelektrischen Elementen verwendet. Ein weiteres Array bestehend aus faseroptischen Sensoren dient der Aufzeichnung der Systemantwort. Phänomene wie Modenkonversion, Modenselektion, Temperatureinflüsse und Dispersion werden adressiert. Eine Darstellung der vielversprechenden Ergebnisse sowie eine Gegenüberstellung zu metallischen Strukturen werden präsentiert und diskutiert. Ziel ist es mittelfristig, die speziell für die europäische Flugzeugindustrie entwickelte Technologie auch in anderen Bereichen einzusetzen. So ist es durchaus erstrebenswert die Methoden auch zukünftig im Automobil- und Schienenbereich zu nutzen.
- Pokorny F. und Graf F.
Die Transauraltechnik befasst sich mit der Wiedergabe binauraler Signale über Lautsprecher zur Spatialisierung virtueller Schallquellen. Gegenüber der Verwendung von Kopfhörern ergeben sich hierbei zusätzliche Herausforderungen, wie die Kompensation der Übertragungsfunktionen zwischen Lautsprecher und Ohr, sowie des Signalübersprechens des rechten und linken Kanals auf das jeweils andere Ohr. Die Funktionalität aktueller Transauralsysteme ist durch die starre Anordnung der Lautsprecher und die limitierte Realisierbarkeit von Cross-Talk Cancellation-Filtern begrenzt und resultiert in einer eingeschränkten Bewegungsfreiheit des Hörers.
Zur Minimierung des Kanalübersprechens und zur flexiblen Anpassung des Beschallungssystems an die aktuelle Position des Hörers wäre ein mechanisch nachführbares Lautsprecherpaar mit stark gebündeltem Abstrahlverhalten ideal. Eine adäquate Lösung hierfür könnten parametrische Lautsprecherarrays liefern. Diese machen sich nichtlineare Übertragungseigenschaften von Schall in Luft zunutze und strahlen, auf einen hochpegeligen, vom Menschen nicht wahrnehmbaren Ultraschallträger aufmodulierte Nutzsignale ab, die somit eine starke Abstrahlbündelung aufweisen und durch Demodulation entlang der Arrayachse wieder hörbar werden.
Das Ziel der vorliegenden Studie sind die Evaluierung und der Vergleich zweier unterschiedlicher parametrischer Lautsprecherarrays (Audio Spotlight
und AcouspadeTM) für den Einsatz zur Abstrahlung transauraler Signale. Als Basis dient die akustische Vermessung der jeweiligen Abstrahlcharakteristika, sowie des Grads an Übersprechen zwischen linkem und rechtem Kanal.
Grams, Philipp
- Grams P. und Arsic D.
Das Komfortempfinden der Fahrzeuginsassen wird durch die Umgebungsgeräuschdämmung des Fahrzeugs beeinflusst. Zur Bewertung dieser ist es hilfreich, die von außen in das Fahrzeug eindringenden Geräusche zu auralisieren. Werden die quellennormierten Übertragungsfunktionen der Dämmungen gemessen, so lassen sich verschiedene Betriebszustände des Fahrzeuges auralisieren. Das hier vorgestellte neue Verfahren ermöglicht es nicht nur, konstante Betriebsgeräusche - wie die Abgasanlage, das Reifenabrollgeräusch oder ein mit gleichbleibendem Abstand vorausfahrendes Fahrzeug - am Ohr eines Insassen zu auralisieren, sondern auch eine Simulation von Überholmanövern anderer Fahrzeuge durchzuführen. Zur Auralisierung der Überholmanöver wird eine Folge von Impulsantworten gemessen, welche die Übertragungsfunktionen von verschiedenen Schallquellen-Positionen zu den Ohren eines Fahrzeuginsassen darstellen. Werden diese Schallquellenpositionen entlang des Fahrweges des überholenden Fahrzeuges erfasst, so lassen sich die resultierenden Impulsantworten zu einer dynamischen Übertragungsfunktion verknüpfen. Diese dynamische Impulsantwort kann mit dem Quellsignal, welches das vorbeifahrende Fahrzeug charakterisiert, gefaltet werden. Das Ergebnis der Simulation ist die Auralisation eines vorbeifahrenden Fahrzeuges.
- Arsic D. und Grams P.
Graurock, Christian
- Stampka K., Sesterhenn J., Graurock C. und Fernández J.J.P.
In der Vulkanforschung kommt größtenteils Messtechnik zur Erfassung der seismischen Aktivitäten von Vulkanen zum Einsatz. Eine Aussage über die Zustandsgrößen im Inneren eines Vulkans ist damit nur schwer möglich. Aus diesem Grund werden andere Ansätze untersucht, um mehr Informationen über die Eigenschaften eines Vulkanausbruchs zu erhalten.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit einer akustischen Arraymessung an dem Vulkan Stromboli bei Sizilien, dessen Ausbruch durch einen akustisch stark auffälligen Freistrahl charakterisiert ist. Mikrofonarraymessungen dienen der Ortung von Schallquellen. Durch die Lokalisierung von Schallquellen des Freistrahls kann auf die Ausströmmachzahl des Freistahls geschlossen werden, wodurch Rückschlüsse auf den Innendruck im Vulkan gezogen werden können.
Ziel dieser Messung war es, mit einem kleinen Mikrofonarray erste Daten aufzunehmen und die Schwierigkeiten, die bei einer Messung an einem Vulkankrater entstehen, zu bestimmen. Es werden die geografischen Gegebenheiten, der Messaufbau sowie erste Ergebnisse vorgestellt.
Gravenkamp, Hauke
- Prager J., Dohse E., Gaal M., Gravenkamp H., Grzeszkowski M. und Homann P.T.
Die Prüfung von Klebeverbindungen stellt eine Herausforderung für die zerstörungsfreie Prüfung und die Qualitätssicherung mit Hilfe von Ultraschallverfahren dar. Grund dafür sind zum einen die im Verhältnis zu Wellenlänge geringen Materialdicken und zum anderen die geschichtete Struktur der Klebverbindung, die zumeist verschiedene Werkstoffe kombiniert. Gerade die geringen Materialdicken ermöglichen jedoch die Entwicklung von Prüfverfahren, die mit geführten Wellen arbeiten. Voraussetzung für diese Entwicklung ist eine genaue Kenntnis der physikalischen Besonderheiten der Wellenausbreitung, die durch das multimodale und dispersive Verhalten geführter Wellen geprägt ist. Zudem werden neue Auswertestrategien benötigt, die die besonderen physikalischen Zusammenhänge berücksichtigen. Im Beitrag werden verschiedene Ansätze vorgestellt, bei denen die Einkopplung des Ultraschalls ins Bauteil sowohl durch flüssigkeitsgekoppelte als auch durch luftgekoppelte Ultraschallwandler erfolgt. Der Einsatz von lasergestützen Verfahren zur Detektion der Echosignale wird demonstriert. Nach einer Einführung in die speziellen physikalischen Zusammenhänge geführter Wellen und dem daraus abgeleiteten Design der Prüftechniken wird die Anwendbarkeit der Ansätze an praxisrelevanten Beispielen demonstriert. Dazu werden die Werkstoffkenngrößen der zu prüfenden Komponenten ermittelt und die akustischen Eigenschaften mit Hilfe spezieller Simulations- und Analyseverfahren untersucht, um geeignete Prüfstrategien zu entwickeln.
Grebel, Antje
- Grebel A., Ochs S., Bös J. und Melz T.
Es bestehen mehrere Möglichkeiten, den Absorptionsgrad eines Schallabsorbers in einem Impedanzrohr unter senkrechtem Schalleinfall zu bestimmen. Das Verfahren mit Übertragungsfunktion nach DIN EN ISO 10534-2 bietet die Möglichkeit, den frequenzabhängigen Absorptionsgrad schnell mit nur einer Messung zu bestimmen. Bei der Montage des schallabsorbierenden Materials im Kundtschen Rohr bieten sich verschiedene Einbaumöglichkeiten an, die aus theoretischen Überlegungen heraus alle zu den gleichen Messergebnissen führen sollten. Es wurde jedoch festgestellt, dass auch Parameter wie die Probengröße und der Probenzuschnitt des Prüflings einen erheblichen Einfluss auf das Messergebnis haben. Auf Grundlage einer statistischen Versuchsplanung wurden im Rahmen einer experimentellen Sensitivitätsanalyse diverse Einflussparameter auf die Messergebnisse untersucht und hinsichtlich ihrer Signifikanz bewertet. Die Signifikanz des Faktors Einbauart konnte statistisch belegt werden. Der Effekt ist für unterschiedliche Schaumstoffe unterschiedlich stark. Hierbei fällt auf, dass beschichtete Schaumstoffe anscheinend sensibler reagieren als unbeschichtete.
Groh, Jens
- Matzura F., Goossens S., Groh J. und Wilk E.
Zur Verbesserung der Sprachverständlichkeit von fertig gemischtem Stereo-Fernsehton wurden zwei Ansätze untersucht. Als Signalbearbeitung der fertigen Mischung wurde eine Expansion der Stereomitte bei gleichzeitiger Absenkung der diffusen Schallanteile vorgenommen. Diese Signalbearbeitung wurde auf kurze Beispiele aus dem realen Fernsehprogramm angewendet und in einem Hörversuch durch Probanden bewertet. Eine leichte Verbesserung konnte für den Großteil der verwendeten Beispiele bestätigt werden, jedoch wurde auch deutlich, dass der Erfolg des Verfahrens von der Beschaffenheit des Signals abhängig ist. Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung der Sprachverständlichkeit auf der Empfängerseite wurde über den Vergleich verschiedener Abhörsituationen in einem Wohnzimmer verfolgt. Dort wurde der Unterschied zwischen der Wiedergabe über integrierte Fernsehlautsprecher und über in kurzem Abstand vor dem Hörer aufgestellte externe Lautsprecher messtechnisch überprüft. Eine Tendenz zu besserer Sprachverständlichkeit durch die Verwendung externer Lautsprecher bestätigt sich sowohl in den Mess- als auch in den Hörversuchsergebnissen. Darüber hinaus zeigen die Untersuchungen, dass sich die Abhörsituation im Wohnzimmer hinsichtlich der Sprachverständlichkeit (erwartungsgemäß) von der Situation in einer Produktionsregie unterscheidet. Anhand der quantitativen Ergebnisse wurde deutlich, dass eine Sprachsequenz, die hinsichtlich der Verständlichkeit in der Tonregie ''grenzwertig'' aber noch vertretbar erscheint, vom Zuschauer im Wohnzimmer schwer oder gar nicht mehr verstanden wird.
Großmann, Jochen
- Dahlhaus F., Großmann J., Adam F., Dombrowski-Daube K. und Schuldt B.
Bei der Errichtung von Offshore Bauwerken werden Pfähle mit Hilfe von Impulsrammen in den Meeresboden eingebracht. Dabei treten hohe Schalldrücke auf, die sich über große Entfernungen auf die Meeresumwelt auswirken und zu einer Beeinträchtigung von Meeressäugern, insbesondere zur Schädigung ihres Gehörs führen können. Die bisher für Tiefgründungen im Offshore-Bereich eingesetzten Stahlrammpfähle weisen hohe Schallemission auf.
Der Tagungsbeitrag soll einen auf der Auswahl geeigneter Werkstoffe und Werkstoffkombinationen basierenden neuen Ansatz zur primären Schallminderung aufzeigen. Es werden die theoretischen und experimentellen Ergebnisse einer Machbarkeitsstudie zur Entwicklung eines neuartigen Pfahltragwerkes aus druck- und schlagfesten Verbundwerkstoffen präsentiert. Im Rahmen der Materialentwicklungen konnte durch den gezielten Einsatz von hochtragfähigen als auch schallreduzierenden Werkstoffkomponenten eine Schallminderung erreicht werden. Zugleich ist die Dauerhaftigkeit des Verbundwerkstoffes unter gegebenen Umweltbedingungen und infolge Lastwechselbeanspruchungen zu gewährleisteten. Es werden die für den Verbundwerkstoff in maßstäblichen Laborversuchen ermittelten und gegenüber klassischen Stahlrohrtragwerken deutlich reduzierten Schalldrücke und -kennwerte vorgestellt. In begleitenden numerischen Untersuchungen erfolgte die Entwicklung eines Finite-Element Berechnungsmodells zur Prognose der Hydroakustik im Nah- und Fernfeld des Rammpfahls. Mithilfe der experimentellen Ergebnisse konnte eine erfolgreiche Validierung des Modells vorgenommen werden. Im Ergebnis der Studie kann festgehalten werden, dass der primäre Schallschutz ein großes Potential zur Verringerung der Schallemissionen im Offshore-Bereich besitzt.
Grothe, Timo
- Waloschek S. und Grothe T.
Im Rahmen eines Praktikumsversuchs für Tonmeisterstudenten am Erich-Thienhaus-Institut (ETI) in Detmold wurde ein Hörtest zum Vergleich der Klangeigenschaften verschiedener Mikrofone durchgeführt. Ziel des Praktikums war der objektive Vergleich verschiedener Mikrofontypen.
Der erste Teil des Versuchs umfasste die Messung der Amplitudenfrequenzgänge und des Freifeldübertragungsfaktors in der reflektionsgeminderten Messkammer des Instituts.
Im zweiten Teil wurden mit jedem der Mikrofone Einzelaufnahmen von einem Konzertflügel mit MIDI-basiertem Reproduktionssystem in einem Konzertsaal der Hochschule für Musik Detmold durchgeführt.
Der dritte Versuchsteil bestand aus einem doppelblinden Hörversuch. Die aufgenommenen Audiodaten wurden zuvor kalibriert, auf gleiche Lautheit normalisiert und während des Versuchs im Mastering-Raum des ETIs mit professionellem Audioequipment abgespielt. Die Studenten wurden gebeten, die Mikrofonaufnahmen anhand eines Semantischen Differentials bezüglich ihrer Klangfarbe zu bewerten.
Die Unterscheidbarkeit der Mikrofone wurde durch die Lautheitsnormalisierung maßgeblich erschwert. Das Praktikum zeigte viele Fragen und Probleme des Layouts eines Hörversuchs auf und die Aussagekraft der Ergebnisse wurde kontrovers diskutiert.
Grützmacher, Volker
- Grützmacher V.
In den ersten Jahren nach der Erfindung des Automobils lag der Schwerpunkt der Entwicklung höchstwahrscheinlich mehr auf der Zuverlässigkeit und Fahrtauglichkeit als auf dem akustischen Verhalten des Fahrzeuges. Mit der steigenden Verbreitung als Transportmittel und gleichzeitig zunehmenden Verweilzeiten der Passagiere gewann auch das Geräuschverhalten des Fahrzeuges an Bedeutung. Diese gilt sowohl hinsichtlich des emittierten Außengeräuschs, um die Belastung der Umwelt aufgrund des gestiegenen Verkehrsaufkommens in Grenzen zu halten, als auch für den Geräuschkomfort im Fahrzeuginnenraum. Für zukünftige Fahrzeuggenerationen ist konsequenter Leichtbau erforderlich, um den Verbrauch fossiler Energieträger weiter zu reduzieren. Um gleichzeitig die ständig steigenden Komfortansprüche der Kunden zu befriedigen, ist eine komplexe Auslegung der einzelnen Geräuschquellen und der Gesamtgeräuschkulisse notwendig, die über passive Maßnahmen und zunehmend auch über aktive Systeme erreicht wird. Daher werden in Ergänzung zu ''klassischen'' pegelbasierten Messgrößen wie Summen-, Terz- und Ordnungspegeln weitere Kennwerte entwickelt und verwendet, die die zeitlichen und spektralen Feinstrukturen im Fahrzeuggeräusch berücksichtigen und mit denen der Qualitätseindruck des Außen- und Innengeräuschs besser abgebildet werden kann. Der Vortrag gibt einen Überblick über die gegenwärtigen und zukünftigen Herausforderungen der Fahrzeugakustik und veranschaulicht die Einsatzgebiete der einzelnen Methoden zur Beeinflussung des Geräuschverhaltens und die dazugehörigen Messprozeduren.
Grzella, Ralf
- Grzella R. und Bombeck H.
Die Arbeit stellt zunächst die Bundeswehr im Zeichen ihrer Neuausrichtung und unter besonderer Berücksichtigung des Immissionsschutzes Lärm dar. Hiervon ausgehend wird auf die aktuelle Vorschriftenlage, die mögliche Einbindung in ein integriertes Umwelt- und Arbeitsschutzmanagement und in das Vorhaben SASPF (Standard Anwendungs Software Produktfamilie) der Bundeswehr eingegangen. Ausgehend von der Komplexität und des interdisziplinären Ansatzes des Themas werden Rahmenbedingungen zur Herleitung und Begründung der Untersuchungsmethodik dargelegt. Die Darstellung der Untersuchungsergebnisse beginnt mit den Zusammenhängen aus der Entstehungsgeschichte von mili-tärischen Kasernenanlagen ab den 1930-er Jahren und führt zu den Erkenntnissen über das derzeitige Liegenschafts- und Gebäudemanagement der Bundewehr. Die aktuellen Herausforderungen des Immissionsschutzes Lärm in der Bauleitplanung in Bezug auf Kasernenanlagen der Bundeswehr werden erläutert. Weiterhin wird die qualitative und quantitative Identifizierung von Lärmquellen in Kasernenanlagen der Bundeswehr ebenso beschrieben wie die systematische Zusammenführung von akustischen Grundlagendaten der identifizierten Lärmquellen und die hieraus entwickelten Beispiele für eine akustische Bestandsaufnahme und eine akustische Betriebsbeschreibung für Kasernenanlagen. Abschließend werden für ausgewählte Kasernenanlagen unterschiedliche akustische Ansätze - von Flächenbezogenen Schallleistungspegeln bis hin zu Einzelschallquellen - mit dem Software-Produkt IMMI 2009/2012 dargestellt. Die Ergebnisse werden diskutiert und ein Ausblick zur Fortführung der Thematik wird gegeben.
Grzeszkowski, Mateusz
- Prager J., Dohse E., Gaal M., Gravenkamp H., Grzeszkowski M. und Homann P.T.
Die Prüfung von Klebeverbindungen stellt eine Herausforderung für die zerstörungsfreie Prüfung und die Qualitätssicherung mit Hilfe von Ultraschallverfahren dar. Grund dafür sind zum einen die im Verhältnis zu Wellenlänge geringen Materialdicken und zum anderen die geschichtete Struktur der Klebverbindung, die zumeist verschiedene Werkstoffe kombiniert. Gerade die geringen Materialdicken ermöglichen jedoch die Entwicklung von Prüfverfahren, die mit geführten Wellen arbeiten. Voraussetzung für diese Entwicklung ist eine genaue Kenntnis der physikalischen Besonderheiten der Wellenausbreitung, die durch das multimodale und dispersive Verhalten geführter Wellen geprägt ist. Zudem werden neue Auswertestrategien benötigt, die die besonderen physikalischen Zusammenhänge berücksichtigen. Im Beitrag werden verschiedene Ansätze vorgestellt, bei denen die Einkopplung des Ultraschalls ins Bauteil sowohl durch flüssigkeitsgekoppelte als auch durch luftgekoppelte Ultraschallwandler erfolgt. Der Einsatz von lasergestützen Verfahren zur Detektion der Echosignale wird demonstriert. Nach einer Einführung in die speziellen physikalischen Zusammenhänge geführter Wellen und dem daraus abgeleiteten Design der Prüftechniken wird die Anwendbarkeit der Ansätze an praxisrelevanten Beispielen demonstriert. Dazu werden die Werkstoffkenngrößen der zu prüfenden Komponenten ermittelt und die akustischen Eigenschaften mit Hilfe spezieller Simulations- und Analyseverfahren untersucht, um geeignete Prüfstrategien zu entwickeln.
Gündert, Siegfried
- Gündert S., van de Par S. und Bellmann M.
Durch die Impulsrammung von Fundamentstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen werden Hydroschallimmissionen verursacht, die auf die Meeresfauna störende bis lebensbedrohliche Auswirkungen haben können. Bei der Planung von Offshorewindparks sind Prognosen der zu erwartenden Schallimmissionen notwendig, die eine angemessene Konzeption erforderlicher Schallminderungsmaßnahmen ermöglichen. Dabei sind vom Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie nach Vorarbeiten des Umweltbundesamts die Lärmschutzwerte von 160 dB re 1
Guettler, Marcus
- Guettler M. und Marburg S.
Die Aeroakustik ist durch die voranschreitende Entwicklung in der Rechentechnik zunehmend ein interessantes Forschungsgebiet. Sowohl Wissenschaftler in Forschung und Lehre als auch Entwicklungsabteilungen in der Industrie interessieren sich vermehrt für die Entstehungs- u. Ausbreitungsmechanismen von akustischen Phänomenen in strömenden Fluiden. In der Vergangenheit hat es zahlreiche Bestrebungen gegeben, die physikalischen Zusammenhänge der Aeroakustik theoretisch zu formulieren. Am bekanntesten sind die Analogien von Lighthill, Curle und Ffowcs Williams und Hawkins, die neben den Störungsgleichungen und den linearisierten Euler-Gleichungen die theoretische Basis der Aeroakustik bilden. Einen anderen Ansatz verfolgte Galbrun, der mithilfe einer Euler-Lagrange'schen Betrachtung das Problem in Bezug auf die oszillatorische Partikelverschiebung formulierte, um die Schallausbreitung in Strömungen zu untersuchen. Durch diese Beschreibungsweise ist es möglich, die Freiheitsgrade gegenüber den linearisierten Euler-Gleichungen zu reduzieren. Bei der numerischen Umsetzung treten zahlreiche Schwierigkeiten auf, wie sie schon in der Maxwell'schen Theorie über Elektromagnetismus oder dem inkompressiblen Materialverhalten in der Strukturmechanik bekannt sind. In der vorliegenden Arbeit wird die Galbrun-Gleichung erweitert, um Quellen mitzubetrachten. Zusätzlich werden Möglichkeiten der numerischen Umsetzung diskutiert.
Guski, Martin
- Guski M. und Vorländer M.
This study analyses the influence of the meteorological conditions in an auditorium on the measured room acoustic parameters. The consequences of air movements are investigated. The ventilation system of an auditorium sets the air in motion. This entails that the measured system can technically no longer be considered as a time invariant system. It is investigated how large the impact of this time variances is on the temporal variances of typical room acoustic parameters such as reverberation time or clarity index. Long-term measurements with and without active ventilation system were conducted to analyze the influences. Also, the influence of temperature and relative humidity of air on the measured parameters is investigated. The dependency of the speed of sound and the air attenuation on temperature and humidity is well known. With help of the Sabine's equation it is possible to predict changes of the reverberation time for an ideal diffuse sound field. In this study, long-term measurements were conducted to compare the influence of temperature to the theoretical predictions.
Gutmann, Christian
- Gutmann C. und Lutzenberger S.
Rail traffic noise is often dominated by rolling noise. Hereby, the roughness of the running surfaces of wheels and rails causes vibrations of the wheels and rails and leads to the radiation of airborne sound. The roughness of the rails and the wheels varies in a wide range. In order to assess the noise emission along a track both the rail roughness and the wheel roughness have to be known. Especially in the case of acoustic acceptance tests, the wheel roughness is usually greater than the rail roughness. Thus, the pass-by noise of the rail vehicles significantly depends on the wheel roughness. Whereas rail roughness measurements have become state-of-the-art, wheel roughness measurements are rarely conducted. Due to the high relevance of the wheel roughness to the results of acoustical acceptance tests especially the car manufacturers are more and more interested in also determining the acoustical state of the wheels during the tests. At the moment, the wheel roughness measurements are not standardized. The comparability of the measurements results is therefore limited. The development of a standard for wheel roughness measurements is under discussion. The paper will discuss relevant aspects of a wheel roughness standard.
Haak, Christian
- Stalder M., Busch H. und Haak C.
Exemplarisch werden Messresultate von durch Windenergieanlagen (WEA) verursachten tieffrequenten Geräuschen in den meistbetroffenen Wohnräumen vorgestellt. Durch den Vergleich mit Störgeräuschmessungen bei ausgeschalteten WEA konnten die tieffrequenten Geräusche dem Betrieb der WEA zugeordnet werden. Subjektiv waren durch die Messenden in den untersuchten Räumen keine tieffrequenten Geräusche wahrnehmbar. Die gemessenen Terzspektren zeigen aber, dass einzelne tieffrequente Terzbänder im Bereich der Hörschwelle der DIN 45680 lagen. Die Auswertung der gemessenen Geräusche nach der DIN 45680 und nach dem Entwurf zur DIN 45680:2013-09 werden vorgestellt und verglichen. Im Fokus steht die Frage, ob die Auswertung nach dem Entwurf zur DIN 45680:2013-09 zu einer strengeren Beurteilung von tieffrequenten Geräuschen von WEA führt. Zusätzlich wird der Einfluss der Messposition im Raum diskutiert. In einem Ausblick wird der Frage nachgegangen, ob die tieffrequenten Geräusche von WEA in Zukunft emissionslimitierend werden könnten. Entscheidend dafür ist aus unserer Sicht, ob bei den neu entwickelten WEA der tieffrequente Schallanteil steigt.
Habel, Ute
- Richter J.-G., Demenescu L.R., Mathiak K., Habel U. und Fels J.
In den letzten Jahren hat die Wiedergabe von simulierten räumlichen Szenen im Hinblick auf Individualisierung große Fortschritte gemacht. Diese Individualisierung wird durch personenspezifische Messung der Head-Releated-Transfer-Function (HRTF) als auch einer angepassten Kopfhörerentzerrung erreicht.
Diese Fortschritte ermöglichen neue Anwendungsfelder im Bereich der Neurophysiologie, welche die räumliche akustische Stimulation mit funktionellen bildgebenden Verfahren verbinden. Mögliche Ziele sind hier die Untersuchung von neuronaler Verarbeitung räumlicher Stimulation oder psychoakustischer Effekte.
In der funktionellen Bildgebung sind die Möglichkeiten der akustischen Simulation sowohl durch die eingesetzten Kopfhörersysteme als auch durch die Rahmenbedingungen der Untersuchung deutlich eingeschränkt.
In dieser Arbeit wird ein bestehendes elektrostatisches Kopfhörersystem dahingehend untersucht, ob bestimmte psychoakustische Effekte neurophysiologisch untersucht werden können. Hierbei wird ein besonderer Fokus auf Vorne-Hinten Verwechselungen und Elevationshören gelegt.
Habelt, Bettina
- Schulze C., Hübelt J., Richardt S., Habelt B. und Herhold J.
Zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen kommen vermehrt dezentrale (Klein-) Anlagen, sogenannte Mikro-Blockheizkraftwerke (BHKW), zum Einsatz. Diese werden direkt im Wohnhaus, innerhalb von Wohngebieten bzw. in unmittelbarer Nachbarschaft zur Wohnbebauung installiert. Innerhalb des Beitrags wird ein Überblick über die Anforderungen an den Lärmschutz, die Geräuschemission kommerziell erwerbbarer Anlagen sowie Maßnahmen zur Lärmminderung an Mikro-BHKW gegeben. Die vorgestellten Ergebnisse sind Bestandteil einer Studie, die im Auftrag des Sächsischen Landesamts für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) durchgeführt wurde.
Habicht, Julia
- Habicht J., Imbery C., Stever J. und Weber R.
Durch die Messung physiologischer Reaktionen und psychologischer Eindrücke konnte bisher eine entspannende Wirkung auf das körperliche und seelische Empfinden von Probanden bei Klang- und Vibrationsdarbietung mithilfe einer Klangschale gezeigt werden. Lässt sich die Wirkung der vibroakustischen Signale einer Klangschale auch bei einer synthetisierten, vibroakustischen Darbietung über Lautsprecher und Aktuator beobachten? Falls ja, ließen sich zukünftig signalabhängige Entspannungsreaktionen kontrollierter erforschen. Von besonderem Interesse ist auch, ob der Entspannungseffekt durch die An- bzw. Abwesenheit des Versuchsleiters begünstigt wird. So wird der Einfluss natürlicher und synthetisierter vibroakustischer Reize, sowie der Einfluss des Versuchsleiters auf die psychologischen und physiologischen Reaktionen untersucht. Als natürliche vibroakustische Signalquelle wird eine Klangschale verwendet. Für die synthetisierte Darbietung dieser Signale wird ein vibroakustischer Simulator entwickelt. Von 31 Probanden werden die subjektiven Eindrücke über ein standardisiertes Interview und die physiologischen Messgrößen (Hautleitwert, Hauttemperatur, Herzfrequenz, Herzfrequenzvariabilität, Atemfrequenz) bei der Darbietung von natürlichen und synthetisierten vibroakustischen Stimuli erfasst und verglichen. Die Antworten der physiologischen Messgrößen und subjektiven Empfindungen auf die natürlichen und synthetisierten Darbietungen werden vorgestellt.
Hackl, Andreas
- Hackl A. und Liegl R.
Zur Abschirmwirkung schalldämmender Fensterläden liegen zwischenzeitlich eine Reihe messtechnischer Prüfungen vor, wobei jeweils die Norm- Schallpegeldifferenz nach dem Gesamt- Lautsprecherverfahren nach DIN EN ISO 140-5 festgestellt wurde. Die Messungen beziehen sich auf verschiedene Schiebeladenkonstruktionen und unterschiedliche Mess-Situationen. Hierbei zeigt sich eine Abhängigkeit der Abschirmwirkung von der Fensterstellung (offen - gekippt - geschlossen) und bei geschlossenem Fenster weiterhin eine Abhängigkeit von der Schalldämmung des Fensters. Die Messergebnisse werden vorgestellt und in Bezug zu den verschiedenen Einflussgrößen gesetzt.
Häberle, Jürgen
- Bader N., Holstein P., Tharandt A., Bierögel C. und Häberle J.
Die Messung akustischer Emissionen an unterschiedlichsten Werkstoffen hat seit Einführung der rechnergestützten Instrumentierung und Datenanalyse immer mehr Bedeutung erlangt und wird bis heute vor allem applikationsbezogen und werkstoffspezifisch weiterentwickelt. In der Historie dieser Prüfmethode findet man aber noch bis in die 80er Jahre hinein analoge Beschreibungen, die das akustische Verhalten - vordergründig von metallischen Werkstoffen - bei Belastung umschreiben. Bezogen auf gestaltungsrelevante Aspekte im Produktdesign hinsichtlich Signaldämpfung, Frequenzcharakteristik und auftretender Wellenmoden werden diese analogen Beschreibungen und die sinnvolle Verkopplung mit der rechnergestützten Datenanalyse wieder wichtig. Nutzer von Objekten interagieren bei normaler oder kritischer Benutzung auch auf akustischem Wege, was die grundlegende Forschung auf diesem Feld, gerade mit Sicht auf die verstärkte Verwendung moderner Faserverbundwerkstoffe erforderlich macht und auch die klanglichen und individuell empfundenen Aspekte in die Untersuchungen einbeziehen muss. Die hier vorgestellte Arbeit versucht, aufbauend auf dem Vorjahresbeitrag, die methodischen Werkzeuge der Designakustik weiterzuentwickeln und die Schallemissionsanalyse als klassischen Indikator für Werkstoffzustand, Schädigungsmechanismen und Schädigungsdynamik bzw. -kinetik unter Einbeziehung supplementärer Methoden wie z.B. von Hochgeschwindigkeitskameras als Gestaltungswerkzeug zur Beschreibung und Charakterisierung im Design zu kultivieren.
Haeder, Kristina
- Haeder K., Schepker H., Holube I. und Rennies J.
Sowohl im privaten Bereich als auch am Arbeitsplatz ist Sprache häufig durch Störgeräusche und/oder Nachhall beeinflusst. Schwerhörende empfinden in diesen Situationen gegenüber Normalhörenden typischerweise eine erhöhte Höranstrengung und weisen ein verringertes Sprachverstehen auf. Von Schepker et al. (DAGA 2012) wurden systematisch verschiedene Kombinationen von Nachhall und Störgeräusch, die zum gleichen STI führen, bei Normalhörenden im Hinblick auf Sprachverständlichkeit und Höranstrengung untersucht. In diesem Beitrag wurden die gleichen Messmethoden bei einer Gruppe von 21 schwerhörigen Probanden angewandt. Durch unterschiedliche Kombinationen von Störschall und Nachhall wurden hierzu fünf verschiedene STI-Werte erzeugt und mit Hilfe eines Skalierungsverfahrens bezüglich der subjektiven Höranstrengung bewertet. Des Weiteren wurde für einzelne Werte die Sprachverständlichkeit bestimmt. Das Sprachmaterial bestand aus Sätzen des Oldenburger Satztests und als Störgeräusch diente ein auf das Satzmaterial abgestimmtes sprachsimulierendes Rauschen. Der Nachhall wurde sowohl mit realen Impulsantworten erzeugt als auch mit exponentiell abfallendem weißem Rauschen simuliert. Die Ergebnisse zeigen für die schwerhörigen Probanden eine tendenziell stärkere Beeinträchtigung, d.h. eine schlechtere Sprachverständlichkeit und eine höhere Höranstrengung, durch Nachhall als durch das Störgeräusch bei gleichem STI. Innerhalb der Nachhallsituationen führen die Situationen mit realen Impulsantworten zu einer höheren Beeinträchtigung als diejenigen mit der Simulation durch weißes Rauschen.
Häußler, Andreas
- Häußler A. und van de Par S.
In der heutigen Zeit ist es üblich sich Aufnahmen aus einem Konzertsaal/Aufnahmeraum über ein Lautsprechersystem in einem Wiedergaberaum anzuhören. Das ideale Wiedergabesystem dafür Kennzeichnet unter anderem durch eine ausgeglichene Frequenzwiedergabe, wenig Störgeräusche und geringer Verzerrungen der Lautsprecher. Allerdings ist auch der Abhörraum ein Kriterium, welcher den Klang beeinträchtigt. In einem solchen Szenario vermischen sich die raumakustischen Informationen des Aufnahmeraums mit den Eigenschaften des Wiedergaberaums, was theoretisch betrachtet einer Faltung der Raumimpulsantworten beider Räume entspricht (''Raum in Raum''). Bei der Faltung ändert sich jedoch nicht nur die Länge der Impulsantwort sondern auch die zeitliche Struktur. Im Gegensatz zum Aufnahmeraum, steigt die Energiedichte nicht abrupt an, sondern hat eine gewisse Einschwingzeit (Onset). Ebenso wächst die Färbung bei einer ''Raum in Raum'' - Wiedergabe im logarithmischen Spektrum um einen Faktor von ca.
an. Um die Hörbarkeit der einzelnen Effekte zu untersuchen sind Hörtests vorgenommen worden, welche die ''Raum in Raum'' Konfiguration mit einem einzelnen Raum vergleichen. Diese zeigen eine generelle Veränderung in der Wahrnehmung.
Hagmüller, Martin
- Fuchs A., Hagmüller M. und Kubin G.
The electro-larynx is one of the most common substitution voices for people who have lost their larynx. People who have to use this device suffer from the fact that their handicap is obvious. A known problem of the resulting speech is its unnaturalness. In order to improve the naturalness we want to include an artificial fundamental frequency (
Hahn, Ephraim
- Kob M., Waloschek S., Hyronimus W., Hahn E., Schettke M. und Weber-Krüger A.
Für die Vermittlung der Grundlagen in den Ingenieurswissenschaften stehen begleitend zum Unterricht neben den etablierten Lehrbüchern heute auch zahlreiche multimediale Angebote zur Verfügung. Die Kombination von Schriftform, animierten Grafiken und akustischen Beispielen ist jedoch ohne ein didaktisches Konzept nur eingeschränkt außerhalb der Unterrichtseinheit nutzbar. In einem Projekt des Kompetenznetzes der Musikschulen NRW wurde basierend auf dem PM-Wiki der Hochschule Osnabrück ein multimediales Skript entwickelt, das neben einem strukturierten Text in zweispaltigem Layout und automatisierten Verzeichnissen und Verweisen auf weitere relevante Lehrinhalte auch Illustrationen in Form von Formeln, Notenbeispielen, Quellcode, skalierbaren Illustrationen und Audiobeispielen enthalten kann. Ein wesentlicher Aspekt der von Studierenden und Dozenten des Erich-Thienhaus-Instituts entwickelten Plattform ist die didaktisch optimierte Struktur des Skripts und die einheitliche Präsentation der Lehreinheiten, die die Studenten bei der Vor- und Nachbereitung des Unterrichts in mehreren Fächern optimal begleiten sollen. Im Beitrag werden das Konzept und der Einsatz des Skripts anhand einiger Beispiele erläutert.
Hahn, Nara
- Hahn N. und Spors S.
It is generally agreed that the human auditory system is not only able to localize a sound, but also to detect a surface or an object that interacts with the sound field of a source. A particular example is the case in which a listener enters into an acoustic shadow created by an obstructing object. In the presented paper, a pseudo- continuous set of Binaural Room Impulse Responses (BRIRs) was measured while an object passed in between the loudspeaker and the dummy head. For identification of the time-variant BRIRs, a periodic sweep sequence is used together with adaptive signal processing. The extracted BRIRs were then used to generate various ears signals using time-variant convolution of the source signal with the BRIRs. In informal listening, the movement of the obstructing object was appropriately perceived. This suggests that time-variant BRIRs can be used for data-based synthesis of dynamic auditory scenes.
Hak, Constant
- Wenmaekers R. und Hak C.
Haltenorth, Ivo
- Haltenorth I.
Hammelmann, Frank
- Hirsch K.-W. und Hammelmann F.
Die DIN ISO 9613-2: ''Dämpfung des Schalls bei der Ausbreitung im Freien'' legt ein Verfahren zur Vorausberechnung von Geräuschimmissionen von Punktschallquellen fest. Diese Norm hat eine große Bedeutung im Immissionsschutz, weil die Anwendung ihrer Verfahren in der TA Lärm im Rahmen von Beurteilungsverfahren für Gewerbe- und Industrielärm vorgeschrieben ist. Eine qualitätsgesicherte Anwendung der DIN ISO 9613-2 setzt eine sachgerechte und zuverlässige bzw. ''präzise'' Interpretation ihrer Vorschriften voraus. In diesem Zusammenhang bedeutet ''präzise'' eine stets in gleicher Weise erfolgende Auslegung der Regeln mit der Zielsetzung, dass Ergebnisse reproduzierbar ,richtigë sind im Sinne der Norm DIN 45687: ''Akustik - Software-Erzeugnisse zur Berechnung der Geräuschimmission im Freien - Qualitätsanforderungen und Prüfbestimmungen''. Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Interpretationsspielraum, den die DIN ISO 9613-2 bei einigen Regelungen anbietet, so klein wie möglich zu halten. In ihrem Abschnitt 7.5 zur Berücksichtigung von Reflexionen eröffnet die DIN ISO 9613-2 einen erheblichen Interpretationsspielraum; Zitat: ''... Reflexionen entstehen an Decken/Dächern im Freien und an mehr oder weniger senkrechten Oberflächen ...''. Der vorliegende Beitrag leitet in enger Anlehnung an die Konzepte der Norm ein objektives Entscheidungskriterium für die nicht präzise Aussage ''mehr oder weniger senkrecht'' ab. Die abgeleitete ,Reflexionsbedingungë folgt ausschließlich allein aus der Geometrie der Schallausbreitung.
Hansen, Martin
- Rasumow E., Blau M., Doclo S., Hansen M., van de Par S., Püschel D. und Mellert V.
In binaural recordings, spatial information is usually captured by using so-called artificial heads, which are replica of real human heads with ear microphones and average anthropometric geometries. Because of their non-individual character, such recordings often entail perceptual deficiencies (front-back confusion, internalization etc.). Alternatively, individual head-related transfer functions (HRTFs) can be re-synthesized using a microphone array with appropriate digital filters (referred to as virtual artificial head, VAH). Its main advantage over traditional artificial heads is the possibility to adapt one recording to many individual HRTFs in the binaural reproduction by appropriate modification of the array's directional pattern. In this contribution, the realization of a VAH as a planar microphone array with 24 microphones is presented.
First, the fundamentals of the VAH are briefly reviewed and the design choices (pre-processing of HRTFs, cost function and regularization) for the particular realization are discussed.
Second, the VAH is perceptually evaluated against traditional artificial heads and original HRTFs for different directions of incidence in the horizontal plane. It turned out that the re-syntheses using the VAH lead to subjectively appropriate perceptions and that the individualization of HRTFs is an important aspect for an immersive binaural re-synthesis.
- Saft M., Hansen M. und Rennies J.
Diese Studie untersucht anhand eines neu entwickelten, Touchscreen-basierten Verfahrens den Zusammenhang von individuellen Klangpräferenzen bei verschiedenen einstellbaren Frequenzgewichtungen von Musikstücken. Bisher in Audiowiedergabegeräten vorhandene Möglichkeiten zur Klangindividualisierung (z.B. Presets für Jazz, Classic, Pop) werden vom Nutzer selten verwendet, da sie zum einen oft versteckt und wenig intuitiv sind und zum anderen der Klang auch bspw. von der verwendeten Hardware, der Dateiqualität und der Raumakustik abhängig ist. In dieser Studie wird ein neu entwickeltes Interface verwendet, das eine schnelle und intuitive Möglichkeit zur perzeptiv stufenlosen Klang- und Lautstärkeindividualisierung bietet.
Die Untersuchungen diese Studie erfolgen mit zwei Gruppen normalhörender Probanden. Im ersten Teil werden die individuellen Klangpräferenzen von unerfahrenen Probanden für insgesamt 13 verschiedenen Genres und jeweils unterschiedlichen Interpreten ermittelt. Im zweiten Teil der Studie wird überwiegend audiophilen Probanden eine reduzierte Auswahl an Stimuli dargeboten, die den Genres der klassischen Presets entsprechen (Pop, Rock, Classic, Jazz, Hip Hop). Für alle Probanden wird eine frequenzabhängige Lautheitsskalierung durchgeführt. Die Ergebnisse deuten auf eine große interindividuelle Varianz der Klangpräferenzen und damit eine hohen Bedarf an Werkzeugen zur Klangindividualisierung hin. Die Messdaten werden mit Blick auf die Eigenschaften der Musikstücke sowie die individuelle Faktoren analysiert, um zu prüfen inwieweit diese die ermittelten Klangpräferenzen beeinflussen.
Hartmann, Tino
- Brabandt I., Hartmann T., Rümmler N. und Seifert J.
In modernen Bürolandschaften mangelt es häufig an akustischem Raumklima, Unterbrechung von Direktschall, Tageslicht und Transparenz. Angesichts dieser Situation erfolgte im Rahmen des Förderprojektes Akustiktextilien (ZIM), die Entwicklung eines hochabsorbierenden, transluzenten und strukturelastischen Flächengewebes, dessen Wirkprinzip denen mikrogeschlitzter Absorber aus metallischen Werkstoffen entspricht. Durch die angestrebte multifunktionelle Akustiksystemlösung werden Raumeigenschaften effizienter und nachhaltiger beeinflusst. Neben verbesserten Schallabsorptionsgraden tragen auch visuelle, taktile, haptische sowie bauphysikalische (Temperaturstabilisierung, Luftströmung) Funktionsmerkmale des Flächengewebes dazu bei, die Erwartungsprofile von Benutzergruppen zu bedienen. Zur zielgerechten Auslegung und Optimierung der Funktionsparameter der Mikroschlitzstrukturen bediente man sich der mathematischen Beschreibung der Wechselwirkungen zwischen den psychoakustischen funktionsrelevanten Schallfeldparametern und den beeinflussbaren Konstruktionsparametern der textilen Flächengebilde. Durch die Anpassung und Weiterentwicklung präziser Messverfahren, die Anwendung von Methoden der statistischen Versuchsplanung sowie die Einbeziehung mathematischer Korrelationsverfahren und numerischer Simulationen bei der Auswertung der notwendigen experimentellen Untersuchungen konnten die bestehenden funktionellen Wechselwirkungen zwischen den funktionsrelevanten Schallfeldparametern und den textilen Konstruktionsparametern schrittweise entkoppelt werden. Die im Laufe des Forschungsprojektes entwickelten strukturelastischen, transluzenten und hochabsorbierenden Akustikgewebe sind bereits erfolgreich im Einsatz. Das Poster zeigt die Vorgehensweise von der Entwicklung bis zum fertigen Gewebe.
Haut, Christopher
- Podlaszewski N., Mellert V., van de Par S. und Haut C.
Die individuellen HRTFs von Versuchspersonen (VPn) wurden mit einer Anordnung von bis zu 6 Kugelmikrofonen pro Ohr nachgebildet, indem die Mikrofone geeignet platziert und die Signale geeignet gefiltert und verrechnet werden. Die Güte der Anpassung an die Ziel-HRTF wird in Abhängigkeit von den Parametern diskutiert, die die räumliche Anordnung und die Filterfunktion der einzelnen Mikrofone beschreiben. Die Richtcharakteristik der Mikrofonanordnung wird nach Betrag und Phase mit der individuellen HRTF der VPn sowie eines Kunstkopfes für einige ausgewählte Frequenzen verglichen. Die Qualität der räumlichen Wiedergabe in der Horizontalebene wird anhand von Hörversuchen vorgestellt.
Haverkamp, Michael
- Haverkamp M.
Für die Akustikentwicklung von Fahrzeugen ist es wesentlich, die Geräuschsituation am Gesamtfahrzeug kundenorientiert zu optimieren. Mit Hilfe detaillierter Berechnungen und Messungen auf Komponentenprüfständen gelingt es, das isolierte Verhalten einzelner Aggregate recht genau zu bestimmen. Im nächsten Schritt gilt es, die akustische Interaktion innerhalb von Baugruppen sowie nach dem vollständigen Zusammenbau vorherzusagen und möglichst frühzeitig in die Entwicklung einzubeziehen. Das Vorgehen wird jedoch durch den Holismus des Gesamtsystems erschwert: während das Fahrzeug aus dem Zusammenbau einer Summe von Teilen entsteht, können die akustischen Eigenschaften des Ganzen keineswegs als simple Zusammenstellung der isolierten Eigenschaften aller Komponenten abgeleitet werden. Dazu führen u. a. variable und/oder unbekannte Anschlussimpedanzen zwischen Bauteilen, Nichtlinearitäten, Instabilitäten, äußere Einflüsse sowie die Interaktionen räumlich entfernter Komponenten. Der Beitrag umreißt das damit verbunden Problemfeld anhand verschiedener Beispiele. Betrachtet man zusätzlich die Wirkung des Systems Fahrzeug auf den Kunden, so stehen sich zwei holistische Systeme gegenüber: das physikalisch-technischen System und das der menschlichen Wahrnehmung. Auch die Wahrnehmung weist ein Holismusproblem der objektiven Beschreibung auf, denn auch das, was wahrgenommen wird, ist nicht als einfache Summe der aufgenommenen Reize erklärbar. Die Präsentation berührt daher auch die Bedeutung von Geräuschen als Teil der multisensorischen Produktanmutung, und den Einfluss auf die Wahrnehmung der Materialqualität.
- Haverkamp M. und Erdmann S.
Eine wesentliche Aufgabe der Produktentwicklung besteht in der Optimierung der vom Kunden wahrgenommenen Anmutung von Materialien und deren Oberflächen. Traditionell spielt dabei die visuelle Erscheinung die Hauptrolle. Daneben kann der Geruch in vielen Anwendungsfällen nicht vernachlässigt werden. Bei Teilen, die berührt werden, kommt die haptische Anmutung hinzu. Es hat sich jedoch auch gezeigt, dass Geräusche, die beim Berühren von Oberflächen entstehen, nicht unwesentlich zur Produktanmutung beitragen. So erzeugt etwa das Gleiten von Fingern und Handflächen über das Lenkrad beim Einparken ein deutliches Geräusch relativ großer Lautheit. Unpassende oder unangenehme Berührungsgeräusche können die wahrgenommene, multisensuelle Qualität eines Produktes signifikant vermindern. Standardisierte Verfahren zur objektiven Analyse der Wirkung von Berührungsgeräuschen auf die Gesamtanmutung existieren bislang jedoch nicht. Aus diesem Grund wurde ein Verfahren zur reproduzierbaren Untersuchung von Materialproben im Wahrnehmungsexperiment entwickelt. Die Methode wird hier erstmals vorgestellt. Sie beruht auf einer standardisierten Abtastung von Oberflächen mit einem Prüfkörper, der die Eigenschaften eines Fingers nachbildet. Das Geräusch wird aufgezeichnet und kann in Hörversuchen isoliert, oder in Kombination mit weiteren Sinnesmodalitäten untersucht werden. Erste Ergebnisse werden vorgestellt.
He, Mu
- He M., Deng Z. und Krahé D.
An indirect method to decrease the annoyance caused by low frequency noise (LFN) has been introduced in this paper. The magnitude estimation method was used for evaluating the subjective annoyance of LFN combined with different sound pressure levels of pink noise and white noise. Due to the results of the noise sensitive questionnaire (NoiSeQ), 16 subjects were classified into noise sensitive group (SG) and non-sensitive group (Non-SG). The subjective annoying value (SAV) of LFN combined with pink noise of middle frequency range was found lower than that of the original LFN especially for subjects in SG. There was obvious difference between the SAV of LFN combined with pink noise and with white noise for SG, but not for Non-SG. And significant correlation between SAV and the psychoacoustic annoyance value (PAV) was obtained by semi-theoretical formulas in some situations, but no obvious pattern has been found.
Heckmann, Martin
- Heckmann M.
Amongst other things, speakers use prosodic cues to signal the importance words take in an utterance. When we correct what someone has said before, we usually make the corrected word stand out, i.e. very prominent. Different prosodic features have been proposed in the past to capture this word prominence. In this paper we compare prosodic cues as duration, energy and fundamental frequency as well to spectral cues commonly used for speech recognition, i.e. RASTA-PLP features, as to visual features extracted from the speaker's mouth. The evaluation is done on a dataset containing 8 speakers which interacted in a small game with a computer. The design of the game elicited correction utterances from the users. Hence it contains words uttered normally and with high prominence. From these interactions we made audio-visual recordings. Our results show that all of the features we investigated can be used to differentiate prominent from non-prominent words and that their combination is beneficial yielding discrimination rates of 79%-93%, depending on the speaker.
Heeren, Wiebke
- Heeren W. und Verhey J.
Viele technische Geräusche enthalten klar wahrnehmbare tonale Komponenten, die üblicherweise in einen Rauschhintergrund eingebettet sind. Eine wesentliche Rolle bei der Wahrnehmung der Töne spielt ihre Wahrnehmungsschwelle. Diese Schwelle wird beispielsweise durch einen modulierten Rauschmaskierer, im Vergleich zu einem unmodulierten Rauschmaskierer mit identischem Langzeitspektrum, verringert. Eine solche reduzierte Verdeckungswirkung (Modulationsgewinn) beeinflusst auch die überschwellige Wahrnehmung, wobei mit zunehmendem Tonpegel der Modulationsgewinn kleiner wird. Dieser Effekt wurde bisher nur indirekt über einen begrenzten Pegelbereich mit einem Lautheitsvergleichsverfahren untersucht [Verhey und Heise, DAGA 2010]. In der vorliegenden Studie hingegen wurden die Lautheitswachstumsfunktionen für vergleichbare Stimuli mit einem Lautheitsskalierungsverfahren (nach ISO 16832) direkt gemessen. Die Genauigkeit dieser Methode wurde durch den Vergleich mit den Ergebnissen eines Lautheitsvergleichsverfahrens für dieselbe Probandengruppe und identische Stimuli überprüft. Die Ergebnisse beider Messverfahren zeigen einen Modulationsgewinn bis etwa 25 - 30 dB oberhalb der Schwelle im unmodulierten Rauschen, d.h. wesentliche Aspekte des Modulationsgewinns sind auch mit dem schnelleren Skalierungsverfahren messbar. Zudem zeigt sich, dass der Modulationsgewinn in einem Bereich von leisen bis mittleren Lautheiten des Tons vergleichbar ist mit einer reduzierten Verdeckungswirkung, welche durch eine entsprechende Reduktion des unmodulierten Rauschpegels erreicht wurde.
Heinen, Dirk
- Linder P., Artmann G., Eliseev D., Heinen D., Kirchmair J., Scholz F., Verfers S., Wickmann S., Wiebusch C. und Zierke S.
Das Enceladus Explorer Projekt umfasst die Entwicklung einer navigierbaren Schmelzsonde (IceMole) zur Entnahme von subglazialen Flüssigkeitsproben. Der Prototyp für terrestrische Testszenarien stellt eine Machbarkeitsstudie für extraterrestrische Anwendungen dar. Eine mögliche Anwendung hierfür ist die Suche nach Leben in den unter einem Eispanzer liegenden Ozeanen auf dem Saturnmond Enceladus. Ein spezieller Schmelzkopf in Kombination mit einer Eisschraube ermöglicht Kurvenfahrten und Trajektorien entgegen der Schwerkraft. Die Lokalisation der Sonde im Eis, sowie die Erkundung des Vorfeldes sind für die Planung und Einhaltung der Trajektorien unerlässlich. Hierzu enthält der IceMole zusätzlich zu einem inertialen Messsystem und einem Magnetometer zwei akustische Navigationssysteme. Die akustische Lokalisation basiert auf Multilateration der Signale mehrerer Emitterstationen, die Schallpulse von der Gletscheroberfläche senden, welche von Empfängern im IceMole-Kopf registriert werden. Die Vorfelderkundung nutzt das Verfahren der Sonografie. Dabei werden phasengesteuerte Ultraschallsignale genutzt um Strukturen und Objekte im Eis vor dem IceMole zu detektieren. In diesem Beitrag wird das Enceladus Explorer System mit Fokus auf die akustischen Navigationslösungen vorgestellt und erste Testergebnisse präsentiert.
- Scholz F., Eliseev D., Heinen D., Verfers S., Wiebusch C. und Zierke S.
The Enceladus Explorer project is a DLR funded feasibility study for a future space mission to the Saturn moon Enceladus. The aim of this mission is to search for life by probing liquid water pockets below the icy surface. As a terrestrial test scenario it is planned to probe water from a liquid crevasse in Antarctica. Therefore the IceMole, a maneuverable melting probe is in development. The accomplishment of a precise navigation system requires accurate knowledge of the IceMole position as well as the fore-field. For this purpose an acoustic positioning system based on multilateration is being developed. This system consists of emitters on the surface and receivers integrated into the IceMole head. It uses ultrasonic signals with frequencies around 20 kHz. This poster focuses on the optimization of the acoustic receivers as well as improved methods for the precise determination of the arrival times.
Heinze, Michael
- Steffens J., Skoda S., Becker-Schweitzer J., Kameier F. und Heinze M.
Repräsentativen Umfragen des Umweltbundesamtes zufolge fühlt sich mehr als die Hälfte der Deutschen von Straßenverkehrslärm belästigt oder gestört. Nicht immer ist eine Vermeidung oder Reduktion unerwünschter Geräusche direkt an der Quelle möglich, so dass seit geraumer Zeit diskutiert wird, inwieweit durch die gezielte Gestaltung von Geräuschen, die von Menschen als angenehm wahrgenommen werden, die subjektive Lästigkeit eines Lärmszenarios verringert werden kann. Dabei kommt der Gestaltung natürlicher Geräusche, wie z.B. von Wasserspielen und Springbrunnen, eine besondere Bedeutung zu. Dieser Beitrag diskutiert zunächst die bisherigen Befunde zum positiven Einfluss von Wassergeräuschen auf die Wahrnehmung einer von Straßenverkehrslärm dominierten akustischen Umwelt. Darauf aufbauend wird eine an der FH Düsseldorf durchgeführte Studie vorgestellt, in der die Übertragbarkeit der bestehenden Erkenntnisse auf das private Wohnumfeld von Menschen untersucht wurde. Dazu wurden zunächst mehrere virtuelle akustische Szenarien kreiert, in denen zuvor aufgenommene Wasser- und Straßenverkehrsgeräusche gemeinsam zu hören sind. Diese Geräusche wurden anschließend von Versuchsteilnehmern im Labor subjektiv bewertet. Um die ökologische Validität dieser Untersuchung zu überprüfen, bewerteten die Probanden zusätzlich in einem Garten reale Springbrunnen vor dem Hintergrund von Straßenverkehrslärm. Im Rahmen dieses Beitrages werden die Ergebnisse dieser Studie vorgestellt sowie Anwendungsmöglichkeiten von Wasserspielen zur Gestaltung der akustischen Umwelt erörtert.
Heinze, Robert
- Wahl T., Biedermann T., Epe C., Heinze R. und Kameier F.
Durch die Vielzahl an neuen Windenergieanlagen im Binnenland fühlen sich Anwohner gestört. In der Regel legen akustische Untersuchungen von Windenergieanlagen den Fokus auf den abgestrahlten Schall im Rahmen von Genehmigungsverfahren und der Erfüllung gesetzlicher Vorgaben und Normen. Neben dieser reinen technischen Beurteilung des Schalldruckpegels bzw. der abgestrahlten Schallleistung sind auch Aussagen über die Art der Schallemissionen hinsichtlich Frequenzbereich, Schwankungscharakteristik und Ursache der Emissionen von Interesse.
Im Rahmen einer studentischen Projektarbeit wurde an der Fachhochschule Düsseldorf zunächst die Lärmemission von Windenergieanlagen im Raum Düsseldorf in unmittelbarer Nähe der Anlagen gemessen und im Frequenzbereich analysiert. Untersucht wurde dabei auch, inwieweit sich lokalisierte Geräusche mit der Entfernung von der Schallquelle verändern oder abschwächen. Es wird nun weiter versucht, den lokalisierten Geräuschen Schallentstehungsmechanismen zuzuordnen. Ferner wird die Auswirkung der Schallimmissionen auf das menschliche Hörempfinden am Beispiel von Betroffenen in der Wilstermarsch untersucht. Der Fokus der Untersuchung liegt nicht auf dem Infraschallbereich, sondern auf dem vom Menschen oberhalb der Hörschwelle wahrnehmbaren Frequenzen. Darüber hinaus werden Möglichkeiten zur Maskierung der von Windkraftanlagen ausgehenden Emissionen und zur Ablenkung von Störquellen mittels Soundscapes vorgestellt.
- Heinze R., Biedermann T., Kameier F. und Paschereit O.
Ein umströmter Zylinder erzeugt in seinem Nachlauf eine Kármánsche Wirbelstraße. Dabei führen die am Zylinder wirkenden Oberflächenkräfte zu Druckschwankungen, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten und akustisch als Pfeif- oder auch Hiebton wahrgenommen werden können. Die Abstrahlcharakteristik weist die Form eines Dipols auf. Wird nun ein Interferenzkörper, wie z. B. eine Platte, in den Zylindernachlauf eingebracht, kann die Schallabstrahlung signifikant verstärkt werden. Umfangreiche Messungen an einem leisen Freistrahl an der Fachhochschule Düsseldorf zeigen, dass abhängig vom jeweiligen Plattenabstand ein Muster in der Schalldruckverstärkung zu erkennen ist, das sich auf die aerodynamische Wellenlänge der Zylinderablösung zurückführen lässt. Immer dann, wenn genau ein, zwei oder auch drei Wirbelablösepaare zwischen Zylinder und Platte passen, ist ein deutlicher Anstieg des Gesamtpegels messbar. Experimentell kann der nötige Abstand als Quotient zwischen Wirbelkonvektionsgeschwindigkeit und Wirbelablösefrequenz definiert werden. Aufgrund der vorherrschenden Interferenz-Effekte gestaltet sich eine präzise Prognose dieses Abstands allerdings als schwierig, da eine Variation des Plattenabstands ein nichtlineares Verhalten der für die Berechnung benötigten Parameter nach sich zieht.
- Biedermann T., Heinze R., Kameier F. und Paschereit O.
Im Nachlauf eines Zylinders bildet sich abhängig von der Anströmgeschwindigkeit eine periodische Wirbelschleppe aus, die auch als Kármánsche Wirbelstraße bekannt ist. Die Wirbelablösung verursacht Druckschwankungen auf der Zylinderoberfläche, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten und die Charakteristik eines Dipols aufweisen. Wird nun ein Interferenzkörper wie z. B. eine Platte in den Zylindernachlauf eingebracht, kann die Schallabstrahlung signifikant verstärkt werden. Ein besseres Verständnis der grundlegenden Effekte sollen deshalb Untersuchungen an einem horizontal in der Strömung eingebrachten Kreiszylinders mit einer Plattengeometrie in dessen Nachlauf liefern. Trotz der geringen geometrischen Komplexität der Körper treten bei Variation der Plattengeometrie (Länge, Dicke und Versatz) sowie diverser Strömungsparameter (Anströmgeschwindigkeit und Turbulenzgrad) verschiedene akustische Effekte auf, welche strukturiert erfasst und analysiert werden. Ein Haupteffekt ist die signifikante Erhöhung des Schalldruckpegels, sobald ein kritischer Abstand zwischen Platte und Zylinder überschritten wird. Zur Minimierung des im Normalfall erheblichen Versuchsaufwandes wird sich der statistischen Methodik des Design of Experiments (DoE) bedient. Die Anzahl der notwendigen Versuchspunkte wird in diesem Fall von der dritten auf die erste Potenz reduziert. Unter Verwendung dimensionsloser Kennzahlen und Zielgrößen soll die Gültigkeit der experimentell untersuchten Effekte auf einen weiten Anwendungsbereich sichergestellt werden.
Heisterkamp, Alexander
- Heisterkamp A., Schultz M., Tinne N., Kallweit N., Krüger A., Ertmer W. und Ripken T.
Über Laserstrahlung lassen sich berührungslos und hochauflösend Gewebe charakterisieren, manipulieren oder bearbeiten. Über optische Tomographie lassen sich in Modellsystemen und im Tier einzelne Haarzellen bzw. sogar die Auslenkung der Basilarmembran auflösen. Im Rahmen der Optoakustik kann Laserstrahlung genutzt werden, um Schall mittels Lasern im Gewebe zu generieren. Dieses Phänomen kann einerseits wiederum zur Bildgebung und andererseits zur Stimulation der Cochlea genutzt werden. Weitere optische Verfahren erlauben über zusätzliche Mechanismen die Auslösung von Aktionspotentialen am Hörnerv.
Durch genetische Modifizierung neuronaler Zellen ist es seit kurzem möglich, Nervenstimulation direkt über lichtempfindliche Membranmoleküle zu erreichen und auf dem Gebiet der sogenannten Optogenetik hochselektiv einzelne Zellen mittels Licht zu steuern bzw. zu stimulieren.
In diesem Vortrag wird ein anschaulicher Überblick über das weite Feld der Laseranwendung an der Cochlea gegeben und mögliche neue Richtungen für die Zukunft dieses hochaktuelle Forschungsgebiet aufgezeigt.
Heitmann, Kristof
- Heitmann K., Lippert T., Lippert S. und von Estorff O.
Offshore Windenergie spielt eine zentrale Rolle beim Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland. Das Ziel der Bundesregierung ist es die Treibhausgasemission massiv zu senken. Zur Errichtung der Windenergieanlagen werden Pfähle bis zu 50 Meter in den Meeresboden gerammt. Durch diesen Vorgang kommt es zur Ausbreitung einer Unterwasserschallwelle, die einen Schalldruckegel von bis zu 250 dB erreichen kann. Um Unterwassertiere, wie zum Beispiel den Schweinswal, zu schützen, wurden Grenzwerte für den Rammschall vom Bundesumweltministerium eingeführt.
In der ausschließlichen deutschen Wirtschaftszone werden Offshore-Windenergieparks an unterschiedlichsten Standorten errichtet, so dass verschiedene Konzepte zur Errichtung verfolgt werden. Bis in Wassertiefen von 40 Metern werden Monopiles verwendet. In diesen Beitrag wird der Einfluss der verschiedenen geometrischen Einflussfaktoren bei der Errichtung dieser Gründungen mit der Finiten-Elemente-Methode untersucht. Besonderes Augenmerk wird dabei auf den Pfahldurchmesser, die Pfahllänge und die Einbindetiefe gelegt. Abschließend werden die gewonnen Ergebnisse mit bisherigen Erkenntnissen aus Messungen abgeglichen um die Simulationen zu validieren.
- Lippert T., Heitmann K., Ruhnau M., Lippert S. und von Estorff O.
Aufgrund des massiven Ausbaus der Offshore Windenergie gewinnt das Thema Unterwasserschallschutz zunehmend an Bedeutung. In diesem Zusammenhang, spielen numerische Berechnungsmodelle sowohl für die Abschätzung der Auswirkungen geplanter Windparks, als auch für die Prototypenentwicklung von Schallschutzmaßnahmen eine zentrale Rolle. In diesem Beitrag wird ein Fernfeldberechnungsmodell für Rammschall, basierend auf der Wellenzahlintegrationsmethode, vorgestellt. Die Eingangsdaten für die Prognose werden anhand eines Finite-Elemente-Modells erstellt, an dem auch die Verifizierung des Modells erfolgt. Anschließend erfolgt eine Validierung der Ausbreitungsrechnung mit Hilfe von Offshore Messdaten aus verschiedenen Windparks, unter besonderer Berücksichtigung der Bodenmodellierung. Eine zentrale Rolle spielt hierbei die Diskussion der Prognosegenauigkeit, die zum einen durch die hohe Variabilität der Messdaten und zum andern durch die Unsicherheit der Eingangsparameter, insbesondere der Bodenparameter, maßgeblich beeinflusst wird.
Hemmert, Werner
- Wirtz C., Nicoletti M., Schleich P., Nopp P. und Hemmert W.
Unser Schalllokalisationsmodel wertet ITD aus den auditorischen Nervenantworten aus und ist verknüpft mit unserem Innenorhrimplantat-Modell, welches die elektrisch evozierten Aktionspotentiale der gesamten Hörnervenfaserpopulation berechnet. Dies ermöglicht einen quantitativen Vergleich zwischen verschiedenen Kodierungsstrategien. Das elektrische Übersprechen, die neuronale Adaption und ungleiche Elektrodenpositionierungen beider Ohren wird berücksichtigt.
CI-Hörer nutzen bislang nur Pegeldifferenzen zur Schalllokalisation.
Tests: Ein simulierter Sprecher rotiert um den Zuhörer bei ausgewählten Störgeräuschsituationen. Die Analyse zeigt, dass die zeitliche Präzision der HDCIS Strategie nicht ausreicht, um die physiologisch auftretende ITDs aufzulösen. Allerdings zeigt sich bei der Untersuchung der Feinstrukturkodierungststrategie FS4, dass hier die ITDs genügend genau kodiert werden, um eine Genauigkeit von etwa sieben horizontalen Positionen zu erreichen. Die Korellation fällt bei CI- deutlich geringer aus, als bei Normalhörenden-Modellen. Zwischen zwei Elektroden nimmt die Korellationstärke aufgrund des Crosstalks ab. Mit unserem Schalllokalisationsmodell wurde ein wertvolles Werkzeug entwickelt, das noch vor der Durchführung zeitaufwändiger klinischer Studien Vorhersagen zur erreichbaren Genauigkeit der zeitlichen Kodierung von Innenohrimplantaten machen kann. Unser Modellierungsansatz führt zu einer besseren Beurteilungsgrundlage der Kodierung interauraler Zeitdifferenzen als die Auswertung der Stimmulationssequenzen der Implantatelektroden alleine. Foerderkennzeichen: (01GQ1004B, 01GQ1004D,SPP1608)
- Hemmert W., Nicoletti M., Wirtz C. und Rudnicki M.
Hengst, Klaudius
- Hengst K. und Seidel J.
Die Schalllängsdämmung stellt bei der Planung und Erstellung von Räumen und Gebäuden aus der Sicht des Schallschutzes eine wichtige Größe dar. Die resultierende Schalldämmung zwischen zwei Räumen ist das Ergebnis aus der Schalldämmung der Trennwand, sowie der Schalllängsdämmung der flankierenden Bauteile. Ohne die genaue Kenntnis der akustischen Leistungsfähigkeit der einzelnen Komponenten, lassen sich Resultate am Bau im besten Fall abschätzen. Gerade bei hochschalldämmenden Konstruktionen im Trockenbau herrscht Verunsicherung wegen der aktuellen Debatte über die Schalllängsdämmwerte der DIN 4109. Laborwerte für hochschalldämmende Trockenbaukonstruktionen als flankierende Bauteile sind bis jetzt nicht zugänglich. Diese werden von Planern jedoch dringend benötigt, um sicher planen und die geltenden Richtlinien und Vorschläge für komfortablen Schallschutz erfüllen zu können. Die Forschung und Entwicklung der Knauf Gruppe hat deshalb ein Projekt initialisiert, mit dem Ziel hochschalldämmende Stoßstellen für Metallständerwände zu entwickeln. Dieser Beitrag beschäftigt sich mit den konstruktiven und messtechnischen Herausforderungen im Flankenprüfstand in Bezug auf hochschalldämmende Konstruktionen von Trennwand, flankierender Wand, sowie deren Kombination in Gipskartonbauweise. Neben der Leistungsfähigkeit des Prüfstandes und den Möglichkeiten die Schalllängsdämmung darin zu bestimmen und zu bewerten, werden Lösungsvarianten für hochschalldämmende Trockenbaukonstruktionen diskutiert.
Henning, Bernd
- Olfert S., Claes L. und Henning B.
Die Schlierentechnik ist eine schnelle und nichtinvasive Methode zur Charakterisierung der räumlichen und zeitlichen Verteilung von Schallwechseldruck in optisch transparenten Medien. Bei diesem Verfahren wird eine akustische Welle von einer ebenen elektromagnetischen Welle durchstrahlt. Die akustooptische Interaktion verursacht eine integrale Phasenänderung der elektromagnetischen Welle, welche dann eine sogenannte Schliere erzeugt. Frühere Arbeiten zeigen, dass die so erhaltene zweidimensionale (Schlieren-)Abbildung nur den Schallwechseldruck repräsentiert, bei dem die Orthogonalitätsbedingung erfüllt ist, das heißt, wenn die Phasenfronten der elektromagnetischen und der akustischen Wellen orthogonal zueinander sind.
Bei klassischen tomografischen Ansätzen wird der Ultraschallwandler in der Regel um die akustische Achse gedreht. Aus den Einzelaufnahmen wird dann bekanntermaßen mittels inverser Radontransformation die dreidimensionale Schallwechseldruckverteilung berechnet. In dem hier vorgestellten neuen Ansatz wird der Ultraschallwandler hingegen in Richtung der optischen Achse gekippt und die winkelabhängige Abbildung der Ultraschall-Schliere ausgewertet. Mit weiterem a priori Wissen kann die Zahl der Einzelmessungen und somit auch die Messzeit deutlich reduziert werden, um eine vollständige Rekonstruktion des Schallfeldes zu realisieren.
In diesem Beitrag werden die Schlierenmethode, der Messaufbau, die Bildauswerteverfahren sowie beispielhaft Schallfeldverteilungen von Ultraschallwandlern vorgestellt.
Hennings, Detlef
- Hennings D. und Voss K.
Der Zeitahmen für das Thema Raumakustik in der Architektenausbildung ist knapp. Um dennoch ein vertieftes Verständnis zu erreichen, sollen die Studenten nach einer Einführung in kleinen angeleiteten Gruppen raumakustische Analysen anfertigen. Diesem Zweck dient eine neue Software, die die Studenten-Notebookcomputer zusammen mit einem einfachen Mikrofon in leicht handhabbare Meßwerkzeuge für Raumakustik-Meßgrößen verwandelt und durch den Meßprozeß führt.
Impulsanregung für einfache oder Sinus-Sweeps für präzisere Messungen sind wählbar. Aus gemessenen Raumimpulsantworten können analog ISO 3382 Nachhallzeiten sowie Klarheitsmaße abgeleitet werden. Zwischenschritte der Messung sowie die Ergebnisse werden grafisch dargestellt. Auch eine numerische Ausgabe ist möglich.
Ausgehend von den Meßergebnissen kann mithilfe einer integrierten Absorber-Datenbank sowohl die Wirkung zusätzlicher Menschen im Raum berechnet werden als auch eventuell notwendige raumakustischer Verbesserungen bemessen werden. Als Qualitäts-Kriterium dienen dabei die Empfehlungen der DIN 18041. Das Meßinstrument kann zwischen einem vereinfachten Einsteiger-Modus und dem umfangreicheren Fortgeschrittenen-Modus umgeschaltet werden.
In die Entwicklung der Software sind sowohl technische als auch didaktische Tests integriert. Erste Vergleiche der Meßergebnisse mit etablierten Referenzen haben eine gute übereinstimmung gezeigt. Der erste von zwei geplanten Anwendungstests in der laufenden Semesterarbeit verlief ebenfalls erfolgreich. Erfahrungen und Resultate aus den Tests werden für die weitere Entwicklung genutzt.
Die Funktionsweise der Software wird im Vortrag demonstriert.
Hensel, Johannes
- Kühler R. und Hensel J.
Geräusche unterhalb von 20 Hz werden herkömmlich als Infraschall bezeichnet. Infra bedeutet ''unterhalb'', in diesem Zusammenhang unterhalb des menschlichen Hörbereiches (ca. 20 Hz - 20 kHz). Es existiert jedoch keine feste untere Hörgrenze, vielmehr verringert sich die Empfindlichkeit des auditorischen Systems mit kontinuierlich abfallender Frequenz. Es ist schon lange bekannt, dass der Mensch in der Lage ist Infraschall unter anderem mit dem Gehör wahrzunehmen. Die Mechanismen dieser Wahrnehmung sind jedoch nicht genau geklärt. Das europäische Metrologie-Forschungsprojekt ''EARS'' geht unter anderem der Frage nach, wie und unter welchen Bedingungen die Wahrnehmung von Infraschall über das menschliche Ohr erfolgt. Für die objektive Untersuchung der auditorischen Verarbeitung mithilfe bildgebender Verfahren (Magnetoencephalographie und funktioneller Magnetresonanztomographie) wurde eine kompatible Infraschall-Quelle entwickelt, die zum Vergleich auch zur Bestimmung von Hörschwellen eingesetzt wird. Die Quelle basiert auf einem elektrodynamischen Lautsprecher mit starkem Magnetantrieb und ist in der Lage, hohe Schalldruckpegel in Kombination mit sehr geringen harmonischen Verzerrungen im zu untersuchenden Frequenzbereich (
) zu erzeugen. Zur Vermeidung von elektromagnetischen Störungen wird die Quelle außerhalb des Erfassungsbereiches der bildgebenden Sensoren platziert und die Schalldarbietung erfolgt über einen Schlauch. In diesem Beitrag werden das Konstruktionsprinzip und Messungen der Hörschwelle bis zu einer unteren Frequenz von 2.5 Hz zur Erprobung und Validierung der Infraschall-Quelle vorgestellt.
- Lochner J., Hensel J. und Schulte-Fortkamp B.
Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurden an der PTB Hörschwellenmessungen zur Tieftonwirkung und Hörbarkeit harmonischer Tonkomplexe mit Infraschall-Grundfrequenz durchgeführt. Besonders wurde der Einfluss unhörbarer Obertöne auf die Hörschwelle untersucht. Im Folgenden wird ein Grundton mit harmonischen Obertönen als harmonischer Tonkomplex und ein Signal mit harmonischen Obertönen ohne Grundton als harmonischer Obertonkomplex bezeichnet. Der Mittelwert der Reintonhörschwellen von zehn Versuchspersonen im Frequenzbereich von 8 bis 125 Hz entsprach weitgehend den genormten Kurven im tieffrequenten Bereich und den geschätzten Kurven anderer Studien im Infraschallbereich. Ein zweiter Hörversuch zeigte, dass der Mittelwert der Hörschwellen eines reinen Tones um mehrere dB höher lag als der Mittelwert der Hörschwellen eines harmonischen Tonkomplexes, der diesen als Grundton einschließt. Dies gilt nicht nur für harmonische Tonkomplexe mit Obertönen, welche als Einzeltöne unterhalb ihrer Reintonhörschwelle liegen, sondern auch für harmonische Tonkomplexe mit Obertönen, welche auch als Obertonkomplex insgesamt nicht gehört werden. Die reinen Infraschalltöne wurden mehrheitlich als angenehm empfunden und als nicht tonhaltig beschrieben. Dies kann ein Grund dafür sein, dass Tonhöhenunterschiede zwischen (a) Grundton, (b) harmonischem Tonkomplex mit Obertönen unter der jeweiligen Reintonhörschwelle und (c) harmonischem Obertonkomplex kaum wahrgenommen wurden. Man kann daher vermuten, dass ein schwellennaher harmonischer Obertonkomplex eine Infraschall- ähnliche Wahrnehmung hervorrufen kann.
Herget, Wolfgang
- Herget W. und Brandstätt P.
Die Reduzierung der Lärmbelastung durch Flugzeuge in urbanen Gebieten ist eine der großen Herausforderungen der Luftfahrt. Das EU-Projekt Clean Sky beschäftigt sich u.a. mit diesem Themengebiet, in dem neuartige aerodynamische Konzepte sowie Verfahren und Methoden zur Reduzierung der Geräuschabstrahlung an Regionalflugzeugen untersucht werden. Ein Aspekt ist hierbei die Geräuschentstehung, welche aus der Umströmung der Fahrwerke resultiert. Hierfür wurden Voruntersuchungen im Windkanal am Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP an Modellen eines Haupt- und Bugfahrwerks durchgeführt. Die vereinfachten modularen Modelle der Fahrwerke wurden in einem offenen Bereich des Windkanals installiert und bei verschiedenen Anströmgeschwindigkeiten mit einem Beamforming-System hinsichtlich des Geräuschspektrums und der Positionen mit hoher Schallintensität untersucht. Systematische und aufeinander folgende Variationen der Modelle, mit verschiedenen Öffnungen und Komponenten, wurde für die Beurteilung der jeweiligen Geräuschentstehung herangezogen. Die Ergebnisse zeigen, dass dominante Schallquellen an der Klappe und den Rändern der Bucht, sowie dem Rad selbst identifiziert werden können. Die Ergebnisse dieser und weiterer Untersuchungen mit möglichen Lärmminderungsmaßnahmen sind Inhalt des Vortrags.
Herhold, Johannes
- Schulze C., Hübelt J., Richardt S., Habelt B. und Herhold J.
Zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen kommen vermehrt dezentrale (Klein-) Anlagen, sogenannte Mikro-Blockheizkraftwerke (BHKW), zum Einsatz. Diese werden direkt im Wohnhaus, innerhalb von Wohngebieten bzw. in unmittelbarer Nachbarschaft zur Wohnbebauung installiert. Innerhalb des Beitrags wird ein Überblick über die Anforderungen an den Lärmschutz, die Geräuschemission kommerziell erwerbbarer Anlagen sowie Maßnahmen zur Lärmminderung an Mikro-BHKW gegeben. Die vorgestellten Ergebnisse sind Bestandteil einer Studie, die im Auftrag des Sächsischen Landesamts für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) durchgeführt wurde.
Herold, Gert
- Herold G. und Sarradj E.
Die Verwendung von auf Mikrofonarrays basierenden Messverfahren zur Charakterisierung von Schallquellen hat weite Verbreitung gefunden. Von Interesse ist beim Einsatz solcher Verfahren neben der Position der einzelnen Quellen insbesondere die möglichst exakte Ermittlung der Stärke des von ihnen abgestrahlten Schalls. Diese kann durch den Schalldruckpegel in einer bestimmten Entfernung und Richtung von der Schallquelle beschrieben werden. In diesem Beitrag werden Simulations- sowie Messdaten mit bekannter Quellkonfiguration mit auf Arraymessungen basierenden Verfahren wie DAMAS, CLEAN, CLEAN-SC, Orthogonales Beamforming sowie Covariance Matrix Fitting ausgewertet. Dabei werden ebenfalls einzelne verfahrensspezifische Parameter variiert. Der Vergleich der erhaltenen Ergebnisse zeigt, dass sich diese hinsichtlich des ermittelten Orts und der Stärke der Schallquellen zum Teil deutlich unterscheiden und damit die Notwendigkeit besteht, Kriterien zu definieren, die die Zuverlässigkeit der Verfahren unter verschiedenen Randbedingungen bewerten.
Hertz-Eichenrode, Andreas
- Hertz-Eichenrode A., Sobotta R. und Jung C.
Transiente Kavitation kann u. a. durch eine akustische Messung des Kavitationsgeräusches charakterisiert werden. Das Geräusch wird durch einzelne Frequenzen - subharmonische und harmonische der Ultraschallfrequenz - und ein breitbandiges Rauschen bestimmt. Häufig wird das Kavitationsrauschen als bandbegrenztes, weißes Rauschen betrachtet. Diese Annahme und ihre Grenzen sollen nun durch Messungen genauer beschrieben werden. Es wird ein Messverfahren vorgestellt, mit dem das Geräusch von ultraschallinduzierter transienter Kavitation getrennt von einzelnen subharmonischen und harmonischen Frequenzen in einem weiten Frequenzbereich gemessen werden kann. Das auf diese Weise berechnete breitbandige Geräusch wird auf seine Frequenzabhängigkeit bzw. Färbung hin untersucht. Diese Untersuchungen werden bei verschiedenen Ultraschallfrequenzen und Leistungen oberhalb und unterhalb der Kavitationsschwelle durchgeführt. Die Ergebnisse werden diskutiert und mit Modellen für das Kavitationsgeräusch verglichen. Außerdem wird auf den Einfluss der Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit des Hydrophons eingegangen.
- Hertz-Eichenrode A., Sobotta R. und Jung C.
Transiente Kavitation ist für Reinigungsanwendungen mit Ultraschall besonders geeignet. R.E Apfel beschreibt eine Schwelle für transiente Kavitation. Oberhalb dieser Schwelle besteht eine Korrelation zwischen eingetragener Ultraschallleistung und des Kavitationsrauschens.
In einer Messung werden bei unterschiedlichen Frequenzen die Schwellen für transiente Kavitation in einer Struktur ermittelt.
Des Weiteren wird untersucht, ob die unterschiedlichen Frequenzen gemeinsame proportionale Geraden oberhalb der Kavitationsschwelle vorweisen und ob diese in Ihren Amplituden verschoben sind. Die Messergebnisse werden mit dem Model von R.E Apfel verglichen. Die Messungen ergeben die notwendige Intensität, die benötigt wird, um diese Kavitationsschwellen bei den jeweiligen Frequenzen zu überschreiten.
Abschließend wird diskutiert, was zu einem Verschieben der Geraden oberhalb der Kavitationsschwelle führen kann.
Hessinger, Joachim
- Hessinger J., Rabold A. und Bacher S.
Der Wärmeschutz der äußeren Gebäudehülle ist wegen der zukünftig erforderlichen Energieeinsparungen stark in der öffentlichen Diskussion präsent und wird vom Gesetzgeber über Novellierungen der Energieeinsparverordnung flankiert. Ein großes Potential hinsichtlich der Energieeinsparung steckt dabei in der Sanierung von Altbauten. Hier wird zur Verbesserung des Wärmeschutzes oftmals mit Wärmedämmverbundsystemen oder vorgehängten gedämmten Fassadenverkleidungen gearbeitet. Durch Aufbringen dieser Dämmsysteme wird auch die Schalldämmung der Außenwand beeinflusst. In einem im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau geförderten und beim ift Rosenheim durchgeführten Forschungsvorhaben wurden Untersuchungen der Schalldämmung speziell an Dämmsystemen aus nachwachsenden Rohstoffen auf schweren, mittelschweren und leichten Massivwänden durchgeführt. Die akustische Wirksamkeit dieser Dämmsysteme wurde analysiert und mit der anderer Systeme verglichen. Ein Ziel dieses Forschungsprojekts war die Überprüfung der Übertragbarkeit bestehender schalltechnischer Prognosemodelle auf die Anwendung solcher Dämmsysteme. Ergebnisse aus diesem Forschungsprojekt werden in diesem Beitrag vorgestellt.
Hettler, Steffen
- Hettler S.
Der Rechtsprechung nahezu unbekannt, von den Sachverständigen ignoriert, aber trotzdem von enormer Bedeutung zur richtigen Beurteilung des Lärmschutzes, das ist die funktionale Einheit der Akustik. Es müssen Prognose, Anforderung und Messung nach einheitlichen Kriterien bewertet werden. Die Realität in der Rechtsprechung steht jedoch für das Gegenteil. Es werden nahezu willkürlich Einzahlwerte unterschiedlichster Herkunft und Inhalt miteinander vermengt. Darauf basierende juristische Entscheidungen übergehen zwangsweise Phänomene wie tiefe Frequenzen, Resonanzfrequenzen oder die Wahrnehmung einer durchschnittlichen Person nach objektiven Kriterien der Akustik. Die nachfolgende kritische Betrachtung der von der Praxis nahezu unreflektiert angewendeten akustischen Bewertungsmethoden zeigt: Die Lösung der rechtlichen Probleme liegt in dem Kriterium der ''funktionalen Einheit'' der Akustik.
Hey, Lisette
- Hey L., Weber L., Späh M., Koehler M. und Wilk E.
Die Trittschallminderung von Bodenbelägen wird nach DIN EN ISO 10140 durch Anregungen mit dem Normhammerwerk gemessen. Wegen des unterschiedlichen Anregungsspektrums unterscheidet sich die Ergebnisse stark von den Messwerten, die sich beim Begehen von Decken durch menschliche Personen ergeben. Die Unterschiede wurden bislang jedoch kaum untersucht, weil die Anregung durch Geher sehr schlecht reproduzierbar ist.
Im Rahmen einer Bachelor-Arbeit wurde ein verbesserter Aufbau zur Untersuchung dieser Problematik entwickelt. Dabei wird der untersuchte Bodenbelag auf nur einer Deckenhälfte verlegt, während die andere Hälfte der Decke frei bleibt. Ein Geher, der die Decke in gleichmäßiger Bewegung umrundet, regt abwechselnd Belag und Rohdecke an, wobei er beim Übertritt von der einen auf die andere Deckenhälfte eine Lichtschranke durchläuft. Der resultierende Trittschallpegel wird als Audiosignal aufgezeichnet, geschnitten und gemittelt. Aus den für die beiden Deckenhälften ermittelten Pegeln ergibt sich dann die resultierende Trittschallminderung.
Die Untersuchungen erfolgten mit männlichen und weiblichen Gehern mit unterschiedlichem Schuhwerk. In dem Beitrag werden die Untersuchungsergebnisse diskutiert und mit den Messwerten technischer Anregungsquellen (Normhammerwerk, japanischer Gummiball, etc.) verglichen.
Hillenbrand, Joachim
- Pfeil F., Hillenbrand J. und Sessler G.M.
Die meisten omnidirektionalen Elektretmikrofone besitzen ein zusätzliches Rückvolumen hinter der Rückelektrode um die Nachgiebigkeit des Luftvolumens zu erhöhen. Der neu entwickelte Mikrofontyp ist auf einer gewöhnlichen, 1,55 mm starken Leiterplatte aufgebaut und benötigt kein zusätzliches Rückvolumen, was eine besonders flache Bauform ermöglicht. Die Membran aus Aluminium-beschichteter PET-Folie ist über eine Elektrodenfläche auf der Platine gespannt, auf die eine Elektretfolie aufgebracht ist. Mittels Bohrungen durch Elektret und darunterliegender Leiterplatte werden sowohl Strömungseffekte im Luftspalt minimiert, als auch das Volumen des Luftspalts vergrößert, was eine relativ hohe Empfindlichkeit und einen ebenen Frequenzgang über den gesamten Hörschallbereich ermöglicht.
Bei einem Membrandurchmesser von 10 mm konnten mit Hilfe eines auf der Platine integrierten JFET- Impedanzwandlers Empfindlichkeiten von bis zu 9 mV/Pa im Freifeld gemessen werden. Durch seine flache Bauform eignet sich dieser Mikrofontyp beispielsweise für den Einsatz als Grenzflächenmikrofon.
- Hillenbrand J., Pfeil F., Motz T. und Sessler G.M.
Basierend auf bereits beschriebenen Elektret-Beschleunigungsaufnehmern wurden platinenintegrierte Beschleunigungssensoren mit besonders flacher Bauform entwickelt. Diese Beschleunigungssensoren nutzen als seismische Masse einen flachen Metallzylinders mit 10 mm Durchmesser, auf den eine 25
m dicke FEP-Elektretfolie aufgebracht ist. Als Abstandhalter zwischen Elektret und Rückelektrode auf der Platine dient ein Ring aus weichem zellularem Polypropylen, der auch als Federelement fungiert. Die seismische Masse wird mittels einer elastischen Silikonfolie auf der Leiterplatte fixiert. Durch Variation der seismischen Masse, der Nachgiebigkeit des Abstandhalterrings, der Luftspaltdicke und der Elektretspannung konnten Sensoren mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten, Resonanzfrequenzen und Bandbreiten hergestellt und untersucht werden. Beispielsweise ergaben Messungen an einem Sensor mit einer seismischen Masse von 1 g und einer Elektretspannung von 350 V einen bis 5 kHz flachen Frequenzgang, eine Ladungsempfindlichkeit von 1,4 pC/g und eine Leerlauf-Spannungsempfindlichkeit von 130 mV/g. Wegen des offenen Aufbaus ist die Luftschallempfindlichkeit der platinenintegrierten Beschleunigungssensoren höher als die von üblichen Beschleunigungsaufnehmern mit geschlossenem Gehäuse. Diese unerwünschte Luftschallempfindlichkeit wird jedoch akustisch durch das die Platine umgebende Gerätegehäuse reduziert und kann zudem elektronisch durch ein auf der Leiterplatte direkt benachbartes und ebenfalls neu entwickeltes platinenintegriertes Elektretmikrofon weiter minimiert werden.
Himmelbauer, Johannes
- Graf F., Rexeis S. und Himmelbauer J.
Flugzeugkomponenten aus Faserverbundwerkstoffen erfreuen sich aufgrund ihrer höheren Steifigkeit und ihres geringeren Gewichts im Vergleich zu metallischen Strukturen zunehmender Beliebtheit in der Aviation. Bei äußeren Einwirkungen auf die Struktur können Ablösungen von Schichten der Faserverbundwerkstoffe, sogenannte Delaminationen entstehen, die die Eigenschaften des Materials mindern. ''Damage Tolerant Design'' zielt darauf ab, Schädigungen der Struktur zu einem gewissen Grad zuzulassen bevor eine Reparatur oder Austausch vorgenommen wird. Zur Sicherstellung der strukturellen Integrität der Komponenten im laufenden Betrieb bieten sich kontinuierliche zerstörungsfreie Prüfverfahren an. Dieser Vortrag beinhaltet eine Gegenüberstellung verschiedener bildgebender Strahlformungsalgorithmen zur Sichtbarmachung von Delaminationen in Faserverbundwerkstoffen. Die Schadensdetektion erfolgt dabei mit Lamb Wellen, deren Reflexionen bzw. Absorptionen an einer Delamination sichtbar gemacht werden. Für die Aktuation der Komponenten wird ein Array aus piezoelektrischen Elementen verwendet. Ein weiteres Array bestehend aus faseroptischen Sensoren dient der Aufzeichnung der Systemantwort. Phänomene wie Modenkonversion, Modenselektion, Temperatureinflüsse und Dispersion werden adressiert. Eine Darstellung der vielversprechenden Ergebnisse sowie eine Gegenüberstellung zu metallischen Strukturen werden präsentiert und diskutiert. Ziel ist es mittelfristig, die speziell für die europäische Flugzeugindustrie entwickelte Technologie auch in anderen Bereichen einzusetzen. So ist es durchaus erstrebenswert die Methoden auch zukünftig im Automobil- und Schienenbereich zu nutzen.
Hintzsche, Matthias
- Hintzsche M. und Gebauer D.
Die EU-Umgebungslärmrichtlinie verpflichtet die Mitgliedsstaaten, die Lärmbelastung der Bevölkerung nach vergleichbaren Kriterien zu ermitteln. Bis zum 30. Juni 2012 waren für alle Hauptverkehrsstraßen, Haupteisenbahnstrecken, Großflughäfen und Ballungsräume Lärmkarten zu erstellen und die Öffentlichkeit zu informieren. Die Ergebnisse dieser zweiten Runde der Lärmkartierung in Deutschland werden präsentiert und bewertet.
Hinze, Colin
- Krause U., Sachau D., Hinze C. und Wandel M.
Die Lärmbekämpfung in der Kabine zukünftiger Flugzeuge kann im niederfrequenten Bereich mit aktiven Systemen erfolgen. Der Erfolg dieser Methode hängt entscheidend von der räumlichen Anordnung der Lautsprecher und Mikrofone ab. Daraus ergibt sich ein nichtlineares diskretes Optimierungsproblem, welches genetische Verfahren lösen können. Das Ziel dieser Untersuchung ist die Optimierung eines aktiven Systems für den Versuchsstand der Helmut-Schmidt-Universität eines zukünftigen Verkehrsflugzeuges (A30x). Dazu wird ein vorhandener Algorithmus angepasst und weiter entwickelt, um ein robustes Systemverhalten zu erzielen. Außerdem werden die Optimierungsergebnisse durch Versuche validiert.
Hirsch, Hans-Günter
- Hirsch H.-G.
Zur Erhöhung der Robustheit eines Spracherkennungssystems beim Einsatz in unterschiedlichen akustischen Umgebungen werden verschiedene Techniken und Verfahren eingesetzt. Die meisten Ansätze lassen sich grob in zwei Klassen einordnen. Die erste Klasse beinhaltet Verfahren, bei denen robuste akustische Merkmale aus dem Sprachsignal extrahiert werden, die möglichst unabhängig von der akustischen Umgebung die charakteristischen Eigenschaften des Sprachsignals beinhalten. In der zweiten Klasse findet man Ansätze, um verschiedene Parameter der Referenzmuster an die aktuellen akustischen Bedingungen bei der Spracheingabe anzupassen. Meist werden als Referenzmuster Hidden-Markov Modelle eingesetzt. Dabei besitzt die Veränderung der Mittelwerte, die zur Modellierung des Auftretens der akustischen Merkmale mit Hilfe multivariater Gaußverteilungen verwendet werden, den wesentlichen Anteil an der Adaption. Zur Adaption müssen verschiedene Parameter bestimmt werden, mit denen die akustische Umgebung beschrieben wird. Ein Beispiel dafür ist die Schätzung des Spektrums eines im Hintergrund vorhandenen Störgeräuschs. In diesem Beitrag werden Ansätze der beiden Klassen vorgestellt und verglichen. An Hand zweier exemplarischer Realisierungen werden die Ergebnisse zur Erkennung von gestörten Sprachsignalen vorgestellt. Dabei werden auch weitere Versionen dieser gestörten Signale betrachtet, die die Veränderungen auf Grund einer Aufnahme im Freisprechmodus in einer räumlichen Umgebung beinhalten.
- Hirsch H.-G. und Kremer F.
Analysiert man die zwischenmenschliche Kommunikation in gestörten Umgebungen, so stellt man fest, dass Signalabschnitte mit einem geringen Signal-/Rauschleistungsverhältnis (SNR) gar nicht oder nur bruchstückhaft wahrgenommen werden und somit auch nur begrenzt für das Sprachverstehen herangezogen werden können. Aus dieser Beobachtung wird ein neuer Ansatz abgeleitet, der auf einer Detektion der stimmhaften sprachlichen Abschnitte, die ein relativ hohes SNR besitzen, basiert. Ausgehend von diesen Abschnitten und den darin enthaltenen akustischen Merkmalen wird eine alternative Vorgehensweise zur Wahrscheinlichkeitsbestimmung angewendet, um die als zuverlässig eingestuften akustischen Merkmale mit entsprechenden Hidden Markov Modellen zu generieren. Dabei wird im Gegensatz zur üblicherweise eingesetzten, zeitlich rein vorwärts gerichteten Berechnung eine zeitlich vorwärts und rückwärts gerichtete Wahrscheinlichkeitsberechnung mit entsprechenden wort- oder lautbasierten Hidden Markov Teilmodellen eingesetzt. Zudem werden wie bei den unter dem Stichwort ''missing features'' bekannten Ansätzen die Signalabschnitte mit geringem SNR gar nicht oder nur mit einer geringen Gewichtung in die Wahrscheinlichkeitsberechnung einbezogen. Aus den mit den Teilmodellen berechneten Wahrscheinlichkeiten wird eine Gesamtwahrscheinlichkeit für die Beobachtung eines Satzes oder einer Wortfolge bestimmt. Es werden erste Ergebnisse zur robusten Erkennung gestörter Ziffernketten vorgestellt.
Hirsch, Karl-Wilhelm
- Kühner T., Bertels W. und Hirsch K.-W.
Schallausbreitungsmodelle berücksichtigen den brechenden und dämpfenden Einfluss der Atmosphäre in unterschiedlicher Weise. In technischen Modellen, z.B. im Immissionsschutz, werden konstante Krümmungsradien für vorgegebene Ausbreitungsbedingungen angenommen (z.B. ISO 9613-2) oder wetterabhängige Krümmungsradien aus bodennahen Wetterbeobachtungen abgeleitet (z.B. ISO 1996). Andere Modelle unterstellen Schallgeschwindigkeitsprofile, die sich klassiert aus meteorologischen Modellen ergeben (z.B. Harmonoise). Weitergehende Ray-Tracing-Modelle berücksichtigen beliebig geschichtete Atmosphären, um über lokale Strahlverfolgungsalgorithmen die Brechung und Luftabsorption in besserer Näherung nachzubilden. Die Zuverlässigkeit der Ray-Tracing-Modelle hängt dabei direkt von der Unsicherheit der Kenntnis der realen atmosphärischen Schichtung ab. Alle Modelle berücksichtigen die Luftabsorption nach Maßgabe der Luftfeuchte in Bodennähe. Bei Entfernungen deutlich kleiner als 500 m bleibt der Schall in Bodennähe. Bei größeren Entfernungen oder besonderer Topografie oder besonderer Ausbreitungssituation mit großen Unterschieden der Höhen von Quelle und Empfangsort erreichen die Strahlen größere Höhen. Deshalb werden Windgeschwindigkeits-, Windrichtungs-, Temperatur- und Luftfeuchteprofile dort immer mehr an Bedeutung gewinnen. Der Beitrag nutzt eine besonders entwickelte Profilprognose der MeteoMedia , die im kleinzelligen Bereich (4 km x 4 km) stundenspezifische Vorhersagen dieser Profile liefert. Es wird ermittelt, in welchen Schallausbreitungssituationen Modelle mit konstantem Krümmungsradius hinreichend zuverlässig den Strahlenverlauf nachbilden und wann Ray-Tracing-Modelle signifikant bessere Prognosen der Brechung und der Luftabsorption liefern.
- Hirsch K.-W.
Wetterberichte zählen zu den am häufigsten gehörten Nachrichtensendungen. Sie sind für viele gewerbliche Tätigkeiten im Freien genauso wichtig wie für die Planung von Aktivitäten für die nächsten Tage im Freizeitbereich. Wie 'laut' es morgen wird, gehört nicht zum Standardangebot der Wetterdienste. Dabei ist es für Anlagenbetreiber bei der Planung besonders geräuschstarker Betriebssituationen (im Rahmen eines Beschwerde- oder Lärmmanagements beispielsweise) genauso wie für die Nachbarschaft hilfreich zu wissen, ob morgen eine besonders günstige Schallausbreitungssituation vorliegen wird oder eben gerade nicht. Eine solche Vorhersage ist das so genannte ,Schallwetterë; eine Vorausberechnung der Eigenschaften der Schallausbreitungsbedingungen auf der Basis vorausgesagter atmosphärischer Bedingungen. Nur bei geringen Entfernungen lassen sich die Schallausbreitungsbedingungen aus Beobachtungen des Bodenwetters abschätzen. Bei größeren Entfernungen prägen immer mehr die Profile der Windstärke, der Windrichtung, der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit die Schallausbreitung. Das Schallwetter ist also richtungs- und entfernungsabhängig. Das hier vorgestellte ,Schallwetterë nutzt eine besonders entwickelte Profilprognose der MeteoMedia, die im kleinzelligen Bereich (4 km x 4 km) stundenspezifische Vorhersagen der Profile mit einem Vorlauf von 48 Stunden bereitstellt. Der Beitrag beschreibt die Ermittlung und Darstellung des Schallwetters und diskutiert weitere Anwendungen solcher profilorientierter Wettervorhersagen im Immissionsschutz, beispielsweise für die Ermittlung des Cmet der DIN ISO 9613.
- Hirsch K.-W. und Hammelmann F.
Die DIN ISO 9613-2: ''Dämpfung des Schalls bei der Ausbreitung im Freien'' legt ein Verfahren zur Vorausberechnung von Geräuschimmissionen von Punktschallquellen fest. Diese Norm hat eine große Bedeutung im Immissionsschutz, weil die Anwendung ihrer Verfahren in der TA Lärm im Rahmen von Beurteilungsverfahren für Gewerbe- und Industrielärm vorgeschrieben ist. Eine qualitätsgesicherte Anwendung der DIN ISO 9613-2 setzt eine sachgerechte und zuverlässige bzw. ''präzise'' Interpretation ihrer Vorschriften voraus. In diesem Zusammenhang bedeutet ''präzise'' eine stets in gleicher Weise erfolgende Auslegung der Regeln mit der Zielsetzung, dass Ergebnisse reproduzierbar ,richtigë sind im Sinne der Norm DIN 45687: ''Akustik - Software-Erzeugnisse zur Berechnung der Geräuschimmission im Freien - Qualitätsanforderungen und Prüfbestimmungen''. Um dieses Ziel zu erreichen, ist der Interpretationsspielraum, den die DIN ISO 9613-2 bei einigen Regelungen anbietet, so klein wie möglich zu halten. In ihrem Abschnitt 7.5 zur Berücksichtigung von Reflexionen eröffnet die DIN ISO 9613-2 einen erheblichen Interpretationsspielraum; Zitat: ''... Reflexionen entstehen an Decken/Dächern im Freien und an mehr oder weniger senkrechten Oberflächen ...''. Der vorliegende Beitrag leitet in enger Anlehnung an die Konzepte der Norm ein objektives Entscheidungskriterium für die nicht präzise Aussage ''mehr oder weniger senkrecht'' ab. Die abgeleitete ,Reflexionsbedingungë folgt ausschließlich allein aus der Geometrie der Schallausbreitung.
Hládek, {\v L}uboš
- Hládek Ľ., Tomoriová B. und Kopčo N.
The perceived location of a click-sound can be affected by the presence of a preceding distractor click coming from a fixed, a priori known location [Kopco et al., JASA, 121, 420-432, 2007; Tomoriova et al.; ARO Abstract #655, 2012]. The effect is observed over a range of distractor-to-target stimulus onset asynchronies (25-400ms) and it persists even for subsequent trials on which the target is presented without a preceding distractor (i.e., causing a ''contextual'' effect). Factors including precedence-like and precedence-build-up-like mechanisms, perceptual segregation/grouping, and adaptation due to repeated presentation of the stimuli likely contribute to the effect. Here, we present the analysis of how response variance is affected by the distractor-to-target SOA and relative frequency of distractor occurrence. In our experiment, subjects localized clicks in sound-attenuated booth with a setup similar to previous studies. The target clicks were presented either alone or were preceded by an identical distractor click coming from a fixed location. Both the immediately preceding distractor and the context affected performance. Increases as well as decreases in response variance were observed relative to target-only baseline runs, depending mainly on SOA. These results illustrate how different processing mechanisms play a role even for simple scenes with well segregated stimuli.
Hobracht, Marcus
- Geyer T., Sarradj E. und Hobracht M.
Die Interaktion einer turbulenten Strömung mit einem Hindernis ist ein dominierender Schallentstehungsmechanismus, zum Beispiel in Rotor-Stator-Anordnungen. Dementsprechend gibt es zu dieser Fragestellung eine Vielzahl von theoretischen und experimentellen Untersuchungen. Zur Schallvorhersage existieren dabei neben numerischen Modellen auch eine Reihe einfacher analytischer Modelle. Diese basieren häufig auf der Annahme einer ebenen Platte in einer ideal homogenen und isotropen Zuströmturbulenz, ein Umstand, der in realen Anwendungen jedoch meist nicht vorausgesetzt werden kann. Es stellt sich daher die Frage, ob diese Annahmen die Gültigkeit der Modelle in der Praxis einschränken.
Im Beitrag werden die Ergebnisse experimenteller Untersuchungen zur Anwendbarkeit eines einfachen Vorhersagemodells für die Schallentstehung in inhomogener, anisotroper Turbulenz vorgestellt. Dazu wurden die Resultate von Hitzdrahtmessungen sowohl in homogener, lokal-isotroper Turbulenz als auch in inhomogener, anisotroper Turbulenz als Eingangswerte für ein analytisches Vorhersagemodell verwendet. Die Ergebnisse wurden anschließend mit Ergebnissen akustischer Messungen sowohl an einer flachen Platte als auch an einem NACA0012-Tragflügelprofil in einem Freistrahlwindkanal verglichen.
Höchstetter, Marius
- Höchstetter M., Gabbert U., Verhey J. und Sautter J.-M.
In the automotive industry the auditory perception decides increasingly on product quality. Acoustic sensation is mainly influenced by the sound characteristics of doors, switches and controllable functions, particularly in case the engine is shut down. Precedent to a customer related development of a sound one needs to know how to meet individual expectations. This study investigates the potential of physical and psychoacoustic parameters to judge the quality feeling of noises. The aim is to predict and make a point on influencing them in future development. Therefore, singular impulsive door lock noises from different car manufacturers are used in this case study. In paired comparison listening tests, the subjects are asked to assess the impression of quality of these noises. The data is analyzed according to the approach of Bradley, Terry and Luce (BTL-model). The result of which is an interval scaled ranking. Evaluating the quality of either physical or psychoacoustic parameters to predict this ranking, multiple regression models are therefore separately fed. Besides loudness, frequency distribution and sharpness show a high correlation to the investigated, singular impulsive sounds. Based on the analyzed use case, the psychoacoustic model gives a better prediction compared to the physical one.
Höfker, Gerrit
- Balon B. und Höfker G.
Unter dem Aspekt der Effizienzsteigerung von thermisch aktivierten Decken wurden drei Systeme thermisch leitfähiger Trittschalldämmungen untersucht. Ausgangsmaterial für die thermisch leitfähigen Trittschalldämmungen waren Gummigranulatplatten. Beim ersten System thermisch leitfähiger Trittschalldämmung wurden 20 mm dicke Gummigranulatplatten in 50 mm breite Streifen geschnitten und mit einem Abstand von 20 mm kreuzweise übereinander gelegt. Damit wurde überprüft, inwiefern die Hohlräume innerhalb der Dämmschicht den konvektiven Wärmetransport steigern. Bei System 2 wurden alle 250 mm Metallprofile in die Gummigranulatplatten eingefügt, die einen thermischen Kurzschluss zwischen Deckenober- und Estrichunterseite bilden. Eine Sicke im Steg der Profile (M-Profile) reduziert durch Federwirkung die Körperschallübertragung über das Blech. Anhand vom dritten System thermisch leitfähiger Trittschalldämmung ist untersucht worden, welches Trittschall-Verbesserungsmaß und welche Wärmeleitfähigkeit mit Gummigranulatplatten erreicht werden kann, denen mineralische Zuschlagsstoffe beigemischt sind. Hierzu wurden Messungen an 8 mm dicken Bautenschutzmatten durchgeführt. Die Untersuchungen ergaben, dass Trittschalldämmungen durch konstruktive Maßnahmen so verändert werden können, dass die thermische Leitfähigkeit erhöht und gleichzeitig Anforderungen an die Trittschallminderung eingehalten werden. Das Hauptaugenmerk ist darauf zu legen, die dynamische Steifigkeit der Dämmschicht durch konstruktive Maßnahmen nicht zu erhöhen. Eine gute Trittschallminderung und eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit kann durch Einfügen von Wärmeleitblechen erreicht werden.
Hoever, Carsten
- Hoever C. und Kropp W.
Bei LKWs wird im Allgemeinen zwischen Lenk-, Antrieb- und Zusatzachsen unterschieden. Die eingesetzten Reifen sind dabei im Gegensatz zu PKWs für die spezifischen Bedingungen an der jeweiligen Achse z.B. hinsichtlich Traktion, Abrieb, Sicherheit oder Wirtschaftlichkeit optimiert. Speziell im Regionalverkehr werden dabei aufgrund häufiger Beschleunigungs-/Bremsvorgänge und Kurvenfahrten an den Antriebsachsen Reifen mit ausgeprägtem Blockprofil verwendet. Die resultierende starke Schwingungsanregung führt selbst auf eigentlich geräuscharmen Straßenoberflächen unmittelbar zu einer erhöhten Geräuschemission.
Aus diesem Grund ist die Entwicklung eines geräuscharmen Antriebsachsenreifens für den LKW- Regionalverkehr eines der Ziele des Verbundsprojektes Leiser Straßenverkehr 3 (LeiStra3). Zur Unterstützung dieses Vorhabens wurde ein existierendes numerisches Modell zur Berechnung von Reifen- /Fahrbahninteraktion, Rollgeräusch und Rollwiderstand für PKW-Reifen an die speziellen Erfordernisse der Simulation von LKW- Antriebsachsenreifen angepasst. Besonderer Augenmerk wurde dabei auf eine effiziente Abbildung des Querprofils und der resultierenden Reifenanregung gelegt. Neben der Geräuschemission wird als eine wichtige Kenngröße der Wirtschaftlichkeit auch der Rollwiderstand betrachtet um einen möglichen Zielkonflikt frühzeitig zu erkennen.
Hoffmann, Alice
- Hoffmann A., Forssén J. und Kropp W.
Die Auralisierung von in SPERoN modellierten Reifengeräuschen wurde in vorhergehenden Beiträgen diskutiert. Die auralisierten Reifengeräusche wurden in der psychoakustischen Untersuchung ähnlich den entsprechenden Aufnahmen bewertet. Bei einer Frequenzanalyse der Reifengeräusche wurde festgestellt, dass die größten Unterschiede bei Frequenzen unter 315 Hz liegen, welche im SPERoN Modell nicht berücksichtigt sind. In dieser Arbeit wird die Hypothese aufgestellt, dass ein Teil der Unterschiede in der Wahrnehmung in der Diskrepanz der Signale für tiefe Frequenzen liegt.
Um diese Hypothese zu untersuchen werden die Signale aus der SPERoN-Datenbank für Frequenzbänder unter 315 Hz vor der Auralisierung korrigiert. Die Anpassungswerte wurden im Vergleich zwischen auralisierten Signalen und entsprechenden aufgenommenen Signalen ermittelt.
Die so erzeugten auralisierten Vorbeifahrten wurden im Hörversuch zusammmen mit entsprechenden aufgenommenen Vorbeifahrten bewertet.
Dabei wurden sowohl die simulierten als auch die aufgenommenen Signale den Probanden vorgespielt. Die Probanden sollten die Geräusche auf einer Skala von 1 bis 7 für Angenehmheit, Lautheit, Rauhigkeit und Schärfe bewerten.
Für die Attribute ''Angenehmheit'', ''Lautheit'' und ''Rauhigkeit'' konnte eine Verbesserung der Bewertung durch Berücksichtigung der Frequenzen unter 315 Hz erreicht werden. Für die ''Schärfe'' konnte keine Verbesserung erreicht werden.
Hoffmann, Rüdiger
- Hoffmann R. und Wolff M.
An der TU Dresden ist über mehr als ein Jahrzehnt lang ein hierarchisches Analyse-Synthese-System entwickelt worden, das die Bezeichnung UASR (Unified Approach for Synthesis and Analysis) erhielt. Das System diente zu Grundlagenuntersuchungen im Bereich kognitiver Systeme, aber auch als Plattform für die Entwicklung von Erkennungssystemen für Sprache sowie für nichtsprachliche Signale. In dem Beitrag wird besonders auf einige neuere Anwendungen eingegangen, die von eingebetteten Systemen bis zu Erkennungssystemen für fließende Sprache reichen. Da das System neuerdings auf einer Open-Source-Plattform frei verfügbar ist, wird abschließend diese Nutzungsmöglichkeit näher erläutert.
- Hoffmann R. und Mehnert D.
In der Experimentalphonetik hat die Erforschung der Stimmbildung duch die Stimmlippen stets eine große Rolle gespielt. So entstanden verschiedene mechanische Kehlkopfmodelle, bei denen gespannte Gummimembranen durch einen Luftstrom zum Schwingen gebracht wurden. Die historische akustisch-phonetische Sammlung (HAPS) der TU Dresden besitzt mehrere dieser Modelle, von denen das Modell nach Gutzmann aus dem Jahre 1910 besonders attraktiv ist. Es zeichnet sich dadurch aus, dass das Ende eines Gummischlauches, das die Stimmritze bildet, während des Experiments durch variable Gewichte unterschiedlich gespannt werden kann und dadurch eine Variation des entstehenden Anregungssignals möglich ist. Der supraglottale und orale Raum wird durch ein knieförmiges Holzrohr mit anschließendem Trichter gebildet. Das historische Modell wurde durch Erneuerung der Gummiteile wieder funktionsfähig gemacht. Messungen zeigen den Einfluss der mechanischen Spannung der Nachbildung der Stimmritze sowie der unterschiedlichen Öffnungsgrade des Ansatzrohres.
Hohenwarter, Dieter
- Hohenwarter D.
The ground effects on sound propagation are described with the models of Keith Attenborough since approximately 20 years in the scientific community. This was a scientific revolution concerning the calculation of the ground effects. In contrast to this in Germany and Austria an older sound propagation model (ISO 1996-2) is used for the calculation of the noise maps. At AIA-DAGA 2013 we showed that the propagation method of ISO 1996-2 could not be used to perform a sufficient precise classification into favorable and unfavorable sound propagation conditions while new models (e.g. IMAGINE) gives a better agreement with measurements. Frequency dependent sound propagation measurements compared with the Harmonoise sound propagation model corresponds quite good in the case of downwind and stable propagation conditions but at unstable meteorological situations the agreement is improvable. The description of the atmosphere should include the Obukhov Length
. In the case of upwind sound propagation the stability of the atmosphere is essential
Hohls, Silke
- Hohls S., Biermeier T., Blaschke R. und Becker S.
Um den Komfort sowie die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, gilt es, die Lärmbelastung der Fahrzeuginsassen zu reduzieren. Aufgrund der akustischen Dämmung der Hauptgeräuschquellen (z.B. Motor, Umströmung) und dem Einsatz neuer Technologien wie Elektroantriebskonzepten treten die Nebenaggregate als Lärmquellen zunehmend in den Vordergrund. Deutlich zeigt sich dies an dem durch das Klimatisierungssystem erzeugte und in die Fahrgastzelle eingebrachte Schallfeld, welches demaskiert wird und dadurch verstärkt wahrnehmbar ist. Da die Empfindung von Lärm subjektiv ist, ist der Schalldruckpegel als alleinige Bewertungsgröße zur Lärmminderung nur begrenzt geeignet. Ziel dieser Studie ist es, geeignete akustische und psychoakustische Parameter zur objektiven Bewertung der Wahrnehmung von Klimatisierungsgeräuschen zu identifizieren und ferner Optimierungsrichtungen abzuleiten. Dazu wurde eine psychoakustische Bewertung der Klimatisierungsgeräusche von vier Fahrzeugen im Oberklassesegment anhand eines Hörversuchs durchgeführt. Im ersten Versuchsteil wurde die Gesamtqualität der Testschalle mit Hilfe eines Paarvergleichs abgefragt. Hieraus konnte eine Rangfolge abgeleitet werden und durch Korrelationsanalysen die Parameter Lautheit, Schärfe, Rauigkeit und Artikulationsindex als relevante Bewertungsparameter identifiziert werden. Im zweiten Versuchsteil wurden die Testschalle anhand eines Semantischen Differentials bewertet und drei Wahrnehmungsdimensionen identifiziert, die wiederum durch psychoakustische Parameter angenähert werden können. Insgesamt ergab die Untersuchung eine gute Eignung von psychoakustischen Parametern für die Bewertung von Geräuschqualität in Bezug auf Fahrzeugklimatisierungsgeräusche.
Hohmann, Beat W.
- Hohmann B.W.
Ein junger Eishockey-Goalie erlitt beim Aufprall des Pucks auf die Gesichtsmaske einen Gehörschaden mit einer einseitigen Höreinbusse von 60 bis 95 dB bei hohen Tönen und einem permanenten Ohrgeräusch (Tinnitus). Deshalb führte die Schweizerische Unfallversicherungsanstalt Suva zusammen mit Eishockey-Spezialisten eine Messreihe mit unterschiedlich aufgebauten Goalie-Masken durch. Der Puck wurde mit einer Puckschiessmaschine auf das Gitter oder die Schale der Maske geschossen, die auf einen Kunstkopf aus Hartgummi aufgesetzt war. In den Ohrmulden des Kunstkopfs waren hochpegelfeste Miniaturmessmikrofone montiert. Es wurden Spitzenpegel L(Peak) von 155 bis 165 dB(C) und - für die Gehörgefährdung entscheidend - Schallexpositionspegel von 125 bis 132 dB(A) gemessen, wie sie bei einem Sturmgewehrschuss am Ohr des Schützen auftreten. Diese Schallexpositionspegel überschreiten den Grenzwert der Suva um 5 bis über 10 dB und gefährden bereits bei einem einzigen Ereignis das Gehör. Deshalb müssen Eishockey-Goalies ihr Gehör konsequent schützen, wenn sie nicht das Risiko von irreversiblem Gehörverlust oder lebenslangem Tinnitus auf sich nehmen wollen. Die hier verwendete einfache Knallbewertungsmethode der Suva wird erklärt und begründet. Sie kam auch in Bayreuth zum Einsatz, um die Gehörgefährdung von Sängern, Musikern und Zuschauern bei der Kalaschnikow-Salve im ''Siegfried 2013'' zu beurteilen.
Hohmann, Volker
- Josupeit A. und Hohmann V.
Recent research shows that subjects are able to detect and localize a female target talker that is temporally fully overlapped by four male masker talkers each having the same signal energy as the target [Kopco et al., J Acoust Soc Am 127, 2010, 1450-7]. In a previous study, these results were modeled using a template matching procedure based on harmonicity features extracted from the target alone (assumed as prior knowledge) and the multitalker signals [Josupeit et al., AIA-DAGA 2013, 724-7]. The model results could only predict the psychoacoustic results to a limited extent. The aim of this study is therefore to further optimize the selection procedure of target-related localization features. To this end, we compare the template matching procedure to a selection process based on ideal binary masks. It is investigated under which conditions and parameter configurations both selection mechanisms resemble. Finally, the target localization performances of both approaches are compared to human performance.
- Bruns T., Oetting D., Rennies J. und Hohmann V.
In dieser Studie wird ein Algorithmus vorgestellt, der klangliche Eigenschaften von Telefonsprache adaptiv unter Berücksichtigung der auditiven Wahrnehmung qualitativ verbessern soll. Professionelle Radio, TV oder Musikproduktionen werden bei optimalen technischen Bedingungen aufgenommen und anschließend von Experten individuell optimiert. In Telekommunikationsmedien ist eine solche individuelle Anpassung auf Grund unterschiedlicher Aufnahmebedingungen nicht gegeben. Ein adaptiver Algorithmus, der spektrale Abweichungen und Pegelunterschiede im Sinne einer Klangoptimierung ausgleicht, soll dieses Anpassungsproblem überwinden. Insbesondere unangenehm laute oder scharfe Signale werden korrigiert, die einen negativen Effekt auf die Telefonqualität haben. Der Algorithmus basiert auf einer automatischen Pegelsteuerung in auditorischen Bändern. Als Referenzsignal diente das für einen Telefonlautsprecher entzerrte International Speech Test Signal (ISTS). So erfolgt eine gehörgerechte Anpassung, die über eine rein technische Motivation hinausgeht und einen möglichst natürlichen Klangeindruck erzielen soll. Die Evaluation des Algorithmus in Hörversuchen mit normalhörenden Probanden zeigte starke Qualitätsunterschiede, die direkt mit den beeinflussten Größen Lautheit und Schärfe korrelierten. Durch die Verarbeitung herbeigeführte Schärfe- und Lautheitsänderungen korrelierten signifikant mit Änderungen anderer Merkmale wie Gesamtqualität, Angenehmheit und Höranstrengung. Bei Natürlichkeit zeigten sich dagegen keine signifikanten Unterschiede. Weiterhin zeigte sich eine überwiegend positive Präferenz für den Algorithmus. Nutzer profitierten dabei insbesondere bei deutlichen Signalabweichungen vom ISTS Spektrum.
Hoislbauer, Heinz
- Wehr R., Kriegisch M., Conter M. und Hoislbauer H.
Durch die Einführung der EU-Richtlinien 2009/661/EG und 2009/1222/EG wurde eine neue Möglichkeit eröffnet, Verkehrslärm direkt an der Quelle zu reduzieren. Durch eine Absenkung von 3 - 6 dB der Emissionslimits in der Typenzulassung ergibt sich ein Potential zu umfassend niedrigeren Immissionswerten, die deutliche Einsparungen in Lärmschutzmaßnahmen ermöglichen, ohne den Lärmschutz selbst zu beeinflussen. Die Aufgabe des hier vorgestellten Projektes ''LARA - Lärmarme Reifen für leise Straßen'', finanziert durch ASFINAG und BMVIT, umfasst die Bewertung der Auswirkungen EU-Richtlinien auf österreichische Verhältnisse, um die tatsächlich realisierbare Lärmreduktion zu bestimmen. Dazu wurden in einem ersten Schritt kontrollierte Vorbeifahrtsmessungen auf typischen in Österreich im hochrangigen Straßennetz verwendeten Fahrbahndecken durchgeführt, wobei der Fokus auf die Verwendung von Reifen mit niedrigen Emissionswerten gelegt wurde. In einem zweiten Schritt wurden mit den so erhaltenen Emissionwerten Beispiel-Lärmschutzprojekte berechnet, um das Einsparungspotential durch verminderten Reifen/Fahrbahn-Lärm zu bestimmen.
- Hoislbauer H.
Im Rahmen der Verkehrsinfrastrukturforschung VIF 2011 durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft wurde im Zuge von Untersuchungen zu Lärmschutzwänden komplexer Geometrie eine Untersuchung an Lärmschutzwänden im Modell durchgeführt. In vorliegender Untersuchung wurden Messungen an Lärmschutzwänden im Modell im Maßstab 1:4 vorgenommen. Hierbei wurde die schalltechnische Wirkung komplexer Geometrien (geknickte bzw. gekrümmte Wände etc.) sowie die Auswirkung von Schallabsorption der Wand als auch des Bodens im Modell untersucht. Der Frequenzbereich der Untersuchungen wurde auf Modellgrößen transformiert und entspricht dem Frequenzbereich von 100 Hz bis 5 kHz in Originalgröße. Die Modelle repräsentieren näherungsweise reale Varianten. Es wird ein Überblick über die Ergebnisse der Untersuchung gegeben.
Hollosi, Danilo
- Kranzusch P., Gerlach S., Hollosi D. und Goetze S.
For acoustic sound source localization, e.g. in hands-free communication systems, speech recognition or acoustic event detection systems, knowledge of the number of concurrent sound sources is necessary. This paper analyzes to what extent a spherical microphone array influences the estimation of the number of sound sources.
State of the art approaches already exploit knowledge about head related transfer functions (HRTF) for performance improvement, inspired by findings in human auditory perception. Unfortunately, the influence of HRTFs on the estimation of the number of sound sources is rarely investigated. Therefore, both principal and independent component analysis based estimation algorithms using multi-channel data are evaluated in this paper. We consider a uniform circular microphone array structure, either as open construction or for microphones attached to the surface of a rigid sphere.
Simulated data as well as real acoustic transfer functions measured in an anechoic room for the spherical microphone array are used to derive recommendations for improvement of the sound source number estimation.
Holstein, Peter
- Holstein P., Probst C., Savitski D., Augsburg K. und Tharandt A.
Für die Untersuchung der reibungsinduzierten Vorgänge an Bremssystem wurden breitbandige piezoelektrische Sensoren entwickelt und appliziert. Das breitbandige Verhalten wird durch den Einsatz piezoelektrischer Kompositmaterialien erreicht. Neben den typischen NVH-relevanten Geräuschen und Vibrationen werden durch die mikro-physikalischen Prozesse in starken Maße auch höhere Frequenzen angeregt. Für das Gesamtverständnis des Systemverhaltens ist deshalb die simultane Erfassung und Bewertung des gesamten relevanten Frequenzbereichs von Bedeutung. Inbesondere wurden verschiedenen Materialpaarungen und Transferprozesse unter variierenden Prüfstandsszenarien untersucht. Dabei kommen sowohl Methoden der Technischen Akustik als auch der Schallemission zur Anwendung.
- Bader N., Holstein P., Tharandt A., Bierögel C. und Häberle J.
Die Messung akustischer Emissionen an unterschiedlichsten Werkstoffen hat seit Einführung der rechnergestützten Instrumentierung und Datenanalyse immer mehr Bedeutung erlangt und wird bis heute vor allem applikationsbezogen und werkstoffspezifisch weiterentwickelt. In der Historie dieser Prüfmethode findet man aber noch bis in die 80er Jahre hinein analoge Beschreibungen, die das akustische Verhalten - vordergründig von metallischen Werkstoffen - bei Belastung umschreiben. Bezogen auf gestaltungsrelevante Aspekte im Produktdesign hinsichtlich Signaldämpfung, Frequenzcharakteristik und auftretender Wellenmoden werden diese analogen Beschreibungen und die sinnvolle Verkopplung mit der rechnergestützten Datenanalyse wieder wichtig. Nutzer von Objekten interagieren bei normaler oder kritischer Benutzung auch auf akustischem Wege, was die grundlegende Forschung auf diesem Feld, gerade mit Sicht auf die verstärkte Verwendung moderner Faserverbundwerkstoffe erforderlich macht und auch die klanglichen und individuell empfundenen Aspekte in die Untersuchungen einbeziehen muss. Die hier vorgestellte Arbeit versucht, aufbauend auf dem Vorjahresbeitrag, die methodischen Werkzeuge der Designakustik weiterzuentwickeln und die Schallemissionsanalyse als klassischen Indikator für Werkstoffzustand, Schädigungsmechanismen und Schädigungsdynamik bzw. -kinetik unter Einbeziehung supplementärer Methoden wie z.B. von Hochgeschwindigkeitskameras als Gestaltungswerkzeug zur Beschreibung und Charakterisierung im Design zu kultivieren.
Holube, Inga
- von Gablenz P. und Holube I.
Internationale Normen sind notwendige Referenzrahmen. Sie werden in mehrjähriger internationaler Kooperation erarbeitet und überarbeitet. Das Hörvermögen von Erwachsenen betreffend sind derzeit zwei zentrale Normen in der Überarbeitung: ISO 7029 beschreibt die altersabhängigen Tonhörschwellen von otologisch unauffälligen Erwachsenen, die keinem übermäßigen Lärm ausgesetzt waren. ISO 1999 schätzt den Einfluss von Lärmexposition auf das Tonhörvermögen. Aufgrund jüngerer wissenschaftlicher Studien zeichnen sich für beide Normen deutliche Änderungen zu den gültigen Versionen ab. Besonders große Abweichungen wurden im oberen Frequenzbereich bei Männern beobachtet. Mit der Studie HÖRSTAT, durchgeführt in den Jahren 2010-2012 im Nordwesten Deutschlands, wurden u.a. Tonhörschwellen über Luftleitung zwischen 0.25 und 8 kHz einer repräsentativ geschichteten Probandengruppe erhoben. 1903 Erwachsene im Alter zwischen 18 und 97 Jahren nahmen an der Studie teil. In diesem Beitrag wird die Perzentilverteilung der Hörschwellen nach Altersdekaden mit den Ergebnissen ausgewählter internationaler Untersuchungen verglichen, die als Datenbasis in die Überarbeitungsentwürfe von ISO 7029 und ISO 1999 eingehen. Kontrastierend vorgestellt werden die Effekte verschiedener Screening-Kriterien - Lärmexposition, Tinnitus und Ohrvorerkrankungen - auf die Lagewerte der beobachteten Schwellen.
- Rennies J., Rautenstrauch V. und Holube I.
Telefonieren stellt für viele Personen ein Problem dar, vor allem bei Vorliegen einer Hörschädigung. Ein Grund ist neben der im Raum anwesenden Störgeräusche die mindere Übertragungsqualität von Sprache am Telefon im Vergleich zu der Sprache bei einer normalen Unterhaltung. Dies liegt zum einen an der Bandbegrenzung auf 300 Hz-3,4kHz und zum anderen an der Lautstärke des Telefonsignals, da dieses trotz extern hinzugefügter Verstärker oft noch zu leise ist und der zur Verfügung stehende Dynamikbereich vom Telefonnetz nicht ausgenutzt wird. Die vorliegende Arbeit untersucht die Wirkungsweise verschiedener Signalverarbeitungsstrategien zur Verbesserung der Sprachverständlichkeit von Telefongesprächen bei Probanden mit einer basocochleären Hörschädigung. Verglichen wird das Peak-Clipping mit zwei weiteren lgorithmenansätzen, deren Sprachverständlichkeitsgewinn für normalhörende Probanden bereits gezeigt wurde: einer adaptiven Verstärkungsmaximierung und einer SII-basierten Dynamikkompression. Der Algorithmus zur adaptiven Verstärkungsmaximierung besteht aus einer AGC, einer Filterbank, einem Multibandkompressor sowie einem Limiter und kann das Telefonsignal frequenzabhängig in seiner Dynamik verändern. Bei der SII-basierten Dynamikkompression wird das Sprachsignal bei einem gegebenen Störgeräusch adaptiv gemäß Schätzungen des SII modifiziert. In dieser Studie wurden die Sprachverständlichkeit und die Audioqualität von unterschiedlichen Telefonsignalen bei zehn hörgeschädigten Probanden ermittelt und verglichen. Es zeigt sich, dass die Vorteile der Algorithmen hinsichtlich Qualität und Verständlichkeit vom Störgeräusch abhängig sind.
- Haeder K., Schepker H., Holube I. und Rennies J.
Sowohl im privaten Bereich als auch am Arbeitsplatz ist Sprache häufig durch Störgeräusche und/oder Nachhall beeinflusst. Schwerhörende empfinden in diesen Situationen gegenüber Normalhörenden typischerweise eine erhöhte Höranstrengung und weisen ein verringertes Sprachverstehen auf. Von Schepker et al. (DAGA 2012) wurden systematisch verschiedene Kombinationen von Nachhall und Störgeräusch, die zum gleichen STI führen, bei Normalhörenden im Hinblick auf Sprachverständlichkeit und Höranstrengung untersucht. In diesem Beitrag wurden die gleichen Messmethoden bei einer Gruppe von 21 schwerhörigen Probanden angewandt. Durch unterschiedliche Kombinationen von Störschall und Nachhall wurden hierzu fünf verschiedene STI-Werte erzeugt und mit Hilfe eines Skalierungsverfahrens bezüglich der subjektiven Höranstrengung bewertet. Des Weiteren wurde für einzelne Werte die Sprachverständlichkeit bestimmt. Das Sprachmaterial bestand aus Sätzen des Oldenburger Satztests und als Störgeräusch diente ein auf das Satzmaterial abgestimmtes sprachsimulierendes Rauschen. Der Nachhall wurde sowohl mit realen Impulsantworten erzeugt als auch mit exponentiell abfallendem weißem Rauschen simuliert. Die Ergebnisse zeigen für die schwerhörigen Probanden eine tendenziell stärkere Beeinträchtigung, d.h. eine schlechtere Sprachverständlichkeit und eine höhere Höranstrengung, durch Nachhall als durch das Störgeräusch bei gleichem STI. Innerhalb der Nachhallsituationen führen die Situationen mit realen Impulsantworten zu einer höheren Beeinträchtigung als diejenigen mit der Simulation durch weißes Rauschen.
Homann, Patrick Tobias
- Prager J., Dohse E., Gaal M., Gravenkamp H., Grzeszkowski M. und Homann P.T.
Die Prüfung von Klebeverbindungen stellt eine Herausforderung für die zerstörungsfreie Prüfung und die Qualitätssicherung mit Hilfe von Ultraschallverfahren dar. Grund dafür sind zum einen die im Verhältnis zu Wellenlänge geringen Materialdicken und zum anderen die geschichtete Struktur der Klebverbindung, die zumeist verschiedene Werkstoffe kombiniert. Gerade die geringen Materialdicken ermöglichen jedoch die Entwicklung von Prüfverfahren, die mit geführten Wellen arbeiten. Voraussetzung für diese Entwicklung ist eine genaue Kenntnis der physikalischen Besonderheiten der Wellenausbreitung, die durch das multimodale und dispersive Verhalten geführter Wellen geprägt ist. Zudem werden neue Auswertestrategien benötigt, die die besonderen physikalischen Zusammenhänge berücksichtigen. Im Beitrag werden verschiedene Ansätze vorgestellt, bei denen die Einkopplung des Ultraschalls ins Bauteil sowohl durch flüssigkeitsgekoppelte als auch durch luftgekoppelte Ultraschallwandler erfolgt. Der Einsatz von lasergestützen Verfahren zur Detektion der Echosignale wird demonstriert. Nach einer Einführung in die speziellen physikalischen Zusammenhänge geführter Wellen und dem daraus abgeleiteten Design der Prüftechniken wird die Anwendbarkeit der Ansätze an praxisrelevanten Beispielen demonstriert. Dazu werden die Werkstoffkenngrößen der zu prüfenden Komponenten ermittelt und die akustischen Eigenschaften mit Hilfe spezieller Simulations- und Analyseverfahren untersucht, um geeignete Prüfstrategien zu entwickeln.
Homm, Anton
- Homm A.
Die Entwicklung des Umgebungsgeräusches in den Weltmeeren hat gezeigt, dass durch den massiven Anstieg des Schiffsverkehrs in den vergangenen Jahrzehnten auch der Pegel des Hintergrundgeräusches stark angestiegen ist. Wegen der besonderen Schallausbreitungsbedingungen unter Wasser gilt dies nicht nur entlang der vielbefahrenen Schifffahrtsrouten sondern in nahezu allen Seegebieten. Dadurch werden schwerwiegende Folgen für die Meeresfauna, insbesondere Säuger, erwartet, die häufig auf die akustische Unterwasserkommunikation angewiesen sind. Vor diesem Hintergrund haben Umweltverbände eine Initiative im ''Marine Environment Protection Committee'' (MEPC) der IMO (International Maritime Organization) ins Leben gerufen, um mittel- bis langfristig die Schallabstrahlung ziviler Schiffe zu reduzieren. Notwendige Voraussetzung für Aktivitäten in dieser Richtung ist jedoch zunächst ein allgemein anerkannter Standard (Norm) zur reproduzierbaren Vermessung der Wasserschallabstrahlung von zivilen Schiffen. Bisher existieren Anlagen hierzu nahezu ausschließlich im militärischen Bereich, welche letztlich zwar auch für Sonderschiffe genutzt werden, für den Großteil anderer ziviler Fahrzeuge jedoch nicht optimal geeignet sind. Innerhalb der ISO (International Organization for Standardization) gibt es zwei Initiativen zur Entwicklung von Normen zur Vermessung des abgestrahlten Wasserschalls von Schiffen. In diesem Beitrag soll zum einen präsentiert werden, welche Parameter diesen Ansätzen zugrunde liegen und zum anderen worin sich die beiden Entwürfe unterscheiden und wie sie sich gegeneinander abgrenzen lassen.
Horvat, Marko
- Horvat M., Jambrošić K., Domitrović H. und Petošić A.
As a city highly oriented towards tourism, Dubrovnik organizes diverse cultural events, which culminate with Dubrovnik Summer Festival as the largest and the best known event that takes place every year from July 10 to August 25, consisting of concerts, theatre plays, recitals, movie screenings, book presentations, folk dancing and modern dancing shows, etc. All these events take place in various public spaces, some of which have historical importance. This paper describes the acoustical evaluation of five of those spaces, namely, the Rector's Palace, Revelin Fortress, Marin Drzic Theatre, Slanica Concert Hall and Sloboda Movie Theatre. As the input for evaluation, the values of reverberation time RT60, early decay time EDT, binaural quality index BQI, gain G, clarity C80, initial time delay gap ITDG, speech transmission index STI and specific volume per person were obtained through measurements. Based on these values, acoustical properties of each space were evaluated according to several different criterions, yielding the guidelines for choosing the types of performances suitable for a given space. Recommendations were given for possible improvements of acoustic situation, where such improvements are necessary and/or possible.
Hots, Jan
- Verhey J., Luft T., Hots J. und Rottengruber H.
Um den Wirkungsgrad zu erhöhen und der Lärmemission bei einem Dieselmotor signifikant entgegenzuwirken, sollte eine motornahe thermoakustische Vollkapselung in mehreren Prototypstufen entwickelt und auf einem dynamischen Akustik-Motorprüfstand erprobt werden. Zu Beginn wurden Messungen für eine thermische und akustische Istzustandsanalyse durchgeführt. Daraus ableitend ließen sich wärmeisolierende und schallabsorbierende Materialien auswählen und damit ein erster Kapselprototyp aufbauen. Für die akustische Bewertung wurden stirnseitige Mikrofonmessungen des ungekapselten Motors mit der gekapselten Variante bei diversen Motorhochläufen (Schlepp, 50 Nm, Volllast) verglichen. In einem weiteren Schritt wurden akustische Leckagen beseitigt und spezielle Maßnahmen zur Pegelreduktion von tiefen Frequenzen ergriffen. Dadurch entstanden zwei zusätzliche Prototypen, bei denen der A-bewertete Schalldruckpegel breitbandig weiter abgesenkt werden konnte. Der A-bewertete Schalldruckpegel liefert zwar einen Hinweis auf empfundene Lautheit, lässt jedoch andere für die Gesamtbewertung des Schalls wichtige Aspekte wie zum Beispiel die Tonhaltigkeit und Rauigkeit außer Acht. In psychoakustischen Vergleichsmessungen mit Normalhörenden wird die durch die Kapselung verursachte Änderung der Wahrnehmung für verschiedene Empfindungsgrößen quantifiziert. Zusätzlich wird eine Pegeldifferenz bei gleicher Präferenz ermittelt und in Relation zu den Basisempfindungsgrößen gesetzt.
- Hots J. und Verhey J.
Aktuelle Studien zur Lautheit von Bandpassrauschen mit Normalhörenden zeigen, dass Signale mit einer Bandbreite, die kleiner als die kritische Bandbreite (subkritisch) ist, einen bis zu 8dB größeren Pegel haben als ein gleichlauter Sinuston an der Mittenfrequenz des Rauschens. Dieser Effekt ist nahe der kritischen Bandbreite besonders groß, wohingegen für sehr kleine Bandbreiten von wenigen Hertz ein gleicher Pegel auch zu einer annähernd gleichen Lautheit führt. Für Bandbreiten größer als die kritische Bandbreite nimmt der Pegel unterschied ebenfalls ab und wird schließlich aufgrund der spektralen Lautheitssummation negativ. Die positive Pegeldifferenz bei gleicher Lautheit zwischen Rauschen und Ton kann nicht mit Lautheitsmodellen vorhergesagt werden. Als mögliche Erklärung des Effekts wurde Suppression auf cochleärer Ebene vorgeschlagen. Die vorliegende Studie testet diese Hypothese, indem untersucht wird, inwieweit Versuchspersonen mit einer Innenohrschwerhörigkeit ebenfalls einen höheren Pegel bei gleicher Lautheit zu einem Sinuston einstellen. Durch diese Messung lässt sich entscheiden, ob es sich um einen peripheren (cochleären) oder eine zentralen Effekt des Gehörs handelt. Vorläufige Daten weisen auf einen eher peripheren Mechanismus hin.
Huber, Bernd
- Probst W. und Huber B.
The quality of software-implemented prediction methods for the noise from planned infrastructure projects can be described by properties like accuracy, precision, transparency and performance. Unfortunately it is often neglected that the optimization of one of these properties at the cost of the others may reduce the quality of the final result. From the implementation in software and the application with complex environments follow requirements that are often outside the professional view of noise experts being more interested in physical aspects of sound propagation. Especially with engineering methods where the propagating sound waves are approximated by few geometrically well defined ray paths the geometric and numeric strategies applied are of large influence on the accuracy of the final result. To ensure an acceptable balance between the above mentioned properties with a calculation method implemented in different software-platforms some measures have been developed and shall be standardized in the frame of an ISO-project about quality assurance of software for the calculation of sound outside. These methods are presented and discussed.
Hudde, Herbert
- Hudde H. und Becker S.
Spontane otoakustische Emissionen (SOAE) sind Schallaussendungen aus der Cochlea, die im Gehörgang ein nahezu frequenzdiskretes Spektrum hervorrufen. Es bestehen kaum Zweifel, dass aktive Prozesse in der Cochlea daran beteiligt sind. Dabei scheint sich die Vorstellung durchzusetzen, dass SOAE selbsterhaltende Grenzzyklus-Schwingungen sind, die mit stehenden Wellen auf der Basilarmembran in Verbindung stehen. Diese Interpretation wird durch theoretische Überlegungen und Modellergebnisse unterstützt. In der hier vorgestellten Untersuchung wird ebenfalls ein Modell benutzt, das jedoch im Gegensatz zu anderen Modellen nur Elemente enthält, die explizit bestimmten physiologischen Gegebenheiten des peripheren Gehörs, insbesondere der Cochlea, entsprechen (''physiologie-nahes Modell''). In Übereinstimmung mit den zitierten Vorstellungen erklärt das Modell SOAE mit Grenzzyklen. Diese treten nur auf, wenn Modellparameter der Cochlea als Funktion des Ortes nicht ideal glatt verlaufen. Es muss ''Parameterrauigkeit'' hinzugefügt werden, um zusätzliche Reflexionen hervorzurufen. Weiterhin benötigt man zwingend Nichtlinearitäten mit Sättigungscharakteristik. Es stellt sich heraus, dass die Kennlinien der äußeren Haarzellen zwar zu SOAE-ähnlichen Schallaussendungen mit Linienspektrum führen, jedoch mit zu hohen Pegeln. Um korrekte SOAE-Pegel einzustellen, benötigt man weitere nichtlineare Elemente, die bereits bei niedrigeren Pegeln in die Sättigung gehen. Eine naheliegende Hypothese besteht darin, die zweite Nichtlinearität aktiven Haarbündeln (Cilien) zuzuordnen.
- Becker S. und Hudde H.
Hübelt, Jörn
- Schulze C., Hübelt J., Richardt S., Habelt B. und Herhold J.
Zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen kommen vermehrt dezentrale (Klein-) Anlagen, sogenannte Mikro-Blockheizkraftwerke (BHKW), zum Einsatz. Diese werden direkt im Wohnhaus, innerhalb von Wohngebieten bzw. in unmittelbarer Nachbarschaft zur Wohnbebauung installiert. Innerhalb des Beitrags wird ein Überblick über die Anforderungen an den Lärmschutz, die Geräuschemission kommerziell erwerbbarer Anlagen sowie Maßnahmen zur Lärmminderung an Mikro-BHKW gegeben. Die vorgestellten Ergebnisse sind Bestandteil einer Studie, die im Auftrag des Sächsischen Landesamts für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie (LfULG) durchgeführt wurde.
- Kluth S., Schulze C., Hübelt J., Ruhnau M., Richardt S., Krause R., Peusch A. und Fabris C.
Der zunehmende Einsatz von Luft-Wasser-Wärmepumpen (LWWP) zur Kühlung und Heizung von Gebäuden führt zu einer erhöhten Lärmbelastung der Bevölkerung. Dieser Beitrag zeigt Ergebnisse einer durch das Umweltbundesamt geförderten Studie zur Entwicklung eines praxisgerechten Mess- und Bewertungsverfahrens zur Ermittlung der Geräuschemission von LWWP in situ. Des Weiteren wird ein Überblick über die Geräuschemission kommerziell erwerbbarer Anlagen sowie die Beschreibung technisch möglicher Lärmminderungsmaßnahmen an LWWP gegeben.
- Lindemann J., Hübelt J., Georgi T. und Wellner F.
Die langfristige Haltbarkeit von Fahrbahnbelägen spielt eine wichtige Rolle bei der Berechnung der Kosten für den Straßenbau. Unter anderem wird diese Haltbarkeit von den Bedingungen beim Einbau des Belags beeinflusst. Hier sind die Umgebungstemperatur und die Zeitdauer zwischen dem Einbau und der Verkehrsfreigabe als wichtige Faktoren zu nennen. Beim Einbau einer doppelten Schicht in Deutschland ist die Zeitdauer von etwa 36 Stunden zu gewährleisten. Während dieser Zeit darf der Belag nicht befahren werden. Die Folge können starke Verkehrsbehinderungen sein. Um diesen Zeitraum zu verkürzen, sind genaue Informationen über die Eigenschaften des Asphalts während und nach dem Einbau erforderlich. Ein Indikator für die Haltbarkeit des Asphaltes kann die mechanische Eingangsimpedanz sein. Daher werden in diesem Beitrag die Vorteile der Messung der mechanischen Eingangsimpedanz zur Bestimmung der Asphalteigenschaften erläutert.
- Schulz D. und Hübelt J.
Mit dem im Wintersemester 2013 gestarteten technisch ausgerichteten Studiengang ''Media and Acoustical Engineering'' wird die Tradition der Ausbildung von Akustikingenieuren in Mittweida fortgesetzt. Dieses in Kooperation der Fakultäten Medien sowie Mathematik/Naturwissenschaften/Informatik entstandene Studienangebot löst nahtlos die Akustikausbildung im bisherigen Studiengang ''Physikalische Technik'' ab und bündelt die akustischen Kompetenzen beider Fakultäten. Der neue Studiengang gliedert sich in 4 Studienrichtungen. Neben den Studienrichtungen Akustik bzw. Audio gehören weiterhin Video/Bild sowie Druck zum Studiengang. Es werden insbesondere Akustikinhalte im gemeinsamen Grundstudium (z.B. Grundlagen der Akustik, Signale und Systeme) sowie die Module in der Studienrichtung Akustik vorgestellt: Technischer Schallschutz, Raum- und Bauakustik, Angewandte Maschinenakustik incl.Praktikum sowie Soundengineering incl. Praktikum, Messtechnik.
Hülsmeier, David
- Hülsmeier D., Schell-Majoor L., Rennies J. und van de Par S.
Wie kann die Qualität von Produktgeräuschen gemessen werden? Diese Frage wurde anhand der Geräusche von Rasierapparaten, Staubsaugern und Spraydosen untersucht. Die Geräusche wurden nach DIN45631 in der Lautheit angeglichen und mehreren Probanden getrennt präsentiert. Durch eine offene Befragung wurden die Geräuschempfindungen der Probanden ermittelt und eine Liste mit Wortpaaren erstellt. Diese wurde als Grundlage für ein semantisches Differential genutzt, das als Messinstrument diente. Den N normalhörenden Probanden wurden die Geräusche zur Bewertung separat für jede Geräuschklasse in Hörkabinen vorgespielt.
Die Ergebnisse lieferten Daten für Polaritätsprofile und Faktorenanalysen der Geräusche. Es konnten Gruppierungen in den Geräuschklassen und den Wortpaaren gefunden werden. Aus den Wortpaaren wurde jeweils ein Faktor als Qualitätsfaktor bestimmt. Anhand des Faktors, der Faktorladungen und der Probandenbewertungen wurde ein lineares Modell erstellt, welches darauf hindeutet, dass für Spraydosen insbesondere die spektralen und temporalen Eigenschaften mit der Qualitätswahrnehmung korrelieren. Gleichmäßige Sprays werden im Gegensatz zu stotternden als hochwertig wahrgenommen. Für Staubsauger hingegen sind funktionale Attribute für die Qualität entscheidend (z.B. ''kraftvoll'' und ''funktionstüchtig''). Für die Rasierapparate werden präzise, schneidende und schnelle Geräte als hochwertig wahrgenommen. Die Ergebnisse werden anhand auditorischer Modelle diskutiert.
Hüppe, Andreas
- Hüppe A., Grabinger J. und Kaltenbacher M.
The numerical simulation of acoustic fields in rotating systems and its coupling to a quiescent surrounding fluid exhibits many theoretical and practical challenges. Beside the need for an accurate and stable computational scheme, we also want to achieve at an efficient numerical scheme, concerning memory requirement an CPU time. The Nitsche Finite Element method, applied to the wave equation, seems to be an attractive choice to establish an efficient solution scheme. By the introduction of flux and penalization terms on the interface between moving and quiescent grid, the method retains symmetry of the algebraic system of equations and can thereby help to speed up computations. The other crucial aspect of a method for rotating systems is the (long term) stability of the solution. For the Nitsche method, the issue of stability and accuracy is highly related to a penalization factor. We will therefore investigate the influence of this factor as well as the effect of modifications to the original Nitsche formulation for acoustics with respect to its stability by means of acoustic energy analysis in the discrete system. Applications to three dimensional examples show the improvements achieved and point out remaining challenges, especially in the context of computational aeroacoustics.
- Kaltenbacher M. und Hüppe A.
For low Mach number applications, a separate treatment of fluid and acoustic computations can be performed, and therefore the question of appropriate aeroacoustic analogies arises. An important aspect of the applicability of any formulation is the choice of the numerical method used for the computation of the generated acoustic field, which is in our case the Finite-Element (FE) method. Since the FE method discretizes the whole computational domain, the used source term formulation leads to a spatially dependent right hand side of the wave equation and has to be evaluated on the complete computational domain of the flow. As a consequence, certain practical challenges occur, starting from the interpolation procedure between flow and acoustic grid, over the accuracy of the right hand side computation, up to the computation of the acoustic wave propagation. The selected aeroacoustic source term formulations for the acoustic perturbation equation (APE) as well as the inhomogeneous wave equation of Lighthill are investigated by means of theoretical considerations and numerical examples. A special focus will be on the generated acoustic field, in the vicinity or even inside the flow region.
Hufenbach, Werner
- Dannemann M., Glöckner M., Lenz K., Hufenbach W., Modler N. und Kolbe F.
Die Untersuchung von Schallsignalen nimmt bis dato in der soziologischen Forschung eine Randposition ein. Gegenstand des Beitrages sind die Ergebnisse eines interdisziplinären Projektes zwischen dem Institut für Soziologie und dem ILK, welches mit der Erforschung des Wechselverhältnisses zwischen der akustischen Umwelt und dem Menschen eine sozioakustische Perspektive eröffnete. Methodisch kamen mit Tagesprotokollen und leitfadengestützten Interviews für dieses Themenfeld neuartige Erhebungsinstrumente zum Einsatz.
Im Mittelpunkt stehen die Wahrnehmungs- und Bewältigungsmuster von Schallsignalen in sozialen Situationen und deren Einflussfaktoren sowie die damit einhergehenden Auswirkungen auf akustische Gestaltungsanforderungen technischer Produkte wie etwa Haushaltstechnik. Schallwahrnehmung wird als ein hochgradig nicht bewusst ablaufender Vorgang und sozialer Prozess charakterisiert, der neben individuellen Faktoren (z.B. aktuelle Stimmung) auch maßgeblich von situationsbezogenen Einflussfaktoren (z.B. Vermeidbarkeit, Situation) abhängig ist. Hierbei kann das soziologische Rahmenkonzept von Goffman als Erklärungsansatz herangezogen werden. Nach diesem sind Schallsignale und deren Interpretationsweisen an ein situationsspezifisches kulturelles Wissen gekoppelt, das die Wahrnehmung und Bewertung von Schallsignalen stark beeinflusst. Mittelwertvergleiche verdeutlichen, dass beispielsweise Schallsignale des Straßenverkehrs überwiegend neutral empfunden werden, jedoch bei Tätigkeiten wie Spazierengehen oder Schlafen, wo sie nicht Teil des erwartbaren Rahmens sind, als störend. Hinsichtlich der technischen Gestaltung von Haushaltsgeräten nimmt die Geräuschemission insbesondere bei den älteren Probanden lediglich eine untergeordnete Rolle ein.
Humbert, Louis
- Minck O., Lecuru S., Humbert L. und Bouvet P.
This paper presents the work done during AVELEC project. This project had the goal to get familiar with acoustics on new electrical motors. Noise sources are likely to be in high frequency, and located on any face of the motor. Some largely diffused tools for troubleshooting and quantification, are the acoustic arrays. They are based on beamforming or holography. Those arrays are usually used with 2D approach giving some consequent errors, as distances considered are wrong. Method applied in that case is the measurement of sound radiation around the complete motor (on its 6 faces), with microphones for phase reference, and a device for the measurement of the spatial position of the array. Considering the global measurement around the engine, it is possible to use all the microphones, on witch signal has been recorded sequentially. Applying a synchronization over all microphones allow to consider everything like a single run. And finally using the real mesh for processing gives a better estimation of the pressure level. And it gives a really comfortable way to analyze results. For some specific configurations, results are successfully compared with simulation. And comparison with classical 2D beamforming is also showed.
Hussong, Jeanette
- Müller S., Fischper M., Mottyll S., Skoda R. und Hussong J.
Im Rahmen einer experimentell-numerischen Kollaborationsarbeit sollen statistisch aussagekräftigen Versuchsparameters zur Vorhersage beginnender Kavitationserosion erarbeitet werden. Hierfür werden die Einflüsse wesentlicher Aktuierungs- und Randparameter auf die Ausbildung Ultraschall induzierter Dampfblasenverteilungen untersucht. Im Schattenverfahren werden Dampfblasenverteilungen aufgenommen und Ihre Größen und Häufigkeitsverteilung mittels Matlab Bildauswertung bestimmt. Durch phasenstarre Messungen konnte der Einfluss der Schwingungsphase auf die Häufigkeitsverteilung der Dampfblasen untersucht werden. Eine steigende Schwingungsamplitude oder eine Zunahme der Fluidspaltbreite unterhalb des Ultraschallhorns erhöht die Anzahl insbesondere kleiner Kavitationsblasen. Während die absolute Häufigkeitsverteilung des Blasenspektrums eine starke Abhängigkeit zu gegeben Randparametern zeigt, ändert sich die Verteilung des kumulativen Blasenvolumens über der Blasengröße nur unmerklich. Momentan werden Messungen in engen Spalten von ca. 5mm ausgewertet. Messungen in Spalten bis zu 0,5 mm sind für die Untersuchung des Einflusses wandnaher Kavitation auf das Erosionsverhalten geplant.
- Mottyll S., Müller S., Hussong J. und Skoda R.
In einer numerischen Studie wird ultraschallinduzierte Kavitation an einer Sonotrode analysiert, um Einflussfaktoren auf die Kavitationserosion zu ermitteln und langfristig eine Simulationsmethode zur Vorhersage von Kavitationserosion zu entwickeln. Zur Simulation der kavitierenden Strömung wird ein CFD-Strömungslöser basierend auf einer kompressiblen, dichtebasierten Finite-Volumen-Methode mit einer speziell für niedrige Mach-Zahlen konzipierten Flussfunktion und explizitem Zeitintegrationsverfahren verwendet. Der dichtebasierte Algorithmus bildet Kavitation rein über die Zustandsänderung, also im thermodynamischen Gleichgewicht ab (barotropes Kavitationsmodell). Zur Bewertung erosionssensitiver Regionen wird eine statistische Analyse der transienten Wandbelastung angewendet. Zudem wird eine Analysemethode zur Detektion kollabierender, isolierter Dampfgebiete (''Collapse Detektor'') verwendet, mit der Ort und Zeitpunkt des Auftretens sowie der Kollapsdruck ermittelt werden können. In einer Parameterstudie wurde der Spaltabstand zwischen Sonotrodenspitze und Gegenprobe untersucht. Um die Qualität der Simulations- und Analysemethode zu bewerten, wurde die experimentell ermittelte qualitative Varianteneinordnung für verschiedene Spaltabstände reproduziert. Hierbei konnte eine gute Übereinstimmung für die Bewertung erosionssensitiver Regionen sowie für die Reproduktion der Dampfwolkenstrukturen erzielt werden. Des Weiteren soll Kavitationserosion über ein Materialmodell für duktile Werkstoffe bewertet werden, bei dem die Inkubationszeit bis zur ersten Materialschädigung aus der Wandbelastung abgeschätzt wird.
Hyronimus, Winfried
- Kob M., Waloschek S., Hyronimus W., Hahn E., Schettke M. und Weber-Krüger A.
Für die Vermittlung der Grundlagen in den Ingenieurswissenschaften stehen begleitend zum Unterricht neben den etablierten Lehrbüchern heute auch zahlreiche multimediale Angebote zur Verfügung. Die Kombination von Schriftform, animierten Grafiken und akustischen Beispielen ist jedoch ohne ein didaktisches Konzept nur eingeschränkt außerhalb der Unterrichtseinheit nutzbar. In einem Projekt des Kompetenznetzes der Musikschulen NRW wurde basierend auf dem PM-Wiki der Hochschule Osnabrück ein multimediales Skript entwickelt, das neben einem strukturierten Text in zweispaltigem Layout und automatisierten Verzeichnissen und Verweisen auf weitere relevante Lehrinhalte auch Illustrationen in Form von Formeln, Notenbeispielen, Quellcode, skalierbaren Illustrationen und Audiobeispielen enthalten kann. Ein wesentlicher Aspekt der von Studierenden und Dozenten des Erich-Thienhaus-Instituts entwickelten Plattform ist die didaktisch optimierte Struktur des Skripts und die einheitliche Präsentation der Lehreinheiten, die die Studenten bei der Vor- und Nachbereitung des Unterrichts in mehreren Fächern optimal begleiten sollen. Im Beitrag werden das Konzept und der Einsatz des Skripts anhand einiger Beispiele erläutert.
Imbery, Christina
- Jensen B., Stever J., Imbery C. und Weber R.
Beim Anschlagen einer Klangschale mit einem Schlegel bilden sich wegen leichter Unsymmetrien in der handgefertigten Schale eine Reihe von Modenpaaren aus, die zur Wahrnehmung von Schwebungen führen können. Da die einzelnen Modenpaare unterschiedlich stark gedämpft werden, verändert sich der Klang der Schale permanent und behält eine gewisse Lebendigkeit in der Abklingphase. Zur Untersuchung der Wirksamkeit einzelner Signaleigenschaften werden original Klangschalenklänge und 12 Variationen davon - insgesamt 15 Klänge - mithilfe eines semantischen Differentials bewertet. Unter den Stimuli sind Aufnahmen von drei verschiedenen Klangschalenschallen. Zwei davon werden je viermal synthetisiert indem sie mit verschiedenen, aber dennoch dem Originalsignal ähnlichen spektralen Strukturen, denen bestimmte Frequenzanteile der Obertöne fehlen generiert werden. Je zwei weitere Signale werden durch die ,Imitation' der Klangschalensignale mit einer Gitarre und einem Klavier gewonnen. 39 Probanden bewerten in einem Test und einer Testwiederholung alle Stimuli anhand von 37 Merkmalspaaren auf einer 7- stufigen Skala. Eine anschließende Faktorenanalyse liefert 6 Beurteilungsdimensionen. Die Zusammenhänge zwischen der Veränderung der Signaleigenschaften und den Beurteilungsdimensionen werden dargestellt.
- Habicht J., Imbery C., Stever J. und Weber R.
Durch die Messung physiologischer Reaktionen und psychologischer Eindrücke konnte bisher eine entspannende Wirkung auf das körperliche und seelische Empfinden von Probanden bei Klang- und Vibrationsdarbietung mithilfe einer Klangschale gezeigt werden. Lässt sich die Wirkung der vibroakustischen Signale einer Klangschale auch bei einer synthetisierten, vibroakustischen Darbietung über Lautsprecher und Aktuator beobachten? Falls ja, ließen sich zukünftig signalabhängige Entspannungsreaktionen kontrollierter erforschen. Von besonderem Interesse ist auch, ob der Entspannungseffekt durch die An- bzw. Abwesenheit des Versuchsleiters begünstigt wird. So wird der Einfluss natürlicher und synthetisierter vibroakustischer Reize, sowie der Einfluss des Versuchsleiters auf die psychologischen und physiologischen Reaktionen untersucht. Als natürliche vibroakustische Signalquelle wird eine Klangschale verwendet. Für die synthetisierte Darbietung dieser Signale wird ein vibroakustischer Simulator entwickelt. Von 31 Probanden werden die subjektiven Eindrücke über ein standardisiertes Interview und die physiologischen Messgrößen (Hautleitwert, Hauttemperatur, Herzfrequenz, Herzfrequenzvariabilität, Atemfrequenz) bei der Darbietung von natürlichen und synthetisierten vibroakustischen Stimuli erfasst und verglichen. Die Antworten der physiologischen Messgrößen und subjektiven Empfindungen auf die natürlichen und synthetisierten Darbietungen werden vorgestellt.
- Imbery C., Jensen B. und Weber R.
Singing bowls originate from the Far East (e.g. China or Tibet) and they produce a bell-like sound. As a result of the handcrafted production by hammering and bending, a singing bowl gets its characteristic beating sound due to paired partial tones, so called modal pairs. These modal pairs often have a distinct amplitude and decay pattern. In addition to these spectro-temporal characteristics, the spectral directivity also influences the temporal variation of the acoustical impression at a specific listening position.
To determine the directivity at different positions, the sound of a singing bowl is recorded under free-field conditions in an anechoic room. The singing bowl is placed on a rotating platform with nine microphones placed on a semicircle vertically above the singing bowl. The angle between neighbouring microphones is approx. 30
and the radius of the microphone array is approx. 1 m. Eigen-modes are excited with an impulse excitation by a rubber stick at a defined location and the sound is recorded through the microphone array. This measurement is repeated for different orientations of the bowl while keeping the excitation point fixed. A spectral analysis of the recordings shows the complex directivity pattern of the singing bowl for different frequencies.
Jäcker-Cüppers, Michael
- Jäcker-Cüppers M.
Jäschke, Martin
- Jäschke M.
Wie viele Menschen sind gleichzeitig durch Straßen-, Schienen- und Fluglärm belastet? Wie ändern sich die Lärmbrennpunkte und Ruhigen Gebiete, wenn statt einzelner Lärmarten der Gesamtlärm betrachtet wird? Wie wirken sich verschiedene Dosis-Wirkungs-Funktionen aus? Was bringt die Anwendung der neuen VDI 3722-2 für die Lärmaktionsplanung?
Der Vortrag beantwortet diese Fragen für alle Einwohner (6,1 Mio.) und die gesamte Landesfläche (21.116 km
) des Bundeslandes Hessen am Beispiel der Lärmwirkung ''starke Belästigung'' (Highly Annoyed).
Dazu wird auf die Daten einer Lärmkartierung zurückgegriffen, die im Rahmen einer Doktorarbeit an der TU Dresden und am IÖR durchgeführt wurde und die - im Gegensatz zu den amtlichen Kartierungen - alle Straßen- und alle Schienenwege sowie den Großflughafen Frankfurt berücksichtigt.
Jahangir, Payam
- Jahangir P. und Becker K.
Jakob, André
- Volz R. und Jakob A.
Die Anforderungen an die Schallschutzmaßnahmen für die vom Fluglärm betroffenen Anwohner des zukünftigen Hauptstadtflughafens BER haben sich im Laufe der Zeit nach dem Planfeststellungsbeschluss aufgrund von Beschlüssen, Urteilen und Prozesserklärungen während der Verfahren vor dem Bundesverwaltungsgericht, das darauf folgende Planergänzungsverfahren und vor allem aufgrund der Urteile und Beschlüsse vor dem Oberverwaltungsgericht Berlin-Brandenburg immer wieder geändert.
In diesem Vortrag soll beispielhaft für zwei verschiedene Räume mit einer unterschiedlichen Bausubstanz und ausgewählte Standorte gezeigt werden, welche Maßnahmen jeweils notwendig wären, um den im Laufe der Zeit geänderten erforderlichen Schallschutz während des Tages- und Nachtzeitraums einzuhalten.
Jambrošić, Kristian
- Horvat M., Jambrošić K., Domitrović H. und Petošić A.
As a city highly oriented towards tourism, Dubrovnik organizes diverse cultural events, which culminate with Dubrovnik Summer Festival as the largest and the best known event that takes place every year from July 10 to August 25, consisting of concerts, theatre plays, recitals, movie screenings, book presentations, folk dancing and modern dancing shows, etc. All these events take place in various public spaces, some of which have historical importance. This paper describes the acoustical evaluation of five of those spaces, namely, the Rector's Palace, Revelin Fortress, Marin Drzic Theatre, Slanica Concert Hall and Sloboda Movie Theatre. As the input for evaluation, the values of reverberation time RT60, early decay time EDT, binaural quality index BQI, gain G, clarity C80, initial time delay gap ITDG, speech transmission index STI and specific volume per person were obtained through measurements. Based on these values, acoustical properties of each space were evaluated according to several different criterions, yielding the guidelines for choosing the types of performances suitable for a given space. Recommendations were given for possible improvements of acoustic situation, where such improvements are necessary and/or possible.
Jang, Seung-Ho
- Koh H.-I., Jang S.-H., Kim H.-S. und Park J.-H.
In line with a national research project ''Development of technology for railway noise and vibration'', noise reducing devices are developed to enhance the track decau rate of the track system in roder to reduce the radiated noise from the rail. More and more slab tracks are constructed in the high speed line and in the metro line. But there exists also many railway lines with conventional ballasted tracks. Systematic study is required to optimize the conventional track system and for the new track systems in order to achieve low-noise performance. According to the track types the noise characteristics and the vibration characteristics are investigated by means of a prediction model and the field measurement. A priliminary experimental study on the vibration damping material is introduced and discussed.
Jeglitzka, Thomas
- Jeglitzka T., Sachse D. und Wiedemann J.
Die dynamischen Eigenschaften eines PKW-Fahrwerks werden von zahlreichen Faktoren beeinflusst. Insbesondere im akustisch relevanten Frequenzbereich kommt den beweglichen Bindungselementen in Fahrzeugachsen eine wichtige Rolle zu. Im Gegensatz zu Elastomerlagern, wurden die stark reibungsbehafteten Kugelgelenke unter diesem Gesichtspunkt bisher kaum beachtet. Für die Analyse der dynamischen Eigenschaften wurde ein Komponentenprüfstand entwickelt, der es erlaubt, das rotatorische Bewegungsverhalten eines Gelenkes detailliert zu erfassen. Die Ergebnisse aus dem Versuch zeigen je nach Betriebszustand Stick- und Slip-Zustände. Sie werden Grundlage für eine Gelenkmodellierung sein, deren größte Herausforderung die Beschreibung des nichtlinearen Bauteilverhaltens ist.
Jensen, Britta
- Jensen B., Stever J., Imbery C. und Weber R.
Beim Anschlagen einer Klangschale mit einem Schlegel bilden sich wegen leichter Unsymmetrien in der handgefertigten Schale eine Reihe von Modenpaaren aus, die zur Wahrnehmung von Schwebungen führen können. Da die einzelnen Modenpaare unterschiedlich stark gedämpft werden, verändert sich der Klang der Schale permanent und behält eine gewisse Lebendigkeit in der Abklingphase. Zur Untersuchung der Wirksamkeit einzelner Signaleigenschaften werden original Klangschalenklänge und 12 Variationen davon - insgesamt 15 Klänge - mithilfe eines semantischen Differentials bewertet. Unter den Stimuli sind Aufnahmen von drei verschiedenen Klangschalenschallen. Zwei davon werden je viermal synthetisiert indem sie mit verschiedenen, aber dennoch dem Originalsignal ähnlichen spektralen Strukturen, denen bestimmte Frequenzanteile der Obertöne fehlen generiert werden. Je zwei weitere Signale werden durch die ,Imitation' der Klangschalensignale mit einer Gitarre und einem Klavier gewonnen. 39 Probanden bewerten in einem Test und einer Testwiederholung alle Stimuli anhand von 37 Merkmalspaaren auf einer 7- stufigen Skala. Eine anschließende Faktorenanalyse liefert 6 Beurteilungsdimensionen. Die Zusammenhänge zwischen der Veränderung der Signaleigenschaften und den Beurteilungsdimensionen werden dargestellt.
- Imbery C., Jensen B. und Weber R.
Singing bowls originate from the Far East (e.g. China or Tibet) and they produce a bell-like sound. As a result of the handcrafted production by hammering and bending, a singing bowl gets its characteristic beating sound due to paired partial tones, so called modal pairs. These modal pairs often have a distinct amplitude and decay pattern. In addition to these spectro-temporal characteristics, the spectral directivity also influences the temporal variation of the acoustical impression at a specific listening position.
To determine the directivity at different positions, the sound of a singing bowl is recorded under free-field conditions in an anechoic room. The singing bowl is placed on a rotating platform with nine microphones placed on a semicircle vertically above the singing bowl. The angle between neighbouring microphones is approx. 30
Jeong, Jeong Ho
- Jeong J.H.
Johannsen, Kai
- Johannsen K. und Böhm J.
Am 25.04.2013 erging vor dem Oberverwaltungsgericht Berlin Brandenburg ein Urteil bezüglich des zu erreichenden Schutzziels im Tagschutzgebiet des Flughafens Berlin Brandenburg. Nach dem Urteil sollen Schallschutzmaßnahmen gewährleisten, dass ein Maximalpegel von 55 dB(A) im Rauminnern in den verkehrsreichsten sechs Monaten nicht überschritten wird. Dies entspricht durchschnittlich 0,005 Überschreitungen pro Durchschnittstag.
Anhand der Messwerte der Messstellen in der Umgebung der Berliner Flughäfen wird diskutiert, inwiefern das angewendete Berechnungsverfahren (AzB99) geeignet ist, diese Forderung abzubilden.
John, Sebastian
- John S., Filippatos A., Dannemann M., Kostka P. und Modler N.
Josupeit, Angela
- Josupeit A. und Hohmann V.
Recent research shows that subjects are able to detect and localize a female target talker that is temporally fully overlapped by four male masker talkers each having the same signal energy as the target [Kopco et al., J Acoust Soc Am 127, 2010, 1450-7]. In a previous study, these results were modeled using a template matching procedure based on harmonicity features extracted from the target alone (assumed as prior knowledge) and the multitalker signals [Josupeit et al., AIA-DAGA 2013, 724-7]. The model results could only predict the psychoacoustic results to a limited extent. The aim of this study is therefore to further optimize the selection procedure of target-related localization features. To this end, we compare the template matching procedure to a selection process based on ideal binary masks. It is investigated under which conditions and parameter configurations both selection mechanisms resemble. Finally, the target localization performances of both approaches are compared to human performance.
Jüschke, Matthias
- Jüschke M. und Koch C.
Ultraschallreinigungsbäder sind in der Industrie und im Gewerbe seit langem weit verbreitet. Trotzdem gibt es bisher kein einheitliches Verfahren, mit dem die erzielte Reinigung von Gütern durch verschiedenen Geräte, oder auch die Reinigungswirkung eines Gerätes in verschiedenen Betriebszuständen verglichen werden kann. In dem Vortrag wird ein Sensor vorgestellt, der die Reinigungswirkung quantitativ bestimmen kann. Der Sensor basiert auf einer Quarzkristall-Mikrowaage. Der Kristall wird mit einer Testschicht beaufschlagt. Die Änderung der Masse die auf der Quarzoberfläche aufgebrachten Testschicht steht im Zusammenhang mit der Änderung seiner Resonanzfrequenz, die für eine Wägung bestimmt wird. Der Quarz wird extern mit einem Signal angeregt, wobei die Frequenz um die Resonanzfrequenz des Quarzes von 10 MHz variiert wird. Die HF-Spannung am Quarz wird gleichgerichtet und tiefpassgefiltert, um die Amplitude der Resonanzkurve zu messen und die Resonanzfrequenz zu bestimmen. So ist es auch bei starker Dämpfung in flüssiger Umgebung möglich, diese Frequenz zu messen. Um keine akustische Welle abzustrahlen und Einflüsse durch in der Umgebung reflektierte Wellen zu vermeiden, wird ein Quarz im AT-Schnitt verwendet. Im Reinigungsbad wird die aufgebrachte Masse nach und nach abgetragen. Die zugehörige Frequenzänderung wird gemessen. Aus einem Vergleich mit einer Referenzmessung in einem bekannten Reinigungsbad kann auf die Reinigungswirkung geschlossen werden.
Jung, Christiane
- Zwahlen A., De Wild M. und Jung C.
Three different methods for measuring ultrasound parameters directly in the cleaning bath will be compared in terms of applicability for validation purposes. They all gather different physical and chemical phenomena. The aluminium foil test detects an erosive effect caused by the ultrasound induced cavitation. The SonoCheckTM ultrasound dosimeter bases on a sonochemical reaction where a color change of the test solution is induced by ultrasound. The color change can be quantified by photometric measurements. The third method measures the acoustic noise induced by the dynamics and collapse of the cavitation bubbles which can be measured using a hydrophone connected with an analog-digital converter. We present data of a comparative study of measuring the cavitation noise level and the colorimetric change of the SonoCheckTM as function of ultrasound power, spatial position and ultrasound frequency. We observed that a faster color change of SonoCheck is observed with 80 kHz compared to 27 kHz. The extent of color change and the value of the cavitation noise level are both related to the ultrasound power. However, the plot versus the cavitation noise level does not follow the same line for 80 kHz and 27 kHz. The consequences for the practical application will be discussed.
Jung, Christoph
- Hertz-Eichenrode A., Sobotta R. und Jung C.
Transiente Kavitation kann u. a. durch eine akustische Messung des Kavitationsgeräusches charakterisiert werden. Das Geräusch wird durch einzelne Frequenzen - subharmonische und harmonische der Ultraschallfrequenz - und ein breitbandiges Rauschen bestimmt. Häufig wird das Kavitationsrauschen als bandbegrenztes, weißes Rauschen betrachtet. Diese Annahme und ihre Grenzen sollen nun durch Messungen genauer beschrieben werden. Es wird ein Messverfahren vorgestellt, mit dem das Geräusch von ultraschallinduzierter transienter Kavitation getrennt von einzelnen subharmonischen und harmonischen Frequenzen in einem weiten Frequenzbereich gemessen werden kann. Das auf diese Weise berechnete breitbandige Geräusch wird auf seine Frequenzabhängigkeit bzw. Färbung hin untersucht. Diese Untersuchungen werden bei verschiedenen Ultraschallfrequenzen und Leistungen oberhalb und unterhalb der Kavitationsschwelle durchgeführt. Die Ergebnisse werden diskutiert und mit Modellen für das Kavitationsgeräusch verglichen. Außerdem wird auf den Einfluss der Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit des Hydrophons eingegangen.
- Hertz-Eichenrode A., Sobotta R. und Jung C.
Transiente Kavitation ist für Reinigungsanwendungen mit Ultraschall besonders geeignet. R.E Apfel beschreibt eine Schwelle für transiente Kavitation. Oberhalb dieser Schwelle besteht eine Korrelation zwischen eingetragener Ultraschallleistung und des Kavitationsrauschens.
In einer Messung werden bei unterschiedlichen Frequenzen die Schwellen für transiente Kavitation in einer Struktur ermittelt.
Des Weiteren wird untersucht, ob die unterschiedlichen Frequenzen gemeinsame proportionale Geraden oberhalb der Kavitationsschwelle vorweisen und ob diese in Ihren Amplituden verschoben sind. Die Messergebnisse werden mit dem Model von R.E Apfel verglichen. Die Messungen ergeben die notwendige Intensität, die benötigt wird, um diese Kavitationsschwellen bei den jeweiligen Frequenzen zu überschreiten.
Abschließend wird diskutiert, was zu einem Verschieben der Geraden oberhalb der Kavitationsschwelle führen kann.
Jung, Oliver
- Jung O. und Pfleiderer K.
Jungmann, Jan Ole
- Jungmann J.O., Mazur R. und Mertins A.
In listening room compensation the aim is to compensate for the acoustic channel between loudspeaker and listener. The degradations rendered to the source signal by reproduction in a closed room are namely reverberation and spectral distortions. A pre- or postfilter is designed in such a way that the convolution of the equalizer and the room impulse response contains better acoustic properties than the room impulse response itself. Usually, the equalizer is designed by optimizing a time-domain based objective function. Recent methods also consider the frequency-domain representation to yield a flat overall frequency response. In this work we propose to integrate the psychoacoustic concept of critical bands into the equalizer design to take into account the properties of the human auditory system. Results are given for an acoustic channel measured in a typical living room.
- Mazur R., Jungmann J.O. und Mertins A.
In this paper we propose a modification to a new clustering approach for solving the permutation ambiguity in convolutive blind source separation. After the transformation to the time-frequency domain, the problem of separation of convolutively mixed sources can be reduced to multiple instantaneous problems, which may be solved using independent component analysis. The drawbacks of this approach are the so called permutation and scaling problems, which have to be corrected before the transformation to the time domain. Here, we use a new method that allows for aligning up to several hundreds of consecutive bins into clusters and propose a modification which allows for an even more effective clustering. The depermutation of these clusters using some known techniques is then much easier than the original problem.
Käsbach, Johannes
- Käsbach J., May T., Le Goff N. und Dau T.
Apparent source width (ASW) describes the perceived spatial extent of a sound source. It is mainly caused by a decorrelation of the two ear signals. In literature, the decorrelation is primarily explained by temporal fluctuations in binaural cues, namely interaural time and level differences (Blauert and Lindemann (1986a)). Further, it is claimed in Okano et al. (1998) that the monaural sound pressure level (SPL) has an influence on ASW as well. It is however not clear to what extent these individual cues are contributing to the complex percept. In Käsbach et al. (DAGA 2013), it was shown that the long-term analysis of the interaural cross- correlation cannot solely account for psychoacoustic data of ASW. The objective of this study is therefore to analyse the weighting and integration of short-term estimates of the individual binaural cues across frequency and across time in a computational model. The dependency on the sound pressure level, i.e. the salience of these cues at different SPLs is thereby taken into account. All tested conditions are cross-validated with psychoacoustic data. The obtained results will be important for auditory models that aim at reliably measuring ASW and for the design of acoustical spaces.
Kallweit, N.
- Heisterkamp A., Schultz M., Tinne N., Kallweit N., Krüger A., Ertmer W. und Ripken T.
Über Laserstrahlung lassen sich berührungslos und hochauflösend Gewebe charakterisieren, manipulieren oder bearbeiten. Über optische Tomographie lassen sich in Modellsystemen und im Tier einzelne Haarzellen bzw. sogar die Auslenkung der Basilarmembran auflösen. Im Rahmen der Optoakustik kann Laserstrahlung genutzt werden, um Schall mittels Lasern im Gewebe zu generieren. Dieses Phänomen kann einerseits wiederum zur Bildgebung und andererseits zur Stimulation der Cochlea genutzt werden. Weitere optische Verfahren erlauben über zusätzliche Mechanismen die Auslösung von Aktionspotentialen am Hörnerv.
Durch genetische Modifizierung neuronaler Zellen ist es seit kurzem möglich, Nervenstimulation direkt über lichtempfindliche Membranmoleküle zu erreichen und auf dem Gebiet der sogenannten Optogenetik hochselektiv einzelne Zellen mittels Licht zu steuern bzw. zu stimulieren.
In diesem Vortrag wird ein anschaulicher Überblick über das weite Feld der Laseranwendung an der Cochlea gegeben und mögliche neue Richtungen für die Zukunft dieses hochaktuelle Forschungsgebiet aufgezeigt.
Kaltenbacher, Manfred
- Weber J., Becker S., Grabinger J., Scheit C. und Kaltenbacher M.
Small vertical axis wind turbines are considered as a possible solution for using wind energy at small scales in urban areas. To achieve this further aerodynamic and aeroacoustic optimizations are required. This work deals with two different numerical schemes of noise prediction of small vertical axis wind turbines using hybrid methods. As usual for hybrid aeroacoustic approaches, the flow field and acoustic calculations are carried out in separate software packages. The two schemes then differ in how the location of the acoustic sources and their propagation is calculated. In the first scheme the acoustic source terms are computed according to Lighthill's acoustic analogy which gives source terms located on the original CFD grid. These source terms are projected onto a coarser acoustic grid on which the propagation is calculated by solving the wave equation. In the second scheme the Ffowcs Williams-Hawking (FW-H) method is used which is based on a free field Green's function. The scheme uses a porous integration surface and implements an advanced time formulation. The far field acoustic radiation is calculated by extrapolation of the acoustic waves. Both methodologies are compared with experimental data.
- Hüppe A., Grabinger J. und Kaltenbacher M.
The numerical simulation of acoustic fields in rotating systems and its coupling to a quiescent surrounding fluid exhibits many theoretical and practical challenges. Beside the need for an accurate and stable computational scheme, we also want to achieve at an efficient numerical scheme, concerning memory requirement an CPU time. The Nitsche Finite Element method, applied to the wave equation, seems to be an attractive choice to establish an efficient solution scheme. By the introduction of flux and penalization terms on the interface between moving and quiescent grid, the method retains symmetry of the algebraic system of equations and can thereby help to speed up computations. The other crucial aspect of a method for rotating systems is the (long term) stability of the solution. For the Nitsche method, the issue of stability and accuracy is highly related to a penalization factor. We will therefore investigate the influence of this factor as well as the effect of modifications to the original Nitsche formulation for acoustics with respect to its stability by means of acoustic energy analysis in the discrete system. Applications to three dimensional examples show the improvements achieved and point out remaining challenges, especially in the context of computational aeroacoustics.
- Metzger J. und Kaltenbacher M.
Mit der Ultimate Sound Probe (USP) der Firma Microflown kann der akustische Druck (p) und die Partikelgeschwindigkeit (v) in Schallfeldern direkt gemessen werden. Dabei stellt die Kalibrierung des Schallschnellesensors eine große Herausforderung dar, welche durch die derzeitigen Verfahren nicht zufriedenstellend gelöst wird. Dieser Beitrag stellt nun eine Methode vor, welche die drei Komponenten des Schnellesensors einer USP simultan kalibriert. Dabei wird die USP einem bekannten Geschwindigkeitsfeld direkt im Nahfeld eines schwingenden Kolbens ausgesetzt. Um die Richtung der USP bezüglich des schwingenden Kolbens zu bestimmen, ist die USP mit einem 3D-Beschleunigungssensor ausgestattet, der das lokale Gravitationsfeld bestimmt. In dem vorgestellten Verfahren können damit alle drei Komponenten des Schallschnellesensors der USP simultan über einen großen Frequenzbereich und ohne besondere Umgebungsbedingungen, wie einem reflexionsarmen Messraum, kalibriert werden. Die Geschwindigkeit der Kolbenoberfläche wird mittels eines Laser-Vibrometers bestimmt und das Geschwindigkeitsfeld oberhalb des schwingenden Kolbens numerisch analysiert. Es werden Kalibrierergebnisse gezeigt und mit den Ergebnissen der vom Hersteller vorgeschlagenen Piston On a Sphere (POS) - Methode, bei der die drei Schnellekomponenten sequentiell kalibriert werden, verglichen.
- Kaltenbacher M. und Hüppe A.
For low Mach number applications, a separate treatment of fluid and acoustic computations can be performed, and therefore the question of appropriate aeroacoustic analogies arises. An important aspect of the applicability of any formulation is the choice of the numerical method used for the computation of the generated acoustic field, which is in our case the Finite-Element (FE) method. Since the FE method discretizes the whole computational domain, the used source term formulation leads to a spatially dependent right hand side of the wave equation and has to be evaluated on the complete computational domain of the flow. As a consequence, certain practical challenges occur, starting from the interpolation procedure between flow and acoustic grid, over the accuracy of the right hand side computation, up to the computation of the acoustic wave propagation. The selected aeroacoustic source term formulations for the acoustic perturbation equation (APE) as well as the inhomogeneous wave equation of Lighthill are investigated by means of theoretical considerations and numerical examples. A special focus will be on the generated acoustic field, in the vicinity or even inside the flow region.
Kameier, Frank
- Wahl T., Biedermann T., Epe C., Heinze R. und Kameier F.
Durch die Vielzahl an neuen Windenergieanlagen im Binnenland fühlen sich Anwohner gestört. In der Regel legen akustische Untersuchungen von Windenergieanlagen den Fokus auf den abgestrahlten Schall im Rahmen von Genehmigungsverfahren und der Erfüllung gesetzlicher Vorgaben und Normen. Neben dieser reinen technischen Beurteilung des Schalldruckpegels bzw. der abgestrahlten Schallleistung sind auch Aussagen über die Art der Schallemissionen hinsichtlich Frequenzbereich, Schwankungscharakteristik und Ursache der Emissionen von Interesse.
Im Rahmen einer studentischen Projektarbeit wurde an der Fachhochschule Düsseldorf zunächst die Lärmemission von Windenergieanlagen im Raum Düsseldorf in unmittelbarer Nähe der Anlagen gemessen und im Frequenzbereich analysiert. Untersucht wurde dabei auch, inwieweit sich lokalisierte Geräusche mit der Entfernung von der Schallquelle verändern oder abschwächen. Es wird nun weiter versucht, den lokalisierten Geräuschen Schallentstehungsmechanismen zuzuordnen. Ferner wird die Auswirkung der Schallimmissionen auf das menschliche Hörempfinden am Beispiel von Betroffenen in der Wilstermarsch untersucht. Der Fokus der Untersuchung liegt nicht auf dem Infraschallbereich, sondern auf dem vom Menschen oberhalb der Hörschwelle wahrnehmbaren Frequenzen. Darüber hinaus werden Möglichkeiten zur Maskierung der von Windkraftanlagen ausgehenden Emissionen und zur Ablenkung von Störquellen mittels Soundscapes vorgestellt.
- Steffens J., Skoda S., Becker-Schweitzer J., Kameier F. und Heinze M.
Repräsentativen Umfragen des Umweltbundesamtes zufolge fühlt sich mehr als die Hälfte der Deutschen von Straßenverkehrslärm belästigt oder gestört. Nicht immer ist eine Vermeidung oder Reduktion unerwünschter Geräusche direkt an der Quelle möglich, so dass seit geraumer Zeit diskutiert wird, inwieweit durch die gezielte Gestaltung von Geräuschen, die von Menschen als angenehm wahrgenommen werden, die subjektive Lästigkeit eines Lärmszenarios verringert werden kann. Dabei kommt der Gestaltung natürlicher Geräusche, wie z.B. von Wasserspielen und Springbrunnen, eine besondere Bedeutung zu. Dieser Beitrag diskutiert zunächst die bisherigen Befunde zum positiven Einfluss von Wassergeräuschen auf die Wahrnehmung einer von Straßenverkehrslärm dominierten akustischen Umwelt. Darauf aufbauend wird eine an der FH Düsseldorf durchgeführte Studie vorgestellt, in der die Übertragbarkeit der bestehenden Erkenntnisse auf das private Wohnumfeld von Menschen untersucht wurde. Dazu wurden zunächst mehrere virtuelle akustische Szenarien kreiert, in denen zuvor aufgenommene Wasser- und Straßenverkehrsgeräusche gemeinsam zu hören sind. Diese Geräusche wurden anschließend von Versuchsteilnehmern im Labor subjektiv bewertet. Um die ökologische Validität dieser Untersuchung zu überprüfen, bewerteten die Probanden zusätzlich in einem Garten reale Springbrunnen vor dem Hintergrund von Straßenverkehrslärm. Im Rahmen dieses Beitrages werden die Ergebnisse dieser Studie vorgestellt sowie Anwendungsmöglichkeiten von Wasserspielen zur Gestaltung der akustischen Umwelt erörtert.
- Kameier F.
An der FH Düsseldorf lehre ich seit über 10 Jahren mit der Software Dasylab sowohl im Bachelor-Studiengang einige akustische Grundlagen der Akustik als auch im Masterstudiengang wichtige Vertiefungen zur Datenanalyse im Zeit-und Frequenzbereich. Im Masterstudiengang wird mit der zeilenorientierten Programmierung unter Matlab verglichen. Die Kenntnisse in Dasylab und Matlab erleichtern erheblich den Einstieg in professionelle Anwendersoftware wie z.B. in das Prüfstandakustiksystem PAK von MüllerBBM VibroAkustikSysteme. Mit guten theoretischen Vorkenntnissen lassen sich derartige Systeme leichter sinnvoll bedienen, da Zusammenhänge und Hintergrund präsent sind. Leider ist zu beobachten, dass die gängigen Anwendersysteme immer weiter in der Bedienung vereinfacht werden - theoretische Kenntnisse seien nicht erforderlich, um Geräuschqualität und Lautstärken zu bewerten. Insbesondere werden in der Anwendersoftware die Mittelungsverfahren nicht mehr explizit ausgewiesen. Zur qualitativen Bewertung von Geräuschen eignen sich zwar derartige farbige grafische Darstellungen, zur Quellenlokalisierung in Maschinenbauanwendungen sind quantitative Aspekte aber entscheidender. Verdeutlicht werden soll, wie wichtig das Verständnis mathematischer Hintergründe ist, um sinnvolle technische Analysen bis hin zu psychoakustischen Analysen durchführen zu können.
- Heinze R., Biedermann T., Kameier F. und Paschereit O.
Ein umströmter Zylinder erzeugt in seinem Nachlauf eine Kármánsche Wirbelstraße. Dabei führen die am Zylinder wirkenden Oberflächenkräfte zu Druckschwankungen, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten und akustisch als Pfeif- oder auch Hiebton wahrgenommen werden können. Die Abstrahlcharakteristik weist die Form eines Dipols auf. Wird nun ein Interferenzkörper, wie z. B. eine Platte, in den Zylindernachlauf eingebracht, kann die Schallabstrahlung signifikant verstärkt werden. Umfangreiche Messungen an einem leisen Freistrahl an der Fachhochschule Düsseldorf zeigen, dass abhängig vom jeweiligen Plattenabstand ein Muster in der Schalldruckverstärkung zu erkennen ist, das sich auf die aerodynamische Wellenlänge der Zylinderablösung zurückführen lässt. Immer dann, wenn genau ein, zwei oder auch drei Wirbelablösepaare zwischen Zylinder und Platte passen, ist ein deutlicher Anstieg des Gesamtpegels messbar. Experimentell kann der nötige Abstand als Quotient zwischen Wirbelkonvektionsgeschwindigkeit und Wirbelablösefrequenz definiert werden. Aufgrund der vorherrschenden Interferenz-Effekte gestaltet sich eine präzise Prognose dieses Abstands allerdings als schwierig, da eine Variation des Plattenabstands ein nichtlineares Verhalten der für die Berechnung benötigten Parameter nach sich zieht.
- Biedermann T., Heinze R., Kameier F. und Paschereit O.
Im Nachlauf eines Zylinders bildet sich abhängig von der Anströmgeschwindigkeit eine periodische Wirbelschleppe aus, die auch als Kármánsche Wirbelstraße bekannt ist. Die Wirbelablösung verursacht Druckschwankungen auf der Zylinderoberfläche, die sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten und die Charakteristik eines Dipols aufweisen. Wird nun ein Interferenzkörper wie z. B. eine Platte in den Zylindernachlauf eingebracht, kann die Schallabstrahlung signifikant verstärkt werden. Ein besseres Verständnis der grundlegenden Effekte sollen deshalb Untersuchungen an einem horizontal in der Strömung eingebrachten Kreiszylinders mit einer Plattengeometrie in dessen Nachlauf liefern. Trotz der geringen geometrischen Komplexität der Körper treten bei Variation der Plattengeometrie (Länge, Dicke und Versatz) sowie diverser Strömungsparameter (Anströmgeschwindigkeit und Turbulenzgrad) verschiedene akustische Effekte auf, welche strukturiert erfasst und analysiert werden. Ein Haupteffekt ist die signifikante Erhöhung des Schalldruckpegels, sobald ein kritischer Abstand zwischen Platte und Zylinder überschritten wird. Zur Minimierung des im Normalfall erheblichen Versuchsaufwandes wird sich der statistischen Methodik des Design of Experiments (DoE) bedient. Die Anzahl der notwendigen Versuchspunkte wird in diesem Fall von der dritten auf die erste Potenz reduziert. Unter Verwendung dimensionsloser Kennzahlen und Zielgrößen soll die Gültigkeit der experimentell untersuchten Effekte auf einen weiten Anwendungsbereich sichergestellt werden.
Karger, Marius
- Karger M. und von Estorff O.
Durch immer höhere Anforderungen an die Akustik in der Luft- und Schifffahrtsindustrie gewinnt die numerische Simulation von Körperschallausbreitung und Schallabstrahlung auch in diesen Branchen an Bedeutung. Zahlreiche Flugzeug- oder Schiffsstrukturen sind aufgrund der räumlichen Ausmaße mit etablierten Methoden wie der Finite-Elemente-Methode oder der Randelemente-Methode im mittleren und hohen Frequenzbereich aufgrund des hohen numerischen Aufwandes nicht mehr simulierbar. Eine Alternative für diesen Anwendungsbereich ist die Energie-Finite-Elemente-Methode, welche auf einer Leistungsbilanz basiert und als Lösungsfunktionen zeitlich und räumlich gemittelte Energiedichten hat. Diese Funktionen sind keine Wellenfunktionen, wie die Verschiebungen und Drücke der oben genannten etablierten Verfahren, sondern fallende Exponentialfunktionen. Auf diese Leistungsbilanz wird der Finite-Elemente-Ansatz angewendet, wobei aufgrund der groben Diskretisierung des Berechnungsgebietes der numerische Aufwand erheblich reduziert werden kann. In diesem Beitrag wird die Energie-Finite-Elemente-Methode bezüglich der Anwendbarkeit auf komplexe, in der Schifffahrt übliche Geometrien untersucht. Hierbei liegt der Fokus auf der Analyse einflussreicher Parameter zur Simulation der Schallabstrahlung.
Karimi, Roozbeh
- Karimi R. und Möhler U.
Der Managementansatz der EU- Umgebungslärmrichtlinie fordert die Einbindung aller lärmrelevanten Aspekte in die Lärmaktionsplanung. Die Akteure in den Planungsbereichen der Kommunen und die betroffenen Bürger sollen frühzeitig eingebunden werden und alle tangierenden Planungen sollen in die Aktionsplanung einfließen; eine Vorgabe, wie diese Planungen berücksichtigt werden sollen, gibt es nicht. Deshalb wurde diese Aspekte, wie z.B. das Thema ''Ruhige Gebiete'', meist entweder gar nicht oder nur unzureichend berücksichtigt.
Anhand des Beispiels einer Kleinstadt soll dargelegt werden, wie der Lärmaktionsplan einerseits fachübergreifende Impulse geben kann und anderseits als koordinierendes Instrument der beteiligten Planungsbereiche der Stadtentwicklungsplanung eingesetzt werden kann.
Kasess, Christian
- Waubke H. und Kasess C.
Mittels der Randelemente Methode werden im Rahmen eines von der FFG in Österreich geförderten Projektes die Einfügedämmung von Lärmschutzwänden mit besonderer Geometrie untersucht. Dabei werden insbesondere auch das T-Profil und gekrümmte Profile berücksichtigt. Im Rahmen der Untersuchungen ergaben sich einige Probleme, die Untersuchungen mittels dreidimensionaler Simulationen erfordern. Dies sind insbesondere die Reduktion des Interferenzmusters mittels inkohärenter Quellen und die Bestimmung des Einfügedämmmaßes bei schrägen Schalleinfall. Im Rahmen des Vortrages werden Ergebnisse dieser Untersuchungen vorgestellt. Es werden auch die Ergebnisse für eine Punktquelle in einer dreidimensionalen Simulation mit den Ergebnissen für eine Linienquelle in einer zweidimensionalen Simulation miteinander verglichen.
Kellermann, Walter
- Schwarz A., Brendel A. und Kellermann W.
We investigate a class of late reverberation suppression methods that rely exclusively on the instantaneous spatial coherence in each time-frequency bin to derive the suppression gain. We compare a number of different realizations that have been proposed over the past years, including both heuristic methods that derive the suppression gain directly from the coherence (Allen 1977, Westermann 2013), and methods that use assumptions about the spatial coherence properties of the signal components to derive the signal to reverberation ratio and compute a corresponding suppression gain (McCowan 2003, Jeub 2011, Thiergart 2012). We show that, while the latter rely on the same assumptions and thus are identical under ideal conditions, they behave differently when the assumptions are not ideally met. We discuss alternative behaviors and evaluate the methods using two-channel impulse responses measured in different rooms. As evaluation metric we use the early to late reverberation ratio and the amount of signal distortion. Finally, we compare automatic speech recognition accuracy using utterances from the GRID corpus which are convolved with the measured impulse responses and processed with the investigated methods.
Kern, Harald Joachim
- Kern H.J. und Lepa S.
Laut These der ''Rock'n'Roll-Schwelle'' (Todd & Cody, 2000) kann der besondere Reiz hoher Lautstärken beim Hören von Popularmusik in Clubs oder Diskotheken durch zusätzliche Anregungen des Vestibularsystems erklärt werden, welche erst bei den für diese Rezeptionssituation typischen, hohen Lautstärken im Bassbereich (50-100Hz-Band) ab etwa 90 dB(A) SPL (impulsgewichtet) entstehen. Die dadurch im menschlichen Gleichgewichtssinn evozierten Bewegungsempfindungen liefern psychophysiologische Erklärungen für ''Entrainment''-Phänomene (Madison, 2006) und den affektiven Genuss beim Rezipieren besonders lauter elektronischer Tanzmusik (EDM). Bislang wurde dies laborexperimentell demonstriert, in dem während der Darbietung repetetiver, Bassdrum-artiger Stimuli mittels Kopfhörern bei unterschiedlichen Lautstärken vestibulär evozierte myogene Potentiale (VEMPs) am Musculus Sternocleidomastoideus abgeleitet wurden (Todd, 2001).
Die vorliegende Studie kann über den Forschungsstand hinaus aufzeigen, dass sich nahezu identische Schwellen für ''Roland 909''-Bassdrum-Samples auch mittels des weitaus weniger obstrusiven Verfahrens der Ableitung von VEMPs am Musculus Oblique Superior ermitteln lassen. Ferner konnte über signifikante Anregungsunterschiede bei pegelidentischer Kopfhörer- und Lautsprecherstimulation demonstriert werden, dass für die Vestibularanregung im untersuchten ''Technoclub-Szenario'' vibrotaktile Schallübertragung mittels Knochenleitung eine weitaus größere Rolle spielt, als bislang angenommen. Die Ergebnisse lassen darauf schließen, dass zukünftige Forschungsarbeiten in diesem Bereich die Rolle des jeweils verwendeten Emittersystems bzw. die mögliche vibrotaktile Propagation niedrigfrequenter Stimuli bei der Untersuchungsplanung stärker berücksichtigen sollten.
Kettler, Frank
- Serafimov R. und Kettler F.
The positioning of handsets at the ear during telephone conversations depends on many geometrical, technical, environmental and individual parameters. The shape (form factor) of the handset itself, the resulting comfort and individual preferences influence the positioning. Furthermore technical parameters like the level of the loudspeaker signal or the audibility of the implemented sidetone play a role. Last but not least the course of the conversation (re-laxed or concentrated) and the environmental conditions (quiet or noisy) need to be consid-ered. In order to derive the typical positioning range, test persons have been monitored during conversations via handsets. The test procedure and results are discussed. The conclusions are also relevant for laboratory tests as they give a first indication for the positioning range of handset mounting devices for HATS (Head and Torso Simulators) and to derive realistic handset test positions to verify the positional robustness of terminals.
- Lepage M., Kettler F. und Vorländer T.
The automotive industry ''meets'' the mobile phone industry when drivers communicate via their vehicles' hands-free systems. The most common use case is that the driver's mobile phone linked via Bluetooth provides the mobile network access. Control commands (AT-commands) are defined to configure the Bluetooth connection, disable internal signal pro-cessing in the mobile phone in this case and provide a fully transparent audio gateway func-tionality of the phone. Signal processing is handled in the hands-free system. Although many mobile phones disable echo cancellation or noise reduction, they often show severe limita-tions such as strong level adjustments, AGC or frequency equalization (discussed also at DAGA 2011, M.Lepage). Today it can even be observed that it is hardly possible to find any up-to-date mobile phone that behaves fully transparent in wideband communication. The contribution discusses typical results from a number of wideband capable mobile phones. As this inappropriate behavior of mobile phones hampers speech quality tuning of hands-free systems, it remains a very critical aspect for the automotive industry and demands stronger focus on standardization.
- Kettler F. und Serafimov R.
The automotive industry needs to equip vehicles with eCall systems by October 2015. At the same time the Public Safety Answering Points (PSAPs) need to be upgraded accordingly in order to be able to process eCalls. In such an eCall case a Minimum Set of Data (MSD) is transmitted to the PSAP first and a voice call is subsequently established between the PSAP and the vehicle. The eCall system is then operated in hands-free mode. However, the eCall system does not necessarily use the same microphone and speakers as the regular hands-free system in the vehicle. Furthermore, the eCall transducers are perhaps not always mounted in acoustically optimized positions. Consequently, speech quality parameters and requirements cannot always be applied for these systems in the same way as for the regular hands-free system. This especially applies to aftermarket solutions, which may be increas-ingly available within the next years. Furthermore, speech intelligibility plays an important role in addition (or in parallel) to speech quality. This contribution discusses suitable tests but also technical limitations for speech quality in eCall systems.
Keuchel, Sören
- Keuchel S., Biermann J., Gehlken M. und von Estorff O.
Die Verwendung der Fast-Multipole-Boundary-Elemente-Methode (FMBEM) ermöglicht eine effiziente Lösung der Helmholtz-Gleichung. Hierfür werden die Matrix-Vektor-Produkte innerhalb eines iterativen Gleichungslösers approximiert. Dies erlaubt die schnelle Lösung eines linearen Gleichungssystems mit quasi-linearer Komplexität und die entstehende Lösung wird dabei mit Hilfe von Krylov-Unterräumen dargestellt. Im Frequenzbereich wird häufig eine große Sequenz von linearen Gleichungssystemen untersucht. Eine allgemeine Herangehensweise ist die unabhängige Lösung für jeden Frequenzschritt mit Verfahren, wie zum Beispiel GMRES. Die Idee des Subspace Recycling ist die Wiederverwendung von Informationen aus dem vorherigen Lösungsprozess. Ein GCR Algorithmus bietet hierbei den Rahmen für den Transfer der Informationen und kann je nach Auswahl der wiederverwendeten Unterräume spezialisiert werden. Dies führt in den folgenden Lösungsprozeduren zu einer verbesserten Konvergenz. Die Wirksamkeit des Subspace Recycling in Kombination mit der FMBEM konnte bereits durch vorherige Analysen bestätigt werden. Dieser Beitrag befasst sich nun mit neuen Möglichkeiten der Auswahl dieser Unterräume. Erste Untersuchungen zur Effizienz zeigen eine Reduzierung der Anzahl von Matrix-Vektor-Produkten für einen Frequenzschritt um bis zu 70%.
Kidd, Jr., Gerald
- Favrot S., Mason C.R. und Kidd, Jr. G.
The current study evaluates the impact of a highly directional microphone array on psychometric functions obtained with speech-on-speech masking. Beamforming microphone arrays typically are used to enhance sound preferentially from a desired direction. It has previously been reported that, under `natural' (unaided) listening conditions in which speech maskers are colocated with a speech target, psychometric functions may show a `plateau' or `dip' when the target-to-masker ratio is around 0 dB. This effect disappears when the maskers are spatially separated from the target because spatial cues help subjects to distinguish the maskers from the target, reducing uncertainty and confusions. In this study, four normal-hearing subjects participated in a speech intelligibility test with collocated and spatially separated speech maskers when listening either through the microphone array or through KEMAR (to simulate natural binaural conditions). As found previously, when subjects listened through KEMAR, they showed the plateau effect only for colocated masker conditions. However, when subjects listened through the microphone array, they also demonstrated a plateau effect when maskers were spatially separated from the target. This finding has implications for the expected benefit from using microphone arrays in specific conditions when the maskers and target are similar in level.
Kim, Hak-Sung
- Koh H.-I., Jang S.-H., Kim H.-S. und Park J.-H.
In line with a national research project ''Development of technology for railway noise and vibration'', noise reducing devices are developed to enhance the track decau rate of the track system in roder to reduce the radiated noise from the rail. More and more slab tracks are constructed in the high speed line and in the metro line. But there exists also many railway lines with conventional ballasted tracks. Systematic study is required to optimize the conventional track system and for the new track systems in order to achieve low-noise performance. According to the track types the noise characteristics and the vibration characteristics are investigated by means of a prediction model and the field measurement. A priliminary experimental study on the vibration damping material is introduced and discussed.
Kirchmair, Johannes
- Linder P., Artmann G., Eliseev D., Heinen D., Kirchmair J., Scholz F., Verfers S., Wickmann S., Wiebusch C. und Zierke S.
Das Enceladus Explorer Projekt umfasst die Entwicklung einer navigierbaren Schmelzsonde (IceMole) zur Entnahme von subglazialen Flüssigkeitsproben. Der Prototyp für terrestrische Testszenarien stellt eine Machbarkeitsstudie für extraterrestrische Anwendungen dar. Eine mögliche Anwendung hierfür ist die Suche nach Leben in den unter einem Eispanzer liegenden Ozeanen auf dem Saturnmond Enceladus. Ein spezieller Schmelzkopf in Kombination mit einer Eisschraube ermöglicht Kurvenfahrten und Trajektorien entgegen der Schwerkraft. Die Lokalisation der Sonde im Eis, sowie die Erkundung des Vorfeldes sind für die Planung und Einhaltung der Trajektorien unerlässlich. Hierzu enthält der IceMole zusätzlich zu einem inertialen Messsystem und einem Magnetometer zwei akustische Navigationssysteme. Die akustische Lokalisation basiert auf Multilateration der Signale mehrerer Emitterstationen, die Schallpulse von der Gletscheroberfläche senden, welche von Empfängern im IceMole-Kopf registriert werden. Die Vorfelderkundung nutzt das Verfahren der Sonografie. Dabei werden phasengesteuerte Ultraschallsignale genutzt um Strukturen und Objekte im Eis vor dem IceMole zu detektieren. In diesem Beitrag wird das Enceladus Explorer System mit Fokus auf die akustischen Navigationslösungen vorgestellt und erste Testergebnisse präsentiert.
Kirisits, Christian
- Kirisits H., Kirisits C. und Punk J.
Für die Beurteilung des zu erwartenden Lärms von neuen Strassen gibt es in Österreich weder gesetzliche Vorschriften noch allgemein anerkannte Regelungen, daher werden von Fall zu Fall die von Humanmedizinern vorgegebenen Prüfkriterien angewendet. Im Laufe der Zeit wurde es üblich, in ruhigen Gebieten die Immissionen bis zum Vorsorgewert (Lnight = 45 dB) auffüllen zu lassen. Bei höheren Vorbelastungen wird eine Zunahme um 1 dB als irrelevant zugelassen und dies ohne Begrenzung nach oben. Dabei wird übersehen, dass mit steigendem Pegel die Auswirkung der Änderung zunimmt und dass bei hoher vorhandener Immission ein zusätzlicher Eintrag zugelassen wird, der selbst nur 6 dB darunter liegt. So z. B. wird bei einer vorhandenen Immission von 62 dB bei Nacht ein zusätzlicher Pegel von der geplanten Strasse von 56 dB toleriert. Im Übergangsbereich beim Vorsorgewert ergibt sich dagegen ein nicht nachvollziehbares und unschlüssiges Minimum für den gerade noch akzeptablen zusätzlichen Eintrag. Eine mögliche Lösung der Problematik durch unterschiedliche Limitierung der Einträge in 3 Bereichen wird aufgezeigt und vorgeschlagen. Während diese im unteren und oberen Bereich mit jeweils konstanten Werten begrenzt werden, ist im mittleren Bereich eine Zunahme der Gesamtimmission um bis zu 1 dB zulässig.
Kirisits, Helmut
- Kirisits H., Kirisits C. und Punk J.
Für die Beurteilung des zu erwartenden Lärms von neuen Strassen gibt es in Österreich weder gesetzliche Vorschriften noch allgemein anerkannte Regelungen, daher werden von Fall zu Fall die von Humanmedizinern vorgegebenen Prüfkriterien angewendet. Im Laufe der Zeit wurde es üblich, in ruhigen Gebieten die Immissionen bis zum Vorsorgewert (Lnight = 45 dB) auffüllen zu lassen. Bei höheren Vorbelastungen wird eine Zunahme um 1 dB als irrelevant zugelassen und dies ohne Begrenzung nach oben. Dabei wird übersehen, dass mit steigendem Pegel die Auswirkung der Änderung zunimmt und dass bei hoher vorhandener Immission ein zusätzlicher Eintrag zugelassen wird, der selbst nur 6 dB darunter liegt. So z. B. wird bei einer vorhandenen Immission von 62 dB bei Nacht ein zusätzlicher Pegel von der geplanten Strasse von 56 dB toleriert. Im Übergangsbereich beim Vorsorgewert ergibt sich dagegen ein nicht nachvollziehbares und unschlüssiges Minimum für den gerade noch akzeptablen zusätzlichen Eintrag. Eine mögliche Lösung der Problematik durch unterschiedliche Limitierung der Einträge in 3 Bereichen wird aufgezeigt und vorgeschlagen. Während diese im unteren und oberen Bereich mit jeweils konstanten Werten begrenzt werden, ist im mittleren Bereich eine Zunahme der Gesamtimmission um bis zu 1 dB zulässig.
Klärner, Matthias
- Klärner M., Marburg S. und Kroll L.
Dünnwandige Leichtbaustrukturen sind durch die hohe spezifische Steifigkeit sensitiv für eine große Schallabstrahlung. Speziell Verbundwerkstoffe weisen jedoch über die Variation der Werkstoffkomponenten und -parameter umfangreiche Möglichkeiten der Beeinflussung der dynamischen Bauteileigenschaften auf. Die Auslegung der Verbundbauteile in der FE-Simulation ermöglicht daher auch eine vibro-akustische Optimierung. Zu einer effizienten Bewertung der Schallabstrahlung werden daher vorhandene Energiegrößen dynamischer Simulationen mit Ansätzen zur Schallleistungsermittlung verglichen werden. Unter Vernachlässigung lokaler Effekte bietet die Methode der äquivalenten Schallleistung (equivalent radiated power - ERP) eine gute Abschätzung für die mögliche Obergrenze der Körperschallemission von Bauteilen bei einem Abstrahlgrad von eins. Dabei wird voraus gesetzt, dass der Schalldruck näherungsweise als Produkt der Fluidimpedanz und der Oberflächenschnelle bestimmt werden kann. Die Schallleistung folgt demnach direkt aus einem Oberflächenintegral über das Quadrat der Schallgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Fluidimpedanz. Als Vergleichsgrößen werden das RAYLEIGH-Integral oder die kinetische Energie herangezogen. Gegenübergestellt werden die Möglichkeiten und Grenzen der Bemessung der Schallleistung einer ebenen Platte sowie eines gekrümmten Demonstrators mit isotropem linear elastischen Materialverhalten.
Klein, Johannes
- Klein J., Pollow M., Perez Palacios A.G. und Vorländer M.
In den vergangenen Jahren wurde am Institut für Technische Akustik in Aachen ein Messsystem (SLAYER) zur Messung von Raumimpulsantworten für variable Richtcharakteristiken entwickelt. Bei diesem Messsystem handelt es sich um ein sphärisches Lautsprecherarray, mit dessen Hilfe eine große Zahl von Raumimpulsantworten für verschiedene Orientierungen des Arrays automatisiert gemessen werden können. Im Nachhinein ist es möglich, durch die Berechnung von Gewichtungsfaktoren für eine vorgegebene Zielrichtcharakteristik die gemessenen Raumimpulsantworten so zu superponieren, dass sich Impulsantworten beliebiger, sehr komplexer Quellrichtcharakteristiken für den gemessenen Raum generieren lassen.
Bei der Messung der Richtcharakteristiken des Messsystems als Ausgangsbasis für die Berechnung der Gewichtungsfaktoren und der Messung der Raumimpulsantworten ergibt sich eine Vielzahl von Herausforderungen, welche in der Art der verwendeten Messsysteme und den vergleichsweise langen Messdauern begründet liegen.
In diesem Beitrag werden die Messprozeduren und mögliche Arten der Nachbearbeitung beschrieben sowie Messergebnisse vorgestellt. Weiterhin wird ein Überblick über denkbare Anwendungen dieser Messtechnik insbesondere für neuartige Verfahren in der Raumakustik gegeben.
Kleinhenrich, Christian
- Kleinhenrich C., Schäfer S. und Krahé D.
Ein zweidimensionales Active Noise Control System (ANC) dämpft Störschall innerhalb einer kreisförmigen Anordnung aus Mikrofonen und Lautsprechern. Dabei wirkt sich die geschlossene Anordnung günstig auf die Filtersynthese anhand des Kirchhoff-Helmholtz Integrals aus. In dem vorliegenden Beitrag wird dieser zweidimensionale Ansatz für die Verwendung in einer geradlinigen Anordnung untersucht. Es kann gezeigt werden, dass der Ansatz für den kreisförmigen Aufbau übertragbar auf die Linienanordnung ist und das System eine Dämpfung des Störschalls erzielt. Neben theoretischen Betrachtungen werden Ergebnisse aus Simulationen und Messungen an einem Prototyp des Lehrstuhls für Elektroakustik der Bergischen Universität Wuppertal präsentiert.
Kletschkowski, Thomas
- Kletschkowski T. und Sadra D.
To identify mode shapes of vibrating structures, it is necessary to perform vibration measurements using structural sensors (such as accelerometers) attached to the vibrating surface. As a consequence, the structural response is modified. To avoid this effect, especially during the test of lightweight structures, it can be advantageous to replace vibration measurements by acoustic measurements. For this purpose, it is possible to use particle velocity probes in the very near field of the vibrating structure. To describe the theoretical background of this approach, this paper reports on numerical investigations using a simplified vibro-acoustical model. The latter consist of a sound tube, terminated by an absorbing boundary with prescribed impedance. The sound field results from the harmonic motion of a piston at the left hand side of the tube. The latter is driven by an excitation force and connected to a spring-damper combination. This model has been used to analyze the deviation between structural velocity and particle velocity. As a result, it has been possible to define upper bounds for the distance between the structure and the position of the particle velocity probe. These bounds guarantee that a pre-defined acceptable deviation between structural velocity and particle velocity is not exceeded.
- Sadra D. und Kletschkowski T.
This paper reports on the contact-free vibration measurements with particle velocity probes. The aim is to determine, if it is possible to measure a structural oscillation using particle velocity probes. The 3-D probe used in the investigations can be applied to measure both particle velocity and sound pressure. A big advantage of contact-free vibration measurements is the accuracy in measurement results compared to conventional methods, because it is not necessary to de-tune the structure by the attachment of sensors. According to the paper ''Contact-free Vibration Measurements - Part I: Theory'', this paper continues with the description of the experimental investigations using a vibro-acoustic test rig. The latter consists of an acoustic cavity. Inside this cavity a simply supported beam structure is used to excite the sound field. A loudspeaker has been used to simulate the effect of background noise. A coherence based approach has been used to proof that it is not necessary to use structural sensors, such as accelerometers, in order to measure the structural vibration. According to that, the influence of background noise has been examined. Moreover, a method for the qualification of the signal-to-noise ratio using the transfer function and the auto spectral density has been analyzed.
Kling, Christoph
- Kling C., Michaelis T.A. und Walther S.
Der Lärmbelastung durch Luftultraschall wird zunehmend Beachtung geschenkt. Im Gegensatz zum Hörschallbereich gibt es jedoch bisher keine anerkannten Mess- und Bewertungsverfahren. In der Ausgabe der VDI 3766 von 2012 wurde das derzeitige Wissen um die Wirkung, Erfassung und Beurteilung der Lärmwirkung von Frequenzen jenseits der 20 kHz zusammengetragen. Es liegen derzeit jedoch zu wenige Daten vor, so dass nur grundlegende Anhaltspunkte für eine Vermessung und Bewertung von Ultraschall definiert werden konnten. Grund hierfür ist vor allem das Fehler einer metrologischen Basis und geeigneter Messtechnik.
An der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) werden daher Verfahren entwickelt, um Messtechnik außerhalb des Hörbereichs zu kalibrieren und Luftultraschall quantitativ zu erfassen. Unter anderem wurde ein Messplatz aufgebaut, um den Schalldruckpegel verschiedener Schallquellen in Größe und Richtwirkung zu bestimmen.
Der Vortrag stellt die Messtechnik und Kalibrierung des Messplatzes vor und zeigt beispielhaft Richtcharakteristiken und Schalldruckpegel verschiedener Ultraschallquellen.
Klockgether, Stefan
- Klockgether S. und van de Par S.
The acoustical information of a room can be represented by Binaural Room Impulse Responses (BRIRs) recorded with an artificial head. Those impulse responses can be used to study the perception of room acoustics. For this purpose, the BRIRs are manipulated in various ways. In a psychoacoustical experiment the spatial impression of different rooms has been evaluated for original and manipulated BRIRs wherethe interaural cross-correlation of the binaural room impulse response has been increased. Different parts of the impulse responses were manipulated and the strength of the cross-correlation increase has been varied. The BRIRs have been convolved with anechoic music signals to obtain the stimuli that were presented to the subjects in this experiment. The subjects had to rate the spatial impression of these manipulated signals with focus on the perceptual attributes ''Listener envelopement'','' Apparent source width'' and ''Presence''. The results of these ratings are shown as a function of the strength of the manipulations. In addition it is discussed which dependencies between these perceptual attributes may be seen. It appears that LEV is strongly influenced by changing the ICC, but only when it is changed throughout the full BRIR. The effect of modifying the ICC on ASW is much smaller.
Klouche, Timour
- Klouche T.
This is the third extension of our microtonal pitch measurement study. In part 1 (DAGA 2012) we presented a validation and selection of best-fit measurement-generator combinations. The setup methodology had been fine tuned in part 2 (DAGA 2013) and applied to the accuracy estimation of synthetic microtonal generators. Here we present the application of the very same measuring setup to a real piano. The main questions analyzed are: How accurate is the tuning of a well maintained concert grand piano; how distinct is the octave stretching and how is this shaped; how do intra- note ranges and pitch regions measure, and in what extend are the results varied over multiple tunings and measurements. Lastly, a comparison of the tuning accuracy of a real and virtual piano is presented with the more general question in mind of how electronic and mechanical instruments' tunings relate.
Kluth, Sebastian
- Kluth S., Schulze C., Hübelt J., Ruhnau M., Richardt S., Krause R., Peusch A. und Fabris C.
Der zunehmende Einsatz von Luft-Wasser-Wärmepumpen (LWWP) zur Kühlung und Heizung von Gebäuden führt zu einer erhöhten Lärmbelastung der Bevölkerung. Dieser Beitrag zeigt Ergebnisse einer durch das Umweltbundesamt geförderten Studie zur Entwicklung eines praxisgerechten Mess- und Bewertungsverfahrens zur Ermittlung der Geräuschemission von LWWP in situ. Des Weiteren wird ein Überblick über die Geräuschemission kommerziell erwerbbarer Anlagen sowie die Beschreibung technisch möglicher Lärmminderungsmaßnahmen an LWWP gegeben.
Kob, Malte
- Kob M., Waloschek S., Hyronimus W., Hahn E., Schettke M. und Weber-Krüger A.
Für die Vermittlung der Grundlagen in den Ingenieurswissenschaften stehen begleitend zum Unterricht neben den etablierten Lehrbüchern heute auch zahlreiche multimediale Angebote zur Verfügung. Die Kombination von Schriftform, animierten Grafiken und akustischen Beispielen ist jedoch ohne ein didaktisches Konzept nur eingeschränkt außerhalb der Unterrichtseinheit nutzbar. In einem Projekt des Kompetenznetzes der Musikschulen NRW wurde basierend auf dem PM-Wiki der Hochschule Osnabrück ein multimediales Skript entwickelt, das neben einem strukturierten Text in zweispaltigem Layout und automatisierten Verzeichnissen und Verweisen auf weitere relevante Lehrinhalte auch Illustrationen in Form von Formeln, Notenbeispielen, Quellcode, skalierbaren Illustrationen und Audiobeispielen enthalten kann. Ein wesentlicher Aspekt der von Studierenden und Dozenten des Erich-Thienhaus-Instituts entwickelten Plattform ist die didaktisch optimierte Struktur des Skripts und die einheitliche Präsentation der Lehreinheiten, die die Studenten bei der Vor- und Nachbereitung des Unterrichts in mehreren Fächern optimal begleiten sollen. Im Beitrag werden das Konzept und der Einsatz des Skripts anhand einiger Beispiele erläutert.
- Verhey J. und Kob M.
Der Hochschulbeirat der DEGA hat 2007 Inhalte der Akustik-Ausbildung zusammengestellt, die für eine Grundausbildung im Rahmen eines Bachelorstudiengangs mindestens vermittelt werden sollten. Dieser Mindestkanon: Akustik in der Bachelorausbildung (DEGA-Empfehlung 102) umfasst unverzichtbaren Grundlagen sowohl für zwei- als auch vierstündige Veranstaltungen sowie Vorschläge für ergänzende Themenbereiche. Seit der Verabschiedung des Mindestkanons im Jahr 2009 sind bis zur diesjährigen DAGA fast fünf Jahre vergangen. In diesem Beitrag werden Ergebnisse einer Umfrage vorgestellt, in der die Nutzung des Mindestkanons an deutschen Lehreinrichtungen erfragt wurde.
Koch, Christian
- Jüschke M. und Koch C.
Ultraschallreinigungsbäder sind in der Industrie und im Gewerbe seit langem weit verbreitet. Trotzdem gibt es bisher kein einheitliches Verfahren, mit dem die erzielte Reinigung von Gütern durch verschiedenen Geräte, oder auch die Reinigungswirkung eines Gerätes in verschiedenen Betriebszuständen verglichen werden kann. In dem Vortrag wird ein Sensor vorgestellt, der die Reinigungswirkung quantitativ bestimmen kann. Der Sensor basiert auf einer Quarzkristall-Mikrowaage. Der Kristall wird mit einer Testschicht beaufschlagt. Die Änderung der Masse die auf der Quarzoberfläche aufgebrachten Testschicht steht im Zusammenhang mit der Änderung seiner Resonanzfrequenz, die für eine Wägung bestimmt wird. Der Quarz wird extern mit einem Signal angeregt, wobei die Frequenz um die Resonanzfrequenz des Quarzes von 10 MHz variiert wird. Die HF-Spannung am Quarz wird gleichgerichtet und tiefpassgefiltert, um die Amplitude der Resonanzkurve zu messen und die Resonanzfrequenz zu bestimmen. So ist es auch bei starker Dämpfung in flüssiger Umgebung möglich, diese Frequenz zu messen. Um keine akustische Welle abzustrahlen und Einflüsse durch in der Umgebung reflektierte Wellen zu vermeiden, wird ein Quarz im AT-Schnitt verwendet. Im Reinigungsbad wird die aufgebrachte Masse nach und nach abgetragen. Die zugehörige Frequenzänderung wird gemessen. Aus einem Vergleich mit einer Referenzmessung in einem bekannten Reinigungsbad kann auf die Reinigungswirkung geschlossen werden.
Koch, Iring
- Oberem J., Lawo V., Koch I. und Fels J.
When auditory selective attention started to be in the interest of acoustical and psychological research dichotic-listening-paradigms were frequently used, but still today many psychological experiments on the cocktail-party effect are performed using a dichotic reproduction. For more realistic scenes and a better spatial impression paradigms should be binaural. In previous work a dichotic-listening-paradigm to study intentional switches in auditory selective attention was extended to a binaural listening test setup. Several binaural reproduction methods were compared and analyzed. On account of these results a reproduction via headphones based on nonindividual HRTFs measured with a dummy head is most convenient and constructive for psychologists. As a next step towards realistic cocktail-party-scenes room acoustic needs to be included in the auralization. Further listening tests are carried out, where subjects listen to two competing speakers at different positions in space. They have to categorize the target speaker's words guided by visual cues. Independent analyzed variables are reaction times and error rates for a total of 48 subjects. Results of anechoic and reverberant rooms are compared.
- Fels J., Bomhardt R., Richter J.-G., Kreutzfeldt M., Koch I., Banken S. und Müller H.
Lärm ist unerwünschter Schall und wirkt sich in vielerlei Hinsicht auf das Wohlbefinden, die Gesundheit und die Leistung von Menschen aus. Lärm kann sich störend auf das Lernen in schulischen und universitären Kontexten auswirken. Dadurch hat Lärm eine starke Implikation für unser Bildungssystem. In dem Projekt ''Lärm, Aufmerksamkeit und Bildung - Eine technische, psychologische und historische Betrachtung von Lärm in Schule und Universität'' wird in einer Fallstudie des Kaiser-Karls-Gymnasium (Baujahr: 1906) in Aachen gezeigt, wie sich die Lärmsituation im Klassenzimmer im Laufe der Geschichte verändert hat. Dabei werden sowohl die Umgebung der Schule, die Architektur des Klassenraumes, die methodische Großform und die Klassenstärke miteinbezogen. Der Klassenraum wird dazu zu unterschiedlichen Phasen, beispielsweise nach Renovierungen, simuliert und auralisiert. Die geläufigen akustischen Raumakustik- und Sprachparameter wie die Nachhallzeit, A-bewerteter Schalldruckpegel oder der Sprachverständlichkeitsindex werden für die jeweilige Situation berechnet. Anhand dieser Fallstudie können die technischen Parameter mit psychologischen und historischen Parametern von Lärm in Schule und Universität kombiniert werden.
Koch, Max
- Koch M., Köhler K., Lechner C., Reuter F., Mettin R. und Lauterborn W.
The numerical simulation of non-spherical bubble dynamics and collapse is a significant challenge because of the liquid-gas interface, the large variation of spatial and temporal scale, the partially extreme conditions inside the bubble, and, last but not least, the potential change of topology due to jetting and/or splitting. In particular the topological issue is a main difficulty of the Boundary Element (or Integral) Method, which is hitherto the most common numerical platform. In our study, we wanted to include such transformations of the gas domain and thus selected the Volume of Fluid method, which is inherently robust against domain deformation and splitting. Based on code from the open source software OpenFOAM, we present numerical results on laser induced cavitation bubbles in various geometries.
Köhler, Joachim
- Stadtschnitzer M., Köhler J. und Stein D.
In this paper we describe the techniques and progress of the Fraunhofer IAIS large vocabulary continuous speech recognition (LVCSR) system for German broadcast data and the processing of the automatic speech recognition (ASR) output for advanced topic segmentation.
In this work we replace the acoustical model of the LVCSR system based on Hidden Markov Models (HMMs) with state-dependent Gaussian Mixture Models (GMMs), a technique which has been the de facto standard for several decades, by both Deep Neural Network (DNN) and subspace GMM based models and provide an evaluation of the large improvements compared to the results of the baseline system, which is described and evaluated in previous publications. We further increase the amount of data for acoustical model training from 105 to 323 hours and evaluate the improvements. We also describe our 1,000 hour German broadcast speech corpus from which the training data was taken and which will be fully exploited for acoustical model training in the future.
The output of the LVCSR system is applied for subsequent topic segmentation tasks. We provide a description and evaluation of employed topic segmentation algorithms related to the Fraunhofer IAIS audiomining framework and the improvements made by enhancing the underlying ASR system.
Köhler, Karsten
- Koch M., Köhler K., Lechner C., Reuter F., Mettin R. und Lauterborn W.
The numerical simulation of non-spherical bubble dynamics and collapse is a significant challenge because of the liquid-gas interface, the large variation of spatial and temporal scale, the partially extreme conditions inside the bubble, and, last but not least, the potential change of topology due to jetting and/or splitting. In particular the topological issue is a main difficulty of the Boundary Element (or Integral) Method, which is hitherto the most common numerical platform. In our study, we wanted to include such transformations of the gas domain and thus selected the Volume of Fluid method, which is inherently robust against domain deformation and splitting. Based on code from the open source software OpenFOAM, we present numerical results on laser induced cavitation bubbles in various geometries.
Koehler, Mark
- Koehler M. und Weber L.
Die trittschallmindernde Wirkung von austauschbaren Bodenbelägen wird zurzeit nicht praxisgerecht beurteilt, so dass in Planung und Anwendung erhebliche Unsicherheit besteht. So wird das Trittschallverhalten austauschbarer Bodenbeläge nach DIN EN ISO 10140 im Prüfstand auf einer Stahlbeton-Rohdecke gemessen. Diese Situation ent-spricht nicht der Baupraxis, weil Bodenbeläge bei Verlegung auf der Rohdecke im Allgemeinen nicht die Mindest-anforderungen an den Trittschallschutz nach DIN 4109 erfüllen. Sie werden deshalb normalerweise sowohl im Mas-siv- als auch im Leichtbau auf einem schwimmenden Estrich verlegt, wo ihr Verbesserungsmaß weitaus niedriger ausfällt.
Ferner erfolgt die Messung der Trittschallminderung durch Anregung mit dem Normhammerwerk. Dieses besitzt ein Anregungsspektrum, das sehr gut bekannt und reproduzierbar ist, das aber nicht mit realen Wohn- und Gehge-räuschen übereinstimmt. Diese weisen ein deutlich tieffrequenteres Spektrum auf und enthalten im Gegensatz zum Normhammerwerk pegelbestimmende Geräuschanteile unterhalb von 100 Hz.
Im Rahmen eines vom BBSR geförderten Forschungsvorhabens wurde im Fraunhofer Institut für Bauphysik die Wir-kung von Bodenbelägen unter Einsatz alternativer Anregungsquellen untersucht und mit Hilfe psychoakustischer Hörversuche realitätsnah beurteilt. Die hieraus gewonnenen Ansätze zur verbesserten Messung und Beurteilung der Trittschallminderung von Bodenbelägen werden in dem Beitrag zusammenfassend dargestellt.
- Hey L., Weber L., Späh M., Koehler M. und Wilk E.
Die Trittschallminderung von Bodenbelägen wird nach DIN EN ISO 10140 durch Anregungen mit dem Normhammerwerk gemessen. Wegen des unterschiedlichen Anregungsspektrums unterscheidet sich die Ergebnisse stark von den Messwerten, die sich beim Begehen von Decken durch menschliche Personen ergeben. Die Unterschiede wurden bislang jedoch kaum untersucht, weil die Anregung durch Geher sehr schlecht reproduzierbar ist.
Im Rahmen einer Bachelor-Arbeit wurde ein verbesserter Aufbau zur Untersuchung dieser Problematik entwickelt. Dabei wird der untersuchte Bodenbelag auf nur einer Deckenhälfte verlegt, während die andere Hälfte der Decke frei bleibt. Ein Geher, der die Decke in gleichmäßiger Bewegung umrundet, regt abwechselnd Belag und Rohdecke an, wobei er beim Übertritt von der einen auf die andere Deckenhälfte eine Lichtschranke durchläuft. Der resultierende Trittschallpegel wird als Audiosignal aufgezeichnet, geschnitten und gemittelt. Aus den für die beiden Deckenhälften ermittelten Pegeln ergibt sich dann die resultierende Trittschallminderung.
Die Untersuchungen erfolgten mit männlichen und weiblichen Gehern mit unterschiedlichem Schuhwerk. In dem Beitrag werden die Untersuchungsergebnisse diskutiert und mit den Messwerten technischer Anregungsquellen (Normhammerwerk, japanischer Gummiball, etc.) verglichen.
Köhler, Simon
- Sankowsky-Rothe T., Köhler S., Blau M. und Stirnemann A.
In früheren Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass die Vorhersage des Schalldruckes am Trommelfell (respektive der RECD) auf Grundlage der gemessenen Eingangsimpedanz des Gehörgangs eine geeignete Alternative zur unkomfortablen Messung des Schalldruckes am Trommelfell per Sondenmikrofon bei der Hörgeräteanpassung darstellt.
Ausgehend von einer Referenzmethode zur Impedanzmessung (3-Parameter-Modell), bei der die Kalibrierung durch 6 Messungen erfolgt, wurden in einer vorangegangenen Untersuchung [Sankowsky-Rothe et al. 2013] Methoden aufgezeigt, die den Aufwand der Kalibrierung für Impedanzmessungen mit Hörgeräten reduzieren. Diese Methoden wurden nun optimiert, um mit minimalem Aufwand während der Hörgeräteanpassung (nur eine Kalibrierungsmessung) eine optimale Genauigkeit der gemessenen Eingangsimpedanz des Gehörgangs zu erzielen. Die optimierte Methode wurde durch Messungen an 20 Probanden evaluiert. Hierfür wurden Prototypen von Otoplastiken mit integriertem Gehörgangsmikrofon und Receiver verwendet. Es zeigt sich, dass durch die Optimierung gegenüber der ursprünglichen Methoden mit reduziertem Kalibrieraufwand eine höhere Genauigkeit bei gleichem Kalibrieraufwand während der Anpassung erzielt werden kann.
Damit steht eine einfache und komfortable Methode zur Berücksichtigung des individuellen Restgehörgangs, der individuellen Trommelfellimpedanz und des akustischen Lecks bzw. des unsicheren Venteffekts bei der Hörgeräteanpassung zur Verfügung, die damit zu einer höheren Qualität der Hörgeräteanpassung führen könnte.
- Köhler S., Sankowsky-Rothe T., Blau M. und Stirnemann A.
Die Messung akustischer Gehörgangsimpedanzen kann sowohl der klinischen Diagnostik als auch der Schätzung akustischer Kenngrößen (z.B. Schalldruck am Trommelfell) dienen. Zur Messung dieser Impedanzen können Otoplastiken mit integriertem Receiver und Gehörgangsmikrofon verwendet werden. Vor der eigentlichen Messung ist eine Kalibrierung mit bekannten Lastimpedanzen erforderlich. Je nach Bauart der Impedanzmesssonde besteht dabei jedoch häufig ein geometrischer Unterschied zwischen der Ankopplung an die Kalibrierimpedanzen und der Ankopplung an den Gehörgang, insbesondere wenn ein Koppelvolumen zwischen Mess- und Kalibrierebene bei der Kalibrierung vorgesehen ist. Je nach Ankopplung kann es dadurch im Frequenzbereich ab 1 kHz zu großen Unsicherheiten in der gemessenen Gehörgangsimpedanz kommen, wobei insbesondere die Frequenz des
- Köhler S., Blau M., van de Par S. und Rasumow E.
Head-related transfer functions (HRTFs) beschreiben die individuelle und richtungsabhängige Filterwirkung von Außenohr, Kopf und Torso. Sie finden ihre Anwendung in der virtuellen Akustik und können z.B. zur binauralen Synthese eines Raumeindruckes über Kopfhörer verwendet werden. Aufgrund der individuellen Unterschiede zwischen HRTFs verschiedener Personen funktioniert diese Synthese subjektiv am besten mit den eigenen individuellen HRTFs. Die sequenzielle Messung von HRTFs ist jedoch sehr zeitaufwändig und kann aufgrund kleiner Bewegungen der Versuchsperson während der Messung zu inkonsistenten HRTF-Sätzen führen. Daher werden verschiedene Verfahren zur simultanen HRTF-Messung miteinander verglichen und mittels subjektiver Hörversuche evaluiert. Ferner erfordert die exakte Messung von HRTFs Freifeldbedingungen und ist somit Einrichtungen ohne reflexionsarmen Raum vorenthalten. In dieser Arbeit wird die Machbarkeit von HRTF-Messungen in nichtreflexionsarmen Umgebungen untersucht. Diese Untersuchungen erfolgen am Beispiel eines Vorlesungsraumes. Der grundlegende Versuchsaufbau sowie die Optimierung durch minimalinvasive raumakustische Maßnahmen und geeignete Nachverarbeitung der gemessenen HRTFs werden vorgestellt. Das Messverfahren wird mittels objektiver Maße und subjektiver Hörversuche gegen Referenzmessungen aus einem reflexionsarmen Raum evaluiert.
Köhnecke, Felix
- Müller A., Zerbs C. und Köhnecke F.
Die Lärmbelastung der Weltmeere steht seit geraumer Zeit im öffentlichen Interesse. Meereswissenschaftler versuchen derzeit, die Wirkungen des anthropogenen Schalleintrags durch Schiffslärm, Baulärm bei Errichtung von Windkraftanlagen u.a. in die Meeresumwelt zu verstehen und zu bewerten. Nationale Gesetzgeber und internationale Organisationen sind bestrebt, im Bedarfsfall die Schallemission bzw. -immission regulativ zu begrenzen. Im Rahmen von Umweltverträglichkeitsprüfungen von Offshore-Projekten müssen Prognosen erstellt werden, die den Lärmschutzvorgaben des Umweltbundesamtes entgegengestellt werden. Bei Nichterfüllung der Vorgaben sind schalltechnische Maßnahmen zu beschreiben. Zurzeit gibt es keinen Standard, nach dem die akustischen Eigenschaften einer Schallminderungsmaßnahme unter Wasser erfasst bzw. berechnet werden können. Im Rahmen von Genehmigungsverfahren erfolgen daher durch die zuständige Behörde Vorgaben zur Durchführung. Es wird ein experimentelles Verfahren zur Bestimmung der ''Schalldämpfung'' von Maßnahmen vorgestellt. Dieses beruht auf der Messung der Einfügungsdämpfung im Einsatzfall. Die Konzepte werden in der ''Luftwelt'' gut beherrscht und normativ beschrieben. Leider können diese nicht einfach übernommen werden, da der Aufwand von akustischen Messungen unter Wasser deutlich höher ist. Valide Aussagen über die Genauigkeiten und Aussagekraft sind nicht verfügbar. Es wird u.a. die Frage diskutiert, unter welchen Randbedingungen man eine objektive Beschreibung von Schalldämmmaßnahmen erzielen kann.
Költzsch, Peter
- Költzsch P.
Es wird ein Überblick über die Geschichte des Fachgebietes Strömungsakustik gegeben. Im vorindustriellen Zeitalter sind insbesondere die Blasinstrumente, die menschliche Spracherzeugung sowie lautstarke Naturereignisse (Donner und Wind) von Interesse. Im 18./19. Jahrhundert kommen industrielle Strömungsschallquellen dazu, Aspekte dazu sind die wachsende Mobilität, der Transport von Rohstoffen und Produkten, vielfältige Energiewandlungsprozesse (Turbinen, Windräder), Komforteinrichtungen (Lüftungs-/Klimaanlagen), die Militärtechnik u. a. m. Die 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts wurde von Lighthill als das ''goldene Zeitalter'' der Strömungsakustik bezeichnet. Als Fragmente aus diesem historischen Streifzug seien genannt: Die Steinzeitflöte von der Schwäbischen Alb (Universität Tübingen), die Posaunen von Jericho, die Aussagen aus dem Corpus Hippocraticum und von Aristoteles zum Sprachapparat sowie von Athanasius Kircher zur Äolsharfe, Chladni und der Strömungsschall, Strouhal und seine ''Zahl'' (mit Bildmaterial des Enkels Prof. Evzen Strouhal aus Prag), große Physiker und die ''Sirene'', Ernst Mach und Peter Salcher mit den ''Knallwellen'', Erich Waetzmann und Ludwig Prandtl zum Flugzeugschall, die russische Aeroakustik mit Gutin/Blochincev/Judin und der Beginn der wissenschaftlichen Strömungsakustik, der Ausbau der wissenschaftlichen Grundlagen durch die drei angewandten Mathematiker und zugleich Physiker Lord Rayleigh, Horace Lamb und James Lighthill. Literatur: Heft 5, 6 und 7 der DEGA-Schriftenreihe zur Geschichte der Akustik
Köster, Friedemann
- Köster F., Mittag G. und Möller S.
Dieser Beitrag befasst sich mit der referenzfreien Schätzung wahrgenommener Qualität übertragener Sprache: Wir gehen davon aus, dass sich die Gesamtqualität durch parametrische Schätzung von mehreren perzeptiven Dimensionen vorhersagen lässt. Wältermann et al. (2012) konnten Direktheit, Kontinuität, Rauschhaftigkeit und Lautheit als Hauptdimensionen identifizieren. Modelle mit Schätzern von Qualitätsdimensionen haben im Vergleich zu integralen Verfahren, welche nur die Gesamtqualität bestimmen, die Vorteile, durch analytische Informationen auf die Ursache einer Störung schließen zu können und robuster gegenüber Veränderungen des Übertragungssystems zu sein. Bisher wurden Dimensionsschätzer entweder mit parametrischen oder intrusiven instrumentellen Modellen realisiert. In dieser Arbeit basiert die Schätzung der wahrgenommen Qualität auf nicht-intrusiven instrumentellen Schätzungen. Als erste qualitätsrelevante perzeptive Dimension wurde Rauschhaftigkeit ausgewählt. Es konnten erste vielversprechende Ergebnisse auf unterschiedlichen Datensätzen erzielt werden, die zeigen, dass eine robuste Schätzung qualitätsrelevanter perzeptiver Dimensionen ohne Referenzsignal möglich ist.
Kogel, Michael
- Ascherl E.-M., Schorer E. und Kogel M.
Koh, Hyo-In
- Koh H.-I., Jang S.-H., Kim H.-S. und Park J.-H.
In line with a national research project ''Development of technology for railway noise and vibration'', noise reducing devices are developed to enhance the track decau rate of the track system in roder to reduce the radiated noise from the rail. More and more slab tracks are constructed in the high speed line and in the metro line. But there exists also many railway lines with conventional ballasted tracks. Systematic study is required to optimize the conventional track system and for the new track systems in order to achieve low-noise performance. According to the track types the noise characteristics and the vibration characteristics are investigated by means of a prediction model and the field measurement. A priliminary experimental study on the vibration damping material is introduced and discussed.
Kohnen, Michael
- Pelzer S., Kohnen M. und Vorländer M.
For realistic audio rendering it is beneficial to enrich the spatial placement of sound sources in 3D space with enveloping room reflections and reverberation. Popular reproduction methods such as vector-base amplitude panning (VBAP), Ambisonics or Crosstalk Cancellation (CTC) usually only excel at either precise localization or immersive envelopment, but not both. While VBAP and CTC are known for their strong localization cues, Ambisonics particularly emphasizes the immersion.
Using hybrid combinations of these methods, individual strengths and weaknesses complement one another. Therefore it is assumed that certain combinations, e.g. of direct sound rendering through CTC and reverberation rendering via Ambisonics, will be perceptually advantageous.
A listening test was conducted using a head-mounted display and pointing device to detect the localization abilities of the different methods and their hybrid combinations, including full room acoustics rendering as well as free field references. Subjects were also asked to rate the degree of immersion and spectral coloration.
Kolbe, Frank
- Kolbe F., Dannemann M. und Modler N.
- Dannemann M., Glöckner M., Lenz K., Hufenbach W., Modler N. und Kolbe F.
Die Untersuchung von Schallsignalen nimmt bis dato in der soziologischen Forschung eine Randposition ein. Gegenstand des Beitrages sind die Ergebnisse eines interdisziplinären Projektes zwischen dem Institut für Soziologie und dem ILK, welches mit der Erforschung des Wechselverhältnisses zwischen der akustischen Umwelt und dem Menschen eine sozioakustische Perspektive eröffnete. Methodisch kamen mit Tagesprotokollen und leitfadengestützten Interviews für dieses Themenfeld neuartige Erhebungsinstrumente zum Einsatz.
Im Mittelpunkt stehen die Wahrnehmungs- und Bewältigungsmuster von Schallsignalen in sozialen Situationen und deren Einflussfaktoren sowie die damit einhergehenden Auswirkungen auf akustische Gestaltungsanforderungen technischer Produkte wie etwa Haushaltstechnik. Schallwahrnehmung wird als ein hochgradig nicht bewusst ablaufender Vorgang und sozialer Prozess charakterisiert, der neben individuellen Faktoren (z.B. aktuelle Stimmung) auch maßgeblich von situationsbezogenen Einflussfaktoren (z.B. Vermeidbarkeit, Situation) abhängig ist. Hierbei kann das soziologische Rahmenkonzept von Goffman als Erklärungsansatz herangezogen werden. Nach diesem sind Schallsignale und deren Interpretationsweisen an ein situationsspezifisches kulturelles Wissen gekoppelt, das die Wahrnehmung und Bewertung von Schallsignalen stark beeinflusst. Mittelwertvergleiche verdeutlichen, dass beispielsweise Schallsignale des Straßenverkehrs überwiegend neutral empfunden werden, jedoch bei Tätigkeiten wie Spazierengehen oder Schlafen, wo sie nicht Teil des erwartbaren Rahmens sind, als störend. Hinsichtlich der technischen Gestaltung von Haushaltsgeräten nimmt die Geräuschemission insbesondere bei den älteren Probanden lediglich eine untergeordnete Rolle ein.
Kolk, Raphael
- Opdam R., Kolk R., De Vries D. und Vorländer M.
Wave-based acoustic simulations require a mesh that divides the boundary and/or the volume of the geometry into finite parts. The size of the mesh is usually defined by the maximum frequency and the geometrical structure. For a simple geometry with mainly large planes without fine structure, the frequency is the determining factor. A higher frequency means the need for a finer mesh. A disadvantage of using a finer mesh is the growing computational effort. In this paper an automated optimized mesh generation and simulation is presented. The mesh is generated frequency dependent with in addition an algorithm that aligns the mesh of the separate surfaces in a most optimal way by taking the complete geometry into account to minimize the number of mesh nodes. The alignment algorithm not only minimizes the number of mesh parts for one surface, but also takes the alignment of adjacent surface meshes into account. A comparison is performed between boundary element simulations of a simple room geometry with a standard fixed mesh for the whole frequency range and the variable mesh method. The results are discussed with regard to the precision and the calculation time.
Kollmannsberger, Stefan
- Rabold A., Kollmannsberger S. und Rank E.
Verglichen mit Gebäuden in Mauerwerks- und Betonbauweise ist die Planung eines Bauobjektes in Holzbauweise eine deutlich größere Herausforderung. Die Gründe hierfür liegen unter anderem im Mangel von bewährten Konstruktionen und Planungswerkzeugen für den Schallschutz und die Gebrauchstauglichkeit. Geeignete computergestützte Planungshilfen, die eine Simulation bereits im frühen Planungsentwurf für das gesamte Bauwerk ermöglichen, könnten den Planungsaufwand drastisch reduzieren. Eine Möglichkeit der Simulation stellt die Verwendung eines SEA- und FEM-basierten Berechnungsmodells für die Luft- und Trittschalldämmung in der Bausituation dar, das sowohl die direkte Übertragung der Trennbauteile als auch die Übertragung der Flankenbauteile berücksichtigt. Während der SEA eine Energieflussbetrachtung zugrunde liegt, wird bei der FEM-basierten Berechnung eine modale Betrachtung durchgeführt. Hierzu ist neben der Bauteilstruktur und -dämpfung auch deren Anregung und Abstrahlung durch die Luft- bzw. Trittschallquelle zu berücksichtigen. Der Schwerpunkt dieses Beitrags liegt in der Berücksichtigung der Anregung und Abstrahlung des Luftschallfeldes im FEM-basierten Berechnungsmodell für den unteren Frequenzbereich. Die vorgestellten Ergebnisse basieren auf Zwischenergebnissen eines aktuellen Gemeinschafts-Forschungsvorhabens zwischen der TU München, der Hochschule Rosenheim und dem ift Rosenheim, dessen Inhalte auf der DAGA 2013 vorgestellt wurden.
Kollmeier, Birger
- Warzybok A., Rennies J., Brand T. und Kollmeier B.
A binaural model capable of predicting speech intelligibility in different spatial conditions of speech and noise sources and different types of hearing impairment can be useful in audiological diagnostics, in room acoustics, or for the evaluation of signal enhancement techniques. The experiment presented in this contribution was designed to provide a systematic test of temporal and spatial interaction in the auditory system in normal-hearing and hearing-impaired listeners. Binaural speech intelligibility tests were performed to examine the integration of a single speech reflection with frontal direct sound with respect to reflection delay, reflection azimuth, and type of interferer (frontal, diffuse and lateral). The measured speech intelligibility thresholds are compared to model predictions to investigate to what extent reductions in speech intelligibility and binaural processing can be explained by the pure tone audiogram for hearing-impaired listeners. Further, a model extension is tested which accounts for the deficit in the detection of interaural phase differences in hearing-impaired listeners.
- Pieper I., Mauermann M., Kollmeier B. und Ewert S.D.
Lautheit ist eine fundamentale Wahrnehmungsgröße. Die Vorhersage von Lautheit durch Lautheitsmodelle ist beispielsweise für technische Anwendungen bei Normalhörenden relevant, aber auch bei Hörstörungen, bei denen ein steilerer Lautheitsanstieg mit dem Pegel (Recruitment) beobachtet wird. Bisherige Lautheitsmodelle greifen dabei auf eine effektive Nachbildung der auditorischen Verarbeitung, wie auditorische Filter und Kompression zurück, was die Untersuchung der Zusammenhänge von physiologischen Verarbeitungsmechanismen und Lautheit erschwert. Hier wird ein physiologisches Innenohrmodell, welches die aktive, nichtlineare Mechanik der Cochlea mit einem ``Transmission-Line''Modell (TLM) nachbildet, zur Vorhersage von Lautheit angepasst und erweitert. In verschiedenen Ansätzen wurde die (absolute) Auslenkung, die daraus mit einem einfachen Modell ermittelte neuronale Feuerrate, die (absolute) Schnelle, die aus der Schnelle berechnete Stereozilienauslenkung und die kinetische Energie entlang der Basilarmembran berechnet und räumlich (frequenzübergreifend) sowie zeitlich integriert. Modellvorhersagen der Lautheit in Sone (1kHz), der Isophone, der spektralen Lautheitssummation und der dauerabhängigen Lautheit reiner Töne wurden zur Evaluation genutzt. Die Daten können bis auf die dauerabhängige Lautheit in einem Bereich von 0.6 bis 6 kHz gut beschrieben werden. Eine zusätzliche zeitliche Adaptation muss für die Dauerabhängigkeit eingeführt werden. Das vorgestellte Lautheitsmodell bietet die Möglichkeit objektive Messungen, wie Verzerrungsprodukte in otoakustischen Emissionen mit Lautheit und der Feinstruktur von Isophonen zu verbinden.
- Kubiak A., Saft M., Rennies J. und Kollmeier B.
In order to define and assess the Audio Consumer Profile (ACP), individual listening preferences as well as personal and environmental factors should be assessed in terms of a consistent perceptual model that could be useful for developing novel adaptive algorithms for more specified and individualized music and speech reproduction. This first study investigated the inter-individual variability of normal-hearing subjects' preferences with respect to frequency shaping and loudness adjustments for different types of music listened via headphones. The subjects were asked to adjust the linear gain and spectral shaping to their individually preferred setting. A perceptually continuous 2D matrix was used by the listeners to adjust various combinations of low-, mid- and high-frequency attenuation and amplification, while loudness was controlled via a rotary knob. The data show a large spread of individually preferred adjustments with respect to both variables indicating that the inter-individual differences are larger than the influence of the music genre. The data are discussed with respect to the relation between individual listening preferences and personal factors as well as the influence of environmental sounds. This should provide a basis for practical applications of the ACP and the factors involved in personalized sound reproduction.
- Buhl M., Kollmeier B. und Ernst S.M.A.
Der Dynamikbereich vieler Schwerhörender ist durch den Verlust von äußeren Haarzellen stark eingeschränkt. Dieses Recruitment genannte Phänomen kann im Hörgerät mit Dynamikkompressionsalgorithmen ausgeglichen werden. Durch unabhängige Anwendung an beiden Ohren kann die vom Gehör zur Lokalisierung und Quellentrennung genutzte interaurale Pegeldifferenz (ILD) beeinträchtigt werden. Im Beitrag wurden zwei Methoden zur binauralen Verschaltung von Dynamikkompressoren daraufhin getestet, wie gut diese die ILD bewahren können. Die zu erwartende Sprachverständlichkeit wurde hierbei mithilfe des binauralen Sprachverständlichkeitsmodells BSIM (Beutelmann und Brand, 2006) untersucht. Die Teststimuli waren Sprachmaterial aus dem Oldenburger Satztest sowie ISTS-Rauschen (International Speech Test Signal). Mithilfe von Head Related Impulse Responses wurden sowohl räumlich symmetrische als auch asymmetrisch aufgeteilte Stimuliverteilungen erstellt. In diesen räumlich komplexeren Situationen wird durch binaurale Kopplung ein besserer Korrelationskoeffizient zwischen Eingangs- und Ausgangs-ILD erreicht als für bilaterale Versorgung (0.89 bzw. 0.96 gegenüber 0.63 im asymmetrischen Fall). Für die getesteten Realisierungen der binauralen Kopplung kann gezeigt werden, dass entweder die physikalischen räumlichen Eigenschaften des Schalls oder nur die optimale Kompensation des monauralen Hörverlusts bewahrt werden kann. In der Diskussion wird daraus folgend ein Ansatz präsentiert, der diese Eigenschaften verbinden soll. Er ermöglicht es, die schnellen Schwankungen in der Eingangs-ILD durch eine nachträgliche Verstärkungskorrektur bei optimierter monauraler Ko
Kolossa, Dorothea
- Kolossa D.
- Abdelaziz A.H., Charaf L.A., Zeiler S. und Kolossa D.
Visual speech features encoding lip movements are almost fully independent of acoustical environmental effects. Recently, they have therefore attracted significant attention for the purpose of robust automatic speech recognition, where they are typically deployed in conjunction with the conventional acoustical features. In order to optimally fuse audio and video features, the relative contribution of each modality to the recognition decision should be dynamically controlled, e.g. by so-called stream weights. Training stream weight estimators requires choosing a suitable feature-dependent or model-dependent reliability measure and an appropriate mapping function that maps this measure to the corresponding stream weight. In this paper, we compare different reliability measures and mapping functions for stream weight estimation, and we evaluate their performance in audio-visual speech recognition based on coupled HMMs for a range of adverse acoustical conditions.
Koomen, Wim
- Tijs E., Koomen W. und Brinkman A.
The flow of sound energy is often unknown because it is influenced by all sound sources and reflecting surfaces present. Simulations require much calculation power, and small details existing in reality are usually disregarded. Instead, the sound intensity can also be measured. Studies with three dimensional intensity measurements at many positions revealed that complicated sound intensity fields exist even around the simplest structures. However, most measurement procedures are rather involved and time consuming. In this paper, a quick procedure is presented that involves an optical system that can detect the geometric position in three dimensions. Two cameras are used to track the position of an intensity probe that is scanned throughout space. Results of tests performed around a compressor and an UAV will be presented and discussed.
Kopčo, Norbert
- Hládek Ľ., Tomoriová B. und Kopčo N.
The perceived location of a click-sound can be affected by the presence of a preceding distractor click coming from a fixed, a priori known location [Kopco et al., JASA, 121, 420-432, 2007; Tomoriova et al.; ARO Abstract #655, 2012]. The effect is observed over a range of distractor-to-target stimulus onset asynchronies (25-400ms) and it persists even for subsequent trials on which the target is presented without a preceding distractor (i.e., causing a ''contextual'' effect). Factors including precedence-like and precedence-build-up-like mechanisms, perceptual segregation/grouping, and adaptation due to repeated presentation of the stimuli likely contribute to the effect. Here, we present the analysis of how response variance is affected by the distractor-to-target SOA and relative frequency of distractor occurrence. In our experiment, subjects localized clicks in sound-attenuated booth with a setup similar to previous studies. The target clicks were presented either alone or were preceded by an identical distractor click coming from a fixed location. Both the immediately preceding distractor and the context affected performance. Increases as well as decreases in response variance were observed relative to target-only baseline runs, depending mainly on SOA. These results illustrate how different processing mechanisms play a role even for simple scenes with well segregated stimuli.
Kopf, Fritz
- Oberhauser A., Achs G., Göbl M. und Kopf F.
Erschütterungs- und Sekundärschallimmissionen stehen im innerstädtischen Bereich im Spannungsfeld zwischen kurzen Zugangswegen von Wohnhäusern zu den Stationen und entsprechenden Emissionen, die im Schienenpersonennahverkehr unvermeidbar sind. Bei den Wiener Linien werden Masse-Feder-Systeme somit nicht nur im U-Bahnbau sondern auch im dichten Netz der Straßenbahnen eingesetzt, da die Abstände der angrenzenden Bebauung zu den Gleiskörpern hierbei besonders gering sind. Vor allem Unstetigkeiten im Oberbau wie sie etwa durch Weichen und Schienenkreuzungen resultieren, führen meist zu relativ hohen Erschütterungsemissionen. Um diese Bereiche bestmöglich zu schützen wurden in langjähriger Entwicklungsarbeit Oberbausysteme entwickelt, die durch deren elastische Komponenten ein hohes Maß der auftretenden Schwingungen absorbieren.
In der Baustellenpraxis eines Verkehrsunternehmens ist es dennoch häufig erforderlich, die Erschütterungsemissionen der Verkehrsmittel vor und nach Baumaßnahmen zu dokumentieren. Unterschiedliche Qualitäten des umgebenden Bodenkörpers in innerstädtischen Bereich führen hier oftmals zu überraschenden Ergebnissen!
Korany, Noha
- Korany N.
Korbasiewicz, Marcin
- Carrillo Pousa G., Korbasiewicz M. und Fernandez Comesańa D.
Kornadt, Oliver
- Vogel A., Kornadt O., Wittstock V. und Scholl W.
Haustechnische Anlagen in Wohn- und Bürogebäuden können sehr störend sein, wenn sie Lärm verursachen. Deshalb ist die Untersuchung der Körperschallentwicklung durch die Quellen im Vorfeld des Einbaus erforderlich. Um spätere Lärmbelastungen möglichst zu vermeiden, ist eine Körperschallprognose notwendig. Dafür müssen die quellspezifischen Parameter: Quellmobilität, freie Schnelle und Kurzschlusskraft bekannt sein. Im Beitrag wird die Charakterisierung verschiedener Körperschallquellen und Messung der quellspezifischen Parameter mit der ''two-stage method'' durchgeführt. Danach werden die Quellen an verschiedene Empfänger montiert und die Körperschallleistung auf dem Bauteil sowohl gemessen als auch prognostiziert. Als Körperschallquellen dienen ein Shaker, ein Kompressor und ein Lüfter. Neben herkömmlichen Quellen wird auch ein Momenten-Anreger hinsichtlich seiner Prognostizierbarkeit untersucht. Die Empfangsplatten waren dabei aus den Materialien Holz, Gips, Stahl und Lochblech. Für die Ermittlung der Körperschallleistung auf den Platten ist die Messung der Oberflächenschnelle erforderlich. Diese wurde mit Hilfe von Beschleunigungssensoren und einem Laser-Doppler-Scanning-Vibrometer durchgeführt.
Kostka, Pawel
- John S., Filippatos A., Dannemann M., Kostka P. und Modler N.
Krahé, Detlef
- Krahé D.
Tieffrequente Geräusche werden vielfach von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien emittiert. Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften, die bei der Ausbreitung zur Geltung kommen, und ihrer besonderen Wirkungen auf den Menschen, werden die verursachten Geräusche sinnvoll an der am stärksten betroffenen Stelle innerhalb eines betroffenen Hauses gemessen und auf der Basis bewertet. So schreiben es die DIN 45680 (Messung und Bewertung tieffrequenter Geräuschimmissionen) und die entsprechende dänische Richtlinie vor. Allerdings sind die Messverfahren und die Auswertung sonst sehr unterschiedlich. In der DIN 45680 werden zur Beurteilung Terzpegel im Bereich von 8 Hz bis 100 (125) Hz gemessen, während sie in der dänischen Richtlinie auf einem A-bewerteten Pegel im Bereich von 10 Hz bis 160 Hz beruht. Da der Anwendung der dänischen Richtlinie schon einige Erfahrungen zugrunde liegen, ist ein Vergleich mit der überarbeiteten Fassung der DIN 45680 von Interesse. Ein solcher Vergleich wird anhand von Fallbeispielen vorgenommen. Eine Prognose der Geräuschbelästigung durch Windkraftanagen vor deren Errichtung geht in beiden Ländern von einem A-bewerteten Außenpegel aus. Demgegenüber kann die DIN 45680 erst zur Anwendung kommen, wenn eine (vermeintliche) Belästigung eingetreten ist. Weicht deren Ergebnis von der Prognose ab, kann es zu Konflikten kommen. Vergleichbare Probleme können bei der dänischen Regelung auftreten.
- He M., Deng Z. und Krahé D.
An indirect method to decrease the annoyance caused by low frequency noise (LFN) has been introduced in this paper. The magnitude estimation method was used for evaluating the subjective annoyance of LFN combined with different sound pressure levels of pink noise and white noise. Due to the results of the noise sensitive questionnaire (NoiSeQ), 16 subjects were classified into noise sensitive group (SG) and non-sensitive group (Non-SG). The subjective annoying value (SAV) of LFN combined with pink noise of middle frequency range was found lower than that of the original LFN especially for subjects in SG. There was obvious difference between the SAV of LFN combined with pink noise and with white noise for SG, but not for Non-SG. And significant correlation between SAV and the psychoacoustic annoyance value (PAV) was obtained by semi-theoretical formulas in some situations, but no obvious pattern has been found.
- Kleinhenrich C., Schäfer S. und Krahé D.
Ein zweidimensionales Active Noise Control System (ANC) dämpft Störschall innerhalb einer kreisförmigen Anordnung aus Mikrofonen und Lautsprechern. Dabei wirkt sich die geschlossene Anordnung günstig auf die Filtersynthese anhand des Kirchhoff-Helmholtz Integrals aus. In dem vorliegenden Beitrag wird dieser zweidimensionale Ansatz für die Verwendung in einer geradlinigen Anordnung untersucht. Es kann gezeigt werden, dass der Ansatz für den kreisförmigen Aufbau übertragbar auf die Linienanordnung ist und das System eine Dämpfung des Störschalls erzielt. Neben theoretischen Betrachtungen werden Ergebnisse aus Simulationen und Messungen an einem Prototyp des Lehrstuhls für Elektroakustik der Bergischen Universität Wuppertal präsentiert.
Kranzusch, Paul
- Kranzusch P., Gerlach S., Hollosi D. und Goetze S.
For acoustic sound source localization, e.g. in hands-free communication systems, speech recognition or acoustic event detection systems, knowledge of the number of concurrent sound sources is necessary. This paper analyzes to what extent a spherical microphone array influences the estimation of the number of sound sources.
State of the art approaches already exploit knowledge about head related transfer functions (HRTF) for performance improvement, inspired by findings in human auditory perception. Unfortunately, the influence of HRTFs on the estimation of the number of sound sources is rarely investigated. Therefore, both principal and independent component analysis based estimation algorithms using multi-channel data are evaluated in this paper. We consider a uniform circular microphone array structure, either as open construction or for microphones attached to the surface of a rigid sphere.
Simulated data as well as real acoustic transfer functions measured in an anechoic room for the spherical microphone array are used to derive recommendations for improvement of the sound source number estimation.
Kraus, Benjamin
- Kraus B. und Feldes S.
Schnarchen ist ein weitverbreitetes Phänomen, das die Nachtruhe des Betroffenen und der Bettnachbarn beeinträchtigt. Die Folgen reichen von einem simplen Ärgernis bis hin zu erhöhten Risiken für Bluthochdruck und Gefäßerkrankungen. Behandlungsmethoden für schwerwiegende Fälle umfassen beispielsweise eine maschinelle Unterstützung der Atemluftaufnahme oder operative Eingriffe am weichen Gaumen und Zungenboden.
Um den Erfolg solcher Behandlungen zu überprüfen oder nichtinvasive Methoden, wie etwa eine Echtzeit-Beeinflussung des Schnarchenden mittels eines Vibrationsarmbandes, zu ermöglichen, ist es notwendig, Schnarchen in Echtzeit aus dem akustischen Signal zu erkennen und von Umgebungsgeräuschen zu unterscheiden.
Dieser Beitrag stellt ein aufwandsarmes HMM-basiertes Erkennungsverfahren für dieses Zwei-Klassenproblem (Schnarchen und Nebengeräusche) vor. Aus Proben von Schnarch- und Nebengeräuschen werden MFCC-Merkmale berechnet, diese bilden dann den Trainingskorpus. Ein Vektorquantisierer wird genutzt, um ein aufwandsgünstiges Training von linearen, diskreten Hidden-Markov-Modellen mit wenigen Zuständen zu ermöglichen. So entsteht ein HMM für Schnarchen und eines für Umgebungsgeräusche. Diese werden miteinander verknüpft, um ein Modellsystem zu erzeugen, das die Analyse von kontinuierlichen Audiosignalen, die Anteile beider Geräuschklassen beinhalten, ermöglicht. Das Auswerten der Folge der Zustände dieses Modellsystems mittels des Viterbi-Algorithmus erlaubt es, Schnarchabschnitte im Audiosignal auszumachen.
Mittels dieses Verfahrens konnte im Test gegen Validierungsdaten eine Genauigkeit der Klassifikation von 96,05 % erreicht werden.
Krause, Ralph
- Kluth S., Schulze C., Hübelt J., Ruhnau M., Richardt S., Krause R., Peusch A. und Fabris C.
Der zunehmende Einsatz von Luft-Wasser-Wärmepumpen (LWWP) zur Kühlung und Heizung von Gebäuden führt zu einer erhöhten Lärmbelastung der Bevölkerung. Dieser Beitrag zeigt Ergebnisse einer durch das Umweltbundesamt geförderten Studie zur Entwicklung eines praxisgerechten Mess- und Bewertungsverfahrens zur Ermittlung der Geräuschemission von LWWP in situ. Des Weiteren wird ein Überblick über die Geräuschemission kommerziell erwerbbarer Anlagen sowie die Beschreibung technisch möglicher Lärmminderungsmaßnahmen an LWWP gegeben.
Krause, Uli
- Krause U., Sachau D., Hinze C. und Wandel M.
Die Lärmbekämpfung in der Kabine zukünftiger Flugzeuge kann im niederfrequenten Bereich mit aktiven Systemen erfolgen. Der Erfolg dieser Methode hängt entscheidend von der räumlichen Anordnung der Lautsprecher und Mikrofone ab. Daraus ergibt sich ein nichtlineares diskretes Optimierungsproblem, welches genetische Verfahren lösen können. Das Ziel dieser Untersuchung ist die Optimierung eines aktiven Systems für den Versuchsstand der Helmut-Schmidt-Universität eines zukünftigen Verkehrsflugzeuges (A30x). Dazu wird ein vorhandener Algorithmus angepasst und weiter entwickelt, um ein robustes Systemverhalten zu erzielen. Außerdem werden die Optimierungsergebnisse durch Versuche validiert.
- Sandner M., Krause U., Sachau D. und Wandel M.
Ein Antriebskonzept zukünftiger Verkehrsflugzeuge ist der CROR (Counter-Rotating-Open-Rotor). Der tonale Triebwerkslärm tritt durch den Rumpf in die Kabine, wo der Komfort der Passagiere beeinflusst werden könnte. Aktive Systeme besitzen gegenüber passiven Schalldämmmaßnahmen gerade bei großen Wellenlängen Vorteile. Um robust gegenüber äußeren Störungen zu sein, sind die Algorithmen der Steuerungen aktiver Gegenschallsysteme adaptiv. Die Leistungsfähigkeit des Algorithmus unter Störungen des Primärfeldes hängt jedoch auch entscheidend von der Anordnung der Lautsprecher und Mikrophone in der Kabine ab. In dieser Studie wird deshalb die Sensitivität von zwei ausgewählten Anordnungen von Aktuatoren und Sensoren eines aktiven Gegenschallsystems in einem realistischen Kabinen Mock-Up gegenüber Störungen des Primärfelds bei Änderung der Richtcharakteristik und Verschiebung der Anregungsfrequenz untersucht.
- Krause U. und Sachau D.
Die Propellerflugzeuge der neuen Generation erzeugen tonalen Lärm im Bereich von 100 Hz. Passive Maßnahmen erfordern für diesen Frequenzbereich ein hohes Gewicht um, den Schall der in die Kabine transmittiert, zu dämmen. Deshalb werden aktive Maßnahmen entwickelt. Die aktive Minimierung der abgestrahlten Leistung einer Leichtbaustruktur erfordert die genaue Kenntnis der räumlichen Schallabstrahlung. Im Fokus dieser Arbeit steht deshalb die experimentelle Untersuchung der Schallintensität zwischen paarweise angeordneten Lautsprechern mit und ohne Aktivem System. Zur Messung der räumlichen Schallintensität wird eine Messsonde der Firma Microflown verwendet.
Krauss, Oliver
- Krauss O. und Gauterin F.
Die akustische Torusmessmethode beschreibt ein Verfahren, bei dem das Innengeräusch von Fahrzeugreifen mit Hilfe eines in der Felge montierten akustischen Drucksensors erfasst wird. Aus dem Reifeninnengeräusch können sehr hilfreiche Informationen über die Anregung des Reifens durch die Fahrbahn und zum besseren Verständnis der Hohlraummoden des Reifens gewonnen werden.
Der Beitrag beschreibt zunächst den Aufbau eines praxistauglichen akustischen Torusmessgeräts. Von den damit durchgeführten Prüfstands- und Straßenversuchen werden einige wichtige Ergebnisse vorgestellt. Dabei liegt der Schwerpunkt zum einen auf der Nutzung des Systems zur Charakterisierung unterschiedlicher Fahrbahntexturen. Zum anderen wird der Einsatz der Methode zur Untersuchung der für das Fahrzeuginnengeräusch relevanten Reifenhohlraummoden beschrieben. Darüber hinaus werden die Ergebnisse der durchgeführten Messungen den Ergebnissen anderer Messverfahren gegenübergestellt, um die akustische Torusmessmethode einzuordnen bzw. die Aussagekraft der Messergebnisse zu bewerten.
Krawczyk, Martin
- Rehr R., Krawczyk M. und Gerkmann T.
Many applications in speech signal processing rely on an accurate estimate of the fundamental frequency. This information may be used e. g. for coding speech signals efficiently or for enhancing noisy speech. Thus, algorithms are required that are able to estimate the fundamental frequency reliably. We compare a wide range of methods for estimating the fundamental frequency which employ different features in their estimation procedure. These include a modified version of the auto-correlation function, statistical models, spectra warped onto a logarithmic frequency axis and cepstral domain representations of the input signal. These algorithms are compared with respect to their estimation accuracy in noisy and reverberant environments. Additionally, the computational complexity of these algorithms is considered. Experiments are conducted on speech utterances which are artificially corrupted by real background noises and reverberated using measured room impulse responses. We evaluate the algorithms in terms of the gross error rate, which measures large deviations of the estimate from the ground truth, such as doubling and halving errors. The estimators' accuracy