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Aage, Niels

• Numerical Acoustic Models Including Viscous and Thermal losses: Review of Existing and New Methods
  P. Andersen, V. Cutanda-Henríquez, N. Aage und S. Marburg
[Abstract]

This work presents an updated overview of numerical methods including acoustic viscous and thermal losses. Numerical modelling of viscothermal losses has gradually become more important due to the general trend of making acoustic devices smaller. Not including viscothermal acoustic losses in such numerical computations will therefore lead to inaccurate or even wrong results. Both Finite Element and Boundary Element formulations are available that incorporate these loss mechanisms. Including viscothermal losses in Finite Element computations can be computationally very demanding, due to the meshing of very thin boundary layers and the added degrees of freedom. These implications can be avoided using the Boundary Element Method with losses, but other shortcomings affect this formulation as well. Through simple test cases, well established acoustic implementations and newly proposed methods including viscothermal dissipation are compared and investigated. This work serves as a guide to enhance the understanding of different formulations.

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Abegg, Christoph

• Auslegung eines akustischen Fensters für eine eisfeste Fächerlotanlage
  C. Abegg
[Abstract]

Bei der Installation von Fächerlotanlagen auf eisgängigen Schiffen ist ein ausreichender mechanischer Schutz der hydroakustischen Sende- und Empfangsantennen notwendig. Die hier zum Einsatz kommenden akustischen Fenster müssen, neben der mechanischen Festigkeit gegen Eisgang, für eine akustische Transmission mit geringen Verlusten bis zu großen Schwenkwinkeln optimiert sein. Am Beispiel einer 20 kHz Fächerlotanlage wird das Design eines akustischen Fensters vorgestellt. Anforderungen sind hier typischerweise Schwenkwinkel von mindestens 70^∘, um eine ausreichende Überdeckung des Meeresbodens zu gewährleisten. Schwerpunkt des Beitrags ist die numerische Simulation eines beidseitig von Wasser umgebenen PUR-Fensters. Für dieses System Fluid-Festkörper-Fluid wird mittels FEM mit Fluid-Struktur-Koppelung sowie mittels analytischem Modell der Schalldurchtritt untersucht und diskutiert. Ein Vergleich mit experimentellen Messergebnissen an einem realisierten Fenstersystem schließt den Beitrag ab.

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Abshagen, Jan

• Identifikation von Wasserschall-Quellen mittels adaptiver stochastischer Modellierung
  A. Galka, J. Abshagen, A. Stoltenberg und V. Nejedl
[Abstract]

Die Modellierung des Zusammenhanges zwischen Körperschall und Wasserschall bei Überwasserschiffen wird, unter anderem, dadurch erschwert, daß beide Signale Anteile enthalten können, die nicht mit dem jeweils anderen Signal gekoppelt sind. Wir stellen eine Methodik vor, um simultan gemessene Körperschall- und Wasserschalldaten jeweils in einen Satz unabhängiger Komponenten zu zerlegen, deren Kreuzkorrelationen dann in einem zweiten Schritt analysiert werden können. Da Körperschall in hohem Maße vom Ort der Messung im Schiff abhängig ist, können jeweils nur am selben Ort gemessene Körperschalldaten in unabhängige Komponenten zerlegt werden; die Folge ist, daß die Invertierung von den Daten zu den unabhängigen Komponenten hochgradig unterdeterminiert ist. Dieses Problem kann mit einem Zustandsraum-Ansatz durch Kalman-Filterung gelöst werden. Erste Ergebnisse an Daten, die an FS PLANET in tiefem Wasser gemessen wurden, werden vorgestellt.

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• Turbulentes Strömungsgeräusch in einer hydroakustische Antenne mit Querschnittserweiterung
  J. Abshagen und V. Nejedl
[Abstract]

Axialsymmetrische turbulente Grenzschichten sind für strömungsakustische Anwendungen von großer Bedeutung. Häufig treten diese Grenzschichten in einem begrenzten Innenraum auf und strahlen Schall durch Wechselwirkung mit der mechanischen Struktur in den Außenraum ab, wie z.B. bei der Schallentstehung durch turbulente Rohrströmungen. In anderen Anwendungen, wie z.B. bei hydroakustischen Antennen, führt hingegen eine äußere axialsymmetrische Grenzschicht zur Entstehung von strömungsinduzierten Geräuschen im Innenraum der mechanischen Struktur. Bei hydroakustischen Antennen besteht diese zumeist aus einer elastischen Hülle, die wiederum mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Das strömungsinduzierte Geräusch wird an den sich im Inneren der Antenne befindlichen Hydrophonen als Störgeräusch detektiert. Es werden Ergebnisse einer experimentellen Untersuchung zur Geräuschentstehung in einer hydroakustischen Antenne vorgestellt. Die Messungen wurden im Rahmen von Schleppversuchen in See durchgeführt. Schwerpunkt der Untersuchungen lag auf der Schallentstehung durch instationäre Grenzschichten, wie sie sich z.B. durch Geschwindigkeits- oder Kursänderungen ergeben können.

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Ackermann, David

• A mobile app for room acoustical measurements
  A. Rosenkranz, R. Burgmayer, D. Ackermann, M. Hädrich und S. Weinzierl
[Abstract]

The measurement of room acoustical parameters is traditionally conducted with PC-based software or specifically designed measurement devices. However, since smartphones with their remarkable computing power are commonplace tools today, they not only seem perfectly suitable for performing the required signal processing, but also offer a powerful graphical user interface, large memory and high-speed network connections. Therefore, a mobile app was developed at the Audio Communication Group, that enables the user to measure impulse responses with an arbitrary external excitation, and to calculate reverberation times and other room acoustical parameters according to ISO 3382. Particular attention was paid to the use of open source libraries to make the project accessible to other groups and to facilitate the further development by the room acoustical community. Our contribution will present the software design as well as the availability of hardware extensions such as calibrated measurement microphones.

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• Entwicklung und Evaluation eines Mikrofonarrays für die Aufnahme von räumlichen Schallfeldern nach dem Motion-Tracked Binaural (MTB) Verfahren
  F. Fiedler, D. Ackermann, F. Brinkmann, M. Schneider und S. Weinzierl
[Abstract]

Das Motion-Tracked Binaural (MTB) Verfahren ermöglicht die Aufnahme pseudo-binauraler Signale durch ein zirkulares Mikrofonarray, das in die Oberfläche einer Kugel integriert ist, deren Durchmesser den Maßen eines durchschnittlichen Kopfes entspricht. Durch den Einsatz von Head Tracking kann das Signal bei der Wiedergabe auf die aktuelle Kopforientierung des Hörers nachgeführt werden. Für den Übergang zwischen den Mikrofonsignalen bei Kopfdrehungen werden die Signale im tieffrequenten Bereich im Zeitbereich und im hochfrequenten Bereich spektral interpoliert. Das mit dem Array aufgenommene Mehrkanalsignal kann somit, auch in Echtzeit, für die Aufnahme realer Schallfelder in der dynamischen Binauralsynthese verwendet werden. Nach einer Voruntersuchung auf der Grundlage simulierter Impulsantworten wurde an der TU Berlin ein 16-kanaliges MTB-Array mit omnidirektionalen, diffusfeldentzerrten Elektret- Kondensatormikrofonkapseln gebaut. Die Qualität der damit produzierten, pseudo-binauralen Signale wurde im Hinblick auf ihre akustische Plausibilität sowie im Hinblick auf spezielle Attribute aus dem Spatial Audio Quality Inventory (SAQI) perzeptiv evaluiert. Als Demonstrator steht eine Aufnahme der 3. Symphonie von L. v. Beethoven an ihrem Uraufführungsort im Palais Lobkowitz in Wien zur Verfügung.

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Adachi, Seiji

• Aerodynamic and aeroacoustic wind tunnel tests of a half wing model with a full-span droop-nose leading edge
  S. Adachi, K. Bay, P. Brandstätt, W. Herget und J. Simpson
[Abstract]

A full-span droop-nose leading edge is proposed in the Clean Sky GRA project as a next-generation low-noise high-lift device. This device can prevent flow separation on the upper wing surface at large angles of attack and therefore provides high lift. The device is also considered to be promising for reducing noise because no gaps are found between the leading edge and the wing. These features have been admitted in CFD and CAA analyses. In this study, they were experimentally confirmed in wind tunnel tests using a 1:6-scaled half wing model. The model generally showed similar aerodynamic performance to that estimated in CFD analysis. An exception was that the droop-nose configuration provided very large lift and a large stall angle when no transition tripping devices were equipped. In an acoustic beamforming experiment, no extra noise sources were found at the droop nose leading edge. This device did not increase the noise level. By analyzing microphone signals in the far field, an indication of noise radiated from the wing model could be detected at higher frequencies, although entire noise spectra could not be determined because the microphone signals were largely contaminated by the noise from the wind tunnel itself.

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Adams, Christian

• Herleitung von Modellgesetzen schwingender Strukturen mittels Sensitivitätsanalyse am Beispiel einer gelenkig gelagerten Rechteckplatte
  C. Adams, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

In der Produktentwicklung spielt die Akustik eine immer wichtigere Rolle, wobei bereits in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses Aussagen zur Akustik getroffen werden müssen. Dabei sind die für die Akustik maßgebenden Parameter noch nicht genau spezifiziert oder nur unzureichend bekannt. Mit Hilfe von Modellgesetzen lässt sich der Einfluss von Parametern auf akustische Zielfunktionen beschreiben. Für generische Strukturen mit bekannten Modellgleichungen, z.B. eine gelenkig gelagerte Rechteckplatte, lassen sich solche Modellgesetze mittels Ähnlichkeitstheorie herleiten. Die Vorgehensweise ist in der Literatur bereits ausführlich beschrieben. Allerdings ist die Herleitung von solchen ähnlichkeitsbasierten Modellgesetzen an komplexeren Strukturen, wie beispielsweise Getrieben oder elektrischen Maschinen, nicht mehr zielführend, da der Aufwand zur Herleitung zu groß ist. In diesem Beitrag wird daher eine Methode zur Gewinnung von Modellgesetzen mittels Sensitivitätsanalyse gezeigt. Zur Validierung der Methode werden die Modellgesetze einer gelenkig gelagerten Rechteckplatte sowohl mittels Ähnlichkeitstheorie als auch mittels Sensitivitätsanalyse hergeleitet. Es zeigt sich, dass beide Modellgesetze gut übereinstimmen und dass die Auswirkungen von Parameteränderungen auf eine akustische Zielfunktion mit dem Modellgesetz sehr gut beschrieben werden können. Daher kann der Ansatz zukünftig auf komplexere Modelle, wie beispielsweise Finite-Elemente-Modelle, übertragen werden.

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• A Benchmark Case for Structural Intensity Calculations
  C. Adams, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

The structural intensity (STI) describes the propagation of structure-borne sound in vibrating structures from an energy source to an energy sink. Current research shows that STI analyses can be used to optimize the vibroacoustic behavior of noise radiating structures. STI can be either obtained from measurements or from a finite element analysis including an STI calculation. Although STI has been investigated for many years, it is hardly applied in vibroacoustic engineering today. One reason is the absence of a general reference to validate STI calculations. Therefore, this paper proposes a benchmark case for STI calculations. The benchmark case incorporates a shell structure (generic car undercarriage) with simply supported boundary conditions. The source of structure-borne sound is assumed to be a dynamic point force. The energy sink is the noise radiating area of the vibrating surface. STI calculations are performed in the postprocessing of a harmonic response analysis using finite elements. A parameter study is proposed to demonstrate the potential of an STI analysis in vibroacoustics. It is planned to provide this benchmark case via the benchmark case platform of the European Acoustics Association (EAA). This may allow for further disseminating the STI as well as the EAA benchmark platform itself.

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Ahnert, Wolfgang

• Neubau eines Saals für Orgelmusik in Kharkov / Ukraine
  T. Behrens und W. Ahnert
[Abstract]

Die Regionale Philharmonie Kharkov (Ost-Ukraine) erhielt in Rahmen einer noch andauernden umfassenden Rekonstruktion einen Neubau mit einem Konzertsaal für Orgel-, Chor- und Orchestermusik mit ca. 800 Plätzen. Da es in den orthodoxen Kirchen des Landes i.d.R. keine Orgeln gibt, haben nicht sakrale Orgel-Konzertstätten in der Ukraine eine hohe Bedeutung. Daher wurden die raumakustischen Gegebenheiten des Konzertsaals, insbesondere die Nachhallzeit, tatsächlich auf die Erfordernisse für Orgelmusik ausgelegt. Mittels absenkbarer Plafonds über dem vor der Orgel gelegenen Orchesterpodium können die raumakustischen Gegebenheiten auf orchestrale Darbietungen angepasst werden. Damit kann nicht nur das Untereinander-Hören innerhalb des Orchesters durch frühzeitigere Reflexionen gefördert werden, sondern auch die Nachhallzeit im Saal durch dann wirksam werdende große Absorberflächen zielführend reduziert werden. Der Beitrag geht auf die raumakustische Auslegung, Ausführung und die erzielten Ergebnisse ein.

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Ahrens, Axel

• Evaluating a Loudspeaker-Based Virtual Sound Environment using Speech-on-Speech Masking
  A. Ahrens, M. Marschall und T. Dau
[Abstract]

Virtual sound environments (VSEs) are emerging as a versatile tool for studying human auditory perception in cocktail-party-like scenarios. To evaluate the applicability of a loudspeaker-based VSE for audiological research, speech reception thresholds (SRTs) were measured using the Danish matrix sentence test Dantale II. SRTs were measured in a typical listening room with an on-axis target talker and two interfering talkers, either co- located with the target, or ±30^∘ off-axis. The experiment was repeated in a 64-channel loudspeaker array using 3 reproduction strategies: simulated room acoustics with (i) mixed-order-ambisonics (MOA) playback, (ii) a nearest-loudspeaker mapping (NLM); or (iii) room impulse responses measured with a spherical microphone array. SRTs of about 3 dB target-to-masker-ratio were found in the co-located condition for all reproduction techniques. In the listening room, an average spatial benefit of 10 dB was measured, whereas the MOA and NLM room simulations led to a 12 dB benefit. In contrast, SRTs measured using the microphone-array-based reproduction showed a reduced spatial benefit of only 4 dB. The results suggest that simulation-based methods may be more applicable for speech intelligibility testing, and that artifacts related to spherical array processing may have a detrimental effect on spatial cues used by the auditory system.

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Ahrens, Jens

• TU9-MOOC Communication Acoustics: Erste Erfahrungen
  S. Möller, J. Ahrens, M.E. Altinsoy, M. Buchschmid, J. Fels, S. Hillmann, C. Hohnerlein, G. Müller, B. Seeber, M. Vorländer, S. Weinzierl, S. Knoth und W. Barodte
[Abstract]

Zwischen den neun großen Technischen Universitäten in Deutschland werden derzeit eine Anzahl von Massive Open Online Courses (MOOCs) implementiert, mit deren Hilfe ein abgestimmtes und international sichtbares Lehrangebot geschaffen werden soll. Wie auf der DAGA 2016 berichtet hatten sich vier dieser Technische Universitäten unter Einbindung der Chalmers University of Technlogy zusammengetan, um einen solchen Online-Kurs zum Thema Kommunikationsakustik zu produzieren. Der Kurs ist zum Wintersemester 2016/17, zunächst als interner Kurs der beteiligten Universitäten und seit Dezember 2016 auch als öffentlicher MOOC, gestartet. Er wird komplett auf Englisch angeboten und richtet sich an Studierende zum Ende des Bachelor- und zu Beginn des Masterstudiums, sodass weitere Spezialveranstaltungen auf ihm aufbauen können. Im Vortrag werden unsere Erfahrungen bei der Produktion der benötigten Lehrmaterialen, der Einbindung in die Kursplattform edX, der Vorbereitung zugehöriger Prüfungen und Zertifikate, sowie der Durchführung des ersten Semesters berichtet. Daraus wird eine Liste mit Optimierungspotenzial abgeleitet. Da der Kurs öffentlich verfügbar ist wird abschließend diskutiert, wie andere Universitäten und Hochschulen das Angebot in ihrer Lehre nutzen können.

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• Impact of Spatial Audio Presentation on the Quality of Experience of Computer Games
  T. Hedke, J. Ahrens, J. Beyer und S. Möller
[Abstract]

We present the results of a user study on the influence of spatial audio presentation on the Quality of Experience (QoE) in computer games. The tested scenarios were three custom-designed scenarios of the game ”Doom 3” played from a first-person point of view. Each scenario was presented to the subjects with stereo presentation through loudspeakers, the stereo signals played directly through headphones, and head-tracked binaural presentation over headphones. QoE as well as other perception-related quantities were measured using a set of questionnaires. 23 subjects participated in the study. The results show that the increased amount of spatial information and spaciousness in head-tracked binaural presentation do not generally increase the quality of experience but have a scenario-dependent impact on some related perceptual quantities.

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• Spherical Microphone Array Processing in Python with the sound_field_analysis-py Toolbox
  C. Hohnerlein und J. Ahrens
[Abstract]

The sound_field_analysis-py toolbox (short: sfa) started as a direct port of SOFiA toolbox by Benjamin Bernschütz et al., which performs analysis and processing of data captured with spherical microphone arrays. It was initially written in Matlab with several externals in C/C++ and published under the GNU GPLv3 license. We are working towards interfacing sound_field_analysis-py with other existing Python audio processing tools, such as the sound_field_synthesis-py (sfs) toolbox by Wierstorf and Spors, to leverage community efforts towards baseline implementations and reproducible research. We present the current state of development of the sound_field_analysis-py toolbox and elaborate on our vision. The sound_field_analysis-py toolbox is available at https://qulab.github.io/sound_field_analysis-py/.

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• Evaluation of the Impact of Spatial Aliasing on Perceived Spaciousness in Wave Field Synthesis
  J. Ahrens
[Abstract]

Wave field synthesis aims at creating wave fronts with a controlled curvature by means of dense loudspeaker arrays. While this is achievable in theory, practical implementations suffer from artifacts subsumed under the term spatial aliasing. This spatial aliasing occurs above a given frequency, which is typically in the order of 2000 Hz, and constitutes additional, spurious wave fronts that follow the main wave front. Previously published instrumental analyses suggest that the auditory system cannot reliably differentiate between spatial aliasing and early wall reflections so that spatial aliasing could potentially have an impact on the perceived spaciousness. We present the results of a user study on the matter.

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Alber, Thomas

• Embedded MEMS accelerometers for the in-situ measurement of blocked forces in coupled structures
  D. Zabel, M. Sturm, T. Alber und A. Moorhouse
[Abstract]

The in-situ blocked force method is a valuable tool to characterise dynamic loads induced by a vibrational source into a passive receiver independent from the characteristics of the receiver. For the success of the method it is crucial to determine frequency response functions (FRF) between degrees of freedom (DOF) at the contact interface and response DOFs located on the receiver-side whilst source and receiver are coupled. These FRFs can in theory be determined by applying an excitation at the indicator positions and measuring the vibration responses at the source-receiver interface. However, in many cases, this is not feasible since the interface DOFs are not sufficiently accessible for placement of surface mounted accelerometers or the dynamic properties of the sensitive interface may be influenced. This paper discusses an application of MEMS accelerometers directly embedded within the interface so that potential impact on the dynamic coupling of source and receiver can be assumed to be minimum. To prove the feasibility of the proposed method a case study is carried out in which embedded MEMS accelerometers are used for the determination of in-situ blocked forces of an electric motor and the validity of the determined blocked forces is proven by an on-board validation.

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Albrecht, Andreas

• Baulicher Schallschutz in der Bauleitplanung
  F. Rudloff und A. Albrecht
[Abstract]

Im Ergebnis der Rechtsprechung sind seit einiger Zeit in Bebauungsplänen wieder textliche Festsetzungen zum baulichen Schallschutz schutzbedürftiger Räume notwendig. Bei Anwendung der DIN 4109:2016-07 ergeben sich für Aufenthaltsräume in Wohnungen und andere dem Nachtschlaf dienende Räume im Vergleich zur DIN 4109:1989-11 Erhöhungen des Lärmpegelbereichs um eine Stufe, bei Differenzen zwischen den Beurteilungspegeln Tag und Nacht von weniger als 5 dB (z. B. in der Nähe von Bahnstrecken) sogar um zwei Stufen. Berechnet man die bei Realisierung der Anforderungen an die Schalldämmung zu erwartenden Innenpegel in den Aufenthaltsräumen und berücksichtigt das frequenzabhängige Dämmverhalten von Fenstern mit üblichen Ansätzen (VDI 2719:1987-08, 24. BImSchV), so ist festzustellen, dass die erhöhte Schalldämmung insbesondere an Bahnstrecken zu unangemessen niedrigen Pegeln führt. Dies zieht einerseits eine unerwünschte Fokussierung auf Geräusche innerhalb des Gebäudes nach sich und führt andererseits zu erhöhten Baukosten. Im Vortrag wird eine textliche Festsetzung zum baulichen Schallschutz vorgestellt, die auf dem sinnvollen Ansatz beruht, das die Zielwerte feste, raumartabhängige und verkehrswegunabhängige Beurteilungspegel innen sein sollten.

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Aljuhne, Ammar

• Ship Parameter Extraction System Using Passive Acoustic Approach
  A. Aljuhne, A. Hahn und O. Zielinski
[Abstract]

Underwater passive acoustics have been used over decades in both military and civil applications. A major field in this domain is the target recognition, where the radiated noise plays an essential role for the extraction of source noise characteristics. This paper proposes a conceptual acoustic system to be integrated with LABSKAUS, a physical test-bed for new technologies in the eMaritime and eNavigation domains. The Ship Parameter Extraction System (SPES) will be designed to provide information about the maneuvering parameters of sailing vessels. These parameters, such as the propeller rotation speed, acceleration, number of blades and the rudder angle, are essential inputs in several research topics for both navigation safety and environmental protection. We present two phases for developing SPES together with a brief description of the future processing analysis strategy. The first phase includes detailed description of an initial experiment designed for gathering the necessary data to build the system internal processing blocks. The second phase proposes a long term deployment and real time monitoring capability. The elementary data from the first phase promisingly shows a typical ship acoustic spectrum and noticeable correlations between the maneuvering parameters and the received sound level which encourages further analysis to be done.

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Alphei, Henning

• Beurteilung gebäudetechnischer Anlagen (Teil 1)
  T. Hils, H. Alphei und K. Köhler
[Abstract]

Zur bauakustischen Beurteilung gebäudetechnischer Anlagen wird unabhängig von der spezifischen Geräuschcharakteristik der Anlage in Deutschland seit Jahrzehnten ein normiertes Maximalpegelkriterium herangezogen. Auch in der Neufassung der DIN 4109:2016-07 wird dieses Prinzip beibehalten und zur Beurteilung auf den LAFmax,n abgestellt.

Dabei wird bislang beurteilungssystematisch davon ausgegangen, dass wenn die lauteste Geräuschspitze einer (Installations-)Anlage einen Grenzwert nicht überschreitet, diese als unauffällig im Sinne der Norm einzustufen ist. Jene vom Grundsatz einer ”worst-case”-Betrachtung ausgehende Beurteilungsmethodik hat sich zwar in der Praxis grundsätzlich bewährt, ist jedoch vor dem Hintergrund der zunehmenden ”Technisierung” von Gebäuden als vielfach zu undifferenziert und durch die hohe Fremdgeräuschanfälligkeit eines kennzeichnenden Maximalpegels (Stichwort: ”Knacksen im Gebäude”) auch messtechnisch obendrein bisweilen als anspruchsvoll einzustufen. Insbesondere ist es derzeit nicht möglich der besonderen Störwirkung besonders lästiger ton- oder informationshaltiger Geräusche in irgendeiner Form Rechnung zu tragen.

Aus diesem Grund wird zur Beurteilung gebäudetechnischer Anlagen nachfolgend ein Vorschlag erarbeitet, der in Anlehnung an das der TA Lärm zugrunde liegende System des Beurteilungspegels auf einen Beurteilungspegel gebäudetechnischer Anlagen Lr,GA abstellt.

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• Vorschlag zur Bildung eines Beurteilungspegels für gebäudetechnische Anlagen – Teil 2
  H. Alphei, T. Hils und K. Köhler
[Abstract]

Im ersten Teil wurden die Motivation und die Grundlagen für das Verfahren beschrieben. In diesem zweiten Teil wird auf die durchgeführten praktischen Auswertungen der unterschiedlichen Geräusche eingegangen. Die Untersuchungen wurden einerseits an typischen Aufnahmen vorgenommen, die aus der Messpraxis stammen und so realistische Bedingungen berücksichtigen. Zusätzlich wurde für generierte Beispielgeräusche die Ergebnisse des Lr,GA genannten Beurteilungspegels dargestellt und für die unterschiedlichen denkbaren Einflussparameter wie Tonhaltigkeit und Hintergrundgeräusch systematisch untersucht.

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Alten, Karoline

• Charakterisierung der Schallabstrahlung von Luft-Wasser-Wärmepumpen mittels simultaner Hitzdrahtanemometrie, Vibrationsmessung und Schalldruckbestimmung
  F. Linhardt, K. Alten, J. Emhofer, C. Köfinger, T. Fleckl, P. Wimberger, M. Gröschl und C. Reichl
[Abstract]

Am Beispiel einer Luft-Wasser-Wärmepumpe wurde die gleichzeitige Messung von punktuellen Strömungsgeschwindigkeiten, Vibrationen und orts- und frequenzaufgelöste Schalldruckpegeln zur spektralen Charakterisierung herangezogen. Die Messungen wurden in einer akustisch optimierten Klimakammer durchgeführt, um auch die transienten Vorgänge bei der Vereisung des Verdampfers beobachten zu können. Dabei wurde die Strömung lokal mittels eines Hitzdrahtanemometers bestimmt, das nach Applikation einer nichtlinearen Kalibrierung eine Analyse der Strömungsgeschwindigkeiten sowie der Turbulenzspektren ermöglichte. Die Vibrationen wurden durch piezoelektrische Schwingbeschleunigungssensoren erfasst, die mittels Magnethalterungen an den maßgeblich schwingenden Komponenten der Wärmepumpe montiert waren. Aufgrund ihres geringen Gewichts von nur 54g und ihrem breiten Frequenzbereich (0.1 - 4800 Hz) eigneten sie sich gut für derartige Schwingungsmessungen ohne eine rückkoppelnde Wirkung auf das Messobjekt auszuüben. Im Postprocessing wurden die mit 5120 Hz abgetasteten Daten integriert, um die Schwingschnelle für die weitere Berechnungsschritte zu erhalten. Die Messung der Schalldruckpegel erfolgte ortsaufgelöst mittels 1/2 Zoll Klasse 1 Messmikrofonen. Neben der herkömmlichen Charakterisierung durch Vergleich von Schwingungs-, Strömungsturbulenz- und Schalldruckspektren wurde durch die zeitgleiche Messung der Signale eine zusätzliche zeitliche Korrelation der Signale möglich, die weitere Rückschlüsse auf die Signalzusammenhänge ermöglicht. Das Projekt SilentAirHP wird im Rahmen des Energieforschungsprogramms des Klimaenergiefonds (5148527) in einer Initiative des österreichischen Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie gefördert.

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Altinsoy, M. Ercan

• TU9-MOOC Communication Acoustics: Erste Erfahrungen
  S. Möller, J. Ahrens, M.E. Altinsoy, M. Buchschmid, J. Fels, S. Hillmann, C. Hohnerlein, G. Müller, B. Seeber, M. Vorländer, S. Weinzierl, S. Knoth und W. Barodte
[Abstract]

Zwischen den neun großen Technischen Universitäten in Deutschland werden derzeit eine Anzahl von Massive Open Online Courses (MOOCs) implementiert, mit deren Hilfe ein abgestimmtes und international sichtbares Lehrangebot geschaffen werden soll. Wie auf der DAGA 2016 berichtet hatten sich vier dieser Technische Universitäten unter Einbindung der Chalmers University of Technlogy zusammengetan, um einen solchen Online-Kurs zum Thema Kommunikationsakustik zu produzieren. Der Kurs ist zum Wintersemester 2016/17, zunächst als interner Kurs der beteiligten Universitäten und seit Dezember 2016 auch als öffentlicher MOOC, gestartet. Er wird komplett auf Englisch angeboten und richtet sich an Studierende zum Ende des Bachelor- und zu Beginn des Masterstudiums, sodass weitere Spezialveranstaltungen auf ihm aufbauen können. Im Vortrag werden unsere Erfahrungen bei der Produktion der benötigten Lehrmaterialen, der Einbindung in die Kursplattform edX, der Vorbereitung zugehöriger Prüfungen und Zertifikate, sowie der Durchführung des ersten Semesters berichtet. Daraus wird eine Liste mit Optimierungspotenzial abgeleitet. Da der Kurs öffentlich verfügbar ist wird abschließend diskutiert, wie andere Universitäten und Hochschulen das Angebot in ihrer Lehre nutzen können.

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• Makerspace Lautsprecher AG – Praxisnahes Lernen am Lehrstuhl für Akustik und Haptik
  S. Merchel und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Dieser Beitrag diskutiert die Erfahrungen am Lehrstuhl für Akustik und Haptik der TU Dresden mit einer eigenen offenen Werkstatt - einem sogenannten Makerspace. Dessen Schwerpunkt liegt in den Bereichen Elektrotechnik und Akustik. Daher wurde dem Makerspace der Name Lautsprecher AG gegeben. Durch das problemorientierte Lernen an selbstdefinierten Projekten findet das im Studium erlangte Wissen praktische Anwendung. Dabei werden automatisch aktuelle Forschungsfragen thematisiert und bearbeitet. Ein Beispiel ist die gemeinschaftliche Entwicklung und Vermessung von 3D-gedruckten Lautsprecherkomponenten. Der Makerspace stellt für die Projektumsetzung nicht nur die benötigten Werkzeuge (z.B. 3D-Drucker, Messtechnik, Spezialräume, Online-Plattform, ... ) zur Verfügung, sondern fördert gezielt die Auseinandersetzung mit aktuellen Fachthemen. In Workshops werden Projektideen entwickelt, Fragestellungen diskutiert, aktuelle Ergebnisse ausgetauscht und Erfahrungen weitergegeben. Die gemeinsame Arbeit im Team fördert Softskills aller Teilnehmer (Do-It-Together statt Do-It-Yourself). Durch den einfachen Zugang zu modernen Produktionstechnologien und der Möglichkeit zum strukturierten gemeinsamen Denken und Entwickeln wird soziales und technisches Know-How erworben welches so in der klassischen Vorlesung nicht erlernt werden kann.

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• Implementierung eines Ionenwindlautsprechers ohne Plasmaflamme
  S. Merchel, L. Creutzburg, A. Schwock, T. Fleck und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Dieser Beitrag beschreibt das Konzept und den Bau eines Lautsprecherprototypen ohne bewegte Bauteile. Es handelt sich dabei nicht um den weit verbreiteten Ansatz auf Basis einer modulierten Plasmaflamme durch thermische Ausdehnung eine Schallwelle zu erzeugen. Das im folgende diskutierte Antriebsprinzip beruht auf einer grundsätzlich anderen Idee - der Modulation eines Ionenwindes. Dieser Wind kann beispielsweise durch eine hohe Spannung erzeugt werden welche zwischen einer scharfkantigen und einer abgerundeten Elektrode anliegt. An der kantigen Elektrode entsteht dabei eine hohe Feldstärke und es kommt zu Entladung durch Ionisation der Luft. Die Spannung muss dabei möglichst groß aber unter der Durchschlagspannung der Luft liegen damit keine Funkenüberschläge auftreten. Die ionisierten Luftmoleküle werden anschließend im elektrischen Feld beschleunigt, kollidieren mit anderen Molekülen und erzeugen so einen Luftstrom. Dieser kann durch eine Wechselspannung moduliert und zur Schallabstrahlung genutzt werden. Dazu wurden verschiedene Elektrodenanordnungen untersucht. Das Ergebnis des Projektes ist ein funktionsfähiger Prototyp über welchen ein Audiosignal wiedergeben werden kann.

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• freeDSPx AMP x4: Ein kostengünstiges, quelloffenes Mehrkanal-Audioverstärkermodul
  T. Wühle, S. Steiner, S. Merchel und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Die zunehmende Systemintegration in modernen elektroakustischen Wiedergabesystemen erfordert häufig eine kombinierte Verarbeitung und Verstärkung von Audiosignalen. Komplexe und oft mehrkanalige Signalverarbeitungsaufgaben werden dabei typischerweise mit digitalen Signalprozessoren (DSPs) umgesetzt. Um robuste, schnelle und effiziente Systemlösungen zu erhalten, besteht eine der Hauptanforderungen an den zugehörigen Verstärker darin, ihn möglichst direkt und ohne zusätzliche Verarbeitungsstufen am DSP betreiben zu können. Eine weitere wichtige Anforderung ist Kosteneffizienz. Dieser Beitrag beschreibt die Konzeption und Implementierung eines entsprechenden mehrkanaligen Audioverstärkermoduls. Es stellt eine Erweiterung des quelloffenen freeDSP - Projektes am Lehrstuhl für Akustik und Haptik dar. Daher wurde die Bezeichnung ”freeDSPx AMP x8” gewählt. Neben der vollständigen Kompatibilität mit den vorhandenen freeDSP Modulen kann das Verstärkermodul auch eigenständig oder in Kombination mit anderen kommerziell verfügbaren DSPs betrieben werden. Mögliche Einsatzgebiete reichen von aktiven Mehrwegeboxen, Systemen zur aktiven Lärmkompensation, Wiedergabesystemen in Anwendung der virtuellen Realität bis hin zur Ansteuerung komplexer Lautsprecherarrays. Gemäß der quelloffenen Ausrichtung des freeDSP - Projektes ist das freeDSPx AMP x8 Modul unter einer freien Lizenz veröffentlicht, welche dessen uneingeschränkte Nutzung und Weiterentwicklung erlaubt.

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• Elektromobilität: Angepasste Geschwindigkeits-Pegel-Skalierung erhöht die Sicherheit
  L. Steinbach, M.E. Altinsoy und R. Rosenkranz
[Abstract]

Für die Situation ”Anfahrendes Fahrzeug” gibt es bisher keine Anmerkung im Richtlinienentwurf der Arbeitsgruppe QRTV der UN ECE, sodass hier üblicherweise eine Geschwindigkeits-Pegel-Skalierung ab 0 km/h generiert wird. In einer typischen Situation mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten (z.B. Parkplatz), in der die Distanz zu einem schwächeren Verkehrsteilnehmer sehr gering ist, ist eine rechtzeitige Erkennung nicht gegeben. In dieser Situation beschleunigt das Fahrzeug langsam und erreicht den Passanten nach nur wenigen Sekunden. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung über die Auswirkung unterschiedlicher Geschwindigkeits-Pegel-Skalierung bei einem anfahrenden Elektrofahrzeug. Es wurde deutlich, dass bei einer vollständigen Geschwindigkeitsskalierung des anfahrenden Fahrzeugs ab 0 km/h der Pegel zu Zeitpunkt einer rechtzeitigen Erkennung (ca. 3s bevor das Fahrzeug den Fußgänger erreichen würde) knapp 10 dB unter dem Pegel des mit einer konstanten Geschwindigkeit von 10 km/h herannahenden Fahrzeugs liegt. Daher wurden Zusatzgeräusche generiert, bei denen die Geschwindigkeits-Pegel-Skalierung variiert wurde. Neben den Untersuchungen zur Detektion wurde auch die Lästigkeit der Geräusche untersucht.

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• Nutzung von Wahrnehmungsmerkmalen zur Charakterisierung von amplitudenmodulierten sinusoidalen Ganzkörperschwingungen
  R. Rosenkranz, S. Gruschwitz, M.E. Altinsoy und S. Merchel
[Abstract]

Im Alltag treten neben Geräuschen häufig Vibrationen in Form von Ganzkörperschwingungen (GKS) auf. Sobald beispielsweise der Fahrer eines Fahrzeugs das Gaspedal betätigt, werden Vibrationen erzeugt, die vom Fahrer taktil und auditiv wahrgenommen werden können. Zur gezielten Gestaltung von Vibrationen für Produkte oder virtuellen Umgebungen müssen die Erwartungen an solche Vibrationen quantifiziert werden. können . Dafür sind Wahrnehmungsmerkmale hilfreich, welche von Laien in Form von Deskriptoren verbalisierbar sind. In vorherigen Untersuchungen wurden bereits sinusoidale und breitbandige, rauschartigen GKS untersucht. Da viele Maschinen, bspw. Verbrennungsmotoren, amplitudenmoduliert-sinusoidale Vibrationen erzeugen, betrachtet dieser Beitrag die Wahrnehmungsmerkmale solcher Signalmuster näher. Dazu wurden Signale mit unterschiedlichen Träger- und Modulationsfrequenzen, sowie Modulationsgraden und Pegelstufen generiert und Probanden in Form von GKS dargeboten. Zunächst nannten Probanden in einem freien Interview die bei ihnen durch diese GKS hervorgerufenen, signalbeschreibenden Wahrnehmungsmerkmale. Durch Korrelationsanalysen wurden die häufigsten Wahrnehmungsmerkmale auf einen kleinen Satz von Deskriptoren reduziert. Anschließend wurden diese in einem zweiten Versuch auf ihre Ausprägungsstärke bewertet. Der Versuch zeigte, dass amplitudenmodulierte sinusoidale Signale sich nicht allein mit Wahrnehmungsmerkmalen von sinusoidalen Signalen (rüttelnd, zittrig, ...) beschreiben lassen. Die Daten dieser Studie bilden die Grundlage der Entwicklung eines taktilen Wahrnehmungsmodells für GKS.

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• Spüren Sie den Unterschied? Zeitliche Maskierung für vertikale Ganzkörperschwingungen
  A. Schwendicke, J. Dou und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Im täglichen Leben sind wir Ganzkörperschwingungen in vielfältiger Form, Frequenz und Intensität ausgesetzt. Der wesentliche Teil wird dabei von mechanischen Geräten erzeugt, wie zum Beispiel in Fahrzeugen. Durch die große Gesamtbelastung spielt die Verbesserung des Komforts für die Benutzer eine zunehmend wichtige Rolle, meist soll der Einfluss der Schwingungen verringert werden. Neben den fundamentalen Signaleigenschaften, wie zum Beispiel Frequenz, Signalart und Intensität, spielt die Maskierung eine wesentliche Rolle für das Empfinden von Schwingungen und beeinflusst entsprechend das Komfortempfinden. In anderen Situationen, zum Beispiel im Entertainment, sind jedoch zusätzliche Vibrationen gewünscht und Maskierungseffekten können die Basis von Komprimierungsalgorithmen, wie mp3, sein. Während zeitliche Maskierung von auditiven Signalen gut untersucht ist, gibt es nur relativ wenig Literatur zur zeitlichen Maskierung im taktilen Bereich, insbesondere fehlen Untersuchungen für Ganzkörperschwinungen. In dieser Arbeit sollen grundlegende zeitliche Maskierungseffekte für Ganzkörperschwingungen untersucht werden. Der Fokus liegt dabei auf der Nachverdeckung, die im Allgemeinen einen stärkeren Effekt als die Vorverdeckung hat. Dafür werden mit einem großen Probandenkollektiv von 20 Probanden für acht verschiedene Zeitintervalle von 20 ms bis 520 ms Abstand zwischen Maskierer und Target der Effekt der Maskierung untersucht.

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• Application of Artificial Neural Networks for Understanding the Quality and Masculinity Perception of Electric Shavers
  S. Atamer und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Quality of sound and its characterization by using different adjectives are becoming an important attribute in market competition. For that reason, ever increasing number of producers are trying to understand the quality perception of their product sounds. Moreover the term ”quality” itself, other descriptors such as powerfulness, robustness, manliness etc. are also taken into account in product sound evaluations. Traditional assessments of this approach includes jury testing to understand the perception of quality and trying to develop a mathematical correlation between some calculated parameters of recorded product sound and estimated jury evaluations. Main reason of searching for a correlation between calculated parameters and jury evaluations is to eliminate the whole jury testing procedure, which is time and money consuming, for a newly introduced product sound. In this study, the relation between calculated psychoacoustical metrics and perception of annoyance and masculinity of electric shavers is investigated. Moreover, an artificial neural network is also used as a prediction tool of annoyance and masculinity estimations for further evaluations of different possible stimuli. Advantages and disadvantages of using neural networks in quality estimations are also evaluated.

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Altreuther, Beate

• Urban Sound Planning – Schall(schutz)planung im Städtebau
  J. Scheuren, B. Altreuther und S. Alves
[Abstract]

Die weltweit wachsende Urbanisierung stellt auch die Akustik, die akustischen Aspekte der Stadtplanung vor ständig wachsende Herausforderungen. Denn die Wirtlichkeit unserer Städte hängt entscheidend auch von ihrer akustischen Qualität ab, die jedoch nur dann zufriedenstellend erreicht werden kann, wenn alle den Schall betreffenden Gesichtspunkte bei der Planung ausreichend berücksichtigt werden. Dabei stößt die bisher überwiegend praktizierte Schallschutzplanung, die in der Regel viel zu spät eingebunden wird und deshalb die dann nicht mehr änderbaren akustischen Folgen früherer Planungsentscheidungen nur noch eingeschränkt beeinflussen, ”reparieren” kann, zunehmend an ihre Grenzen. Um die daraus resultierende Wirkungsbeschränkung jeder Stadtplanung nachhaltig zu überwinden, bedarf es statt nachgeordneter Schallschutzplanung einer gleichberechtigten akustischen Planung, die vom frühestmöglichen Zeitpunkt an alle akustischen Aspekte möglichst realistisch, d.h. empfindungsnah einbezieht. Ausgehend von den Ergebnissen und Einsichten des EU-geförderten ITN-Projekts ”SONORUS” werden die methodischen und technischen Erfordernisse dieses ganzheitlichen, holistischen Ansatzes identifiziert und die derzeitigen Möglichkeiten seiner praktischen Umsetzung aufgezeigt.

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Alves, Sonia

• Urban Sound Planning – Schall(schutz)planung im Städtebau
  J. Scheuren, B. Altreuther und S. Alves
[Abstract]

Die weltweit wachsende Urbanisierung stellt auch die Akustik, die akustischen Aspekte der Stadtplanung vor ständig wachsende Herausforderungen. Denn die Wirtlichkeit unserer Städte hängt entscheidend auch von ihrer akustischen Qualität ab, die jedoch nur dann zufriedenstellend erreicht werden kann, wenn alle den Schall betreffenden Gesichtspunkte bei der Planung ausreichend berücksichtigt werden. Dabei stößt die bisher überwiegend praktizierte Schallschutzplanung, die in der Regel viel zu spät eingebunden wird und deshalb die dann nicht mehr änderbaren akustischen Folgen früherer Planungsentscheidungen nur noch eingeschränkt beeinflussen, ”reparieren” kann, zunehmend an ihre Grenzen. Um die daraus resultierende Wirkungsbeschränkung jeder Stadtplanung nachhaltig zu überwinden, bedarf es statt nachgeordneter Schallschutzplanung einer gleichberechtigten akustischen Planung, die vom frühestmöglichen Zeitpunkt an alle akustischen Aspekte möglichst realistisch, d.h. empfindungsnah einbezieht. Ausgehend von den Ergebnissen und Einsichten des EU-geförderten ITN-Projekts ”SONORUS” werden die methodischen und technischen Erfordernisse dieses ganzheitlichen, holistischen Ansatzes identifiziert und die derzeitigen Möglichkeiten seiner praktischen Umsetzung aufgezeigt.

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Amengual Garí, Sebastià Vicenç

• Investigating listeners’ preferences in Detmold Concert Hall by comparing sensory evaluation and objective measurements
  B. Sahin, S.V. Amengual Garí und M. Kob
[Abstract]

This paper describes a physical and perceptual investigation of the Detmold Concert Hall auditorium acoustics. The aim of this study is to measure and compare the acoustic quantities as well as the related subjective listener aspects described in ISO 3382-1. For this purpose, room impulse response (RIR) and binaural room impulse response (BRIR) measurements were conducted in different listening positions throughout the concert hall auditorium. An omnidirectional microphone, a figure-of-eight microphone and an artificial head were simultaneously used to derive impulse responses. To provide a controlled source, a modified version of the loudspeaker orchestra (Pätynen et.al) was used. The measured BRIRs were then convolved with anechoic music for auralization. Sensory evaluations were derived by performing listening tests using headphones and the test subjects were asked to compare the auralized sounds of different listening positions in the concert hall. The room acoustical parameters estimated from RIR measurements were mapped and related to the perceptual preferences of the subjects.

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Andersen, Peter

• Numerical Acoustic Models Including Viscous and Thermal losses: Review of Existing and New Methods
  P. Andersen, V. Cutanda-Henríquez, N. Aage und S. Marburg
[Abstract]

This work presents an updated overview of numerical methods including acoustic viscous and thermal losses. Numerical modelling of viscothermal losses has gradually become more important due to the general trend of making acoustic devices smaller. Not including viscothermal acoustic losses in such numerical computations will therefore lead to inaccurate or even wrong results. Both Finite Element and Boundary Element formulations are available that incorporate these loss mechanisms. Including viscothermal losses in Finite Element computations can be computationally very demanding, due to the meshing of very thin boundary layers and the added degrees of freedom. These implications can be avoided using the Boundary Element Method with losses, but other shortcomings affect this formulation as well. Through simple test cases, well established acoustic implementations and newly proposed methods including viscothermal dissipation are compared and investigated. This work serves as a guide to enhance the understanding of different formulations.

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Andreisek, Gaetano

• Feature Extraction Toolbox for Transients
  G. Andreisek und B. Seeber
[Abstract]

Die Feature Extraction Toolbox for Transients (FETT) ist eine in Matlab realisierte Toolbox, die schnell und robust temporale, spektrale und spektral-temporale Merkmale von Audio-Aufnahmen extrahiert. Dabei ist die Extraktion der akustischen Merkmale für transiente Schallsignale optimiert, welche durch einen quasi-instantanen Amplitudenanstieg und einen gedämpften Abklingprozess gekennzeichnet sind. Die Toolbox ermöglicht unter anderem das Abklingverhalten der Transienten mit verschiedenen Merkmalen zu charakterisieren. Die Architektur der Toolbox erlaubt dem Anwender durch das unkomplizierte Einbinden eigens definierter Merkmale die Extraktion an die individuelle Problematik anzupassen. Weiterhin unterstützt die Toolbox die grafische Darstellung einiger vordefinierter, akustischer Merkmale. Die Feature Extraction Toolbox for Transients ist insbesondere für Anwendungen interessant, in denen transiente Schallsignale Träger von verwertbaren Informationen der Schallquelle sind - beispielsweise in der zerstörungsfreien Materialprüfung, dem Sound Quality Design oder der Raumakustik.

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• Akustische Merkmale zur Detektion von Fehlstellen in Rotorblättern von Windenergieanlagen
  G. Andreisek, C.U. Große und B. Seeber
[Abstract]

Der Klopftest ist eine schnelle und robuste zerstörungsfreie Materialprüfung, bei der ein Prüfobjekt systematisch abgeklopft wird und dessen akustische Antwort Aufschlüsse über den lokalen Materialzustand geben kann. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zur Prüfung von Verbundwerkstoffen, welche materialtypische Fehlstellen wie Ablösungen und Lufteinschlüsse zwischen den Materialschichten aufweisen können. In dieser Arbeit wird die akustische Antwort von Rotorblättern von Windenergieanlagen untersucht. Auf Grundlage von vorläufigen Messergebnissen wird der Zusammenhang zwischen gewählten akustischen Merkmalen (bspw. spektraler Schwerpunkt oder zeitliches Abklingverhalten) und der Tiefe, in der sich die Fehlstellen im Material befinden, hergestellt. Weiterhin ist von Interesse, welchen Einfluss geometrische Randbedingungen auf die akustischen Merkmale und folglich die Detektion von Fehlstellen nehmen. Dafür werden bereits abgeklopfte Rotorblattabschnitte ausgeschnitten, abermals einem Klopftest unterzogen und die Messergebnisse verglichen.

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Andresen, Laura-Marie

• Measurement of Attitude and Conversational Meaning – Pragmatic Functions of Phrase Final Intonation in German wh-Questions
  M. Hoffmann, B. Peters und L.-M. Andresen
[Abstract]

Speech is a carrier of social signals and conveys attitudinal, affective and intentional information. An important acoustic cue for conversational meaning of utterances is the final pitch contour. Syntactically marked question in German can either have rising or falling pitch depending on speakers’ attitude and social and situational context. We conducted an experiment on perception to determine the pragmatic and attitudinal meanings associated with falling or rising phrase final pitch pattern: Intonation of two German wh-questions is resynthesized as a 7-step continuum of phrase final pitch contours from high rising to deep falling. The perceived meaning of resulting stimuli is analyzed using the semantic differential technique. Following bipolar semantic scales were used: polite - impolite; submissive - dominant; willing to compromise - determined; questioning - commanding; calm - irritated; interested - uninterested; emotional - objective Data thus obtained shows wide divergence in ratings with regard to the acoustic continuum of rising and falling final pitch. High rising pitch contours are perceived as questioning, polite and submissive, whereas deep falling pitch is rated as dominant and commanding.

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Anzenbacher, Christoph

• Klang vs. Image – Übereinstimmungen von auditiver und visueller Markenkommunikation
  C. Anzenbacher, M. Oehler und C. Reuter
[Abstract]

Marken in Form von visuellen Logos und inzwischen auch von Audio Logos gehören zum integralen Bestandteil der Markenkommunikation. Die Gestaltung folgt meist den Anforderungen, ein Produkt oder eine Dienstleistung durch die äußere Erscheinung zu kennzeichnen sowie Assoziationen zum Nutzen und den Werten der Marke zu evozieren. Diese Studie evaluiert die Passung von etablierten Audio Logos mit Attributen der Markenpersönlichkeit und soll Antworten auf die Frage geben, inwiefern es möglich ist, durch Audio Logos die gleichen Attribute zu kommunizieren, wie durch ihr visuelles Pendant? Die Studie wird mittels Online-Fragebogen und Zuhilfenahme einer Audio Feature Analyse durchgeführt und folgt einem multi-faktoriellen between-subject Design. Audio Logos bekannter Marken (jeweils zwei bzw. drei einer Branche) werden in den Varianten audio, visuell, audiovisuell dargeboten und bewertet (Anzahl Vpn pro Variante > 20). Die Imagewirkung der Marken wird mit der Transferwirkung der Markenattribute auf der Brand Personality Scale (Aaker 1997) operationalisiert. Ebenfalls werden Kernvariablen wie Affekt und Gefallen, Bekanntheit, Designsprache und Kriterien der Entscheidungsbildung untersucht. Die Ergebnisse aus einer Varianzanalyse zeigen eine große Übereinstimmung der Image-Profile zwischen den Varianten einer Marke sowie Positionierungsunterschiede bei den Image-Profilen von im Wettbewerb stehender Marken. Signifikante Varianzen in den Merkmalsausprägungen deuten auf Möglichkeiten in der Nutzung spezieller markenstrategischer Maßnahmen hin.

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Arend, Johannes M.

• A System for Binaural Reproduction of Self-Generated Sound in VAEs
  J.M. Arend, P. Stade und C. Pörschmann
[Abstract]

The aim of virtual acoustics is to immerse the user in a virtual acoustic environment (VAE). Usually, the user is only a passive listener in a pre-defined scene and, depending on the quality of the system, has the possibility to move within this scene or to change its acoustic properties. However, most of these systems cannot feed self-generated sound back to the virtual room. Thus, if at all possible, acoustical interaction between the user and the virtual room is very limited. In this paper, we present a VAE system that is able to capture and reproduce self-generated sound in real time. Hence, the VAE is complemented with a reactive component providing the acoustic response to the actions of the user. The major difference compared to the few reactive VAEs introduced so far is that the system presented here considers the varying directivity of the user or the sound source. The system can be used for psychoacoustic experiments investigating the influence of self-generated sound on human perceptual processes (in a VAE) or, for example, as a virtual practice room for musicians.

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• Influence of head tracking on distance estimation of nearby sound sources
  C. Pörschmann, J.M. Arend und P. Stade
[Abstract]

Dynamic binaural synthesis serves as a powerful tool in the fields of psychoacoustic research, virtual environments or architectural acoustics. However, most systems are based on far-field HRTFs and therefore ignore the acoustical specifics of sound sources in the near-field. For nearby sound sources, ILDs, ITDs and spectral properties vary significantly and change when the head is moved.

In this study we performed a psychoacoustic experiment to analyze if head-tracking affects distance estimation of nearby sound sources. The test was split in two groups: One with and the other one without head-tracking. In the experiment we used sets of near-field HRTFs from a Neumann KU100 dummy head, measured at distances from 0.25 m - 1.5 m. Subjects were not trained in distance estimation of nearby sound sources, thus, they had to apply their life experience in hearing near-field sound sources.

We present preliminary results of the study which show that head- tracking does not significantly enhance distance estimation. On the contrary, we observed that the stimuli including head-tracking seemed to have a higher variance.

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• Synthetic Reflections for Binaural Rendering using Sound Field Analysis
  P. Stade und J.M. Arend
[Abstract]

In the field of virtual audio, measured binaural room impulse responses (BRIRs) are used for the auralization of acoustical environments applying binaural synthesis. Depending on the application, it can be desirable to scale down the resolution of the BRIRs and thus reduce computational effort and the amount of data. In this paper, a new approach for the synthesis of BRIRs based on sound field analysis is presented. Combining spherical microphone array measurements with sound field decomposition techniques, it is possible to identify reflections in the measured data and to compute directional room impulse responses for arbitrary directions. This allows for a parametric description of the acoustical environment. In the implementation of the approach, a reflection pattern of the room is obtained and directional room impulse responses are calculated to create absorption filters for each reflection. Combining full spherical head related impulse responses (HRIRs) with a parametric description, a synthetic BRIR is generated which can be used for auralization purposes. The underlying parametric model and the signal processing are explained and BRIRs with synthetic reflections are compared to the measured counterparts.

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Arendt, Ilka

• Verfahren zur Ermittlung der Umgebungskorrektur nach DIN EN ISO 3744
  I. Arendt und P. Kurtz
[Abstract]

Im Rahmen der europäischen Studie ”NOMAD” zur Überprüfung der Qualität der Geräuschemissionsangaben wurde deutlich, dass diese nur in 20 % der Fälle belastbar sind. Einer der Gründe ist die insbesondere für KMU schwierige Anwendung der existierenden Geräuschemissionsmessverfahren. Eine Vereinfachung der entsprechenden ISO-Normen, vorrangig der am häufigsten verwendeten DIN EN ISO 3744 für die Ermittlung der Schallleistung, ist daher dringend erforderlich. Dafür ist es unter anderem erforderlich, die für Messungen in situ notwendige Ermittlung von Korrekturen in Bezug auf Fremd- und Reflexionsschall gegenüber der Freifeld-Messung zu vereinfachen. Insbesondere die in der Norm beschriebenen Verfahren zur Ermittlung der Umgebungskorrektur bieten Anlass zur Diskussion. In einem Projekt der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin wurden die Verfahren deshalb in unterschiedlichen Umgebungen systematisch angewandt, um Abweichungen zwischen den verschiedenen Methoden zu ermitteln und Probleme und Grenzen der Anwendung aufzuzeigen. Neben diesen Ergebnissen werden In situ-Schallleistungsmessungen an realen Maschinen in industriellen Arbeitsräumen vorgestellt, deren Ergebnisse über eine Referenzschallquelle mit Messungen im Freifeld verglichen werden. Damit sollen die Rückführbarkeit über ein Transfernormal auf eine Primärschallquelle überprüft sowie Erkenntnisse zur Definition der Anwendungsbereiche für die verschiedenen Umgebungskorrekturverfahren gewonnen werden. Die vorgestellten Untersuchungen sind Teil des von der PTB koordinierten EMRP-Projektes SIB56 Sound Power.

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Arndt, Hendrik

• Ermittlung der Dispergiergüte von Partikeln in Polymerschmelzen mittels Ultraschallstreuung
  S. Wöckel, H. Arndt, U. Steinmann, J. Auge, K. Dietl, G. Schober, C. Kugler und T. Hochrein
[Abstract]

Die meisten technischen Kunststoffe bestehen aus einem Polymer, das mit Füllstoffen versetzt ist, um die Eigenschaften des Materials individuell anzupassen. Ein wesentlicher Qualitätsparameter dieser Compunds ist die Homogenität der Ver- und Zerteilung der eingearbeiteten Füllstoffpartikel, die sog. Dispergiergüte. In der Praxis üblich sind arbeits- und zeitaufwändige Offline-Analysemethoden, ohne lückenlose 100 %-Kontrolle. Bisher beschriebene Ultraschall-Verfahren sind auf Laborextruder oder Bypass-Anwendungen beschränkt und wenig akzeptiert. Im Beitrag wird ein inlinefähiges Verfahren vorgestellt, mit dem die prozessfähige Charakterisierung der Dispergiergüte in industrierelevanten Extruderanlagen möglich ist. Gegenüber bekannten Transmissionsverfahren wird der an den Füllstoffen gestreute Anteil analysiert, wobei ein methodisch neuer Ansatz in der Nutzung statistischer Auswertungsverfahren besteht. Diese Messung in Rückstreuung erlaubt die Analyse höher konzentrierter bzw. stark dämpfender Stoffsysteme, die einer Transmissionsmessung nicht zugänglich wären. Anhand der linearisierten logarithmischen Standardabweichung der zeitabhängigen Amplitude der Reflexionssignale lassen sich zwei Kennwerte ableiten, die mit der Partikel-Streudämpfung korrelieren. Vorgestellt wird die Methode der statistischen Verarbeitung von Ultraschallstreusignalen an bewegten Kunststoffschmelzen und mit Inline-Messungen am Extruder an Polyolefinschmelzen (Polyethylen, Polypropylen) und Füllstoffen (Glaskugeln, Kreide) mit Partikelgrößen von d = 1...100 µm mit einem Feststoffgehalt bis 10 Gew. %. Die Untersuchungen zeigen, dass selbst bei schwacher Streuung die messtechnische Erfassung und Auswertung von Rückstreusignalen möglich ist.

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Arps, Henning

• Forschungsvorhaben zur Evaluation des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm – Vollzugserfahrungen
  H. Arps
[Abstract]

Im Rahmen des Forschungsvorhabens ”Weiterentwicklung der rechtlichen Regelungen zum Schutz vor Fluglärm” ist im Auftrag des Umweltbundesamts (UBA) eine Akteursbefragung durchgeführt worden. Dabei sind sowohl die zuständigen Behörden auf administrativer Ebene bzw. Vollzugsebene als auch weitere betroffene Akteure (z. B. Interessensverbände, Fluglärmkommissionen) befragt worden. Es konnten somit umfangreiche Fakten zum Sachstand des Vollzuges und auf Basis der Erfahrungen sowie Sichtweisen ein Katalog an Veränderungsvorschlägen von den adressierten Akteuren zusammengetragen werden. Es wird deutlich, dass die aktuellen Regelwerke zum Teil erfolgreich angewandt und inhaltlich begrüßt werden. Auf der anderen Seite werden umfangreiche Änderungen für notwendig erachtet. In diesem Beitrag wird ein Überblick zu den eingegangenen Änderungsvorschlägen gegeben, die in den Anwendungsbereich des FluLärmG fallen. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der 1. FlugLSV sowie 2. FlugLSV, die an fast allen betroffenen Flugplätzen zur Anwendung kommen. Es werden dabei zum Beispiel Vorschläge zur Änderung der Berechnung von Lärmschutzbereichen nach der 1. FlugLSV oder zur Anpassung der Schallschutzanforderungen der 2. FlugLSV vorgestellt.

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Arsic, Dejan

• Optimierung der virtuellen Verlängerung von Außengeräuschprüfständen
  F. Bock, S. Becker, S. Nönnig, V. Dobmeier, M. Pohl und D. Arsic
[Abstract]

Das Außengeräusch eines Fahrzeugs unterliegt sowohl gesetzlichen als auch qualitativen Anforderungen und ist im Entwicklungsprozess daher von entscheidender Bedeutung. Um diesen zu beschleunigen werden die Messungen nicht nur draußen auf der Strecke sondern auch auf dedizierten Außengeräuschprüfständen durchgeführt. Um mit Messungen auf der Strecke vergleichbar zu sein, müssen diese bestimmte Anforderungen, die auch in der ISO 362-3 spezifiziert sind, erfüllen. Leider ist es auf Grund baulicher Maßnahmen oder dem zur Verfügung stehenden Raumangebotes nicht immer möglich die Anforderungen exakt umzusetzen. Daher wird in dieser Arbeit untersucht wie zusätzliche Mikrofone an Prüfständen aufgestellt werden müssen, um spezielle Eigenheiten eines Prüfstandes auszugleichen oder den Informationsgewinn während der Entwicklungsphase zu maximieren. Hierzu zählt insbesondere die ”virtuelle Verlängerung” von Prüfständen mittels einer geeigneten Anordnung von Mikrofonen. Diese sollen zusätzlich zu dem an beiden Seiten befindlichen Linienarrays platziert werden. In dieser Arbeit wird nun die genaue Positionierung und die optimale Anzahl der Mikrofone untersucht. Ferner werden die Ergebnisse mit realen outdoor Messungen und herkömmlichen indoor Messungen verglichen, um eine Aussage über die praktische Anwendbarkeit der virtuellen Verlängerung treffen zu können.

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• Einsatz der Wellenfeldsynthese an Intensitätsprüfständen zur zielgerichteten Anregung
  D. Arsic und M. Pohl
[Abstract]

Zur akustischen Untersuchung von passiven Komponenten und der Beurteilung der Dämmung bzw. Durchlässigkeit werden traditionell Intensitätsmessungen an Fensterprüfständen durchgeführt. Hierbei wird das Objekt in einem Fenster zwischen Senderaum, in dem eine Anregung stattfindet, und Empfangsraum eingespannt. Die beschallte Fläche wird nun entweder manuell oder mit einem Roboter abgescannt und die abgestrahlten Intensitäten der einzelnen Teilschallflächen bestimmt. Zur Beschallung werden üblicherweise Dodekaeder in einem Hallraum verwendet und es wird angenommen, dass die Oberfläche des Prüflings gleichmäßig beschallt wird. Es hat sich gezeigt, dass dies unter idealen Bedingungen nicht so ist und das beobachtete Schallfeld sich als ungleichmäßig darstellt. Daher wird nun ein Array aus einer Vielzahl an Lautsprechern vor das zu beschallende Objekt gestellt. Mit der Annahme des Hyugensschen Prinzip, jede Quelle wird als Punktquelle betrachtet, und der Wellenfeldsynthese kann nun ein gleichmäßiges Schallfeld kreiert werden. So kann bei der Bestimmung des Schalldämmmaßes eine eklatant höhere Genauigkeit bei geringer Abhängigkeit von der Senderaumgeometrie erzielt werden. Da in realen Anwendungen das Schallfeld in Frequenz und Amplitude sehr inhomogen ist, z.B. strahlen die einzelnen Komponenten des Motors unterschiedlich ab, erscheint es sinnvoll mittels des Arrays und der Wellenfeldsynthese die reale Anregung zu simulieren um damit die Dämpfungseigenschaften für den operativen Einsatz zu simulieren.

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• Untersuchung von Motorengeräuschen mit Hilfe von Kurzzeitanalysen im Winkelbereich
  D. Arsic, M. Pohl und S. Tröbst
[Abstract]

Das Geräusch eines Verbrennungsmotors beeinflusst sowohl das Geräusch im Fahrzeuginnenraum als auch das Außengeräusch maßgeblich. Wie bereits hinlänglich diskutiert wurde, korrespondiert die Geräuschanregung mit der Drehzahl, und wird meist mittels standardisierten Rotationsanalysen untersucht. Für das Verbrennungsgeräusch selbst sind die klassischen Analysen nur bedingt verwendbar, da dies meist nur sehr kurz auftritt und in beispielsweise in einem FFT-Block kaum erfassbar ist. Daher erscheint es als sinnvoll das Signal mittels Kurzzeitanalysen genauer zu untersuchen, wo bei sich hier Verfahren wie die Wigner-Ville Verteilung, Wavelets oder Zeropadding anbieten. Damit kann für das extrem kurze Zeitsignal dennoch eine gute Frequenzauflösung erzielt werden. Da die meisten Motorengeräusche allerdings von der aktuellen Winkelstellung des zugrunde liegenden rotierenden Systems abhängen, kann die Entstehung mittels der Transformation in den Winkelbereich deutlich genauer eingegrenzt werden. Hohe Pegel können so der genauen Winkelposition des zugrunde liegenden Systems, wie z.B. der Stellung der Kurbelwelle, genau zugewiesen werden und Anregungsmechanismen deutlich effizienter aufgezeigt werden.

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Asendorf, René

• Evaluation von individueller Hörunterstützung im Telefon für Normal- und Schwerhörende
  J. Rennies, T. Bruns, A. Volgenandt, R. Asendorf, Y. Durukan und D. Oetting
[Abstract]

Sprachverstehen am Telefon kann durch viele unterschiedliche Faktoren erschwert sein. Durch nicht verstandene Wörter und eine erhöhte Höranstrengung wird die Kommunikation beeinträchtigt. Ursachen sind z.B. schlechte Signalqualität, Umgebungslärm, Schwerhörigkeit und Kopplungsprobleme zwischen Hörgeräten und Telefonen, so dass sowohl Normal- als auch Schwerhörende in diesen Situationen von Sprachverbesserungsalgorithmen profitieren können. Diese Studie untersuchte die Wirksamkeit eines Algorithmus zur individuellen Hörunterstützung, der direkt ins Telefon integriert wurde, mit normalhörenden sowie unversorgten mild bis moderat schwerhörenden Probanden. Über die Bedienelemente am Telefon konnten die Nutzer die nichtlineare, signal-adaptive Signalverarbeitung individuell einstellen. Als Maß für Sprachverständlichkeit wurde der Anteil korrekt verstandener Zahlentripel aus unterschiedlichen realen Telefonaufnahmen für unverarbeitete und individuell verarbeitete Sprachsignale gemessen. Zusätzlich bewerteten die Probanden die empfundene Höranstrengung und Sprachqualität. Die Messungen wurden in Ruhe und in einem Callcenter-typischen Umgebungslärm durchgeführt. Die Daten zeigen, dass unter Umgebungslärm auch für Normalhörende deutliche Hörprobleme auftreten können und dass die integrierte Hörunterstützung für beide Nutzergruppen vorteilhaft ist. Große interindividuelle Unterschiede bei den bevorzugten Algorithmenparametern unterstreichen den Vorteil individueller Einstellmöglichkeiten.

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Aspöck, Lukas

• Synthesis of room impulse responses based on simulated energy decay curves
  L. Aspöck und M. Vorländer
[Abstract]

For auralizations, it is required to synthesize a room impulse response (RIR) corresponding to the room acoustics simulation results. In geometrical acoustics, the early part of the RIR is typically calculated by an image source model, while the late part is usually based on a predicted energy decay curve. In this work, different configurations and methods for the synthesis of the later part of a RIR are investigated. This includes the variation of the reflection model, e.g. its statistical distribution, and the temporal resolution of energy decay curve. The resulting impulse responses are generated with the goal to maintain the values of simulated room acoustic parameters and at the same time provide RIRs which are perceptually indistinguishable from corresponding measured RIRs if applied in auralization experiments. This is the groundwork towards a perceptual evaluation of simulated RIRs answering questions regarding the authenticity and plausibility of room acoustics simulations.

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Atamer, Serkan

• Application of Artificial Neural Networks for Understanding the Quality and Masculinity Perception of Electric Shavers
  S. Atamer und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Quality of sound and its characterization by using different adjectives are becoming an important attribute in market competition. For that reason, ever increasing number of producers are trying to understand the quality perception of their product sounds. Moreover the term ”quality” itself, other descriptors such as powerfulness, robustness, manliness etc. are also taken into account in product sound evaluations. Traditional assessments of this approach includes jury testing to understand the perception of quality and trying to develop a mathematical correlation between some calculated parameters of recorded product sound and estimated jury evaluations. Main reason of searching for a correlation between calculated parameters and jury evaluations is to eliminate the whole jury testing procedure, which is time and money consuming, for a newly introduced product sound. In this study, the relation between calculated psychoacoustical metrics and perception of annoyance and masculinity of electric shavers is investigated. Moreover, an artificial neural network is also used as a prediction tool of annoyance and masculinity estimations for further evaluations of different possible stimuli. Advantages and disadvantages of using neural networks in quality estimations are also evaluated.

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Auge, Jörg

• Ermittlung der Dispergiergüte von Partikeln in Polymerschmelzen mittels Ultraschallstreuung
  S. Wöckel, H. Arndt, U. Steinmann, J. Auge, K. Dietl, G. Schober, C. Kugler und T. Hochrein
[Abstract]

Die meisten technischen Kunststoffe bestehen aus einem Polymer, das mit Füllstoffen versetzt ist, um die Eigenschaften des Materials individuell anzupassen. Ein wesentlicher Qualitätsparameter dieser Compunds ist die Homogenität der Ver- und Zerteilung der eingearbeiteten Füllstoffpartikel, die sog. Dispergiergüte. In der Praxis üblich sind arbeits- und zeitaufwändige Offline-Analysemethoden, ohne lückenlose 100 %-Kontrolle. Bisher beschriebene Ultraschall-Verfahren sind auf Laborextruder oder Bypass-Anwendungen beschränkt und wenig akzeptiert. Im Beitrag wird ein inlinefähiges Verfahren vorgestellt, mit dem die prozessfähige Charakterisierung der Dispergiergüte in industrierelevanten Extruderanlagen möglich ist. Gegenüber bekannten Transmissionsverfahren wird der an den Füllstoffen gestreute Anteil analysiert, wobei ein methodisch neuer Ansatz in der Nutzung statistischer Auswertungsverfahren besteht. Diese Messung in Rückstreuung erlaubt die Analyse höher konzentrierter bzw. stark dämpfender Stoffsysteme, die einer Transmissionsmessung nicht zugänglich wären. Anhand der linearisierten logarithmischen Standardabweichung der zeitabhängigen Amplitude der Reflexionssignale lassen sich zwei Kennwerte ableiten, die mit der Partikel-Streudämpfung korrelieren. Vorgestellt wird die Methode der statistischen Verarbeitung von Ultraschallstreusignalen an bewegten Kunststoffschmelzen und mit Inline-Messungen am Extruder an Polyolefinschmelzen (Polyethylen, Polypropylen) und Füllstoffen (Glaskugeln, Kreide) mit Partikelgrößen von d = 1...100 µm mit einem Feststoffgehalt bis 10 Gew. %. Die Untersuchungen zeigen, dass selbst bei schwacher Streuung die messtechnische Erfassung und Auswertung von Rückstreusignalen möglich ist.

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A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W Y Z

 

Baasch, Christin

• Parkinson-Sprachanalyse – Erweiterungen zum Qualitätsmerkmal Formantdreieck
  C. Baasch, G. Schmidt, U. Heute, A. Nebel und G. Deuschl
[Abstract]

Morbus Parkinson ist eine der weit verbreitetesten neurodegenerativen Krankheiten weltweit. Häufig geht mit dieser Krankheit eine Sprachstörung einher, die so genannte Dysarthrie. Ein etabliertes Maß, um die Schwere dieser Sprachstörung in der deutschen Sprache zu beurteilen, ist die Fläche des Formantdreiecks, welches aus den ersten beiden Formantfrequenzen der Vokale /a:/, /i:/ und /u:/ gebildet wird. Die Verwendung dieses Maßes führt jedoch zu Nachteilen; so müssen zu analysierende Aufnahmen im Vorwege phonetisch annotiert werden. Diese Arbeit stellt eine Weiterentwicklung auf Basis eines Codebuch-Ansatzes vor, bei dem eine solche Annotation nicht mehr notwendig ist. Dabei werden die ersten beiden Formantfrequenzen aus jedem stimmhaften Signalabschnitt extrahiert, und auf Basis dieser Merkmale wird ein Codebuch trainiert. Aus diesem Codebuch lassen sich verschiedene Maße extrahieren, die auf zum Formantdreieck vergleichbare Weise die Qualität der Artikulation schätzen. Außerdem wird eine Erweiterung des Formantdreiecks durch Einbeziehen aller fünf Basisvokale der deutschen Sprache betrachtet.

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• Speak, Think, Act: A phonetic analysis of the combinatorial effects of respiratory mask, physical and cognitive stress on phonation and articulation
  C. Marquard, C. Baasch, M. Brodersen, O. Niebuhr und G. Schmidt
[Abstract]

Stress is perceptible in speech, but on which basis and in which way all the different stress types shine through and combine in the acoustic speech signal is only vaguely understood by now. This study addresses these questions and additionally examines how stress types in speech can be determined and quantified by means of acoustic-phonetic parameters. We used several stressors that form a taxonomy of stress factors according to Murray et al. (1996). Pink noise served as an external stressor. A further stress factor, cognitive load, was created by asking quiz questions. Physiological stressors were induced by training on an ergometer and the application of a respirator mask (full face mask). The speech signals produced by male German native speakers while answering the quiz and further reference questions were analyzed in terms of a number of prosodic F0 and duration measures. The results of our acoustic analysis allow drawing conclusions on if and how stress factors can be distinguished from each other, interfere with each other, and/or add up in the speech signal. Furthermore, we touch upon the issue whether measurable stress can increase ad infinitum or whether there is an upper limit for the manifestation of stress in speech.

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Backhaus, Stefan-Georg

• Modellentwicklung für die Auralisation von Industrieprodukten für 3D-VR-Anwendungen
  H. Münch, S.-G. Backhaus und S. Becker
[Abstract]

Das virtuelle Prototyping ist als Bestandteil des Produktentstehungsprozesses weitverbreitet. Werden die Ergebnisse dieser Methoden in Virtual-Reality (VR)-Systeme übertragen, liegt der Fokus meist rein auf der visuellen Wahrnehmung. Um auch den Höreindruck von virtuellen Prototypen in einer möglichst frühen Entwicklungsphase präsentieren und bewerten zu können, sollen Maschinengeräusche anhand von geeigneten Modellen auralisiert und in eine visuelle 3D-VR-Technologie integriert werden. Hierfür werden durch Messung oder Simulation Daten zur Abbildung von Schallentstehung und Schallausbreitung benötigt. Am Beispiel des Lüfters einer Motor-Pumpen-Gruppe wird eine Vorgehensweise für die experimentelle Datengenerierung vorgestellt. Ausgehend von einer Richtcharakteristikmessung wird das Schallfeld des Lüfters durch aeroakustische Analogien mit idealisierten Näherungsmodellen approximiert, so dass durch eine einfache Beschreibung des Wellenfelds Daten in beliebiger räumlicher Auflösung vorliegen. Neben der Bestimmung der physikalischen Größen, die die Elementarstrahler beschreiben, werden weitere Parameter wie frequenzabhängige Orientierung der Quellen oder Auflösung des Frequenzspektrums untersucht. Bei der Bewertung der Vorgehensweise liegt der Schwerpunkt neben der perzeptiven Qualität vor allem auf dem spektralen Vergleich zwischen gemessenen und approximierten Schallfeld.

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Bader, Nicki

• Akustische Verfahren zur Dichtheitsprüfung
  N. Bader, P. Holstein, A. Raabe, A. Tharandt, M. Starke und H.-J. Münch
[Abstract]

Im Beitrag werden einige Möglichkeiten vorgestellt, die akustische Verfahren für die Prüfung auf Dichtheit und damit verbundene energetische Fragestellungen eröffnen. Im Mittelpunkt stehen akustische Verfahren, die für Anwendungen im baulichen Bereich geeignet sind - typischerweise sind das Dimensionen mit Ausmaßen wie bei Fenstern, Türen oder auch Verlegekanälen. Oft ist dies mit energetischen Problemen verbunden. Akustische Verfahren bieten dabei eine Reihe von Anwendungsvorteilen und könnten beispielsweise sogenannte Blower Door Tests ergänzen oder teilweise ersetzen. Sie sind in weiten Grenzen an die jeweilige Aufgabenstellung anpassbar und skalierbar. Die Verfahren sind so ausgelegt, dass sie oberhalb des hörbaren Frequenzbereiches (ca. 10 bis 100 kHz) arbeiten. Dies ist sowohl für die physikalische Auflösung als auch für die Akzeptanz bei Nutzern bedeutsam. Neben den Anwendungen im Baubereich sind die Verfahren überall dort interessant, wo die Dichtheit im Rahmen von Produktprüfungen eine Rolle spielt.

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Bald, Christin

• Adaptive mehrkanalige Geräuschkompensation für magnetoelektrische Sensoren
  J. Reermann, C. Bald, P. Durdaut, A. Piorra, V. Röbisch, D. Meyners, E. Quandt, M. Höft und G. Schmidt
[Abstract]

Neuartige, auf dem magnetoelektrischen Effekt basierende Sensoren haben das Potential, biomagnetische Signale messen zu können. Da die Nutzung dieser Sensoren keine Kühlung erfordert, könnten sie eine preiswerte Alternative zu den bisher verwendeten SQUID-Sensoren darstellen. Allerdings koppeln aufgrund der Struktur der Sensoren auch akustische Störungen mit in den Sensor ein. Diese Störungen können über eine adaptive Geräuschkompensation mittels Referenzsensoren gemindert werden. Als Referenzsensoren eignen sich piezoelektrische Geräuschsensoren, die zwar die akustische Störung, jedoch nicht das magnetische Nutzsignal aufnehmen. Diese haben gegenüber Mikrofonen den Vorteil, dass sie sowohl Geräusche als auch Vibrationen aufnehmen können. In diesem Beitrag wird ein System zur mehrkanaligen Geräuschkompensation für magnetoelektrische Sensoren vorgestellt. Dabei werden verschiedene Ansätze zur Auswahl der Referenzsensoren entwickelt und miteinander verglichen. Durch das System soll eine einfachere Handhabung bei der Auswahl passender Referenzsensoren gewährleistet und eine Steigerung der Kompensationsleistung im Vergleich zur Verwendung eines einzelnen Referenzsensors erzielt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die beste Kompensation durch den Referenzsensor erzielt wird, dessen Resonanzfrequenz am nächsten an der Resonanzfrequenz des magnetoelektrischen Sensors liegt. Dadurch kann eine maximale Kompensation von über 20 dB erzielt werden. Der mehrkanalige Ansatz sucht für jede Frequenz den besten Referenzsensor aus, sodass eine solide Kompensation über der Frequenz aufrechterhalten wird.

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Barbosa, Plinio Almeida

• Effects of pain on vowel production – Towards a new way of pain-level estimation based on acoustic speech-signal analyses
  M. Salinas Rannenberg, O. Niebuhr, M. Kunz, S. Lautenbacher und P.A. Barbosa
[Abstract]

The estimation of pain levels of patients requiring medical treatment is critical to successful pain management interventions, the dosing of drugs, and the selection of appropriate therapeutic measures. Current estimation methods are based on given sets of words like WILDA or stepped rating scales like the Wong-Baker faces. It is debatable whether such methods are targeted and fine-grained enough, and whether they can be consistently applied by patients, particularly across the different cultures and languages of a modern globalized society. Addressing these issues, we present an initial step into a line of research whose long-term goal is to automatically detect and measure – at a new level of detail and with ubiquitous technical devices – a patient’s pain level from changes in the acoustic source and filter characteristics of the speech signal. Our first study based on 50 German speakers who immersed their hands in water tanks with temperatures from 41^∘ to 47^∘C. The multiparametric acoustic analysis of the vowel productions showed an increase of mean F0 and intensity, particularly in those vowels that are associated with stereotypical pain groaning. Further findings involve voice-quality and formant-frequency. Our research is relevant for various applications in healthcare and welfare technology.

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Barodte, Wolfram

• TU9-MOOC Communication Acoustics: Erste Erfahrungen
  S. Möller, J. Ahrens, M.E. Altinsoy, M. Buchschmid, J. Fels, S. Hillmann, C. Hohnerlein, G. Müller, B. Seeber, M. Vorländer, S. Weinzierl, S. Knoth und W. Barodte
[Abstract]

Zwischen den neun großen Technischen Universitäten in Deutschland werden derzeit eine Anzahl von Massive Open Online Courses (MOOCs) implementiert, mit deren Hilfe ein abgestimmtes und international sichtbares Lehrangebot geschaffen werden soll. Wie auf der DAGA 2016 berichtet hatten sich vier dieser Technische Universitäten unter Einbindung der Chalmers University of Technlogy zusammengetan, um einen solchen Online-Kurs zum Thema Kommunikationsakustik zu produzieren. Der Kurs ist zum Wintersemester 2016/17, zunächst als interner Kurs der beteiligten Universitäten und seit Dezember 2016 auch als öffentlicher MOOC, gestartet. Er wird komplett auf Englisch angeboten und richtet sich an Studierende zum Ende des Bachelor- und zu Beginn des Masterstudiums, sodass weitere Spezialveranstaltungen auf ihm aufbauen können. Im Vortrag werden unsere Erfahrungen bei der Produktion der benötigten Lehrmaterialen, der Einbindung in die Kursplattform edX, der Vorbereitung zugehöriger Prüfungen und Zertifikate, sowie der Durchführung des ersten Semesters berichtet. Daraus wird eine Liste mit Optimierungspotenzial abgeleitet. Da der Kurs öffentlich verfügbar ist wird abschließend diskutiert, wie andere Universitäten und Hochschulen das Angebot in ihrer Lehre nutzen können.

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Barth, Enrico

• Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer für die mehrdimensionale Analyse des Schwingungsverhaltens auf Festkörperoberflächen im MHz-Bereich
  E. Barth, P.T. Homann und J. Prager
[Abstract]

Zur messtechnischen Analyse des Schwingungsverhaltens von Festkörpern kann die Bewegung der Oberfläche mit einem Laservibrometer vermessen werden. Für bestimmte Anwendungen, beispielsweise bei der Charakterisierung von anisotropen Werkstoffeigenschaften, ist eine mehrdimensionale Bestimmung der Schwingungskomponenten notwendig. Zur Umsetzung des Messprinzips wird ein Ansatz mit einem Einpunkt-Vibrometer verfolgt, welcher sequenziell die Messpunkte aus mehreren Winkeln analysiert und unter Verwendung der Winkelbeziehungen die Normal- und In-Plane-Komponenten der Schwingung berechnet. Die exakte Positionierung des Lasers aus verschiedenen Winkeln stellt durch die hohen Frequenzen und die damit verbundenen Wellenlängen im mm-Bereich die wesentliche Herausforderung bei der Umsetzung des Messverfahrens dar. Bereits kleine Abweichungen führen zu einem hohen Phasenversatz und somit zu nicht tolerierbaren Messfehlern. Unter Berücksichtigung schwer zu ermittelnder Geometrieinformationen wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem eine ausreichende Positionierungsgenauigkeit gewährleistet werden kann. Im Vortrag werden zunächst die Fehlereinflüsse analysiert und die Umsetzung des Messverfahrens detailliert vorgestellt. Es wird gezeigt, dass die Schwingungskomponenten bis zu einer Frequenz von 1 MHz mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden können. Zusätzlich wird der Einfluss verschiedener Möglichkeiten zur Erhöhung der Reflektivität der Oberfläche auf die Ergebnisse untersucht.

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Bartolomaeus, Wolfram

• Lärmschutz an Straßen mit horizontalen (periodischen) Strukturen
  W. Bartolomaeus
[Abstract]

Mit periodischen Strukturen im Ausbreitungsweg von Schallwellen ist es möglich, Einfluss auf das Schallfeld zu nehmen. Im Vergleich zur unbeeinflussten Ausbreitung können Pegelerhöhungen oder -minderungen erzielt werden. In der Betrachtung mit Schallstrahlen kann es zu einer ”Richtungsänderung” kommen. Diese Effekte sind frequenzabhängig und können über die Abmessungen der Strukturen ”eingestellt” werden. Die theoretischen Hintergründe werden in dieser Untersuchung betrachtet. Dazu wurden analytische Berechnungen an linear angeordneten Streukörpern durchgeführt. Diese Betrachtung führt auf die Struktur von eindimensionalen phononische Kristalle mit entsprechenden Dispersionserscheinungen über die dann deren Transmission und Reflexion beeinflusst werden kann.

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Bassetti, Alessandro

• Detached Eddy Simulation der Strömung und des Schallfelds eines subsonischen Freistrahls bei moderater Reynolds-Zahl
  S. Hakansson und A. Bassetti
[Abstract]

Strahllärm hat beim Start eines Flugzeuges einen wesentlichen Anteil am entstehenden Fluglärm. Es ist daher nach wie vor von großem Interesse, die zugrunde liegenden Mechanismen der Schallentstehung zu untersuchen und zu verstehen. Dazu können skalenauflösende numerische Simulationen unter Verwendung von hybriden LES-Verfahren durchgeführt werden. Zu diesen Verfahren zählt die sogenannte ”Detached Eddy Simulation”, bei der das Turbulenzmodell in der Nähe fester Wände im RANS-Modus und im verbleibenden, meist abgelöstem Bereich, im LES-Modus läuft. Die so, im akustischen Nahfeld des Strahls, berechneten Strömungsfelder werden anschließend mit einem Ffowcs-Williams-Hawking Verfahren ins Fernfeld projiziert, um dort die akustischen Druckschwankungen zu bestimmen. Statistische Analysen der Simulationsergebnisse geben darüber hinaus einen Einblick in die Aerodynamik des turbulenten Strahls und tragen somit zum Verständnis der Effekte bei. In der hier behandelten Konfiguration strömt Luft mit einer (aerodynamischen) Mach-Zahl von 0,9 aus einer Düse mit einem Durchmesser von 1 Zoll. Durch ein, an der Innenseite der Wand, befestigtes Zackenband wird die Grenzschicht in der Düse und die daraus entstehende freie Scherschicht des Strahls positiv beeinflusst, was zu einer Lärmreduzierung im Fernfeld führt. Dieser bereits in Experimenten nachgewiesene Effekt soll durch die numerischen Simulationen bestätigt werden.

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Baumann, Uwe

• Untersuchung des Sprachverstehens bei HG-/CI-Nutzern unter Einsatz virtueller Akustik
  T. Weißgerber, A. Eichenauer und U. Baumann
[Abstract]

Menschen mit Hörgeräten (HG) oder Cochlea-Implantaten (CI) berichten häufig über Kommunikationsprobleme in Umgebungen mit Nachhall. Konventionelle Sprachtests finden jedoch unter Freifeldbedingungen statt und können die individuellen Hörleistungen im Alltag nicht vollständig erfassen. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung des Sprachverstehens in Abhängigkeit der Raumakustik bei Menschen mit Hörminderung.

32 Menschen mit CI/HG und 17 normalhörende (NH) Probanden nahmen an den Messungen teil. Die Sprachverständlichkeitsschwelle (SVS) im Störgeräusch wurde adaptiv für 3 unterschiedliche Nachhallzeiten (Freifeld, T60=0,7s, T60=1s) und verschiedene räumliche Störgeräuschkonditionen bestimmt. Durch Einsatz von Raumsimulation und einem Wiedergabesystem mit 128 Lautsprechern wurden die Erstreflexionen räumlich korrekt dargeboten.

Die CI-Gruppe zeigte eine Verschlechterung der SVS mit zunehmender Nachhallzeit (bis zu 4 dB bei T60=1s). Die NH-Gruppe zeigte ebenfalls eine Verschlechterung, die mit 2 dB jedoch geringer ausgeprägt war. Im Freifeld erreichte die NH-Gruppe einen Gewinn von 8 dB durch die räumliche Trennung von Stör-und Nutzschall, der sich bei einer Nachhallzeit von 1s auf ca. 2 dB verringerte. Während die CI-Nutzer im Freifeld einen Gewinn von bis zu 3 dB erreichen konnten, verschwand dieser Gewinn bereits bei einer Nachhallzeit von 0,7s vollständig.

Sprachtests mit Einsatz von Raumsimulation bieten eine sinnvolle Erweiterung der klinischen Routinetests zur Kontrolle und Optimierung des Versorgungserfolgs im Alltag.

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Baumgärtel, Yasmin

• DESTINATE - a Shift2Rail project on railway noise reduction methodologies
  J. Böhm, M. Hecht und Y. Baumgärtel
[Abstract]

Noise is a major environmental challenge of the railway sector which jeopardises the targeted shift from road to rail transport. The Shift2Rail Joint Undertaking, a Horizon 2020 initiative, addresses this issue by funding research and innovation in railway acoustics. DESTINATE stands for ”decision supporting tools for implementation of cost-efficient railway noise abatement measures”. The European project aims to support informed decisions on design alternatives and mitigation measures regarding acoustic comfort for passengers and environmental noise performance of railways. During the 24-month project duration, research will focus on the topics of railway interior sound simulation, source characterisation, visualisation & auralisation, active noise proof windows and identification of cost-effective mitigation measures. An overview of the project’s objectives, research areas and partners will be provided.

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Baumgartner, Christoph

• An Efficient Source-and-Receiver-Directional RIR Measurement Method
  M. Zaunschirm, C. Baumgartner, C. Schörkhuber, M. Frank und F. Zotter
[Abstract]

Typically, the point-to-point room impulse response (RIR) is measured using a source and a receiver with an omnidirectional directivity. However, as neither natural sources radiate sound uniformly in all directions, nor do listeners perceive sound direction independent (cf. head related transfer functions), a measurement method that allows for describing the RIR between arbitrary source and receiver directivity is beneficial. By assuming both temporal and spatial sparseness (true in early part of room response), each time instant in the point-to-point RIR can be attributed to a specific direction at both sides, yielding the source-and-receiver-directional (SRD) RIR, similar to the spatial decomposition method (SDM). We propose an efficient SRD RIR measurement method using small compact spherical arrays, where the MIMO-RIR between a six-channel source and four-channel receiver is decomposed by direction of arrival (DOA) estimation. Results for simulation and measurements in a small conference room are presented and the applicability of SRD RIRs for measurement based auralisation is outlined.

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Baumgartner, Hannah

• Höranstrengung von TV-Mischungen in Abhängigkeit von charakteristischen Hintergrundsignalen
  J. Rennies, H. Baumgartner, A. Volgenandt, N. Wiedemann und M. Kahsnitz
[Abstract]

Es gibt keine etablierte objektive Messung für Sprachverständlichkeit, keine Anzeige, die die Qualität einer TV-Mischung bezüglich der Verständlichkeit ihrer Dialoge überprüft. Computergestützte Hörmodelle könnten eine objektive Vorhersage von Sprachverständlichkeit in Zukunft ermöglichen. Es ist bekannt, dass die Sprachverständlichkeit im Allgemeinen mit Verbesserung des SNR steigt und sich die Höranstrengung verringert. Darüber hinaus zeigen diese Effekte aber starke Abhängigkeiten von der Art des Hintergrundgeräusches. Stationäre oder tonale Störgeräusche zeigen bspw. andere Störwirkungen auf die Sprachverständlichkeit als instationäre oder rauschhafte Hintergrundgeräusche. Im Anwendungsfeld Film und Fernsehen sind Störgeräusche bzw. Hintergrundsignale (Atmos) annähernd so vielseitig wie die echte ”akustische Welt”. Diese Studie untersucht mithilfe von Hörversuchen, inwieweit sich das weite Spektrum von Störquellen in eine überschaubare Anzahl von Clustern überführen lässt. Hierfür wurde sowohl mit normalhörenden als auch schwerhörenden Testhörern die Höranstrengung von TV-Ausschnitten mit diversen Hintergründen (Atmos) in unterschiedlichen Mischverhältnissen mitels eines Skalierungsverfahrens gemessen. Die Analysen beleuchten und kategorisieren die Auswirkungen signalspezifischer Störeigenschaften in unterschiedlichen Signal-zu-Hintergrund-Abständen. Der Vortrag stellt mögliche Störgeräuschcluster vor, welche mit für unterschiedliche Hörergruppen spezifischen Gewichtungen in die Modellierung der Höranstrengung einfließen.

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Bay, Karlheinz

• Aerodynamic and aeroacoustic wind tunnel tests of a half wing model with a full-span droop-nose leading edge
  S. Adachi, K. Bay, P. Brandstätt, W. Herget und J. Simpson
[Abstract]

A full-span droop-nose leading edge is proposed in the Clean Sky GRA project as a next-generation low-noise high-lift device. This device can prevent flow separation on the upper wing surface at large angles of attack and therefore provides high lift. The device is also considered to be promising for reducing noise because no gaps are found between the leading edge and the wing. These features have been admitted in CFD and CAA analyses. In this study, they were experimentally confirmed in wind tunnel tests using a 1:6-scaled half wing model. The model generally showed similar aerodynamic performance to that estimated in CFD analysis. An exception was that the droop-nose configuration provided very large lift and a large stall angle when no transition tripping devices were equipped. In an acoustic beamforming experiment, no extra noise sources were found at the droop nose leading edge. This device did not increase the noise level. By analyzing microphone signals in the far field, an indication of noise radiated from the wing model could be detected at higher frequencies, although entire noise spectra could not be determined because the microphone signals were largely contaminated by the noise from the wind tunnel itself.

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• Schalldämpfer für Aggressive Abgasmedien
  K. Bay, H. Kemlein-Schiller, F. Schantz, A. Schmohl und P. Brandstätt
[Abstract]

In modernen energieeffizienten Heizungsanlagen mit geringer Abgastemperatur kondensiert der beim Verbrennungsvorgang entstandene Wasserdampf im Abgasstrang. In Gegenwart von Gasen wie z. B. SO2, SO3 und NOx bildet sich korrosives Kondensat. Die Absorbermaterialien für Abgasschalldämpfer müssen somit chemischer Beständigkeit mit akustischen Eigenschaften verbinden. Auf Basis eines Absorbers aus PTFE (Polytetrafluorethylen) wurde ein Schalldämpferkonzept entwickelt, dass über die integralen Eigenschaften Kondensatbeständigkeit, Schallabsorption im Bereich mittlerer und hoher Frequenzen sowie Reinigbarkeit und Wiederverwendbarkeit verfügt. Ausgehend von der Materialauswahl, wird der Ansatz für eine nachhaltige Lösung dieses akustischen, ökologischen und letztlich auch ökonomischen Problems, dargestellt. Möglichkeiten der Formgebung werden an Materialmodellen diskutiert und Eingangsparameter für ein Absorbermodell abgeleitet. Modellrechnungen werden durch vergleichende Messungen des Absorptionsgrads angepasst. Die resultierende Schalldämpfung, sowie Möglichkeiten zur Reinigbarkeit und Wiederverwertung werden am Beispiel eines Funktionsmusters gezeigt.

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• Alternative Anordnungen von Kulissenschalldämpfern
  W. Herget, K. Bay und P. Brandstätt
[Abstract]

Kulissenschalldämpfer erfüllen nach wie vor eine zentrale Aufgabe in der Anlagentechnik. In verschiedenen industriellen Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Dämpfung kommen spezielle Schalldämpfer zum Einsatz. Eine bereits in der Vergangenheit untersuchte und in der Literatur bekannte Variante sind versetzte Kulissenanordnungen. Diese Kulisseneinbauvariante, sowie Stabkulissenanordnungen, wurden im Rahmen eines Industrieprojektes im Schalldämpfer-Prüfstand getestet. Hierbei wurden mehrere Kulissenkonfigurationen unter verschiedenen Ausstellungsverhältnissen auf die Einfügungsdämpfung, den Druckverlust und das Strömungsrauschen hin untersucht. Da recht wenige Werte derartiger Kulissenanordnungen in der Literatur vorhanden sind, konnte mit diesen gewonnen Messdaten die Wirkung von versetzten und stabförmigen Kulissen überprüft werden. Ziel war es die Vor und Nachteile solcher alternativer Kulissenanordnungen zu ermitteln um für die Praxis Empfehlungen abzuleiten.

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Baydoun, Suhaib Koji

• Untersuchungen zur numerischen Dämpfung bei der Randelementemethode am Beispiel eines akustischen Innenraumproblems
  S.K. Baydoun und S. Marburg
[Abstract]

Bei Leichtbaumaterialien hat die Schallabstrahlung und die damit verbundene Dissipation kinetischer Energie einen wesentlichen Anteil an der Gesamtdämpfung der Struktur. Im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogrammes ”Calm, Smooth and Smart” werden die Dämpfung durch Schallabstrahlung untersucht und effiziente Simulationsmethoden entwickelt. Der mathematische Zugang zum abgestrahlten Schallfeld erfolgt dabei durch die Lösung der akustischen Wellengleichung mittels der Randelementemethode (BEM). Ein weithin unbekannter Nachteil der akustischen BEM ist jedoch das Auftreten von numerischer Dämpfung im Schallfeld. Dieser Effekt kann zur Überschätzung der Dämpfung durch Schallabstrahlung führen und erfordert daher eine genauere Untersuchung.

Im Rahmen dieser Arbeit wird das Phänomen der numerischen Dämpfung anhand eines akustischen Innenraumproblems mit allseitig starren Randbedingungen vorgestellt. Das harmonisch angeregte Schallfeld weist an den Resonanzfrequenzen wider Erwarten endliche Druckamplituden auf, wobei deren Beträge mit steigender Frequenz kleiner werden. Zur Quantifizierung der numerischen Dämpfung wird ein äquivalentes Dämpfungsmaß mittels der Halbwertsbreite der Schalldruckamplitude bestimmt. Die gewonnenen Erkenntnisse können in Zukunft zu einer genaueren Abschätzung realer Dämpfungsphänomene beitragen.

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Becher, Marcus

• Automatische Optimierung von Kühler-Lüfter Modulen
  S. Becker, M. Becher, M. Westermeier, N. Springer und M. Mauss
[Abstract]

Eine dominante Schallquelle der Motorkühlung in Fahrzeugen stellt der axiale Kühlerlüfter dar. Daher ist es von großem wirtschaftlichem Interesse bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung Aussagen über das aerodynamische und akustische Verhalten zu treffen. Auf dem Gebiet der Strömungsmechanik werden hier in den letzten Jahren verstärkt automatische Optimierungsalgorithmen entwickelt und angewandt. Diese Verfahren werden für die Optimierung eines Kühler-Lüfter Modul angewandt. Im Vordergrund steht dabei der Lüfter in seinem eingebauten Zustand. Für die Optimierung wird ein Nelder-Mead Algorithmus verwendet. Es erweist sich in der Verknüpfung der verschiedenen verwendeten Auslegungs-und Simulationsprogramme als besonders stabil und kompakt. Ein weiterer Grund für die Verwendung des Algorithmus ist die Tatsache, dass zur Optimierung keine Funktionsvorschrift benötigt wird. Es können diskrete Werte betrachtet werden, wie es für die Eingangs- und Zielparametern der Lüfteroptimierung erforderlich ist. Das Ergebnis ist eine optimierte Lüfterblattgeometrie. Damit konnten Verbesserrungen in dem hydrodynamischen Wirkungsgrad des Lüfters, aber auch in der Schallabstrahlung erzielt werden. Die Optimierungsergebnisse konnten durch experimentelle Untersuchungen bestätigt werden.

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Becker, Benjamin

• Design-Methoden für Flachlautsprecher in der Flugzeugkabine
  B. Becker, A. Mejdi, A. Caillet und K. Kochan
[Abstract]

Die Beschallungsanlagen in Flugzeugen sind eine für die Zertifizierung des Flugzeugs relevante Komponente. Elektrodynamische Flachlautsprecher bieten vielfältige Vorteile für die Beschallung von Flugzeugkabinen. Zur Realisierung eines Flachlautsprechers wird ein elektrodynamischer Exciter auf die Rückseite einer bereits in der Kabine vorhandenen Oberfläche aufgebracht. Das akustische Design von Flachlautsprechern erfolgt gegenwärtig häufig nach der Methode Versuch und Irrtum. Dies erfordert das zeitaufwändige Produzieren und Testen vieler Varianten. Diese Studie hat das Ziel, die Charakterisierung von Flachlautsprechern zu systematisieren. Dazu wird eine geeignete Beschreibung des Exciters und des Paneels abgeleitet. Der Exciter kann durch ein mechanisches Ersatzschaltbild charakterisiert werden. Dieses lässt sich aus Messungen am Exciter ableiten. Das Paneel kann durch Punkt- und Übertragungsadmittanzen beschrieben werden. Diese können sowohl durch Messungen als auch durch FEM-Simulationen bestimmt werden. Die Abstrahlung des Panels kann durch BEM-Simulationen berechnet werden. Die getrennte Charakterisierung der einzelnen Komponenten des Flachlautsprechers bietet den Vorteil, dass verschiedene Komponenten virtuell mit Hilfe von Simulationen miteinander kombiniert werden können. Dies vermindert den Zeitbedarf für den aufwendigen Bau und die Charakterisierung von Prototypen. Desweiteren ermöglicht die Methode die Definition und Kontrolle von Anforderungen an von unterschiedlichen Zulieferern hergestellte Komponenten. Im Vortrag werden die verwendete Mess- und Simulationsmethode vorgestellt und erste Ergebnisse gezeigt.

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Becker, Sebastian

• Erweiterung des Mason-Modells zur Beschreibung eines Partikelbelags auf einer Quarzscheibe
  S. Olfert, S. Becker und B. Henning
[Abstract]

In vielen industriellen Anwendungen ist die Bestimmung der Masse von festen Partikeln zum Beispiel von Feinstaub von großem Interesse. Zur Bestimmung von Massenbelegungen im µg-Bereich eignet sich ein Verfahren mittels Quarzmikrowaage. Ein Belag aus losen Partikeln hat einen anderen Einfluss auf den Quarz als eine bereits von Sauerbrey beschriebene rigide homogene Schicht. In diesem Beitrag soll der Einfluss durch den Partikelbelag auf den Quarz mittels des Mason-Modells beschrieben werden. Durch Aufbringen einer losen Partikelschicht auf einen Schwingquarz, der als Dickenscherschwinger arbeitet, wird die Resonanzfrequenz zu höheren Frequenzen verschoben. Dieses Phänomen lässt sich durch das Modell von Sauerbrey nicht abbilden. Zur Beschreibung der Beladung eines Schwingquarzes mit einem Partikelbelag wird ein elektromechanisches Dreitor-Ersatzschaltbild nach Mason verwendet. Ausgewertet wird dabei die in der elektrischen Impedanz sichtbare Resonanzfrequenz des Quarzes. Die Problematik besteht in der Erstellung und Dimensionierung eines geeigneten Ersatzschaltbildes für einen Partikelbelag. Die dazu notwendigen Parameter der Ersatzschaltung werden aus Impedanzmessungen ermittelt. Es kann gezeigt werden, dass mit Hilfe einer komplex angesetzten Abschlussimpedanz das Verhalten der losen Partikelschicht beschrieben werden kann. Die Messergebnisse und die Simulationsergebnisse werden verglichen und die Ergebnisse diskutiert.

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Becker, Stefan

• Optimierung der virtuellen Verlängerung von Außengeräuschprüfständen
  F. Bock, S. Becker, S. Nönnig, V. Dobmeier, M. Pohl und D. Arsic
[Abstract]

Das Außengeräusch eines Fahrzeugs unterliegt sowohl gesetzlichen als auch qualitativen Anforderungen und ist im Entwicklungsprozess daher von entscheidender Bedeutung. Um diesen zu beschleunigen werden die Messungen nicht nur draußen auf der Strecke sondern auch auf dedizierten Außengeräuschprüfständen durchgeführt. Um mit Messungen auf der Strecke vergleichbar zu sein, müssen diese bestimmte Anforderungen, die auch in der ISO 362-3 spezifiziert sind, erfüllen. Leider ist es auf Grund baulicher Maßnahmen oder dem zur Verfügung stehenden Raumangebotes nicht immer möglich die Anforderungen exakt umzusetzen. Daher wird in dieser Arbeit untersucht wie zusätzliche Mikrofone an Prüfständen aufgestellt werden müssen, um spezielle Eigenheiten eines Prüfstandes auszugleichen oder den Informationsgewinn während der Entwicklungsphase zu maximieren. Hierzu zählt insbesondere die ”virtuelle Verlängerung” von Prüfständen mittels einer geeigneten Anordnung von Mikrofonen. Diese sollen zusätzlich zu dem an beiden Seiten befindlichen Linienarrays platziert werden. In dieser Arbeit wird nun die genaue Positionierung und die optimale Anzahl der Mikrofone untersucht. Ferner werden die Ergebnisse mit realen outdoor Messungen und herkömmlichen indoor Messungen verglichen, um eine Aussage über die praktische Anwendbarkeit der virtuellen Verlängerung treffen zu können.

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• Ermittlung eines Zielklanges für Fahrzeugklimatisierungsgeräusche
  A. Logdesser, T. Biermeier, S. Hohls, S. Münsterjohann und S. Becker
[Abstract]

Geräuschreduktionsmaßnahmen des Motors und die verbesserte Dämmung der Fahrerkabine führen dazu, dass Reifen-, Wind- und Motorgeräusche in der Fahrgastzelle gedämpft werden. Nebenaggregate, wie das Klimagerät, dominieren somit das Schallfeld. Da die Geräuschkulisse im Fahrzeuginnenraum maßgeblich zum Komfortempfinden des Fahrers beiträgt, muss das Klimatisierungsgeräusch gezielt gestaltet werden. Es existiert bereits eine Vielzahl an Versuchsreihen, in denen Probanden vorhandene Klimatisierungsgeräusche im Hinblick auf ihre Präferenz und anderen Merkmalen miteinander vergleichen. Aus diesen Urteilen werden Richtlinien zur Verbesserung der Geräuschqualität abgeleitet. In dieser Untersuchung wird eine Methode vorgestellt, in der Versuchspersonen das vorhandene Klimatisierungsgeräsuch interaktiv gestalten können. Um eine realistische Versuchsumgebung zu erhalten, wird ein Hörversuch in einem Fahrzeug durchgeführt. Als Schallquelle werden Lautsprecher verwendet, die in den Ausströmern des Klimageräts angebracht sind. Das abgespielte Geräusch wird von den Versuchspersonen so modifiziert, dass es ihren Präferenzen entspricht. Aus der Gesamtheit an Veränderungen werden Richtlinien zur Optimierung des Geräusches abgeleitet. Da die Lautheit im Vorfeld als dominierender Parameter für die Präferenz identifiziert wurde, wird dieser im Rahmen des Versuchs konstant gehalten. Die Untersuchung ergab, dass die Versuchspersonen eine Anhebung tiefer Frequenzen und eine leichte Absenkung im höherfrequenten Bereich bevorzugen. Diese Änderung resultiert in einer Reduktion der Schärfe und Erhöhung des Artikulationsindex.

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• Akustik von Abgasturboladern
  J. Müller und S. Becker
[Abstract]

Die extremen Betriebsbedingungen von Abgasturboladern führen zu sowohl tonale als breitbandige Schallabstrahlung über den gesamten menschlichen Hörbereich. Um die Akustik über das Kennfeld des Turboladers vollständig charakterisieren zu können, wurde ein neuer Kaltgasprüfstand entwickelt. Dieser ermöglicht es verschiedene Abgasturbolader unter Semi-Freifeld Bedingungen in einem Akustikraum zu untersuchen. Da neben dem direkt abgestrahlten Luftschall auch die Weiterleitung von Strukturschall erheblichen Einfluss auf das Geräuschverhalten im Fahrzeuginnenraum hat, wurden die direkt an den Lader angrenzenden Bauteile, wie Katalysator, Abgasanlage und Ladeluftkühler, in den Prüfstand integriert. Der für klassische Verbrennungsmotoren charakteristische pulsierende Abgasstrom wird mit Hilfe eines geschleppten Zylinderkopfs erzeugt. Somit ist einerseits ein realistischer Betrieb gewährleistet, andererseits kann der direkte Einfluss der Pulsationen auf die Schallabstrahlung durch Vergleichsmessungen mit kontinuierlichen Abgasströmen untersucht werden. Erste Messungen haben gezeigt, dass die Abgasanlage einen großen Einfluss auf das akustische Verhalten des Gesamtsystems hat. Strukturschall wird hingegen aufgrund der Schwingungsdämpfer nicht direkt an die Karosserie weitergeleitet.

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• Einfluss der Stimmlippenoberfläche und asymmetrischer Elastizitätsmodule auf die Phonation
  G. Peters, A. Lodermeyer, A. Kutz, F. Gröhn und S. Becker
[Abstract]

Ein pathologisches Klangbild der menschlichen Stimme ist oft mit Unregelmäßigkeiten des Schwingungsverhaltens und einer Asymmetrie der Stimmlippen verbunden. In einem künstlichen, realistischen Modell des Sprechapparates wurde das Schwingungsverhalten asymmetrischer Silikonstimmlippen mit dem Standard symmetrischer, gesunder Stimmlippen verglichen. Dabei wurde die Asymmetrie mit Stimmlippen unterschiedlicher Elastizitätsmodule erreicht. Es folgte eine optische Charakterisierung des Schwingungsverhaltens mittels einer Highspeedkamera, und es wurden sub- und supraglottale Drücke sowie der Schalldruckpegel aufgezeichnet. Es zeigte sich ein deutlich abweichendes Schwingungsverhalten der asymmetrischen Konfigurationen im Vergleich zu symmetrischen. Zudem wurden klare Tendenzen charakteristischer Schwingungsgrößen in Bezug zur Differenz der Elastizitätsmodule festgestellt. Mit der Geometrie eines 3D-gedruckten Vokaltraktes konnte ein Teil der sich ergebenden Irregularitäten im Schwingungsverhalten asymmetrischer Stimmlippen kompensiert werden.

Von nicht minderer Relevanz für ein gesundes Schwingungsverhalten der Stimmlippen ist der Mukus, der sich durch seine schmierenden und befeuchtenden Eigenschaften auszeichnet. Mukus-ähnliche, für die Silikonstimmlippen kompatible Substanzen, wurden unter anderem mit Polystyrolsulfonat-Lösungen verschiedener Konzentration und Butter gefunden. Deren Applikation resultierte in einer Absenkung der Grundschwingungsfrequenz sowie des notwendigen Volumenstroms an Werte, die auch in vivo zu finden sind.

Zusammenfassend ist der ausgleichende Charakter des auf MRI-Messungen beruhenden Vokaltrakts in Bezug auf asymmetrische Konfigurationen der Stimmlippen, als auch der Einfluss von Mukus auf den Stimmgebungsprozess hervorzuheben.

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• Automatische Optimierung von Kühler-Lüfter Modulen
  S. Becker, M. Becher, M. Westermeier, N. Springer und M. Mauss
[Abstract]

Eine dominante Schallquelle der Motorkühlung in Fahrzeugen stellt der axiale Kühlerlüfter dar. Daher ist es von großem wirtschaftlichem Interesse bereits in frühen Phasen der Produktentwicklung Aussagen über das aerodynamische und akustische Verhalten zu treffen. Auf dem Gebiet der Strömungsmechanik werden hier in den letzten Jahren verstärkt automatische Optimierungsalgorithmen entwickelt und angewandt. Diese Verfahren werden für die Optimierung eines Kühler-Lüfter Modul angewandt. Im Vordergrund steht dabei der Lüfter in seinem eingebauten Zustand. Für die Optimierung wird ein Nelder-Mead Algorithmus verwendet. Es erweist sich in der Verknüpfung der verschiedenen verwendeten Auslegungs-und Simulationsprogramme als besonders stabil und kompakt. Ein weiterer Grund für die Verwendung des Algorithmus ist die Tatsache, dass zur Optimierung keine Funktionsvorschrift benötigt wird. Es können diskrete Werte betrachtet werden, wie es für die Eingangs- und Zielparametern der Lüfteroptimierung erforderlich ist. Das Ergebnis ist eine optimierte Lüfterblattgeometrie. Damit konnten Verbesserrungen in dem hydrodynamischen Wirkungsgrad des Lüfters, aber auch in der Schallabstrahlung erzielt werden. Die Optimierungsergebnisse konnten durch experimentelle Untersuchungen bestätigt werden.

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• Schallabstrahlung von Axialventilatoren mit kombiniert-gesichelten Laufradschaufeln
  F. Zenger und S. Becker
[Abstract]

Die Schallabstrahlung von Axialventilatoren wird maßgeblich von der Ausführung der Schaufelsichelung bestimmt. Bei einer gleichförmigen, turbulenzarmen Zuströmung erwiesen sich bisher vorwärtsgesichelte Ventilatoren im Vergleich zu rückwärtsgesichelten Ventilatoren als geräuschärmer. Neben einer einseitigen Sichelung der Laufradschaufel gibt es Ansätze, die Laufradschaufeln mit einer Kombination aus Vorwärts- und Rückwärtssichelung zu gestalten. Um die aerodynamischen und akustischen Eigenschaften von solch kombiniert-gesichelten Axialventilatoren zu bewerten, werden diese systematisch denen einseitig-gesichelter Axialventilatoren gegenübergestellt. Für die experimentellen Untersuchungen wurden vier Ventilatoren mit identischer, radiusabhängiger, Arbeitsverteilung herangezogen: zwei einseitig-gesichelte Ventilatoren mit rückwärts- bzw. vorwärtsgesichelten Laufradschaufeln, ein Ventilator mit Vorwärtssichelung im Nabenbereich und Rückwärtssichelung im Blattspitzenbereich sowie ein Ventilator mit Rückwärtssichelung im Nabenbereich und Vorwärtssichelung im Blattspitzenbereich. Kennlinien- und Schallfeldmessungen wurden an einem Prüfstand nach DIN EN ISO 5801 durchgeführt. Die Ventilatoren waren dabei in ein kurzes Rohrsegment mit abschließenden Diffusor integriert. Die aerodynamischen Kennwerte der kombiniert-gesichelten Ventilatoren erwiesen sich als vergleichbar mit den einseitig-gesichelten Ventilatoren mit entsprechend identischer Sichelung im Blattspitzenbereich. Ein ähnlicher Sachverhalt war für die Gesamtschalldruckpegel und die Schalldruckspektren im und um den Auslegungspunkt zu beobachten. Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl die aerodynamischen als auch die akustischen Eigenschaften von den untersuchten Axialventilatoren im Wesentlichen von der Schaufelsichelung im Blattspitzenbereich bestimmt werden.

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• Modellentwicklung für die Auralisation von Industrieprodukten für 3D-VR-Anwendungen
  H. Münch, S.-G. Backhaus und S. Becker
[Abstract]

Das virtuelle Prototyping ist als Bestandteil des Produktentstehungsprozesses weitverbreitet. Werden die Ergebnisse dieser Methoden in Virtual-Reality (VR)-Systeme übertragen, liegt der Fokus meist rein auf der visuellen Wahrnehmung. Um auch den Höreindruck von virtuellen Prototypen in einer möglichst frühen Entwicklungsphase präsentieren und bewerten zu können, sollen Maschinengeräusche anhand von geeigneten Modellen auralisiert und in eine visuelle 3D-VR-Technologie integriert werden. Hierfür werden durch Messung oder Simulation Daten zur Abbildung von Schallentstehung und Schallausbreitung benötigt. Am Beispiel des Lüfters einer Motor-Pumpen-Gruppe wird eine Vorgehensweise für die experimentelle Datengenerierung vorgestellt. Ausgehend von einer Richtcharakteristikmessung wird das Schallfeld des Lüfters durch aeroakustische Analogien mit idealisierten Näherungsmodellen approximiert, so dass durch eine einfache Beschreibung des Wellenfelds Daten in beliebiger räumlicher Auflösung vorliegen. Neben der Bestimmung der physikalischen Größen, die die Elementarstrahler beschreiben, werden weitere Parameter wie frequenzabhängige Orientierung der Quellen oder Auflösung des Frequenzspektrums untersucht. Bei der Bewertung der Vorgehensweise liegt der Schwerpunkt neben der perzeptiven Qualität vor allem auf dem spektralen Vergleich zwischen gemessenen und approximierten Schallfeld.

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• Transmission und Reflexion akustischer Wellen in Rohrleitungssystemen
  B. Berchtenbreiter, J. Müller und S. Becker
[Abstract]

Die Charakterisierung der akustischen Eigenschaften von Objekten in Rohrströmungen stellt aufgrund der Disparität der Druckskalen eine große Herausforderung dar. Der Schalldruck wird vom hydrodynamischen Druck, der um mehrere Zehnerpotenzen größer ist, maskiert und kann daher mit einzelnen Mikrofonen oder Druckaufnehmern nicht bestimmt werden. Das gelingt mit dem akustischen Multi-Port-Modell, das auf der Verwendung mehrerer Sensoren beruht. Ausgehend von der Aufspaltung des komplexen Schalldrucks in eine hin- und eine rücklaufende Welle werden die passiven Eigenschaften von Objekten in Rohrströmungen und die Schallemissionen berechnet. Die passiven Eigenschaften fassen die Transmission und Reflexion von Schallwellen zusammen. Das Multi-Port-Modell wird für die Ausbreitung der ebenen Welle unter veränderten Randbedingungen validiert. Untersuchungen mit unterschiedlichen Drucksensoranzahlen bestätigen die theoretische Annahme, dass der Einfluss von Störgrößen und Messunsicherheiten mit steigender Sensoranzahl reduziert wird. Zusätzlich werden die Auswirkungen verschiedener Randbedingungen wie beispielsweise variierender Messzeiten verringert. Um Fehler bei der Berechnung der akustischen Eigenschaften aufgrund von Modenkopplung zu minimieren, muss der axiale Abstand benachbarter Sensoren kleiner als die halbe Wellenlänge der betrachteten Frequenz sein. Die azimuthalen Sensorpositionen hingegen spielen bei der Untersuchung der ebenen Welle keine Rolle, da der Schalldruck nur entlang der Rohrachse alterniert.

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• Experimentelle Untersuchung der aeroakustischen Schallabstrahlung von rotierenden Scheiben
  A. Renz und S. Becker
[Abstract]

Hohe Wärmedämmung und Isolation bei Neu- und sanierten Altbauobjekten machen in vielen Fällen den Einsatz von Lüftungsgeräten nötig, um den geforderten Luftaustausch zu gewährleisten. Ein neuartiges Konzept eines dezentralen Lüftungsgeräts wurde untersucht, bei dem ein sogenannter Reibungsventilator die Funktion der beiden Ventilatoren für Zuluft- und Ablufttransport sowie des Wärmeübertragers übernimmt. Der Reibungsventilator besteht aus einem elektrisch angetriebenen, rotierenden Scheibenpaket. Die Scheiben sind so angeordnet, dass diese quer zur Strömungsrichtung mittig zwischen zwei voneinander getrennten Lüftungskanälen rotieren. Die Reibung zwischen den rotierenden Scheiben und der Luft induziert dabei zwei entgegengesetzte Strömungen in den Kanälen. Besteht ein Temperaturunterschied zwischen den Strömungen wirken die Scheiben des Reibungsventiltors als Wärmeübertrager. In Untersuchungen konnte die generelle Eignung des Konzepts als Lüfter und Wärmeübertrager demonstriert werden. Dabei zeigte der Reibungsventilator ein von klassischen Turbomaschinen abweichendes akustisches Verhalten. Bei Axial- oder Radialmaschinen setzt sich das abgestrahlte Schallspektrum aus breitbandigen Anteilen sowie tonalen Anteilen im Bereich der Blattfolgefrequenz und derer Vielfachen zusammen. Zur Messungen der Strömungsakustik des Reibungsventilators wurde ein spezieller Prüfstand eingesetzt, bei dem Nebengeräusche nahezu eliminiert werden konnten. Bei unterschiedlichen Konfigurationen konnte eine breitbandige Schallabstrahlung mit sehr geringen tonalen Anteilen gemessen werden. Zudem war auffällig, dass sich die Abstrahlung bei unterschiedlichen Betriebszuständen nur geringfügig änderte.

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Becker-Schweitzer, Jörg

• Salienz von Umweltgeräuschen: Welchen Einfluss haben Intensität, zeitlicher Verlauf und spektraler Kontrast?
  J. Selzer, J. Becker-Schweitzer, M. Oehler und S. Skoda
[Abstract]

Wenn mehrere Umweltgeräusche zeitgleich das menschliche Ohr erreichen, wird meist ein Geräusch stärker wahrgenommen als die Übrigen. Das Hervortreten eines Geräusches aus einem akustischen Kontext wird Salienz genannt. Ob ein bestimmtes Geräusch in einer Geräuschumgebung salient oder nicht-salient ist und somit vom menschlichen Hörer mit höherer Aufmerksamkeit bedacht wird, ist von verschiedenen Parametern abhängig. So evoziert die Größe Intensität, sowie Unterschiede im Zeitverlauf oder Frequenzspektrum zu den übrigen Geräuschen in der Umgebung, eine Salienzentscheidung. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Hörversuch durchgeführt, um den Einfluss der o.g. Parameter auf die menschliche Salienzentscheidung diotisch dargebotener ”quasi-stationärer” Umweltgeräusche zu ermitteln. Dazu wurden Geräuschumgebungen, bestehend aus je drei einzelnen Umweltgeräuschen, designt und pro Umgebung in einem der genannten Parameter variiert. Der Hörversuch wurde für Akustik-Experten angelegt. Um eine möglichst große Stichprobe zu erhalten, wurde das Experiment in Form eines Online-Hörversuchs durchgeführt. Verschiedene Ansätze zur Erstellung eines dezentralen Hörversuchs, sowie die Ergebnisse aus diesem, werden in dem Vortrag vorgestellt. Die Versuchsergebnisse dienten als Basis zur Erstellung eines MATLAB-basierten Modells, welches auf Grundlage der untersuchten Parameter Salienzentscheidungen prognostiziert.

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Bee, Olaf

• Das Geschossknallmodell der DIN EN ISO 17201-2: Prognose und Messung
  M. Trimpop und O. Bee
[Abstract]

Die ISO 17201-2 enthält neben dem Mündungsknallmodell ein Geschossknallmodell. Bisher wird in vielen Prognosen der Geschossknall nicht betrachtet, da davon ausgegangen wird, dass der in der Regel der Geschossknallanteil zu vernachlässigen ist. Anhand von verschiedenen Waffen werden die Immissionsprognosepegel für die Mündungknalle und Geschossknalle zunächst untereinander und auch mit realen Messdaten verglichen. Es zeigt sich, dass sich für Gewehre und Pistolen ein sehr unterschiedliches Bild ergibt. Während bei Gewehren der Geschossknallanteil nur im nahen Immissionsbereich maßgeblich ist, kann dieses bei Pistolen im gesamten Geschossknallfeld bis zu größeren Entfernungen hin der Fall sein. Weiterhin werden Messungen zum Geschossknallanteil von Schrotmunitionen vorgestellt, die zeigen, dass das Geschossknallmodell der ISO 17201-2 unter bestimmten Annahmen auch für die Prognose des Geschossknalls von Schrotmunition angewandt werden kann.

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Beer, Daniel

• Flachlautsprecher mit indirekter Schallabstrahlung
  D. Beer und L. Ehrig
[Abstract]

Der Bauraum für Lautsprecher in TV-Geräten ist in den vergangenen Jahren verschwindend gering geworden. Manche Produktdesigns verlangen außerdem, dass in der Frontansicht weder Lautsprecher noch Schallführungen in Erscheinung treten. Der Lautsprecher kann demnach nur so eingebaut werden, dass er nicht direkt zum Hörer Schall abstrahlt. In diesem Beitrag wird anhand eines Demonstrators ein geeigneter Lösungsansatz vorgestellt.

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• Vergleich eines elektromechanischen und eines statistischen Lautsprechermodells zur Prädiktion der Membranauslenkung und Membranschnelle
  M. Wolf, D. Beer, A. Männchen und J. Nowak
[Abstract]

Elektrodynamische Lautsprecher verhalten sich bei großen Membranauslenkungen zunehmend nichtlinear. Dadurch wird der nutzbare Leistungsbereich u.U. deutlich eingeschränkt. Mit Hilfe einer Vorverzerrung des Eingangssignals ist es möglich, die Nichtlinearitäten aktiv zu kompensieren und somit die auftretenden Verzerrungsprodukte zu reduzieren.

Die dominanten Nichtlinearitäten elektrodynamischer Lautsprecher sind in erster Linie abhängig von der Schwingspulenposition. Daher benötigen gängige Feedforward-Verfahren zur Kompensation von Lautsprechernichtlinearitäten eine möglichst genaue Schätzung der Membranauslenkung. Übliche Methoden zu deren Prädiktion basieren auf elektromechanischen Lautsprechermodellen.

Untersucht wurde ein Verfahren, bei dem die Membranauslenkung anhand eines statistischen Lautsprechermodells geschätzt wird. Zur Vorhersage dient dabei ein Regressionsmodell, welches mittels Methoden des Maschinellen Lernens gebildet wurde.

Weiterhin wird ein elektromechanisches Zustandsraummodell vorgestellt, das um die Viskoelastizität der Membranaufhängung erweitert wurde. Für beide Modelle werden die vorhergesagten mit gemessenen Auslenkungen (Laservibrometrie) verglichen. Darauf aufbauend erfolgt eine Gegenüberstellung beider Modelle hinsichtlich ihrer Vorhersagegenauigkeit.

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Behler, Gottfried

• Schnelle tomographische Bestimmung der Temperaturverteilung im Gas von Hochöfen und Großfeuerungsanlagen mit Hilfe der interleaved sweep methode
  G. Behler, J.-G. Richter und S. Buzga
[Abstract]

Die Temperaturverteilung in Großfeuerungsanlagen und Hochöfen wird mit Hilfe akustisch durchgeführter Laufzeitmessung oberhalb der Schüttung im gaserfüllten Raum durchgeführt. Hierzu werden eine Anzahl N von Schallgeber/Empfänger-Kombinationen in einer Ebene oberhalb der Schüttung angeordnet, so dass ein Mesh aus Messstrecken entsteht. Aus den N(N-1) Paarungen kann dann die Temperaturverteilung mittels eines tomographischen Verfahrens gewonnen werden. Naturgemäß ist der Gasraum oberhalb der Schüttung von starken zeitlichen Schwankungen bezüglich der aufsteigenden Rauchgase betroffen, so dass man davon ausgehen muss, dass eine zeitlich verteilte Messung der einzelnen Strecken zu einer fehlerhaften Berechnung der Temperaturverteilung führen muss, die evtl. stark von der tatsächlichen Verteilung abweicht. Die aktuelle Anlagentechnik verwendet pneumatisch angeregte Rauschbursts von ca. 2 s Dauer, so dass eine vollständige Messung z.B. bei N=8 ca. 20 s dauert. Um eine zuverlässigere und schnellere Messung zu erreichen, wurde auf eine elektroakustische Anregung mittels Lautsprecher umgestellt, die mit zeitlich überlappenden Sweeps (interleved sweep methode) arbeitet. Bei einem Versatz von z.B. 50 ms wäre eine Messzeit von ca. 2,5 s erreichbar. Das Verfahren sowie die dabei auftretenden Probleme und Lösungen werden vorgestellt. Eine erste Implementierung der Anlage wurde in einem Hochofen umgesetzt.

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Behn, Maximilian

• Bewertung der Breitbandlärmanregung eines Axialventilators mittels Radialmodenanalyse
  B. Pardowitz, U. Tapken, M. Behn und L. Enghardt
[Abstract]

Die Reduktion breitbandiger Lärmkomponenten rückt in axialen Turbomaschinen, z.B. in Ventilatoren und in Flugtriebwerken, zunehmend in den Fokus. Eine gezielte Entwicklung effizienter Geräuschminderungsmaßnahmen setzt das umfassende Verständnis über die Abhängigkeit der verschiedenen Schallquellen an Rotor und Stator von den aerodynamischen Größen voraus. Während für die detaillierte Auflösung des Strömungsfelds, beispielsweise mit der Hitzdrahtmesstechnik, etablierte experimentelle Methoden zur Verfügung stehen, besteht ein Mangel an Verfahren zur detaillierten Analyse der akustischen Anregung. In einer aktuellen experimentellen Studie wird erstmals ein Verfahren zur Zerlegung breitbandiger Schallfeldkomponenten in akustische Kanalmoden auf einen Axialventilator unter umfangreicher Variation der Betriebsbedingungen eingesetzt. Es ermöglicht die Berechnung der Schallleistung aller ausbreitungsfähigen Moden azimutaler und radialer Ordnungen und soll in Kombination mit Strömungsfeldmessungen einer Bewertung der Schallanregungsmechanismen dienen. Das Modenanalyseverfahren erfordert Schalldruckmessungen in einem aus mehreren Mikrofonringen bestehenden Array. Für den Einsatz bei hohen charakteristischen Frequenzen an großskaligen Turbomaschinenprüfständen ist das Verfahren aufgrund der hohen Zahl benötigter Mikrofone nicht geeignet. Aus diesem Grund wurde ein alternatives Modenanalyseverfahren entwickelt, welches Eingangssignale aus nur einem Mikrofonring und einem axial an der Kanalwand ausgerichteten Mikrofonarray benötigt, allerdings die vollständige De-Korrelation aller Moden voraussetzt. Die Eignung des Verfahrens soll durch Vergleich mit den Ergebnissen des ersten Verfahrens geprüft werden.

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Behrens, Tobias

• Neubau eines Saals für Orgelmusik in Kharkov / Ukraine
  T. Behrens und W. Ahnert
[Abstract]

Die Regionale Philharmonie Kharkov (Ost-Ukraine) erhielt in Rahmen einer noch andauernden umfassenden Rekonstruktion einen Neubau mit einem Konzertsaal für Orgel-, Chor- und Orchestermusik mit ca. 800 Plätzen. Da es in den orthodoxen Kirchen des Landes i.d.R. keine Orgeln gibt, haben nicht sakrale Orgel-Konzertstätten in der Ukraine eine hohe Bedeutung. Daher wurden die raumakustischen Gegebenheiten des Konzertsaals, insbesondere die Nachhallzeit, tatsächlich auf die Erfordernisse für Orgelmusik ausgelegt. Mittels absenkbarer Plafonds über dem vor der Orgel gelegenen Orchesterpodium können die raumakustischen Gegebenheiten auf orchestrale Darbietungen angepasst werden. Damit kann nicht nur das Untereinander-Hören innerhalb des Orchesters durch frühzeitigere Reflexionen gefördert werden, sondern auch die Nachhallzeit im Saal durch dann wirksam werdende große Absorberflächen zielführend reduziert werden. Der Beitrag geht auf die raumakustische Auslegung, Ausführung und die erzielten Ergebnisse ein.

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Bellmann, Christian

• Holographic Measurement of Electroacoustic Transducers in a Baffle
  X. Zeng, C. Bellmann und W. Klippel
[Abstract]

To measure eletroacoustic transducers under standardized conditions, the device is usually mounted in a baffle, which avoids the acoustical shortcut between front and backward sound. Because of practical limitation of the baffle size, diffraction effects causes ripples in the frequency response. Especially at low frequencies the measurement is very inaccurate, because of both insufficient damping of the anechoic room (IEC602648-5) and limited dimensions of the baffle. A solution is the holographic approach, using spherical harmonics and Hankel functions to approximate the sound pattern in the near field. The measurement is conducted on multiple layers so both room reflections and diffraction can be separated from the direct radiation.In a word, with the holographic technique the baffle can be measured in a normal room without the traditionally known problems.

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• Holographic Measurement of Sound Radiation Behaviour of Personal Device
  S. He, C. Bellmann und W. Klippel
[Abstract]

Personal devices like smart phones and tablets are gaining popularity in recent years. But there is no mature measurement method of the sound radiation behaviour of the personal devices. The traditional far field measurement is not applicable, because the personal devices are usually working in the near field. With the holographic scanner from Klippel we can obtain the 3D sound pattern in both near field and far field. The near field performance can be analysed according to various personal hearing zones. The measurement result can inspire new innovations in optimizing the hearing experience of the personal devices.

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Bellmann, Michael

• Entwicklung und Evaluation eines Systems zur akustischen Detektion von Schweinswalen
  H. Schoof, H. Holst, U. Simmer, R. Matuschek, K. Betke, S. Gündert, M. Blau und M. Bellmann
[Abstract]

Bei der Rammung von Stahlfundamenten mittels Impulsrammverfahren in den Meeresboden wird Unterwasserschall erzeugt, der das Gehör mariner Säugetiere schädigen kann. Zum Schutz vor Schäden durch impulshafte Schallereignisse legt das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) mit einem dualen Kriterium Grenzwerte fest. Durch Vergrämungsmaßnahmen werden marine Säugetiere vor Baubeginn aus der unmittelbaren Gefährdungszone vertrieben. Mittels Schweinswal-Klickdetektoren mit definierter Mustererkennung wird dieser Bereich auch während der Rammung überwacht. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Detektion von Schweinswalen durch diese Klickdetektoren nicht immer eindeutig war. Deshalb wurde ein alternatives Aufnahmesystem entwickelt, welches eine zuverlässigere Detektion von Schweinswalen ermöglichen soll. Grundlage des Systems ist die Kenntnis der Charakteristika der Klickgeräusche, die Schweinswale zur Orientierung und zum Beutefang benutzen. Diese Klicks treten bevorzugt im Frequenzbereich zwischen 120-160 kHz auf. Da die Aufzeichnung solcher Signale im Ultraschallbereich zu großen Datenmengen führen würde, werden im neu entwickelten System die Klickgeräusche über eine Bandbreite von 48 kHz in den Niederfrequenzbereich transformiert. Zusammen mit einem Hydrophon, einer Speisung und einem Audiorekorder konnte so ein autarkes, offshore-fähiges Aufnahmesystem realisiert werden, welches über große Zeiträume Daten sammeln kann. Das System wurde bereits offshore getestet und konnte erste Klickgeräusche aufzeichnen, die Schweinswalen zuzuordnen sind.

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Belschner, Torsten

• Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben beim Sound Design von Außengeräuschen für Elektrofahrzeuge
  M. Bodden und T. Belschner
[Abstract]

Für Fahrzeuge mit Elektroantrieb wird die Erzeugung von Außengeräuschen gesetzlich vorgeschrieben. Die entsprechenden Gesetzesentwürfe weisen eine Reihe von einzuhaltenden Vorschriften auf, die im Prozess des Sound Designs berücksichtigt werden müssen und welche die gestalterische Freiheit des Sound Designs einschränken können. Erschwerend kommt hinzu, dass die Vorschriften der unterschiedlichen Staaten voneinander abweichen. Auf der anderen Seite eröffnet die Synthese von Geräuschen die Möglichkeit, einen wiedererkennbaren Brand Sound umzusetzen. Die nach außen abgestrahlten Geräusche sind aber teilweise auch innen hörbar, sollten zum Innengeräusch passen und die Geräuschqualität dort nicht negativ beeinflussen. Die Erzeugung entsprechend typischer und interessanter Geräusche erfordert den Einsatz komplexer Geräuscherzeugungsverfahren, deren Einklang mit den gesetzlichen Vorgaben überprüft werden muss. Ein solch iterativer Prozess ist mühsam, zeitaufwendig und ineffizient. Um den Zielkonflikt zwischen den gesetzlichen Vorgaben und dem Zielgeräusch zu minimieren muss eine Bewertung der Übereinstimmung des aktuell erzeugten Geräusches mit den gesetzlichen Vorgaben direkt in den Sound Design-Prozess integriert werden. Im neosonic Sound Design Tool werden hierzu die akustischen Übertragungsfunktionen des Geräuscherzeugungssystems und des Fahrzeugeinbaus berücksichtigt. Die Übereinstimmung mit den gesetzlichen Vorschriften wird direkt im Design-Prozess abgeschätzt und eine Optimierung der Geräusche unterstützt. Die Umsetzung für ein System zur Erzeugung von Außengeräuschen wird diskutiert und anhand einiger Beispiele vorgestellt.

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Beltrán Palomo, Publio

• The Use of Numerical Prediction Tools inside the 'TSI-Noise and Vibration Comprehensive Management' Methodology to build 'Silent Ships'
  P. Beltrán Palomo, R. Salinas Mullor und A. Moreno Rodríguez
[Abstract]

Due to its impact on marine life, the abatement of the Underwater Radiated Noise (URN) by ships has become the most outstanding novelty and difficult challenge that the Shipbuilding indus-try has ever faced. Therefore, the industry is trying to provide new solutions in order to comply with the new directives and requirements having been recently developed and promoted by the EU, Ma-rine Institutions and the scientific community. In the framework of AQUO project specific full scale URN measurements of a fishing vessel have been carried out and compared with the prediction performed for the same ship with VA-One. This paper will present the correlation between the prediction and the measurements, describe how these prediction tools can be used to evaluate and optimize abatement solutions, and finally, it will detail how these tools are used inside the ”Noise & Vibration Comprehensive Management” methodology developed and currently used by the authors for the Dynamic and Acoustical Design focused on building ”Silent Ships” in compliance with the most strict Underwater Radiated Noise Requirements.s of the ship.

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Benen, Stephan

• Echoklassifizierung für Aktivsonare
  M. Buß, S. Benen, D. Kraus und A. Kummert
[Abstract]

Für eine Vielzahl von Anwendungen im Aktivsonarbereich besteht der Wunsch nach vollautomatisch arbeitenden Sensoren, die Ziele ohne manuelle Unterstützung zuverlässig detektieren. Eine besondere Herausforderung ist hierbei das gleichzeitige Erzielen einer geringen Falschalarmrate, die sich nur mit speziell optimierten Signalverarbeitungsverfahren erfüllen lässt.

In den zurzeit üblichen Aktivsonarsignalverarbeitungen wird in der Regel lediglich das Signal-zu-Rauschverhältnis und ggf. der Doppler der Echos für die Detektion genutzt. Der hier verfolgte Ansatz zum Erreichen der geringen Falschalarmrate besteht darin, weitere Merkmale der Echos zu extrahieren und anhand dieser eine Erkennung und damit Reduktion von Falschechos zu ermöglichen.

In diesem Vortrag werden Ergebnisse aus Versuchen zur aktiven Taucherdetektion, die mit dem Sonar ”Cerberus” der Firma ”ATLAS ELEKTRONIK UK” in Zusammenarbeit mit der WTD71 durchgeführt wurden, präsentiert. Es werden zunächst geeignete Merkmale der Echos und Analysen ihrer Eignung zur Trennung von Ziel- und Falschechos vorgestellt. In einem weiteren Schritt erfolgt die Kombination der Merkmale durch Trainieren eines Klassifikators. Die Performance des trainierten Klassifikators hinsichtlich seiner Eignung zur Falschalarmreduktion wird anhand von Receiver-Operating-Characteristic-Kurven dargestellt. Hierbei wird insbesondere auf die Robustheit eingegangen, indem der Klassifikator auf unterschiedliche Datensätze angewendet wird.

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Bensch, Christopher

• Explorative Bestimmung von optimal angenehmen spektralen Einhüllenden am Beispiel von Flugzeuggeräuschen
  C. Bensch, S. Töpken und S. van de Par
[Abstract]

Die spektrale Einhüllende von breitbandigen Fahrzeuginnengeräuschen ist häufig abhängig von der Position innerhalb eines Fahrzeugs und den getroffenen akustischen Maßnahmen zur Geräuschreduktion. Diese Maßnahmen stellen oft eine große technische Herausforderung dar, da sie maßgeblich zum Gewicht und damit auch zum Kraftstoffverbrauch beitragen. Für eine weitere Entwicklung akustischer Maßnahmen stellt sich die grundsätzliche Frage, wie die Rauschenergie spektral verteilt sein müßte, um möglichst angenehm bewertet zu werden. Am Beispiel von Flugzeugkabinengeräuschen ist das Ziel dieser Studie eine Exploration von spektralen Einhüllenden, die bei einem festen dB(A)-Pegel als angenehm empfunden werden. In Hörexperimenten wurde hierfür ein Einstellverfahren genutzt, welches über eine geringe Anzahl einstellbarer Parameter eine umfassende spektrale Manipulation von breitbandigen Eingangssignalen ermöglicht. Die einstellbaren Parameter waren Verstärkungsfaktoren von Filtern, die den ersten Cepstral-Koeffizienten entsprachen. Als Eingangsrauschsignale wurden weißes sowie rosa Rauschen genutzt und den Filtern lagen die Mel- sowie die Bark- Frequenzachse zugrunde. Die Ergebnisse zeigen, daß es Teilnehmenden mit diesem Verfahren möglich ist, unabhängig vom Eingangssignal und der Frequenzachse, spektrale Einhüllende reproduzierbar einzustellen, die angenehm bewertet wurden.

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Berchtenbreiter, Benedikt

• Transmission und Reflexion akustischer Wellen in Rohrleitungssystemen
  B. Berchtenbreiter, J. Müller und S. Becker
[Abstract]

Die Charakterisierung der akustischen Eigenschaften von Objekten in Rohrströmungen stellt aufgrund der Disparität der Druckskalen eine große Herausforderung dar. Der Schalldruck wird vom hydrodynamischen Druck, der um mehrere Zehnerpotenzen größer ist, maskiert und kann daher mit einzelnen Mikrofonen oder Druckaufnehmern nicht bestimmt werden. Das gelingt mit dem akustischen Multi-Port-Modell, das auf der Verwendung mehrerer Sensoren beruht. Ausgehend von der Aufspaltung des komplexen Schalldrucks in eine hin- und eine rücklaufende Welle werden die passiven Eigenschaften von Objekten in Rohrströmungen und die Schallemissionen berechnet. Die passiven Eigenschaften fassen die Transmission und Reflexion von Schallwellen zusammen. Das Multi-Port-Modell wird für die Ausbreitung der ebenen Welle unter veränderten Randbedingungen validiert. Untersuchungen mit unterschiedlichen Drucksensoranzahlen bestätigen die theoretische Annahme, dass der Einfluss von Störgrößen und Messunsicherheiten mit steigender Sensoranzahl reduziert wird. Zusätzlich werden die Auswirkungen verschiedener Randbedingungen wie beispielsweise variierender Messzeiten verringert. Um Fehler bei der Berechnung der akustischen Eigenschaften aufgrund von Modenkopplung zu minimieren, muss der axiale Abstand benachbarter Sensoren kleiner als die halbe Wellenlänge der betrachteten Frequenz sein. Die azimuthalen Sensorpositionen hingegen spielen bei der Untersuchung der ebenen Welle keine Rolle, da der Schalldruck nur entlang der Rohrachse alterniert.

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Berger, Rajko

• Adaptives Akustikelement zur temporären Anpassung des Raumklanges
  R. Berger, A. Ehrlich, S. Gelbrich, M. Klärner und L. Kroll
[Abstract]

Das adaptive Akustikelement wurde konzipiert und ausgelegt, um die Raumakustik in öffentlichen und privaten Gebäuden gezielt und individuell beeinflussen zu können. Der adaptive Absorber soll dabei einen hohen Leichtbaugrad aufweisen, um eine einfache, großflächige und variable Montage ähnlich zu Unterhangdecken zu ermöglichen. Das System dient der gezielten Beeinflussung der Nachhallzeit von Räumen sowie der Dämpfung bestimmter Frequenzbereiche zur Verbesserung der Sprachverständlichkeit. Ein einzelnes Element besteht aus einem Rahmen mit darin beweglich gelagerten Prismen zur Abstimmung des Helmholtz-Resonators auf die zu beeinflussenden Frequenzbereiche. Mittels der variablen Klappensteuerung werden ferner die wirksamen Oberflächen der Absorber und damit die Nachhallzeit des Raumes zielgerichtet verändert. Weiterhin beinhalten die Akustikelemente eine LED-Beleuchtung sowie eine variable Szenensteuerung zur Realisierung verschiedener akustischer und Beleuchungsmodi.

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Berger, Stephanie

• Winning Over an Audience – A Perception-based Analysis of Prosodic Features of Charismatic Speech
  S. Berger, O. Niebuhr und B. Peters
[Abstract]

The role of charismatic speech is gaining more and more attention in different areas, for example in business or politics, but also in phonetic research. This ongoing study investigates how certain prosodic-acoustic features affect the perception of charismatic speech in American English. It is based on the recording of two male US-American experienced speakers who were asked to complete a reading task. Unlike previous studies on charismatic speech, for example Rosenberg & Hirschberg (2005, 2009) or Niebuhr et al. (2016), the same phrase was used for both speakers and this phrase was prosodically manipulated in different parameters (mean F0, F0 range, and speech rate) using the analysis software PRAAT. While the parameters were kept at the original value for some of the resulting stimuli, they were increased and decreased for others. The stimuli along with rating possibilities on four 5-point Likert scales (”The speaker is charismatic/convincing/motivating.”; ”The speaker sounds attractive.”) were presented to American volunteers in an online-based perception experiment. The results of the experiment with the controlled manipulations should offer a better insight into which parameters are most important in order to leave listeners with the impression of a charismatic speaker.

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Berghofer, Bianca

• Untersuchung der Geräuschemissionen durch Ladevorgänge in Ladezonen von Discountern sowie an Wechselbrückenabstellplätzen von Logistikunternehmen
  S. Doll, B. Berghofer, B. Burandt, B. Heichen, J. Tchorz, W. Rothballer und B. Gigla
[Abstract]

Zur Ermittlung von Geräuschemissionsansätzen für Ladevorgänge innerhalb der Ladezonen von Discountern und für Abstell- und Aufnahmevorgänge von Wechselbrücken wurden für schalltechnische Immissionsprognosen die jeweiligen Vorgänge messtechnisch erfasst. Im Rahmen der Messungen wurden die bei Ladevorgängen an Discountern auftretenden Emissionen durch insgesamt 15 Messungen an drei verschiedenen Standorten und die bei Aufnahme und Absetzen der Wechselbrücke von einem Transportfahrzeug auftretenden Emissionen bei zwei repräsentativen Logistikunternehmen (je 7 Messtage) ermittelt. Durch Kalibrierungsrechnungen für jeden Standort unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Fahrzeugausführungen bzw. Abstell- und Aufnahmevorgänge der Wechselbrücken wurden die ermittelten Emissionen verifiziert und Ansätze für die Geräuschemissionen abgeleitet. Auf dem Poster werden die Herangehensweise sowie die Ergebnisse dargestellt.

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Bergner, Jakob

• Perception-based Investigations on the Monopole Synthesis for Reproduction of Directional Sound Sources
  J. Bergner, J. Redlich, C. Sladeczek und S. Brix
[Abstract]

Monopole synthesis provides an analytic approach to approximate the sound radiation of an arbitrary sound source by a distribution of monopole sources. Each auxiliary source is controlled by a dedicated driving function in a way that the superposition of all monopoles form the desired wave field. Since in practical applications only a finite number of monopole sources are available, artifacts arise.

This work focuses on the human auditory perception of directional sources approximated by monopole synthesis. For this the directional behavior of a real sound source is measured, analyzed, resynthesized and auralized. To get a practical understanding of how the approach could be used for interactive virtual acoustic environments, listening tests are conducted. Some first results will be presented in this work.

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Bernasconi, Angelo

• Untersuchung der akustischen Alterung von Belägen nach SPB-Verfahren unter Berücksichtigung der vor Ort bestimmten Temperatur- und Geschwindigkeitskoeffizienten
  A. Bernasconi, N. Notari und D. Bozzolo
[Abstract]

Die Lärmemissionen von Fahrzeugen entlang der Autobahnen A2 und A13 in der Schweiz werden an vier fixen Standorten nach der ”Statistical Pass-By” (SPB) Methode vollautomatisch erfasst und ausgewertet. Zusammen mit dem Lärm werden Verkehrseigenschaften und meteorologische Grössen gemessen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden anhand der an den verschiedenen Standorten gemessenen Daten die Einflüsse der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lufttemperatur und des Alters des Belages auf die Lärmemissionen der Vorbeifahrten untersucht. Ein Modell wurde erstellt, welches den Zusammenhang zwischen dem mittleren Dauerschallpegel der Vorbeifahrten und den betrachteten Parametern beschreibt. Für jeden Messstandort und jede Fahrzeugkategorie wurde das Modell an den gemessenen Daten der Vorbeifahrten gefittet und damit die zugehörigen Koeffizienten (Temperatur, Geschwindigkeit und Alterung) bestimmt. Die angewandte mathematische Methode hat eine gleichzeitige Bestimmung der verschiedenen Einflüsse auf die Lärmemissionen erlaubt. Dank der riesigen Menge gesammelter Lärmdaten (275’011 Vorbeifahrten wurden untersucht) konnte man statistisch relevante Aussagen für die Fahrzeugkategorien Personenwagen, Lieferwagen und Lasten- und Sattelzüge machen. Die Ergebnisse haben insbesondere gezeigt, dass die erhaltenen Temperaturkoeffizienten im absoluten Wert tendenziell grösser als die üblicherweise in der Schweiz benutzten Korrekturfaktoren sind. Die entwickelte Methodologie wurde auch benutzt, um die Lärmemissionen von Winter- und Sommerreifen zu vergleichen und die Richtungsabhängigkeit der Lärmemissionen von Personenwagen zu untersuchen.

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Berzborn, Marco

• The ITA-Toolbox: An Open Source MATLAB Toolbox for Acoustic Measurements and Signal Processing
  M. Berzborn, R. Bomhardt, J. Klein, J.-G. Richter und M. Vorländer
[Abstract]

The ITA-Toolbox has been developed at the Institute of Technical Acoustics in order to provide unified measurement routines to researchers and students and ensure consistent data formats. Since 2011 it is available for everyone. Recently, the authors decided to migrate development to a public source code repository and give open source developers the opportunity to contribute to the project. The ITA-Toolbox supports simultaneous measurements of multiple channels using standard audio interfaces and automated control of equipment such as pre-amplifiers or turntables via MIDI or OSC. Many measurement routines such as the measurement of room acoustic parameters or the absorption coefficient are implemented. Measurement results are stored in an own encapsulated audio format together with metadata such as signal properties, spatial information and physical units. The audio format allows for easy plotting, modification and export to other common formats. In addition to the measurement routines the new version also implements the image sources method and the finite element method for numerical simulations. Various commonly used signal- and post-processing methods such as the spherical harmonics, beamforming or HRTF analysis are also available. This talk will give an introduction into the toolbox’ core features and some of it’s applications.

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• Processing of Time Variant Multiple Input Multiple Output Room Impulse Responses
  J. Klein, M. Berzborn und M. Vorländer
[Abstract]

Room impulse responses measured with MIMO (Multiple Input Multiple Output) systems offer a wide range of possibilities for the acoustical analysis of rooms. MIMO systems, composed of a loudspeaker array and a microphone array of a high order allow for the detailed analysis of the properties of single reflection paths, facilitating architectural planning and the transfer of a room into virtual reality.

High order arrays require a large number of sources and receivers. Due to the small dimensions of a single microphone it is rather straight forward to construct a microphone array with a high density of receivers. Loudspeakers have a comparatively large diameter and require a certain enclosed air volume, rendering the construction of an array with a high source density virtually impossible. To still achieve a high density of sources for a high order MIMO measurement it is one strategy to displace the loudspeakers and thus create additional sources. The sequential procedure consisting of measurement and source displacement can take a large amount of time. Recent publications have shown, that even in a short time period the propagation properties within a room can change significantly. This publication discusses methods to compensate for the time variances and their results.

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Bethke, Christian

• Voruntersuchungen zur Durchführung eines Schallleistungs-Ringversuchs
  V. Wittstock und C. Bethke
[Abstract]

Der Schallleistungspegel ist die wichtigste Kenngröße der Luftschallemission. Er wird in verschiedenen europäischen und nationalen Regelungen zum Arbeits-, Umwelt- und Verbraucherschutz verwendet. Die Messung des Schallleistungspegels erfolgt nach internationalen Normen, wobei die Unsicherheit der Messung derzeit durch die Vergleichs-Standardabweichung aus Ringversuchen geschätzt wird. Langfristig ist vorgesehen, eine individuelle Unsicherheitsermittlung durch Rückführung auf Primärnormale zu ermöglichen. Zur Absicherung der Unsicherheits-Werte und zur Untersuchung der Vor- und Nachteile einer Rückführung auf Primärnormale wird von der PTB ein Ringversuch zur Schallleistung geplant. Im Vortrag werden die wesentlichen Aspekte des Ringversuchs, wie die Auswahl der Quellen, der Messverfahren, der Frequenzauflösung und des Frequenzbereichs vorgestellt sowie Ergebnisse erster Testmessungen diskutiert.

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• Sound power determination of realistic sources based on the substitution method and sound intensity measurements
  S. Brezas, C. Bethke und V. Wittstock
[Abstract]

Current deficiencies of sound power metrology may be improved by applying the concept of traceability. This approach was investigated within a European Metrology Research Programme (EMRP) project. For the traceability chain, an aerodynamic reference sound source (RSS) was used as transfer standard and the substitution method was applied where the device under test is substituted by the transfer standard. The advantages of sound intensity concerning field measurements were taken into consideration and this quantity was chosen for the implementation of the substitution method. Three realistic sources of various frequency content were selected. The influence of the enveloping surface was studied in a hemianechoic room for both hemispherical and box shaped surfaces, while the sound power was determined along with the uncertainties related to the surface shape. Additionally, the influence of the surrounding environment was investigated. Apart from a hemianechoic room, five more spaces of varying absorption were used. The sound power and the corresponding uncertainty were determined. All calculations were performed in narrow frequency bands and in one-third octave bands.

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Betke, Klaus

• Entwicklung und Evaluation eines Systems zur akustischen Detektion von Schweinswalen
  H. Schoof, H. Holst, U. Simmer, R. Matuschek, K. Betke, S. Gündert, M. Blau und M. Bellmann
[Abstract]

Bei der Rammung von Stahlfundamenten mittels Impulsrammverfahren in den Meeresboden wird Unterwasserschall erzeugt, der das Gehör mariner Säugetiere schädigen kann. Zum Schutz vor Schäden durch impulshafte Schallereignisse legt das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) mit einem dualen Kriterium Grenzwerte fest. Durch Vergrämungsmaßnahmen werden marine Säugetiere vor Baubeginn aus der unmittelbaren Gefährdungszone vertrieben. Mittels Schweinswal-Klickdetektoren mit definierter Mustererkennung wird dieser Bereich auch während der Rammung überwacht. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Detektion von Schweinswalen durch diese Klickdetektoren nicht immer eindeutig war. Deshalb wurde ein alternatives Aufnahmesystem entwickelt, welches eine zuverlässigere Detektion von Schweinswalen ermöglichen soll. Grundlage des Systems ist die Kenntnis der Charakteristika der Klickgeräusche, die Schweinswale zur Orientierung und zum Beutefang benutzen. Diese Klicks treten bevorzugt im Frequenzbereich zwischen 120-160 kHz auf. Da die Aufzeichnung solcher Signale im Ultraschallbereich zu großen Datenmengen führen würde, werden im neu entwickelten System die Klickgeräusche über eine Bandbreite von 48 kHz in den Niederfrequenzbereich transformiert. Zusammen mit einem Hydrophon, einer Speisung und einem Audiorekorder konnte so ein autarkes, offshore-fähiges Aufnahmesystem realisiert werden, welches über große Zeiträume Daten sammeln kann. Das System wurde bereits offshore getestet und konnte erste Klickgeräusche aufzeichnen, die Schweinswalen zuzuordnen sind.

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Betz, Simon

• Phone elasticity in disfluent contexts
  J. Voße, S. Betz und P. Wagner
[Abstract]

Our project explores the phonetic realization of disfluencies in conversational synthetic speech. Such disfluencies frequently occur in natural conversations between human interlocutors and have proven to be helpful in incremental dialogue systems, e.g. to prevent barge-ins or signal the ongoing language planning. Lengthening can be synthesized with high sound quality with free synthesis software. One question is how to best distribute the lengthening on the target syllable. Campbell & Isard proposed the ”elasticity hypothesis” to distribute durational changes over the segments of a syllable, based on mean phone durations and their standard deviations. While the basic form of the elasticity hypothesis proposes a balanced distribution over the syllable with the phone’s elasticity being the only constraint, a corpus study on disfluent lengthening revealed differing behavior. It appears that disfluent lengthening is often not pre-planned by the speaker so that the ideal and balanced distribution over the syllable is not realizable. Rather one particular phone is selected where the lengthening centers on. Our aim is to build a model that takes these constraints into account and is able to predict the distribution of disfluent lengthening by selecting the best available phone with respect to its phonetic properties.

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Beutner, Dirk

• Akustomechanische Eigenschaften xenogenetischer Collagenscaffolds als künstliche Trommelfelle
  D. Pazen, K. Gosz, D. Schwarz, M. Nünning und D. Beutner
[Abstract]

Das menschliche Trommelfell ist in der Lage, kleine Perforationen und Rupturen selbst zu heilen. Bei größeren Verletzungen oder chronischen Defekten kann eine Rekonstruktion durch eine Myringoplastik erforderlich werden. Hierzu werden häufig autologe Materialien wie beispielsweise Knorpel oder Knorpelhaut verwendet. Um insbesondere bei Revisionseingriffen deren Entnahme zu vermeiden, kann auf allogene biokompatible Materialien für die Trommelfellrekonstruktion zurückgegriffen werden, welche bei der Ausheilung als Trägerstruktur dienen. Dazu haben sich beispielsweise Scaffolds aus dezellularisiertem Knorpel aus der Nasenscheidewand von Schweinen hinsichtlich der Biokompatibilität als prinzipiell geeignet erwiesen.

In dieser Studie werden die akustischen Eigenschaften solcher Scaffolds untersucht und mit menschlichen Trommelfellen, Knorpel und Knorpelhaut vergleichen. Zunächst wird die schallinduzierte Volumenschnelle der Scaffolds mit einem Scanning Laser Vibrometer gemessen. Damit wird deren dynamisches Schwingungsverhalten sowohl bei atmosphärischem Druck als auch bei statischen Unterdrücken in einem künstlichen Gehörgang untersucht. Zusätzlich wird die Auslenkung der Scaffolds bei quasistatischen Luftdruckänderungen gemessen.

Die gemessenen Volumenschnellen und Auslenkungen der Scaffolds weisen eine hohe Übereinstimmung mit menschlichen Trommelfellen auf. Im Vergleich mit bisher gebräuchlichen autologen Materialien zeigt sich, dass die Scaffolds einen guten Kompromiss zwischen Schwingungsfähigkeit bei atmosphärischen Luftdruck und Stabilität bei statischem Unterdruck darstellen. Damit sind sie eine vielversprechende Alternative als zukünftiger Ersatz autologen Materials bei Trommelfellrekonstruktionen.

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Beyer, Justus

• Impact of Spatial Audio Presentation on the Quality of Experience of Computer Games
  T. Hedke, J. Ahrens, J. Beyer und S. Möller
[Abstract]

We present the results of a user study on the influence of spatial audio presentation on the Quality of Experience (QoE) in computer games. The tested scenarios were three custom-designed scenarios of the game ”Doom 3” played from a first-person point of view. Each scenario was presented to the subjects with stereo presentation through loudspeakers, the stereo signals played directly through headphones, and head-tracked binaural presentation over headphones. QoE as well as other perception-related quantities were measured using a set of questionnaires. 23 subjects participated in the study. The results show that the increased amount of spatial information and spaciousness in head-tracked binaural presentation do not generally increase the quality of experience but have a scenario-dependent impact on some related perceptual quantities.

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Biebl, Florian

• Schallemissionen in Gleisbögen – Abschätzung von Korrekturfaktoren für die Lärmprognose
  T. Maly, H. Hoislbauer und F. Biebl
[Abstract]

In engen Gleisbögen können Schienenfahrzeuge tonale oder/und breitbandig hochfrequente Kurvengeräusche hervorrufen, welche für die betroffenen Anrainer eine besondere Lärmbelästigung darstellen. In einem geförderten Projekt wurden die Auftrittshäufigkeiten dieser Geräuschkomponenten und deren Abhängigkeiten von wesentlichen Einflussfaktoren näher untersucht, sowie Korrekturfaktoren zur Lärmprogose abgeschätzt. Mittels infrastrukturseitiger Messungen durch das automatisierte Messsystem acramos® wurden Schallemissionen an repräsentativen Gleisbögen mit unterschiedlichen Radien (256m, 310m und 440m) sonst jedoch mit vergleichbaren Oberbaueigenschaften erfasst. Zur Auswertung der großen Anzahl an Vorbeifahrten (14213 Züge) wurde ein Algorithmus zur automatisierten Erkennung von auffälligen Geräuschkomponenten entwickelt. Dieser nutzt unbewertete Terzpegelzeitverläufe der Vorbeifahrten um breitbandige Erhöhungen (kennzeichnend für Spurkranzanlauf) und tonale Komponenten (kennzeichnend für Bogengeräusche verursacht durch lateralen Stick-Slip Effekt am Schienenkopf) zu identifizieren. Anhand dessen werden für die betrachteten Bogenradien, Zugkategorien und Geschwindigkeitsbereiche frequenzabhängige Korrekturfaktoren für akustisch auffällige Bogenfahrten abgeleitet. Dabei werden zwei verschiedene Ansätze verfolgt und deren Ergebnisse interpretiert: zum einen werden die mittleren längenbezogenen Schallleistungspegel von auffälligen und unauffälligen Fahrten einander direkt gegenüber gestellt. Zum anderen werden bei auffälligen Vorbeifahrten erkannte Bereiche erhöhter Schallemissionen in den Terzpegelzeitverläufen ausgeblendet und dadurch längenbezogene Schallleistungspegel derselben Vorbeifahrten ohne Auffälligkeiten näherungsweise bestimmt. Die mittleren Emissionen akustisch unauffälliger Vorbeifahrten, wie auch die ermittelten Korrekturfaktoren werden zudem mit Werten der ONR 305011 verglichen.

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Bienert, Jörg

• Untersuchung zur akustischen Wirkung von Photovoltaik-Modulen
  C. Hiltner und J. Bienert
[Abstract]

Motiviert durch einen geplanten dreispurigen Ausbau der Bundesstraße B16 nahe der Gemeinde Weichering (Oberbayern), entstand die Idee, neben der systemimmanenten Energieerzeugung auch den möglicherweise vorhandenen akustischen Effekt einer Photovoltaik-Anlage zu nutzen, um den Straßenlärm zu minimieren. Hierzu wurde im Rahmen eines Studentenprojekts der Technischen Hochschule Ingolstadt die akustische Wirkung von Photovoltaik-Modulen untersucht, wenn diese auf einem Lärmschutzwall positioniert werden. Mithilfe eines maßstabsgetreuen Modells, welches sowohl den bereits vorhandenen Lärmschutzwall, als auch die PV-Module darstellte, wurden gemäß der statistischen Versuchsplanung Messungen durchgeführt. Aufgrund des skalierten Aufbaus im Maßstab 1:12 musste das relevante Frequenzspektrum auf 24 kHz angepasst werden, welches somit über die menschliche Hörschwelle reichte. Damit konnte der reale Frequenzbereich bis 2 kHz abgedeckt werden, was dem Großteil des Pegels des Verkehrslärms entspricht. Durch eine gezielte Materialauswahl wurden die akustischen Eigenschaften hinsichtlich Absorptions- und Dämmverhalten im skalierten Frequenzbereich reproduziert. Mithilfe eines geeigneten Schallwandlers wurde das Modell anschließend im notwendigen Frequenzbereich beaufschlagt. Durch Variation der Bauzustände konnte die Zusatzwirkung für die Dämmung im 96th Oktav-Spektrum untersucht und anschließend ausgewertet werden. Der sich durch die Anbringung von PV- Modulen an Lärmschutzwällen ergebende Vorteil beträgt bei einreihiger Ausführung bis zu 2 dB, bei doppelreihiger Aufstellung sogar bis zu 4 dB Schalldruckpegel-Senkung.

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Biermeier, Thomas

• Ermittlung eines Zielklanges für Fahrzeugklimatisierungsgeräusche
  A. Logdesser, T. Biermeier, S. Hohls, S. Münsterjohann und S. Becker
[Abstract]

Geräuschreduktionsmaßnahmen des Motors und die verbesserte Dämmung der Fahrerkabine führen dazu, dass Reifen-, Wind- und Motorgeräusche in der Fahrgastzelle gedämpft werden. Nebenaggregate, wie das Klimagerät, dominieren somit das Schallfeld. Da die Geräuschkulisse im Fahrzeuginnenraum maßgeblich zum Komfortempfinden des Fahrers beiträgt, muss das Klimatisierungsgeräusch gezielt gestaltet werden. Es existiert bereits eine Vielzahl an Versuchsreihen, in denen Probanden vorhandene Klimatisierungsgeräusche im Hinblick auf ihre Präferenz und anderen Merkmalen miteinander vergleichen. Aus diesen Urteilen werden Richtlinien zur Verbesserung der Geräuschqualität abgeleitet. In dieser Untersuchung wird eine Methode vorgestellt, in der Versuchspersonen das vorhandene Klimatisierungsgeräsuch interaktiv gestalten können. Um eine realistische Versuchsumgebung zu erhalten, wird ein Hörversuch in einem Fahrzeug durchgeführt. Als Schallquelle werden Lautsprecher verwendet, die in den Ausströmern des Klimageräts angebracht sind. Das abgespielte Geräusch wird von den Versuchspersonen so modifiziert, dass es ihren Präferenzen entspricht. Aus der Gesamtheit an Veränderungen werden Richtlinien zur Optimierung des Geräusches abgeleitet. Da die Lautheit im Vorfeld als dominierender Parameter für die Präferenz identifiziert wurde, wird dieser im Rahmen des Versuchs konstant gehalten. Die Untersuchung ergab, dass die Versuchspersonen eine Anhebung tiefer Frequenzen und eine leichte Absenkung im höherfrequenten Bereich bevorzugen. Diese Änderung resultiert in einer Reduktion der Schärfe und Erhöhung des Artikulationsindex.

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Bietz, Heinrich

• Charakterisierung von Hammerwerken für horizontale Anregung
  H. Bietz und V. Wittstock
[Abstract]

Zur Prognose von Schwingungsübertragungen in Gebäudestrukturen werden zunehmend vibroakustische Eigenschaften von Wänden als Eingangsgrößen benötigt. Beispiele für solche Prognosen sind der Entwurf der EN 12354 Teil 5 und die DIN 7396 ”Bauakustische Prüfungen - Prüfverfahren zur akustischen Kennzeichnung von Entkopplungselementen für Massivtreppen” (Juni 2016). Zur Messung von Wänden wird eine genormte Quelle vergleichbar dem Norm-Trittschallhammerwerk benötigt, die aber im Gegensatz zu diesem eine Anregung des Bauteils in horizontaler Richtung erlaubt. Die zurzeit auf dem Markt befindlichen Geräte arbeiten entweder elektrodynamisch oder nach dem Prinzip eines Pendelhammers. Hier stellt sich die Frage, ob sich diese Quellen hinsichtlich ihrer Eignung charakterisieren lassen, und ob eine Umrechnung zwischen verschiedenen Quellen möglich ist. Um diese Fragestellungen näher zu untersuchen, wurden einige dieser Geräte hinsichtlich ihrer Quellgrößen (Quellmobilität, Kurzschlusskraft, erzeugtes Spektrum) betrachtet und miteinander verglichen. Die hierbei gewonnenen Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.

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Bischof, Thomas

• Improvement of the Blocked Force method by considering the cross & moment mobilities
  L. Trampus und T. Bischof
[Abstract]

As an improvement and upgrade to the widely used Transfer Path Analysis method for structure borne sound characterization, a relatively new Blocked Force method was described by Andrew Elliott in [1]. Blocked force is an independent source property, therefore it remains the same, for one kind of source structure at certain load case, even if we change the receiver structure.

During our research it was found out, that inclusion of rotational degrees of freedom has an important role when obtaining blocked forces and using them to predict the receiver response, especially in the case of rigid coupling elements.

The aim of this poster presentation is to show to which extend the finite difference method [1] for obtaining cross & moment mobilities is usable and where are its limits. The method is tested by FE simulations on a beam structure. Effect of a connection area size, source and receiver bending stiffness, coupling element stiffness and distance between remote and connection point on the accuracy of calculated blocked forces will be analysed and shown in this poster.

[1] A. Elliott: Characterisation of structure borne sound sources in-situ: Ph.D. Thesis, University of Salford, UK, 2009.

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Bitzer, Joerg

• Echtzeitfähiges Binaurales Rendering mit Bewegungssensoren von 3D-Brillen
  H. Jaeger, J. Bitzer, U. Simmer und M. Blau
[Abstract]

Die Einführung von 3D-Brillen bringt echtzeitfähige Hardware zur Verfolgung der Kopfbewegung auf den Verbrauchermarkt. Mit einem entsprechend ausgelegten Softwaredesign lässt sich ein einfach zu nutzendes und weitgehend Plattform-unabhängiges Programm zur Echtzeit-Darbietung von Kopfübertragungsfunktionen realisieren. Im vorgestellten Projekt wird dazu die Sensortechnik einer ”Oculus Rift DK2” genutzt. Die auf der partitionierten Faltung basierende Verarbeitungsstrategie bei der Implementierung der entsprechenden Filter weist eine hohe Effizienz und gute Gesamtlatenz auf. Neben der Anwendung zur Darbietung virtueller Quellen können auch Aufnahmen eines virtuellen Kustkopfes zum rendern genutzt werden. Diese Technik nutzt Daten eines speziellen Multikanal-Mikrofonarrays und kombiniert seine einzelnen Spuren mit vorverarbeiteten Kopfübertragungsfunktionen. Das Ergebnis ist eine stabilisierte binaurale Wiedergabe, die die aktuelle Kopfposition mit berücksichtigt. Die Daten der Übertragungsfunktionen werden im .sofa-Format (AES69-2015) zugeführt und sind somit einfach austauschbar. In einem weiteren Schritt kann nun die akustische VR mit der visuellen VR gekoppelt werden.

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Blau, Matthias

• Entwicklung und Evaluation eines Systems zur akustischen Detektion von Schweinswalen
  H. Schoof, H. Holst, U. Simmer, R. Matuschek, K. Betke, S. Gündert, M. Blau und M. Bellmann
[Abstract]

Bei der Rammung von Stahlfundamenten mittels Impulsrammverfahren in den Meeresboden wird Unterwasserschall erzeugt, der das Gehör mariner Säugetiere schädigen kann. Zum Schutz vor Schäden durch impulshafte Schallereignisse legt das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) mit einem dualen Kriterium Grenzwerte fest. Durch Vergrämungsmaßnahmen werden marine Säugetiere vor Baubeginn aus der unmittelbaren Gefährdungszone vertrieben. Mittels Schweinswal-Klickdetektoren mit definierter Mustererkennung wird dieser Bereich auch während der Rammung überwacht. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Detektion von Schweinswalen durch diese Klickdetektoren nicht immer eindeutig war. Deshalb wurde ein alternatives Aufnahmesystem entwickelt, welches eine zuverlässigere Detektion von Schweinswalen ermöglichen soll. Grundlage des Systems ist die Kenntnis der Charakteristika der Klickgeräusche, die Schweinswale zur Orientierung und zum Beutefang benutzen. Diese Klicks treten bevorzugt im Frequenzbereich zwischen 120-160 kHz auf. Da die Aufzeichnung solcher Signale im Ultraschallbereich zu großen Datenmengen führen würde, werden im neu entwickelten System die Klickgeräusche über eine Bandbreite von 48 kHz in den Niederfrequenzbereich transformiert. Zusammen mit einem Hydrophon, einer Speisung und einem Audiorekorder konnte so ein autarkes, offshore-fähiges Aufnahmesystem realisiert werden, welches über große Zeiträume Daten sammeln kann. Das System wurde bereits offshore getestet und konnte erste Klickgeräusche aufzeichnen, die Schweinswalen zuzuordnen sind.

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• High spatial resolution binaural sound reproduction using a virtual artificial head
  M. Fallahi, M. Hansen, S. Doclo, S. van de Par, V. Mellert, D. Püschel und M. Blau
[Abstract]

In Rasumow et al. [2016, IEEE TASLP, Vol. 24, pp. 215-225] it was shown that spatial directivity patterns of different individual binaural HRTFs can be synthesized using a single microphone array and individualized digital filtering. To determine the filter coefficients for the microphone array, a narrow-band least-squares cost function was minimized for a limited number of 24 horizontal directions, where the robustness against microphone position deviations and self-noise could be improved by imposing a constraint on the average white noise gain. As a result, a more robust performance was also obtained at intermediate directions that were not included in the optimization, however at the cost of a general loss of synthesis accuracy. Here, we present a new approach by imposing limits on the synthesis error, resulting in a constrained optimization problem. Simulation results show that the synthesis error can be kept to less than 2 dB up to 8 KHz for a 2 degree resolution grid in the horizontal plane. In addition, the constraint-based approach appears to be well suited to optimize other system parameters such as microphone topology, and to extend the horizontal plane perception to the full 3-D space.

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• Echtzeitfähiges Binaurales Rendering mit Bewegungssensoren von 3D-Brillen
  H. Jaeger, J. Bitzer, U. Simmer und M. Blau
[Abstract]

Die Einführung von 3D-Brillen bringt echtzeitfähige Hardware zur Verfolgung der Kopfbewegung auf den Verbrauchermarkt. Mit einem entsprechend ausgelegten Softwaredesign lässt sich ein einfach zu nutzendes und weitgehend Plattform-unabhängiges Programm zur Echtzeit-Darbietung von Kopfübertragungsfunktionen realisieren. Im vorgestellten Projekt wird dazu die Sensortechnik einer ”Oculus Rift DK2” genutzt. Die auf der partitionierten Faltung basierende Verarbeitungsstrategie bei der Implementierung der entsprechenden Filter weist eine hohe Effizienz und gute Gesamtlatenz auf. Neben der Anwendung zur Darbietung virtueller Quellen können auch Aufnahmen eines virtuellen Kustkopfes zum rendern genutzt werden. Diese Technik nutzt Daten eines speziellen Multikanal-Mikrofonarrays und kombiniert seine einzelnen Spuren mit vorverarbeiteten Kopfübertragungsfunktionen. Das Ergebnis ist eine stabilisierte binaurale Wiedergabe, die die aktuelle Kopfposition mit berücksichtigt. Die Daten der Übertragungsfunktionen werden im .sofa-Format (AES69-2015) zugeführt und sind somit einfach austauschbar. In einem weiteren Schritt kann nun die akustische VR mit der visuellen VR gekoppelt werden.

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Blauert, Jens

• Aufmerksam hören
  J. Blauert und T. Walther
[Abstract]

Ingenieurmodelle des Hörens beziehen in steigendem Maße kognitive Funktionen mit ein, die z.B. Entscheidungen und/oder Bewertungen vornehmen. Hierbei steht das Phänomen der ”Aufmerksamkeit (Attention)” in Hinblick auf eine Reihe von aktuellen technischen Anwendungen zur Modellierung an. In diesem Beitrag werden zur Vorbereitung der Modellierung Grundlagenkenntnisse über das aufmerksame Hören von Menschen zusammengestellt und unter dem Gesichtspunkt möglicher technischer Anwendung diskutiert − zum Beispiel in Zusammenhang mit Hörgeräten, Robotern, und Sprach- und Geräuscherkennern, und Qualitätsschätzern. Abschließend wird über ausgewählte Modellansätze referiert, welche bereits implementiert wurden. Dieser Beitrag wurde im Rahmen des EU-Projektes ”TWO!EARS” (twoears.eu) erarbeitet.

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Blech, Christopher

• Systematische Untersuchung mathematischer Korrelationskriterien im Frequenzbereich
  C. Blech und S. Langer
[Abstract]

Die mechanische Modellbildung komplexer Strukturen sowie die Lösung dieser mit Hilfe numerischer Verfahren bedarf stets einer Validierung. Um die Validität eines mechanischen Ersatzmodells zu zeigen, muss eine Zieldefinition sowie ein standardisierter Vergleich mit einem Experiment oder einem höherwertigen Modell erfolgen. Dafür werden neben einfachen optischen Abgleichen oft mathematische Korrelationskriterien wie FDAC (Frequency Domain Assurance Criterion) oder FRAC (Frequency Response Assurance Criterion) herangezogen. Es ergeben sich reelle Werte zwischen 0 (keine Korrelation) und 1 (ideale Korrelation), um beispielsweise ein automatisiertes model parameter updating zu erlauben. Um mathematische Korrelationskriterien im Rahmen einer Validierung zu nutzen, müsste ein Zielwert defniert werden, ab welchem das untersuchte Modell als valide angenommen werden kann. Dieser Beitrag untersucht mit Hilfe systematischer Anwendungen der genannten Kriterien an Fallbeispielen von Strukturantworten im Frequenzbereich, ob eine Zieldefiniton auf Basis solcher mathematisch geprägter Kriterien möglich ist. Es werden Anforderungen an ein Korrelationskriterium in der Akustik formuliert, anhand welcher die Anwendbarkeit eingeschätzt werden kann. Abschließend werden Verbesserungsvorschläge und der Ansatz für ein neues Kriterium aufgezeigt.

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Bleiholder, Stefan

• Creating realistic stimuli for testing subjective speech quality in noisy conditions
  M. Soloducha, A. Raake, S. Bleiholder, J. Reimes und F. Kettler
[Abstract]

In this study, subjective listening test results are reported where quality of speech transmission in silent and noisy environment conditions are addressed. The aim was to design a laboratory experiment in a way that it reflects the real-life scenarios as precisely as possible. For this reason, a range of recordings and impulse response measurements have been performed with real VoIP terminals and mobile phone mockup mounted on a dummy head. The environmental noise was simulated with the loudspeaker system and the noise recordings according to ETSI TS 103 224. The existing Lombard speech database served as the basis for speech stimuli (Sołoducha et al., DAGA 2016). Moreover, different noise suppression techniques were applied to the stimuli. The listening test has been conducted following ITU-T Recommendation P.835. This paper presents the experimental results and discusses the influence of realistic conditions and speech data in quality testing.

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• Auditory Assessment of Super-Wideband Echo Disturbances
  S. Bleiholder und F. Kettler
[Abstract]

As speech transmission technologies advance, new types of impairments are introduced and existing impairment characteristics change. In order to anticipate the influence of superwide-band transmission, this contribution describes experiments to expand the scalable objective echo assessment method to the upcoming superwideband use case. Similar to the develop-ment of a perception based echo assessment model for narrowband and wideband, a third party listening test according to ITU-T P.831 was conducted judging the annoyance of resid-ual echo disturbances on a five-point DCR scale in the superwideband context. Four different significant echo characteristics were varied for the listening examples, i.e. echo delay and attenuation, non-linear distortions and echo coloration. A total set of 180 conditions, i.e. 720 sentences, speech material of male and female speakers, was presented to 43 test subjects. The mean opinion scores acquired by this listening tests are analyzed and matched against the preliminary superwideband extended echo assessment method. Disturbances caused by narrowband, wideband and superwideband spectral echo content are directly compared.

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Bleisteiner, Marcus

• Tomografische Rekonstruktion der Raumtemperaturverteilung aus einer Raumimpulsantwort
  A. Raabe, M. Bleisteiner und P. Holstein
[Abstract]

Die Lufttemperatur kann mithilfe von akustischen Laufzeitmessungen ermittelt werden, wenn die Strecken auf denen sich der Schall ausbreitet bekannt sind. Durchqueren mehrere Schallstrecken einen Raum, so kann mit einem tomografischen Rekonstruktionsverfahren eine Verteilung der Lufttemperatur in diesem Raum ermittelt werden. In dem hier gezeigten Beispiel werden Modelle der geometrischen Raumakustik genutzt, um Schallstrecken unter der Berücksichtigung von Reflexionen an den Raumwänden, zu identifizieren. Die zu den Ausbreitungswegen gehörenden Laufzeiten werden aus einer gemessenen Raumimpulsantwort abgeleitet. Zeitliche Varianzen in den Raumimpulsantworten werden als eine Veränderung der Lufttemperatur bzw. der Strömungsverhältnissen interpretiert. Im Experiment kann gezeigt werden, dass die Erfassung der räumlich und zeitlich aufgelösten Entwicklung der Raumtemperatur mit lediglich einem Lautsprecher und einem Mikrofon möglich ist. Wenn die Raumluftströmungen eine untergeordneten Einfluss haben, dann kann so eine dreidimensionale, akustische Überwachung der Raumlufttemperatur mit einem sehr geringen Einsatz an Messtechnik realisiert werden kann. Dieses Verfahren ist dazu geeignet, Informationen für Steuerungsmaßnahmen für die Raumklimatisierung bereitzustellen. So können diese Informationen als Basis für die Raumklimasteuerung dienen was als Beitrag für einen effizienten Energieeinsatz angesehen werden kann. Bleisteiner, M., Barth, M., Raabe, A.: Tomographic reconstruction of indoor spatial temperature distributions using room impulse responses, Meas. Sci. Technol. 27 (2016) 035306 (10pp), doi:10.1088/0957-0233/27/3/035306

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Blickensdorff, Johannes

• Ein akustischer Designprozess für innovative Antriebe im Automotive-Bereich
  J. Blickensdorff und M. Nichols
[Abstract]

Im schnell wachsenden Bereich der E-Mobilität stellen Betriebsgeräusche und Vibrationen für akustisch ansprechende Mobilitätslösungen immer noch eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar. Im Gegensatz zu traditionellen Verbrennungssystemen können Geräusche mit unerwarteter Klangstruktur oder Zeitverlauf das gewünschte Fahrerlebnis und damit auch das vermittelte Markenversprechen empfindlich stören und die Akzeptanz beim potentiellen Kunden gefährden. Die in elektrischen Antrieben erzeugten Magnetkräfte regen die sie umgebenden mechanischen Strukturen zu Schwingungen an, welche sich über verschiedene Transferpfade im Fahrzeug ausbreiten. Dieser Körperschall geht in der Fahrgastzelle in Luftschall über und wird von den Insassen wahrgenommen.

Ein holistischer akustischer Designprozess wird am Beispiel des Schaeffler E-Wheel Drive (E WD) vorgestellt. Hierbei handelt es sich um einen elektrischen Radnabenantrieb, der im Rahmen der Schaeffler Gruppenstrategie ”Mobility for Tomorrow” in Zusammenarbeit mit der Ford Motor Company entwickelt wurde.

Mit den in diesem holistischen Ansatz entwickelten Methoden lassen sich die Ursachen von Luft- und Körperschall elektrischer Antriebe sowie deren Transferpfade in den Innenraum des Fahrzeugs untersuchen und das akustische Verhalten bei konstruktiven Veränderungen des Produktes deutlich besser vorhersagen und bewerten.

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• Betriebsgeräuschsynthese von permanenterregten Synchronmaschinen – Ein Ansatz für eine akustische Prognose in frühen Entwicklungsphasen
  J. Blickensdorff, M. Nichols und J. Wünsch
[Abstract]

Das Thema E-Mobilität rückt seit Jahren immer stärker in den Fokus der Öffentlichkeit. Während vor allem über Nachhaltigkeit und Reichweite diskutiert wird, stellen NVH-Phänomene eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar.

In einer laufenden Masterarbeit wurde ein Signalgenerator entworfen, welcher den abgestrahlten Luftschall von permanenterregten Synchronmaschinen (PMSM) anhand einer frei definierbaren Motortopologie nachbildet. Die synthetisierten Geräusche zeigen eine sehr gute Korrelation mit Luftschallaufzeichnungen aus einem Testfahrzeug mit Radnabenantrieb (Schaeffler E-Wheel Drive).

Ziel hierbei ist die psychoakustische Bewertung von Antriebsgeräuschen, um so bereits in der Entwicklungs- und Auslegungsphase Designempfehlungen und Vorgaben für akustische Zielwerte liefern zu können.

Der wesentliche Vorteil dieses Ansatzes liegt in der Gestaltungsfreiheit und Geschwindigkeit der Geräuschsynthese, welche nicht aus nachbearbeiteten in situ Messdaten oder zeitaufwändigen numerischen Multiphysics-Berechnungen gewonnen werden muss.

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Blumrich, Reinhard

• Methodology for unsteady wind noise measurements in an aeroacoustic full-scale wind tunnel
  R. Blumrich, M. Riegel und M. Helfer
[Abstract]

Die aeroakustische Entwicklung von Pkw wird weiterhin hauptsächlich in nieder-turbulenter Anströmung in Windkanälen durchgeführt. Auf der Straße ist die Anströmung jedoch durch Seitenwindböen, vorausfahrende Fahrzeuge o.ä. gestört. In jüngerer Vergangenheit hat die Sensibilisierung für diese Effekte bei realer Straßenfahrt deutlich zugenommen, insbesondere durch die gestiegene Bedeutung der Psychoakustik und für neue Fahrzeuggenerationen mit geräuscharmem Hybrid- oder Elektroantrieb. Vor diesem Hintergrund wurde ein neuer, aktiver Seitenwind- und Turbulenzgenerator (FKFS swing) in den Aeroakustik- Fahrzeugwindkanal der Universität Stuttgart implementiert. FKFS swing wurde konstruiert, um typische instationäre aeroakustische und aerodynamische Szenarien simulieren zu können. Das System besteht aus 8 Flügelprofilen, die vertikal im Düsenausgang positioniert sind. Jedes Profil kann einzeln mit auf der Straße gemessenen Signalen angesteuert werden. Die benötigten maximalen Anströmwinkel und -frequenz zur Darstellung einer typischen Straßenfahrt wurden durch Straßenmessungen und psychoakustische Aspekte definiert. Die maximale Frequenz beträgt 10 Hz mit einem maximalen Winkel von ca. 3^∘. Für niedrigere Frequenzen sind größere Anströmwinkel möglich. Erste Messungen zeigen, dass das System am Fahrzeug typische Straßenfahrten im Windkanal nachbilden kann. Die Zeitreihen der am Fahrzeug gemessenen Anströmung konnten in Winkel und Geschwindigkeit reproduziert werden. Die Modulation der Anströmung führt zu einer Modulation des Innengeräusches, wie sie auch auf der Straße wahrgenommen werden kann.

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• Entwicklung von Reifen-Fahrbahn-Geräusch-Messanhängern am Beispiel der Anhänger des FKFS
  M. Fieles-Kahl und R. Blumrich
[Abstract]

Am FKFS wurde der erste Reifen-Fahrbahn-Geräusch-Messanhänger 1978 im Rahmen einer Dissertation konstruiert. Dieser war ein spezieller Einrad-Messanhänger, der nach seiner Fertigstellung europaweit auf zahlreichen Straßenabschnitten erfolgreich getestet und eingesetzt wurde. Ein großer Vorteil einer solchen Konstruktion ist, dass nur ein Rad Kontakt zur Straßenoberfläche hat und somit eventuell vorhandene Interferenzen durch kohärente Geräuschanteile eines zweiten Messreifens ausgeschlossen sind. Eine Einrad-Konstruktion hat allerdings zwei bedeutende Nachteile. Zum einen ist die Anbringung am Zugfahrzeug kompliziert, da neben der Anhängelast und der Zugkraft auch Kippmomente des Anhängers vom Fahrzeug aufgenommen werden müssen. Zum anderen wird durch das zentrale Messrad die Straßenoberfläche in einem Bereich getestet, der im Laufe eines ”Straßenlebens” deutlich weniger Belastung und Abnutzung erfährt als die Bereiche, auf denen die Räder der Fahrzeuge abrollen. Aus diesem Grunde wurde am FKFS ein neuer Anhänger mit zwei Rädern konstruiert, der diese beiden Nachteile nicht zeigt und damit Messergebnisse liefert, die die Anforderungen an Untersuchungen im Nahfeld nach ISO11819 Teil 2 voll erfüllen. Durch eine Kapselung bis unmittelbar über die Straßenoberfläche werden Nebengeräusche weitgehend ausgeblendet, so dass der Geräuschabstand genügend groß ist. Auch eine Beeinflussung der Räder untereinander wird durch weit herunter gezogene Trennwände vermieden.

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Bock, Florian

• Optimierung der virtuellen Verlängerung von Außengeräuschprüfständen
  F. Bock, S. Becker, S. Nönnig, V. Dobmeier, M. Pohl und D. Arsic
[Abstract]

Das Außengeräusch eines Fahrzeugs unterliegt sowohl gesetzlichen als auch qualitativen Anforderungen und ist im Entwicklungsprozess daher von entscheidender Bedeutung. Um diesen zu beschleunigen werden die Messungen nicht nur draußen auf der Strecke sondern auch auf dedizierten Außengeräuschprüfständen durchgeführt. Um mit Messungen auf der Strecke vergleichbar zu sein, müssen diese bestimmte Anforderungen, die auch in der ISO 362-3 spezifiziert sind, erfüllen. Leider ist es auf Grund baulicher Maßnahmen oder dem zur Verfügung stehenden Raumangebotes nicht immer möglich die Anforderungen exakt umzusetzen. Daher wird in dieser Arbeit untersucht wie zusätzliche Mikrofone an Prüfständen aufgestellt werden müssen, um spezielle Eigenheiten eines Prüfstandes auszugleichen oder den Informationsgewinn während der Entwicklungsphase zu maximieren. Hierzu zählt insbesondere die ”virtuelle Verlängerung” von Prüfständen mittels einer geeigneten Anordnung von Mikrofonen. Diese sollen zusätzlich zu dem an beiden Seiten befindlichen Linienarrays platziert werden. In dieser Arbeit wird nun die genaue Positionierung und die optimale Anzahl der Mikrofone untersucht. Ferner werden die Ergebnisse mit realen outdoor Messungen und herkömmlichen indoor Messungen verglichen, um eine Aussage über die praktische Anwendbarkeit der virtuellen Verlängerung treffen zu können.

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Bodden, Markus

• Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben beim Sound Design von Außengeräuschen für Elektrofahrzeuge
  M. Bodden und T. Belschner
[Abstract]

Für Fahrzeuge mit Elektroantrieb wird die Erzeugung von Außengeräuschen gesetzlich vorgeschrieben. Die entsprechenden Gesetzesentwürfe weisen eine Reihe von einzuhaltenden Vorschriften auf, die im Prozess des Sound Designs berücksichtigt werden müssen und welche die gestalterische Freiheit des Sound Designs einschränken können. Erschwerend kommt hinzu, dass die Vorschriften der unterschiedlichen Staaten voneinander abweichen. Auf der anderen Seite eröffnet die Synthese von Geräuschen die Möglichkeit, einen wiedererkennbaren Brand Sound umzusetzen. Die nach außen abgestrahlten Geräusche sind aber teilweise auch innen hörbar, sollten zum Innengeräusch passen und die Geräuschqualität dort nicht negativ beeinflussen. Die Erzeugung entsprechend typischer und interessanter Geräusche erfordert den Einsatz komplexer Geräuscherzeugungsverfahren, deren Einklang mit den gesetzlichen Vorgaben überprüft werden muss. Ein solch iterativer Prozess ist mühsam, zeitaufwendig und ineffizient. Um den Zielkonflikt zwischen den gesetzlichen Vorgaben und dem Zielgeräusch zu minimieren muss eine Bewertung der Übereinstimmung des aktuell erzeugten Geräusches mit den gesetzlichen Vorgaben direkt in den Sound Design-Prozess integriert werden. Im neosonic Sound Design Tool werden hierzu die akustischen Übertragungsfunktionen des Geräuscherzeugungssystems und des Fahrzeugeinbaus berücksichtigt. Die Übereinstimmung mit den gesetzlichen Vorschriften wird direkt im Design-Prozess abgeschätzt und eine Optimierung der Geräusche unterstützt. Die Umsetzung für ein System zur Erzeugung von Außengeräuschen wird diskutiert und anhand einiger Beispiele vorgestellt.

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Bögelein, Silke

• Fußbodenidentifizierung mittels Schrittgeräuschen – Ansatz zur Sortierung einer Sound Library.
  P. Matalla, S. Bögelein, A. Kujawski, J. Oertel und A. Lykartsis
[Abstract]

Die Bedeutung der automatischen Klassifizierung von Umgebungsgeräuschen ist weitreichend in verschiedensten Gebieten von Filmvertonung bis hin zu Smart Homes. Speziell im Sound Design und in Foley-Studios sind große Sounddatenbanken üblich, so bedeutet die automatische Zuordnung von Samples eine maßgebliche Erleichterung der Arbeitsabläufe. Als repräsentative Geräuschquelle, wurden in diesem Versuch Schrittgeräusche anhand ihrer Untergründe klassifiziert. Nach Auswertung bisheriger Ansätze, wurde ein Algorithmus entwickelt, basierend auf gängigen Audio-Features, Linear Predictive Coding Cepstrum (LPCC) und dem Machine Learning-Verfahren Support Vector Machines. Dieser wurde auf eine Datenbank bestehend aus 2387 Schrittaufnahmen angewendet, die neun unterschiedliche Bodentypen beinhaltete. Die enthaltenen WAV-Dateien teilten sich in ein Trainingsund Testset auf. Eine optimierte Auswahl von spektralen und cepstralen Features führte zu einer mittleren Genauigkeit der Klassifizierung von über 92% für Trainings- und Testset, wobei mit den Untergründen Metall, Teppich und Schnee zusätzlich herausragende Ergebnisse erzielt werden konnten. Damit zeigt sich der Wert des hier verwendeten Algorithmus zur Klassifizierung typischer Umgebungsgeräusche und bietet eine Vorlage für universellere Einsätze und weitere Geräuscharten.

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Böhm, Jenny

• DESTINATE - a Shift2Rail project on railway noise reduction methodologies
  J. Böhm, M. Hecht und Y. Baumgärtel
[Abstract]

Noise is a major environmental challenge of the railway sector which jeopardises the targeted shift from road to rail transport. The Shift2Rail Joint Undertaking, a Horizon 2020 initiative, addresses this issue by funding research and innovation in railway acoustics. DESTINATE stands for ”decision supporting tools for implementation of cost-efficient railway noise abatement measures”. The European project aims to support informed decisions on design alternatives and mitigation measures regarding acoustic comfort for passengers and environmental noise performance of railways. During the 24-month project duration, research will focus on the topics of railway interior sound simulation, source characterisation, visualisation & auralisation, active noise proof windows and identification of cost-effective mitigation measures. An overview of the project’s objectives, research areas and partners will be provided.

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Böhm, Michael

• Effektive Techniken zur schalltechnischen Optimierung von Büroarbeitsplätzen
  M. Böhm
[Abstract]

In den letzten Jahren sind wesentliche Fortschritte bei der schalltechnischen Planung von Büroumgebungen erzielt worden. Mit der überarbeiteten Din 18041 als quasi Rahmennorm zur Hörsamkeit in Räumen, der Reihe DIN EN ISO 3382 Teile 2 und 3 zu den Messverfahren und der speziell auf die schalltechnische Planung von Büros bezogene VDI 2569 liegt ein umfangreiches Normenwerk zur Anwendung durch den planenden Akustiker vor. Mit diesem Beitrag wird gezeigt, wie diese normativ empfohlenen Vorgehensweisen durch geeignete softwaretechnische Strategien so unterstützt werden, dass die mit den genannten Normen und Richtlinien vorgegebenen Zielwerte in den Planungsprozess eingebettet werden können. An praktischen Beispielen wird gezeigt, wie der Einfluss der Raumaufteilung und der Ausstattung auf die Beurteilungspegel, die Nachhallzeiten und auf die Sprachverständlichkeit zwischen den unterschiedlichen Arbeitsbereichen planerisch beurteilt und somit optimiert werden kann.

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Böhme, Martina

• Dataset of Binaural Room Impulse Responses at Multiple Recording Positions, Source Positions and Orientations in a Real Room
  C. Mittag, S. Werner, M. Böhme und F. Klein
[Abstract]

The contribution presents a data set of binaural room impulse responses (BRIRs) recorded in a real office-like room. The BRIRs are recorded with a head and torso simulator at twenty-five positions for two sound source positions. At each recording position a 360^∘ measurement with 5^∘ angle resolution in the horizontal plane is conducted. The several BRIRs describe the position-dependent acoustical properties of the room. The BRIRs are freely available for further research. As an example, the dataset is used as basis for synthesis and evaluation of new BRIRs in the room. In an own work, new BRIRs are calculated via interpolation and extrapolation techniques. The used algorithms and an evaluation can be found in the DAGA 2017 paper ”Development and Evaluation of Methods for the Synthesis of Binaural Room Impulse Responses based on Spatially Sparse Measurements in Real Rooms”.

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Böhme, Sten

• Körperschalloptimierung eines militärischen Echolotes für U-Boote
  S. Böhme
[Abstract]

In den letzten Jahrzehnten ist die Leistungsfähigkeit der SONAR - Anlagen für die UBoot-Jagd gestiegen. Dies führt wiederum zu erhöhten Anforderungen hinsichtlich der Reduktion der Geräuschsignatur bei U-Booten. Im Wesentlichen sind dabei technische Anlagen betroffen, die Körperschall in die U-Bootsstruktur einbringen. Durch unterschiedliche Übertragungswege kann dieser als abgestrahlter Wasserschall zu der Geräuschsignatur beitragen. Deshalb werden für die meisten technischen Geräte Körperschallgrenzkurven definiert, die nicht überschritten werden sollen. Solche Grenzwerte gelten auch für militärische Echolot-Anlagen. Ein typisches System für U-Boote besteht aus elektroakustischen Wandlern, Druckkörperdurchführungen, Anschlusskästen und einer Sende- Empfangs- und Bedieneinheit (SEB). In der SEB sind mehrere Lüfter im Netzteil und im Gehäuse verbaut. Sie sind die primären Körperschallerzeuger. In diesem Beitrag wird die Optimierung einer bestehenden Bedieneinheit hinsichtlich Körperschall erläutert, dabei wird unter anderem auf die getroffenen Entkopplungsmaßnahmen für das Netzteil und die damit erzielten Körperschallreduktionen eingegangen. Der Einfluss technischer Anforderungen für Geräte auf militärischen Schiffen wie Schockbelastungen und Temperaturbereiche wird ebenfalls beschrieben.

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Böhnke, Britta

• Algorithmen zur Störschallunterdrückung in CIs
  M. Hey, B. Böhnke, P. Munder und A. Mewes
[Abstract]

Bei Hörsituationen in Ruhe wird in der Mehrheit der Patienten mit einem Hörgerät oder einem Cochlea Implantat heutzutage ein offenes Sprachverstehen erreicht. Deutlich anspruchsvoller ist das Verstehen in störschallbehafteten Umgebungen. Die Verbesserung des Verstehens stellt eines der zentralen Ziele einer apparativen Versorgung dar. Menschen mit Hörbeeinträchtigung sollen am täglichen Leben im Sinne der Inklusion zunehmend gleichberechtigt teilnehmen können. Diese Teilhabe ist in der Normalschule oder am Arbeitsplatz deutlich schwieriger zu erreichen, als in kleinen Klassen einer Spezialschule oder zu hause. Für Verbesserungen des Verstehens im Störschall haben die Hersteller von CI Systemen eine Vielzahl von Algorithmen zur Störschallunterdrückung realisiert. Diese beruhen überwiegend auf der akustischen Analyse im Zeit-/Frequenzbereich und auf dem Einsatz von Mehrmikrofontechnologien. Es wird ein Überblick über diese Verfahren und damit erzielte audiometrischen Ergebnisse präsentiert.

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Bös, Joachim

• Herleitung von Modellgesetzen schwingender Strukturen mittels Sensitivitätsanalyse am Beispiel einer gelenkig gelagerten Rechteckplatte
  C. Adams, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

In der Produktentwicklung spielt die Akustik eine immer wichtigere Rolle, wobei bereits in frühen Phasen des Entwicklungsprozesses Aussagen zur Akustik getroffen werden müssen. Dabei sind die für die Akustik maßgebenden Parameter noch nicht genau spezifiziert oder nur unzureichend bekannt. Mit Hilfe von Modellgesetzen lässt sich der Einfluss von Parametern auf akustische Zielfunktionen beschreiben. Für generische Strukturen mit bekannten Modellgleichungen, z.B. eine gelenkig gelagerte Rechteckplatte, lassen sich solche Modellgesetze mittels Ähnlichkeitstheorie herleiten. Die Vorgehensweise ist in der Literatur bereits ausführlich beschrieben. Allerdings ist die Herleitung von solchen ähnlichkeitsbasierten Modellgesetzen an komplexeren Strukturen, wie beispielsweise Getrieben oder elektrischen Maschinen, nicht mehr zielführend, da der Aufwand zur Herleitung zu groß ist. In diesem Beitrag wird daher eine Methode zur Gewinnung von Modellgesetzen mittels Sensitivitätsanalyse gezeigt. Zur Validierung der Methode werden die Modellgesetze einer gelenkig gelagerten Rechteckplatte sowohl mittels Ähnlichkeitstheorie als auch mittels Sensitivitätsanalyse hergeleitet. Es zeigt sich, dass beide Modellgesetze gut übereinstimmen und dass die Auswirkungen von Parameteränderungen auf eine akustische Zielfunktion mit dem Modellgesetz sehr gut beschrieben werden können. Daher kann der Ansatz zukünftig auf komplexere Modelle, wie beispielsweise Finite-Elemente-Modelle, übertragen werden.

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• Structural Intensity Research at TU Darmstadt
  J. Bös und T. Melz
[Abstract]

The first papers on structural intensity, which describes the magnitude and the direction of the vibratory energy flow in solid structures, were published in the 1970s. In the following years various methods to experimentally measure or to numerically calculate the structural intensity were developed and published. But only in recent years has this method been used to analyze ”real life” noise and vibration problems, particularly in automotive applications, due to improved measurement techniques and increased computing power.

This paper gives an overview of the structural intensity research activities of the research group ”System Reliability, Adaptive Structures, and Machine Acoustics SAM” at Technische Universität (TU) Darmstadt, Germany, and its predecessors, starting in the 1990s and still ongoing these days. For this purpose, the PhD dissertations by Peter Meudt (1998), Marcus Stein (2005), Steffen Kuhl (2010), Thorsten Hering (2012), Sebastian Buckert (2013), and Torsten Stoewer (2015) will be summarized. In addition recent developments and activities will be presented.

The paper and the presentation slides will be in English but the presentation will be given in German.

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• Analysis of the energy exchange between coupled subsystems by means of the divergence in the vibratory energy field
  P. Groba, J. Ebert, T. Stoewer, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

A car’s vibroacoustic properties have a great influence on the perceived driving experience. Negative effects concerning the acoustic behavior are often detected in a late development stage. Consequential countermeasures are usually cost-intensive. To counteract this issue enhanced virtual methods are necessary. In this context efforts are made to extend and refine the holistic understanding on the acoustic chain of effects in systems with fluid-structure coupling.

The structural intensity (STI) is of great importance in the area of structure-borne sound. It enables a precise analysis of the vibratory energy flow within the structure and creates a link between the excitation and the noise radiation on a structure’s surface. The extension of the analysis by calculating the STI’s divergence allows the identification of energy sinks and sources in the vibratory energy field.

In this work the analysis of the energy exchange is conducted on the example of simple, coupled test structures. The significance of the STI’s divergence and its absolute value is analyzed by means of creating a connection with the power balance. The suitability to extend the introduced approach to more complex structures is evaluated. Furthermore, the possibility of transferring the approach to systems with fluid-structure interaction is discussed.

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• A Benchmark Case for Structural Intensity Calculations
  C. Adams, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

The structural intensity (STI) describes the propagation of structure-borne sound in vibrating structures from an energy source to an energy sink. Current research shows that STI analyses can be used to optimize the vibroacoustic behavior of noise radiating structures. STI can be either obtained from measurements or from a finite element analysis including an STI calculation. Although STI has been investigated for many years, it is hardly applied in vibroacoustic engineering today. One reason is the absence of a general reference to validate STI calculations. Therefore, this paper proposes a benchmark case for STI calculations. The benchmark case incorporates a shell structure (generic car undercarriage) with simply supported boundary conditions. The source of structure-borne sound is assumed to be a dynamic point force. The energy sink is the noise radiating area of the vibrating surface. STI calculations are performed in the postprocessing of a harmonic response analysis using finite elements. A parameter study is proposed to demonstrate the potential of an STI analysis in vibroacoustics. It is planned to provide this benchmark case via the benchmark case platform of the European Acoustics Association (EAA). This may allow for further disseminating the STI as well as the EAA benchmark platform itself.

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• Messunsicherheit im Kundtschen Rohr
  A. Grebel, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Zur Dämpfung von Luftschall werden Absorptionsmaterialien genutzt, deren Absorptionsgrad nach DIN 10534-2 im Kundtschen Rohr bestimmt werden kann. Das Messverfahren kann ohne Frage so angewendet werden, wie es in der aktuell gültigen Fassung der Norm beschrieben ist. Wird es innerhalb einer Nutzergruppe, beispielsweise innerhalb eines Unternehmens, immer gleich und bestenfalls von derselben Person angewendet, sind die Ergebnisse untereinander auch vergleichbar. Dass es allerdings Abweichungen zwischen verschiedenen Messstellen und auch zwischen verschiedenen Bedienern des selben Messsystems gibt, wird immer wieder durch Ringversuche bestätigt. Auch am Fachgebiet Systemzuverlässigkeit, Adaptronik und Maschinenakustik SAM der TU Darmstadt wurden Messungen an 2 verschiedenen Impedanzrohren durchgeführt und die Ergebnisse miteinander verglichen. Weiterhin stehen noch Ergebnisse aus Messungen an einem weiteren Rohr zur Verfügung. Im Vortrag werden die Einbauszenarien der Proben beschrieben, die Größe und Herstellung der Prüfkörper diskutiert sowie eine Messreihe vorgestellt, die viele Fragen aufgeworfen hat.

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• Akustik 3D-gedruckter Zahnräder
  P. Neubauer, J. Bös und T. Melz
[Abstract]

Am Fachgebiet SAM wird derzeit die inäquidistante Verzahnung entwickelt. Diese neuartige Verzahnung zeichnet sich durch eine unregelmäßige Anordnung der Zähne von Zahnrädern aus. Hierdurch wird das Geräusch, entstehend durch den Zahneingriff, verändert. Statt eines tonalen und lästigen Geräusches, wie bei konventionellen Verzahnungen, (”Getriebeheulen”) entsteht ein weniger lästiges Geräusch mit eher rauschartigem Charakter (siehe Beiträge zur DAGA 2016 und Inter-Noise 2016). Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung der inäquidistanten Verzahnung ist jedoch die Fertigung von Prüfzahnrädern zur experimentellen akustischen Überprüfung der Forschungsergebnisse. Einerseits muss eine gewisse Anzahl an individuell ausgelegten Zahnradpaaren gefertigt werden können, andererseits sollen die Fertigungskosten möglichst niedrig sein. Um diesen Anforderungen zu genügen, wird in diesem Beitrag untersucht, inwiefern sich mittels Fused Deposition Modeling (FDM) 3D-gedruckte Zahnräder für die Untersuchung des Zahneingriffsgeräusches eignen. Es wird das Druckverfahren allgemein vorgestellt, um anschließend auf den Herstellprozess der Zahnräder und die daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften im Speziellen einzugehen. An einem akustischen Getriebeprüfstand werden die mittels 3D-Druck hergestellten Zahnräder mit geometrisch identischen Referenzzahnrädern (Stahl, Industriequalität) unter verschiedenen Betriebsbedingungen verglichen. Es wird dargestellt, welche Chancen und Risiken sich bei der akustischen Untersuchung 3D-gedruckter Zahnräder ergeben.

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Bøgholm, Niels V.

• Low frequency Calibration of Hydrophones
  N.V. Břgholm
[Abstract]

Calibration of the frequency response of hydrophones is traditionally performed in a water filled acoustic tank using some kind of gated sine technique. However, there is a lower limiting frequency determined by the dimensions of the water tank and the sensor distance. Consequently, quite a large acoustic tank is required in order to perform accurate calibration below a few kHz. Unfortunately, very large acoustic tanks are seldom available and therefore - in some cases- the measured response is simply extrapolated to show a flat response in a wider frequency range than was actually measured; in other cases, a known nominal response is estimated as the best approximation of the low frequency response of every sensor. This poster briefly explains the rationale behind low frequency calibration of hydrophones and presents pros and cons of a number of different methods Examples of practical measurements are shown both results achieved with a commercially available system and results with a newly developed alternative more cost - effective laboratory setup.

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Bomhardt, Ramona

• The ITA-Toolbox: An Open Source MATLAB Toolbox for Acoustic Measurements and Signal Processing
  M. Berzborn, R. Bomhardt, J. Klein, J.-G. Richter und M. Vorländer
[Abstract]

The ITA-Toolbox has been developed at the Institute of Technical Acoustics in order to provide unified measurement routines to researchers and students and ensure consistent data formats. Since 2011 it is available for everyone. Recently, the authors decided to migrate development to a public source code repository and give open source developers the opportunity to contribute to the project. The ITA-Toolbox supports simultaneous measurements of multiple channels using standard audio interfaces and automated control of equipment such as pre-amplifiers or turntables via MIDI or OSC. Many measurement routines such as the measurement of room acoustic parameters or the absorption coefficient are implemented. Measurement results are stored in an own encapsulated audio format together with metadata such as signal properties, spatial information and physical units. The audio format allows for easy plotting, modification and export to other common formats. In addition to the measurement routines the new version also implements the image sources method and the finite element method for numerical simulations. Various commonly used signal- and post-processing methods such as the spherical harmonics, beamforming or HRTF analysis are also available. This talk will give an introduction into the toolbox’ core features and some of it’s applications.

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Bonillo, David Albanés

• Zur Optimierung der Krümmung von Line Source Arrays
  F. Straube, D.A. Bonillo, F. Schultz und S. Weinzierl
[Abstract]

Line Source Arrays (LSAs) are used for large-scale sound reinforcement aiming at the synthesis of homogenous sound fields. The deployed loudspeaker cabinets are rigged with different tilt angles and/or electronically controlled in order to provide the intended coverage of the audience zones and to avoid radiation towards the ceiling, reflective walls or residential areas. This contribution presents the analytical polygonal audience line curving (PALC) approach for finding appropriate LSA cabinet tilt angles with respect to the geometry of the receiver area and the intended coverage. PALC can be applied previous to a numerical optimization of the loudspeakers’ driving functions. The method can be used with different objectives, such as a constant interaction between adjacent cabinets or by additionally considering amplitude attenuation. The PALC is evaluated in comparison with typical standard LSA curving schemes (straight, arc, J, progressive, numerically optimized). The advantages of the presented approach regarding sound field homogeneity and target-oriented radiation will be shown with the help of technical quality measures.

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Boonen, Rene

• Effect of Structural Resonances on LQR Controlled Mechanical Systems
  R. Boonen und P. Sas
[Abstract]

The design of a MIMO controller for a mechanical system using the LQR method provides a controller with satisfactory performance in many cases. The design is performed by minimizing a cost criterion which weights the response and the actuator forces. As the system is described by a set of first order differential equations, the controlled system should be intrinsically stable. However, mechanical systems appear often to be unstable, due to resonances in the mechanical system, which are not taken into account in the system of first order differential equations. Therefore, the performance of the controlled system should be evaluated on the set of first order differential equations of the resonant system. To demonstrate this, a 2DOF pick and place unit is used. First, the first order equations of motion are determined using the Hamilton method. These non-linear equations are linearized and a controller is designed using the LQR-method. Next, the non-linear set is expanded by additional DOF’s which represent additional resonances of the pick and place unit. The controller is evaluated using this non-linear expanded set. The effect of additional resonances is a significant reduction of the control performance. Future research aims to incorporate stability criteria in the cost function.

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Bopst, Juliane

• Fluglärmberechnungen nach CNOSSOS-EU in Deutschland
  J. Bopst
[Abstract]

Mit der Einführung der EU-weit harmonisierten Lärmberechnungsmethoden CNOSSOS-EU gemäß Anhang II der EU-Umgebungslärmrichtlinie wird es ab 31.12.2018 erstmals in der EU ein weitgehend einheitliches Berechnungsverfahren, u.a. zur Ermittlung von Fluglärm, geben. Anders als die ”Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen, AzB” zielt die Fluglärmberechnungsvorschrift von CNOSSOS-EU nicht auf Prognoseszenarien ab, sondern soll gemäß Vorgabe der EU-Umgebungslärmrichtlinie die Fluglärmsituation in der Vergangenheit bestimmen. Hierfür bietet CNOSSOS-Fluglärm ein flexibles Instrument, das je nach Anwendungszweck beliebig detaillierte Berechnungen ermöglicht. Eine sachgerechte Anwendung von CNOSSOS-Fluglärm setzt daher ein gewisses Maß an Erfahrung und Sachkenntnis voraus. Gleichzeitig schließt diese Variabilität eine Qualitätssicherung und infolgedessen auch rechtssichere Berechnungsergebnisse aus. Bei der Umsetzung von CNOSSOS-Fluglärm in nationales Recht ergibt sich deshalb eine Diskrepanz zwischen dem Wunsch nach einer eindeutigen, praktikablen und rechtssicheren Berechnungsvorschrift und dem Anspruch von CNOSSOS-Fluglärm, flexible Berechnungen zu ermöglichen. Daher erfordert die nationale Umsetzung von CNOSSOS-Fluglärm Ergänzungen, die diese Berechnungsvorschrift hinsichtlich der in Deutschland vorhandenen Flugbetriebssituationen und anderen üblichen Bedingungen konkretisieren. Für die Anwendung von CNOSSOS-Fluglärm in Deutschland hat das Umweltbundesamt ein Forschungsvorhaben vergeben, das insbesondere die Entwicklung von Testaufgaben vorsieht, die eine in der Praxis einheitliche Anwendung ermöglichen. Die Option nach spezifischen, lokalen Gegebenheiten zu rechnen, bleibt weiterhin erhalten.

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Boutloukos, Stratos

• Simulation musikangeregter Störgeräusche bei Fahrzeugtüren
  S. Boutloukos, M. Luegmair und C. Triebel
[Abstract]

Störgeräusche wie Klappern und Knarzen (im englischen Buzz, Squeak and Rattle) sind ungewollte Geräusche, die vom Kunden automatisch mit schlechter Qualität verbunden werden. Aus diesem Grund und wegen der hohen Beseitigungskosten nach dem Beginn der Serienproduktion, ist es essentiell die Ursachen früh - idealerweise bereits in der virtuellen Entwicklung - zu erkennen und mit geeigneten Maßnahmen gegenzusteuern.

Da der Qualitätsanspruch der Kunden und die Leistungen der Audioanlagen stetig steigen, reicht es nicht mehr, nur die Fahrbahn- und Antriebserregten Störgeräusche zu betrachten, sondern auch jene die durch die Anregung der Audioanlage entstehen. Um dieser Anregungsart in der Simulation Rechnung zu tragen, muss der Lautsprecher entsprechend berücksichtigt werden. Hierzu wird eine FE-Modellierung vorgestellt und untersucht, welcher Umfang nötig ist, um die realen Effekte mit der nötigen Genauigkeit abbilden zu können.

Der Lautsprecher wird mithilfe der Thiele-Small-Parameter durch ein diskretes Feder-Dämpfer-Masse-System abgebildet. Sowohl die mechanische Strukturanregung (Körperschallpfad) auch der Einfluss des Luftvolumens der Türstruktur (Luftschallpfad) werden untersucht und in einer Handlungsempfehlung zur Berechnung und Bewertung von Störgeräuschen bei Fahrzeugtüren zusammengefasst. Hierzu wird neben einem generischen weißen Rauschen natürlich auch mit konkreten Musikstücken gearbeitet. Abschließend zeigt der Abgleich mit dem Versuch die Qualität der Methode.

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Bozzolo, Dario

• Untersuchung der akustischen Alterung von Belägen nach SPB-Verfahren unter Berücksichtigung der vor Ort bestimmten Temperatur- und Geschwindigkeitskoeffizienten
  A. Bernasconi, N. Notari und D. Bozzolo
[Abstract]

Die Lärmemissionen von Fahrzeugen entlang der Autobahnen A2 und A13 in der Schweiz werden an vier fixen Standorten nach der ”Statistical Pass-By” (SPB) Methode vollautomatisch erfasst und ausgewertet. Zusammen mit dem Lärm werden Verkehrseigenschaften und meteorologische Grössen gemessen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden anhand der an den verschiedenen Standorten gemessenen Daten die Einflüsse der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Lufttemperatur und des Alters des Belages auf die Lärmemissionen der Vorbeifahrten untersucht. Ein Modell wurde erstellt, welches den Zusammenhang zwischen dem mittleren Dauerschallpegel der Vorbeifahrten und den betrachteten Parametern beschreibt. Für jeden Messstandort und jede Fahrzeugkategorie wurde das Modell an den gemessenen Daten der Vorbeifahrten gefittet und damit die zugehörigen Koeffizienten (Temperatur, Geschwindigkeit und Alterung) bestimmt. Die angewandte mathematische Methode hat eine gleichzeitige Bestimmung der verschiedenen Einflüsse auf die Lärmemissionen erlaubt. Dank der riesigen Menge gesammelter Lärmdaten (275’011 Vorbeifahrten wurden untersucht) konnte man statistisch relevante Aussagen für die Fahrzeugkategorien Personenwagen, Lieferwagen und Lasten- und Sattelzüge machen. Die Ergebnisse haben insbesondere gezeigt, dass die erhaltenen Temperaturkoeffizienten im absoluten Wert tendenziell grösser als die üblicherweise in der Schweiz benutzten Korrekturfaktoren sind. Die entwickelte Methodologie wurde auch benutzt, um die Lärmemissionen von Winter- und Sommerreifen zu vergleichen und die Richtungsabhängigkeit der Lärmemissionen von Personenwagen zu untersuchen.

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Brand, Johannes

• B-Splines und Frames
  W. Kreuzer und J. Brand
[Abstract]

Auf Grund ihrer besonderen Eigenschaften spielen B-Splines in der Numerik eine wichtige Rolle, sei es zur Darstellung von 2D und 3D Objekten mittels CAD oder als Ansatzfunktionen bei FEM und BEM. Diese Eigenschaften machen sie aber auch interessant als generierende Funktionen für Frames. Frames sind eine Verallgemeinerung von Basen und werden hauptsächlich in der Signalverarbeitung verwendet, könnten jedoch auch als Ansatzfunktionen für FEM und BEM von Interesse sein. In diesem Beitrag wollen wir uns mit Framefunktionen beschäftigen, die mittels B-Splines erzeugt werden, und einige Ihrer Eigenschaften untersuchen.

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• Vergleich verschiedener Abtastmethoden auf der Kugeloberfläche
  J. Brand, W. Kreuzer, M. Gräf und M. Ehler
[Abstract]

Bei der Darstellung von Schallfeldern im Raum und im Speziellen auf der Kugeloberfläche, spielen die s.g. Kugelflächenfunktionen (Spherical Harmonics) eine wichtige Rolle. Die Koeffizienten der Zerlegung des Wellenfelds bei variablen Wellenzahlen in diese Funktionen können entweder durch einen Least Squares Ansatz oder durch effiziente Quadraturmethoden bestimmt werden. Im Allgemeinen ist es dazu aber notwendig, die Kugeloberfläche mit einem diskretem Gitter, das oft auf Quadraturmethoden basiert, abzutasten. Im diesem Beitrag wollen wir verschiedene Arten von Abtastrastern auf der Kugeloberfläche mit einem speziellen Quadraturgitter vergleichen und für alle Punkttypen den Interpolationsfehler innerhalb der Kugel untersuchen.

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Brand, Thomas

• Frequency Dependency of Binaural Masking Level Differences in Normal-Hearing and Hearing-Impaired Listeners
  C. Hauth, T. Brand und B. Kollmeier
[Abstract]

In binaural tone-in-noise detection experiments humans can achieve substantially lower thresholds if either noise or tone have interaural time or phase differences (ITDs / IPDs) compared to a diotic presentation of tone and noise. This effect is named binaural masking level difference (BMLD) and was mainly investigated at 500 Hz. The results obtained in these experiments were used to fit binaural processing errors in the equalization-cancellation (EC) mechanism, which is an effective model of binaural processing that is also applied in binaural speech intelligibility models. In this study, the frequency dependency of BMLDs is investigated for listeners with normal hearing and high frequency hearing loss. Binaural tone-in-noise detection experiments are conducted for tone frequencies of 250, 500, 750, 1000, 1500, and 2000 Hz in a broadband noise. In order to investigate the BMLD, the ITD of the noise is varied up to 5 times the period of the tested tone. Furthermore, it is investigated whether the EC mechanism with processing errors derived at 500 Hz can predict the BMLDs for the remaining frequencies and to which extent the data collected in this experiment can be used to individualize binaural processing errors and, therefore, binaural speech intelligibility predictions besides the audiogram.

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Brandstätt, Peter

• Aerodynamic and aeroacoustic wind tunnel tests of a half wing model with a full-span droop-nose leading edge
  S. Adachi, K. Bay, P. Brandstätt, W. Herget und J. Simpson
[Abstract]

A full-span droop-nose leading edge is proposed in the Clean Sky GRA project as a next-generation low-noise high-lift device. This device can prevent flow separation on the upper wing surface at large angles of attack and therefore provides high lift. The device is also considered to be promising for reducing noise because no gaps are found between the leading edge and the wing. These features have been admitted in CFD and CAA analyses. In this study, they were experimentally confirmed in wind tunnel tests using a 1:6-scaled half wing model. The model generally showed similar aerodynamic performance to that estimated in CFD analysis. An exception was that the droop-nose configuration provided very large lift and a large stall angle when no transition tripping devices were equipped. In an acoustic beamforming experiment, no extra noise sources were found at the droop nose leading edge. This device did not increase the noise level. By analyzing microphone signals in the far field, an indication of noise radiated from the wing model could be detected at higher frequencies, although entire noise spectra could not be determined because the microphone signals were largely contaminated by the noise from the wind tunnel itself.

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• Schalldämpfer für Aggressive Abgasmedien
  K. Bay, H. Kemlein-Schiller, F. Schantz, A. Schmohl und P. Brandstätt
[Abstract]

In modernen energieeffizienten Heizungsanlagen mit geringer Abgastemperatur kondensiert der beim Verbrennungsvorgang entstandene Wasserdampf im Abgasstrang. In Gegenwart von Gasen wie z. B. SO2, SO3 und NOx bildet sich korrosives Kondensat. Die Absorbermaterialien für Abgasschalldämpfer müssen somit chemischer Beständigkeit mit akustischen Eigenschaften verbinden. Auf Basis eines Absorbers aus PTFE (Polytetrafluorethylen) wurde ein Schalldämpferkonzept entwickelt, dass über die integralen Eigenschaften Kondensatbeständigkeit, Schallabsorption im Bereich mittlerer und hoher Frequenzen sowie Reinigbarkeit und Wiederverwendbarkeit verfügt. Ausgehend von der Materialauswahl, wird der Ansatz für eine nachhaltige Lösung dieses akustischen, ökologischen und letztlich auch ökonomischen Problems, dargestellt. Möglichkeiten der Formgebung werden an Materialmodellen diskutiert und Eingangsparameter für ein Absorbermodell abgeleitet. Modellrechnungen werden durch vergleichende Messungen des Absorptionsgrads angepasst. Die resultierende Schalldämpfung, sowie Möglichkeiten zur Reinigbarkeit und Wiederverwertung werden am Beispiel eines Funktionsmusters gezeigt.

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• Alternative Anordnungen von Kulissenschalldämpfern
  W. Herget, K. Bay und P. Brandstätt
[Abstract]

Kulissenschalldämpfer erfüllen nach wie vor eine zentrale Aufgabe in der Anlagentechnik. In verschiedenen industriellen Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Dämpfung kommen spezielle Schalldämpfer zum Einsatz. Eine bereits in der Vergangenheit untersuchte und in der Literatur bekannte Variante sind versetzte Kulissenanordnungen. Diese Kulisseneinbauvariante, sowie Stabkulissenanordnungen, wurden im Rahmen eines Industrieprojektes im Schalldämpfer-Prüfstand getestet. Hierbei wurden mehrere Kulissenkonfigurationen unter verschiedenen Ausstellungsverhältnissen auf die Einfügungsdämpfung, den Druckverlust und das Strömungsrauschen hin untersucht. Da recht wenige Werte derartiger Kulissenanordnungen in der Literatur vorhanden sind, konnte mit diesen gewonnen Messdaten die Wirkung von versetzten und stabförmigen Kulissen überprüft werden. Ziel war es die Vor und Nachteile solcher alternativer Kulissenanordnungen zu ermitteln um für die Praxis Empfehlungen abzuleiten.

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Brezas, Spyros

• Sound power determination of realistic sources based on the substitution method and sound intensity measurements
  S. Brezas, C. Bethke und V. Wittstock
[Abstract]

Current deficiencies of sound power metrology may be improved by applying the concept of traceability. This approach was investigated within a European Metrology Research Programme (EMRP) project. For the traceability chain, an aerodynamic reference sound source (RSS) was used as transfer standard and the substitution method was applied where the device under test is substituted by the transfer standard. The advantages of sound intensity concerning field measurements were taken into consideration and this quantity was chosen for the implementation of the substitution method. Three realistic sources of various frequency content were selected. The influence of the enveloping surface was studied in a hemianechoic room for both hemispherical and box shaped surfaces, while the sound power was determined along with the uncertainties related to the surface shape. Additionally, the influence of the surrounding environment was investigated. Apart from a hemianechoic room, five more spaces of varying absorption were used. The sound power and the corresponding uncertainty were determined. All calculations were performed in narrow frequency bands and in one-third octave bands.

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Brinkmann, Fabian

• AKtools – eine offene Software zur Erhebung, Verarbeitung und Inspektion akustischer Signale
  F. Brinkmann und S. Weinzierl
[Abstract]

Die Erhebung, Verarbeitung und Inspektion von Audiodaten spielt eine zentrale Rolle in der täglichen akustischen Praxis. Oft sind diese Schritte jedoch auf mehrere, oftmals proprietäre Computer-Programme verteilt, wodurch eine Dokumentation dieser Arbeit erschwert wird. AKtools umfasst Matlab-Methoden zur Aufnahme und Wiedergabe sowie Funktionen zur Darstellung und Inspektion von ein- und mehrkanaligen Audiodaten die in beliebigen räumlichen Verteilungen gemessen wurden. Weitere Funktionen decken die Erstellung von Testsignalen (z.B. Impulse, Rauschen, Sweeps), die spektrale Entfaltung, die Invertierung von Übertragungsfunktionen und die sphärische Fourier-Transformation und Interpolation ab. Gut dokumentierte Demo-Skripte veranschaulichen die Benutzung von AKtools; detaillierte Information können der Beschreibung der jeweiligen Funktion entnommen werden. Im Sinne reproduzierbarer Forschung steht AKtools unter der European Union Public Licence (EUPL) zur Verfügung, welche die Benutzung, Bearbeitung und Weiterverbreitung für beliebige Zwecke ermöglicht.

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• Entwicklung und Evaluation eines Mikrofonarrays für die Aufnahme von räumlichen Schallfeldern nach dem Motion-Tracked Binaural (MTB) Verfahren
  F. Fiedler, D. Ackermann, F. Brinkmann, M. Schneider und S. Weinzierl
[Abstract]

Das Motion-Tracked Binaural (MTB) Verfahren ermöglicht die Aufnahme pseudo-binauraler Signale durch ein zirkulares Mikrofonarray, das in die Oberfläche einer Kugel integriert ist, deren Durchmesser den Maßen eines durchschnittlichen Kopfes entspricht. Durch den Einsatz von Head Tracking kann das Signal bei der Wiedergabe auf die aktuelle Kopforientierung des Hörers nachgeführt werden. Für den Übergang zwischen den Mikrofonsignalen bei Kopfdrehungen werden die Signale im tieffrequenten Bereich im Zeitbereich und im hochfrequenten Bereich spektral interpoliert. Das mit dem Array aufgenommene Mehrkanalsignal kann somit, auch in Echtzeit, für die Aufnahme realer Schallfelder in der dynamischen Binauralsynthese verwendet werden. Nach einer Voruntersuchung auf der Grundlage simulierter Impulsantworten wurde an der TU Berlin ein 16-kanaliges MTB-Array mit omnidirektionalen, diffusfeldentzerrten Elektret- Kondensatormikrofonkapseln gebaut. Die Qualität der damit produzierten, pseudo-binauralen Signale wurde im Hinblick auf ihre akustische Plausibilität sowie im Hinblick auf spezielle Attribute aus dem Spatial Audio Quality Inventory (SAQI) perzeptiv evaluiert. Als Demonstrator steht eine Aufnahme der 3. Symphonie von L. v. Beethoven an ihrem Uraufführungsort im Palais Lobkowitz in Wien zur Verfügung.

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Brix, Sandra

• Perception-based Investigations on the Monopole Synthesis for Reproduction of Directional Sound Sources
  J. Bergner, J. Redlich, C. Sladeczek und S. Brix
[Abstract]

Monopole synthesis provides an analytic approach to approximate the sound radiation of an arbitrary sound source by a distribution of monopole sources. Each auxiliary source is controlled by a dedicated driving function in a way that the superposition of all monopoles form the desired wave field. Since in practical applications only a finite number of monopole sources are available, artifacts arise.

This work focuses on the human auditory perception of directional sources approximated by monopole synthesis. For this the directional behavior of a real sound source is measured, analyzed, resynthesized and auralized. To get a practical understanding of how the approach could be used for interactive virtual acoustic environments, listening tests are conducted. Some first results will be presented in this work.

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Brodersen, Michael

• Speak, Think, Act: A phonetic analysis of the combinatorial effects of respiratory mask, physical and cognitive stress on phonation and articulation
  C. Marquard, C. Baasch, M. Brodersen, O. Niebuhr und G. Schmidt
[Abstract]

Stress is perceptible in speech, but on which basis and in which way all the different stress types shine through and combine in the acoustic speech signal is only vaguely understood by now. This study addresses these questions and additionally examines how stress types in speech can be determined and quantified by means of acoustic-phonetic parameters. We used several stressors that form a taxonomy of stress factors according to Murray et al. (1996). Pink noise served as an external stressor. A further stress factor, cognitive load, was created by asking quiz questions. Physiological stressors were induced by training on an ergometer and the application of a respirator mask (full face mask). The speech signals produced by male German native speakers while answering the quiz and further reference questions were analyzed in terms of a number of prosodic F0 and duration measures. The results of our acoustic analysis allow drawing conclusions on if and how stress factors can be distinguished from each other, interfere with each other, and/or add up in the speech signal. Furthermore, we touch upon the issue whether measurable stress can increase ad infinitum or whether there is an upper limit for the manifestation of stress in speech.

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• Verbesserung der Sprachverständlichkeit für Atemschutzmasken mittels Signalbearbeitung mit nichtlinearen Kennlinien
  B. Gröger, M. Brodersen und G. Schmidt
[Abstract]

Bei Feuerwehreinsätzen ist die Verwendung einer Atemschutzmaske aus Sicherheitsgründen unabdingbar. Durch die geschlossene Atemschutzmaske wird die von der Einsatzkraft ausgehende Sprache aber auch stark gedämpft, wodurch die Verständigung unter den Feuerwehrleuten erschwert wird. Eine integrierbare Kommunikationseinheit soll die Sprachverständlichkeit verbessern und ermöglicht unter anderem die Kommunikation per Funk sowie die Verstärkung des Gesprochenen über die Lautsprecher der Einheit. Das in der Kommunikationseinheit integrierte Mikrofon befindet sich dabei außerhalb des abgeschlossenen Systems der Atemschutzmaske hinter einer Sprechmembran mit einer Resonanzfrequenz von 800Hz, was eine Dämpfung von essenziellen Sprachanteilen über 1400Hz zur Folge hat und zudem das Signal nichtlinear beeinflusst. Folglich ist die Sprachverständlichkeit des Mikrofonsignals beeinträchtigt. Der in diesem Beitrag vorgestellte Exciter-Algorithmus soll dem Signal die gedämpften Harmonischen (Vielfache der Grundfrequenz) wieder aufprägen und so eine verbesserte Sprachverständlichkeit erwirken. Die durch den Exciter erzielte Verbesserung der Sprachverständlichkeit wird mittels CMOS-Tests (Comparison Mean Optinion Score) evaluiert.

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Brodie, Andrew

• Charakterisierung der Multimodalität von Designräumen der Positions- und Formoptimierung mehrerer Dämpfungsbeläge durch Evolutionäre Algorithmen
  G. Fender, A. Brodie, S. Marburg und F. Duddeck
[Abstract]

Eine Reduzierung des über die Struktur in einen Innenraum, beispielsweise eine Fahrerkabine, eingetragenen Lärms kann durch das Aufbringen von Dämpfungsbelägen erreicht werden. Dabei ist es nötig, Dämpfungsbeläge effizient einzusetzen, da die Beläge zusätzliche Masse in das System einbringen. Die Maximierung der Lärmreduktion bei begrenzter Dämpfungsbelagsmasse ist ein Optimierungsproblem. Im Gegensatz zur mathematischen Auffassung einer Optimierungsaufgabe, bei der ein exaktes, globales Optimum gesucht wird, ist das realistische Ziel einer Optimierung im Ingenieursbereich meist die Verbesserung schon bekannter Designs sowie die Entdeckung bisher unbekannter Designansätze. Durch multimodale Optimierungsmethoden ist es hierbei möglich, in einem einzigen Optimierungslauf mehrere Bassins, also voneinander unterschiedliche Bereiche mit guten Lösungen, zu identifizieren. In dieser Arbeit wird die Multimodalität verschiedener Problemstellungen zur Positions- und Formoptimierung von Dämpfungsbelägen auf vibrierenden Platten untersucht. Dabei wird sowohl eine hierarchische Positions- und Formoptimierung als auch deren kombinierte Optimierung betrachtet. In den dadurch entstehenden Designräumen unterschiedlich hoher Dimensionalität werden mit Hilfe des Crowding Differential Evolution-Algorithmus bei genügend ausgeprägter Multimodalität Cluster verbesserter Lösungen gebildet. Durch Analyse dieser Cluster können verschiedenartige gute Gebiete im Designraum identifiziert werden. Der Vergleich von Problemstellungen mit unterschiedlichen Designparametern und in verschiedenen Frequenzbändern ermöglicht außerdem Aussagen über die Effektivität der multimodalen Optimierung in diesem Bereich.

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Brosch, Anian

• Blocked Force Prüfstand für mobile Anbindungen – regelungstechnische Betrachtung
  A. Brosch, R. Henneberger und S. Sentpali
[Abstract]

Die von Nebenaggregaten eingeleitete Körperschallleistung ist eine der wichtigsten akustischen Beurteilungsgrößen für den simulativen Abgleich oder die Verzielung im Fahrzeug. Ein Maß für die eingeleitete Körperschallleistung stellt die mit der Blocked Force-Methode gemessene Kraft dar. Wobei bei der idealisierten Blocked Force Methode die Kräfte an den Anbindungspunkten maximal sind und somit die Schnellen an diesen Punkten zu Null werden müssen. Um Kräfte messen zu können, müssen diese sich an einer Struktur oder einem Prüfstand abstützen können. Diese Kräfte werden maximal, wenn die Eingangsimpedanzen der Anbindungspunkte am Prüfstand maximal werden. Bei dem hier vorgestellten Akustikprüfstand ist es notwendig, eine statische Last auf das bewegliche System (Nebenaggregat) aufzuprägen. Dies ist erforderlich für die Simulation einer realen Last.

In diesem Beitrag wird auf das mechanische Design und die regelungstechnische Auslegung eines solchen Prüfstands bei mobilen Anbindungspunkten eingegangen.

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• Blocked Force Prüfstand für mobile Anbindungen – akustische Betrachtung
  R. Henneberger, A. Brosch und S. Sentpali
[Abstract]

Die von Nebenaggregaten eingeleitete Körperschallleistung ist eine der wichtigsten akustischen Beurteilungsgrößen für den simulativen Abgleich oder die Verzielung im Fahrzeug. Hierbei ergeben sich verschiedene messtechnische Möglichkeiten die Schwingungsenergie zu erfassen. Zum einen kann die Struktur entkoppelt von der Umgebung gelagert werden. Dies ermöglicht die Messung der freien Körperschallschnelle (oder Beschleunigung). Auf der anderen Seite kann die Struktur sehr steif angebunden werden. Hierbei können die Kurzschlusskräfte ermittelt werden. Beide Methoden stellen eine Maximalwertbetrachtung dar und bilden die tatsächlich eingeleiteten Kräfte nicht ab. Dennoch bietet die Blocked Force Methode einige Vorteile, wie etwa die exakt definierbaren Messbedingungen, direkte Kraftmessung, einfacher Mess- und Prüfaufbau. In diesem Beitrag werden anhand einer einfachen analytischen Herleitung beide Methoden erläutert und die Grenzen des Verfahrens aufgezeigt. Weiterhin wird auf die Besonderheiten der akustischen Inbetriebnahme eines Blocked Forces Prüfstand für mobile Anbindungspunkte eingegangen.

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Brümmer, Andreas

• Pulsationen an kavitierenden Kreiselpumpen bei Schaufelpassierfrequenz
  C. Lehr, A. Linkamp und A. Brümmer
[Abstract]

Kreiselpumpen regen durch ein ungleichförmiges umlaufendes Druck- sowie Geschwindigkeitsfeld am Laufradaustritt und deren Interaktion mit einem Leitrad oder dem Sporn eines Spiralgehäuses Pulsationen an. Im Betrieb bei Teil- oder Überlast nehmen diese deutlich zu und können zu Schwingungs- oder Lärmproblemen und insbesondere im Resonanzfall zu mechanischen Schäden am Leitungssystem oder der Pumpe führen. Ein maßgeblicher Einflussparameter auf die Amplitude der Pulsationsanregung einer Kreiselpumpe ist neben der Drehzahl die Kavitationszahl. Der Einfluss von Kavitation auf Druckpulsationen in hydraulischen Rohrleitungssystemen mit einer einstufigen, einflutigen Kreiselpumpe mit Spiralgehäuse wurde im Rahmen dieser Arbeit systematisch untersucht. Dazu wurden Druckpulsationsmessungen auf der Saug- und Druckseite der Pumpe durchgeführt. Die Abhängigkeit der auftretenden Pulsationen von kavitationsbeschreibenden Parametern wie dem NPSHA bzw. der Kavitationszahl σA bei variabler Pumpendrehzahl wird analysiert.

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Bruns, Tobias

• Evaluation von individueller Hörunterstützung im Telefon für Normal- und Schwerhörende
  J. Rennies, T. Bruns, A. Volgenandt, R. Asendorf, Y. Durukan und D. Oetting
[Abstract]

Sprachverstehen am Telefon kann durch viele unterschiedliche Faktoren erschwert sein. Durch nicht verstandene Wörter und eine erhöhte Höranstrengung wird die Kommunikation beeinträchtigt. Ursachen sind z.B. schlechte Signalqualität, Umgebungslärm, Schwerhörigkeit und Kopplungsprobleme zwischen Hörgeräten und Telefonen, so dass sowohl Normal- als auch Schwerhörende in diesen Situationen von Sprachverbesserungsalgorithmen profitieren können. Diese Studie untersuchte die Wirksamkeit eines Algorithmus zur individuellen Hörunterstützung, der direkt ins Telefon integriert wurde, mit normalhörenden sowie unversorgten mild bis moderat schwerhörenden Probanden. Über die Bedienelemente am Telefon konnten die Nutzer die nichtlineare, signal-adaptive Signalverarbeitung individuell einstellen. Als Maß für Sprachverständlichkeit wurde der Anteil korrekt verstandener Zahlentripel aus unterschiedlichen realen Telefonaufnahmen für unverarbeitete und individuell verarbeitete Sprachsignale gemessen. Zusätzlich bewerteten die Probanden die empfundene Höranstrengung und Sprachqualität. Die Messungen wurden in Ruhe und in einem Callcenter-typischen Umgebungslärm durchgeführt. Die Daten zeigen, dass unter Umgebungslärm auch für Normalhörende deutliche Hörprobleme auftreten können und dass die integrierte Hörunterstützung für beide Nutzergruppen vorteilhaft ist. Große interindividuelle Unterschiede bei den bevorzugten Algorithmenparametern unterstreichen den Vorteil individueller Einstellmöglichkeiten.

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Bschorr, Oskar

• Oberflächenwellen einer Kugel nach dem Impulskonzept
  O. Bschorr
[Abstract]

Die rein deviatorische Verformung in einem elastischen Festkörpers hat einen symmetrischen, spurlosen Spannungstensor und ist divergenz- und rotationsfrei. Die Lösungen der Laplace-Gleichung gewährleisten diese Eigenschaften. So konnte die spezielle Lösung in kartesischen Koordinaten als Führungswelle einer planen Grenzflächen identifiziert werden: Diese ist an die Oberfläche gebunden und weist eine exponentiell zur Oberflächendistanz abnehmende Schwingungsamplituden auf. Es ist naheliegend dieses Vorgehen auch auf die Oberfläche einer Kugel zu übertragen. Die Lösungen der sphärischen Laplace-Gleichung sind die bekannten Legendre’schen Kugelflächen. Auch hier handelt es sich bei verschwindender Intensität im Kugelinnern um eine an die Oberfläche gebundene Führungswelle. - Besonders einfach sind die deviatorischen Führungswellen bei dem 2D-Fall einer Kreisscheibe.

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• Akustik und Schrödinger-Gleichung
  O. Bschorr
[Abstract]

In seiner berühmten Ersten Mitteilung vom Januar 1926, ”Quantisierung als Eigenwertproblem” ging es Schrödinger darum ”die übliche Quantisierungsvorschrift durch eine andere Forderung zu ersetzen, in der kein Wort mehr von ganzen Zahlen vor-kommt. Vielmehr ergibt sich die Ganzzahligkeit auf dieselbe natürliche Art, wie etwa die Ganzzahligkeit der Knotenzahl einer schwingenden Saite”. Zu dieser Zeit hatte sich die Deutung der Planck-Konstante h als Energiequantum bereits etabliert, eben-so die außerhalb der klassischen Wellenmechanik liegende Wandlung eines Energiequantums Js in eine monochromatische Lichtstrahlung. Dagegen konnte die konkurrierende Nicholson-Theorie mit der Deutung von h als Drehimpuls Hm selbst nach der Entdeckung des h-gestuften Spins nicht mehr aufkommen. (Huygens H = kgm/s = Impulseinheit). - Hier geht es um den Versuch, die ursprüngliche Schrödinger-Intention wieder aufzunehmen.

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Buchegger, Blasius

• Einfluss der modalen Kopplung von Prüfräumen und Prüfobjekten auf Messungen des Schalldämm-Maßes einer Brettsperrholzplatte im tieffrequenten Bereich
  W. Hauer, B. Buchegger und H. Ferk
[Abstract]

Bei der Bestimmung des Schalldämm-Maßes von Bauteilen nach ISO 10140-2 oder ISO 15186-1 wird in Prüfräumen ein diffuses Schallfeld vorausgesetzt. Die Qualität der Diffusität bzw. der Energiegleichverteilung eines Schallfeldes nimmt im Allgemeinen jedoch mit sinkender Frequenz ab und weicht zunehmend einem modalen Verhalten. Während sich bei mittleren und hohen Frequenzen aufgrund der hohen Modendichte im Senderaum ein annähernd diffuses Schallfeld einstellt und den Prüfkörper damit gleichmäßig aus allen Richtungen anregt, ergibt sich zu tiefen Frequenzen hin eine steigende Ortsabhängigkeit der Anregung. Daraus resultiert wiederum eine sinkende Reproduzierbarkeit der Messergebnisse zwischen verschiedenen Prüfeinrichtungen hin zu tiefen Frequenzen, da das ermittelte Schalldämm-Maß zunehmend von der jeweiligen Anordnung des Prüfkörpers in den Prüfräumen bzw. der örtlichen Verteilung der Raummoden abhängt. Dieser Beitrag untersucht den Zusammenhang zwischen der örtlichen Verteilung von Raummoden und dem modalen Verhalten eines Prüfkörpers anhand eines Brettsperrholzelementes. Dazu werden die Raummoden eines realen Prüfraumes bei tiefen Frequenzen mittels Finite-Elemente-Methode berechnet. Anschließend werden die Berechnungsergebnisse mit den Ergebnissen einer experimentellen Modalanalyse am Brettsperrholzelement verglichen. Ein besonderes Augenmerk wird dabei auf die räumliche Übereinstimmung zwischen Raum- und Körperschallmoden gleicher Frequenz gelegt, welche zu einer Beeinflussung des ermittelten Schalldämm-Maßes führen können.

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Buchschmid, Martin

• TU9-MOOC Communication Acoustics: Erste Erfahrungen
  S. Möller, J. Ahrens, M.E. Altinsoy, M. Buchschmid, J. Fels, S. Hillmann, C. Hohnerlein, G. Müller, B. Seeber, M. Vorländer, S. Weinzierl, S. Knoth und W. Barodte
[Abstract]

Zwischen den neun großen Technischen Universitäten in Deutschland werden derzeit eine Anzahl von Massive Open Online Courses (MOOCs) implementiert, mit deren Hilfe ein abgestimmtes und international sichtbares Lehrangebot geschaffen werden soll. Wie auf der DAGA 2016 berichtet hatten sich vier dieser Technische Universitäten unter Einbindung der Chalmers University of Technlogy zusammengetan, um einen solchen Online-Kurs zum Thema Kommunikationsakustik zu produzieren. Der Kurs ist zum Wintersemester 2016/17, zunächst als interner Kurs der beteiligten Universitäten und seit Dezember 2016 auch als öffentlicher MOOC, gestartet. Er wird komplett auf Englisch angeboten und richtet sich an Studierende zum Ende des Bachelor- und zu Beginn des Masterstudiums, sodass weitere Spezialveranstaltungen auf ihm aufbauen können. Im Vortrag werden unsere Erfahrungen bei der Produktion der benötigten Lehrmaterialen, der Einbindung in die Kursplattform edX, der Vorbereitung zugehöriger Prüfungen und Zertifikate, sowie der Durchführung des ersten Semesters berichtet. Daraus wird eine Liste mit Optimierungspotenzial abgeleitet. Da der Kurs öffentlich verfügbar ist wird abschließend diskutiert, wie andere Universitäten und Hochschulen das Angebot in ihrer Lehre nutzen können.

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• Beschreibung des Energieflusses über Stoßstellen leichter Massivholzkonstruktionen im mittleren und höheren Frequenzbereich
  C. Winter, M. Buchschmid und G. Müller
[Abstract]

Für den 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. Mit zunehmender Frequenz stößt die klassische FEM aufgrund der Sensitivität der Ergebnisse an Grenzen, da die modale Dichte zunimmt. Auch die Anwendung statistischer Methoden, wie die Statistische Energie Analyse (SEA), kann durch die starke Kopplung der Teilsysteme an Grenzen stoßen.

Bei der Prognose werden im ”mid-frequency gap” zwischen FEM und SEA die Mittelungsmethoden der SEA in der Auswertung der FEM eingesetzt. Dadurch können einerseits robuste Ergebnisse erzielt werden und andererseits bauteilspezifische Subsystemdefinitionen gewählt werden. Mit dieser Hybridmethode können die Energieflüsse zwischen den einzelnen Bauteilen, auch für den mittleren Frequenzbereich, mittels Energieeinflusskoeffizienten beschrieben werden.

Ferner wird die Körperschallleistung im Schnitt nahe des Bauteilstoßes betrachtet. Daraus kann das Stoßstellendämm-Maß ermittelt werden, sofern die Voraussetzungen der SEA erfüllt sind. Hierbei erfolgt ein Abgleich mit den gemäß DIN EN 12354 auf Basis der Schnellepegeldifferenzen berechneten Werten.

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.

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• Netzwerkorientierter leistungsbasierter Ansatz für Fahrzeugvibroakustik
  R. Ullmann, S. Sicklinger, M. Buchschmid und G. Müller
[Abstract]

Zur vibroakustischen Beurteilung und Optimierung von Fahrzeugkonzepten in der frühen Phase der Gesamtfahrzeugentwicklung werden häufig Übertragungsfunktionen verwendet. Diese Übertragungsfunktionen sind in Primärvariablen (Kräfte oder Beschleunigungen) formuliert und werden zur Systembeschreibung und als Bewertungsmetrik herangezogen. Die auf Primärvariablen basierende Betrachtungsweise ist bei komplexen Problemstellungen jedoch nicht immer zielführend und die damit einhergehende Prognosegüte kann daher nicht ausreichend sein.

Bei leistungsbasierten Ansätzen kann die Prognosegüte in der frühen Phase der Gesamtfahrzeugentwicklung verbessert und der Lösungsraum für Optimierungen erweitert werden. Dabei werden Ideen aus der elektrischen Netzwerktheorie auf mechanische Systeme, die im Frequenzraum betrachtet werden, übertragen.

Die aus einer Leistungsbetrachtung resultierenden Vorteile für das Systemverständnis werden an fahrzeugrelevanten Beispielen aufgezeigt. Die leistungsbasierte Analyse des akustischen Netzwerks erfolgt dabei auf Basis von linearen FE-Modellen. Ein entsprechender Postprocessing-Schritt wird vorgestellt, um Leistung in definierten Schnitten im Kontinuum zu berechnen.

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• Grundlegende Aspekte der Modellierung von Acoustic Black Holes und Tuned Mass Damper Arrays für vibroakustische Aufgabenstellungen der Luftfahrt
  M. Buchschmid, M. Miksch, U. Müller, A. Peiffer und G. Müller
[Abstract]

Ökoeffiziente Antriebskonzepte in Kombination mit Leichbaustrategien stellen die Entwicklung von Flugzeugen und Hubschraubern in der Zukunft vor große Herausforderungen. Da klassische Maßnahmen zur Reduktion der durch tonale Anregung der Struktur hervorgerufenen vibroakustischen Phänomene, wie z.B. die Anordnung von Schwereschichten, Schäumen oder lokalen Schwingungstilgern, mit einer - mit künftigen Anforderungen nicht vereinbaren - Erhöhung der Masse einhergeht, bedarf es neuer Entwicklungen zur Reduktion von Körperschall und sekundärem Luftschall. Maßnahmen, wie flächig verteilte Schwingungstilger und akustische schwarze Löcher könnten Potential für Neuentwicklungen besitzen, erfordern aber besondere Anforderungen an die Herstellung.

Im Forschungsvorhaben ALMA (Additive Layer Manufacturing for Acoustic Metamaterials) sollen neue Ansätze mit Hilfe numerischer Modelle entwickelt, mittels Additive Layer Manufactoring praktisch umgesetzt und final in einer Messkampagne untersucht werden. In dem Beitrag wir die projektspezifische Aufgabenstellung erläutert, es werden die zu untersuchenden Maßnahmen vorgestellt und erste Ergebnisse zur Modellbildung für Acoustic Black Holes und Tuned Mass Damper Arrays gezeigt.

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Buck, Jan

• Vergleich adaptiver Regelungskonzepte für eine aktive Kopfstütze
  J. Buck, S. Jukkert und D. Sachau
[Abstract]

Sowohl im Privaten als auch im Arbeitsumfeld sind Menschen verschiedenen Lärmquellen ausgesetzt, was zu einer Belastung führt. Aktive Gegenschallmaßnahmen (engl. Active Noise Control, ANC) zur lokalen Schallreduktion im Kopfbereich (aktive Kopfstütze) können den Schalldruckpegel an beiden Ohren für breitbandige Störsignale um mehr als 10 dB reduzieren. Fehlermikrofone können in vielen Anwendungen nicht direkt am Ohr platziert werden. Es wurden daher in verschiedenen Arbeitsgruppen Methoden entwickelt, um die Ruhezone, welche eine Schallreduktion > 10 dB aufweist, in den Bereich der Ohren zu verschieben. Für die Umsetzung der adaptiven Regelung wurden sowohl Eingrößenregelungen (engl. single-input single-output, SISO), Mehrgrößenregelungen (engl. multiple-input multiple-output, MIMO) und sogenannte CICO-Regelungen (engl. combined-input combined-output, CICO) untersucht. In der vorliegenden Arbeit werden die drei genannten Regelungskonzepte experimentell miteinander verglichen. Betrachtet wird die erzielte Schallreduktion am Ohr, die Größe der Ruhezone und die Anzahl benötigter Berechnungsoperationen pro Abtastschritt der Algorithmen. Für das Experiment werden zwei Gegenschalllautsprecher, zwei Fehlermikrofone, zwei virtuelle Fehlermikrofone und ein Kunstkopf verwendet. Die Ausführung der Algorithmen erfolgt auf einem Echtzeitsystem.

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Buck, Markus

• Detection of Voiced Speech and Pitch Estimation for Applications with Low Spectral Resolution
  S. Graf, N. Zaidi, T. Herbig, M. Buck und G. Schmidt
[Abstract]

Speech enhancement algorithms are employed in many applications, such as hands-free telephones, or speech recognizers, to recover a speech signal that is recorded in a noisy environment. In automotive environments, the noise particularly affects the low frequencies that are relevant for voiced speech. Detection of voiced speech sections and estimation of the pitch frequency help to reconstruct the harmonic structure of voiced speech and to enhance the speech signal. Many algorithms were introduced to detect voiced speech and estimate the pitch. Most of them rely on a high spectral resolution that is achieved by employing long window lengths. However, some applications, such as in-car-communication (ICC) systems, have to deal with short windows in order to reduce computational costs and to ensure low system latencies. Resolving the pitch is difficult in this case. Spectral refinement techniques have been introduced to increase the spectral resolution by combining multiple consecutive low-resolution spectra. Using these techniques, standard pitch estimation algorithms can be applied even though the resolution of the original spectrum was too low. In this paper, we analyze the performance of pitch estimation using spectral refinement techniques and introduce an alternative approach that explicitly takes into account the short windows of ICC applications.

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• Rating Nonlinear Behavior in Acoustic Echo Control Scenarios
  I. Schalk-Schupp, P. Hannon, F. Faubel, M. Buck und A. Wendemuth
[Abstract]

Nonlinear behavior in the amplifier of embedded audio systems remains a challenge in acoustic echo control. Echo cancellation or suppression methods are usually evaluated using the well-known echo return loss enhancement as a performance measure and the equally well-known total harmonic distortion to characterize the severity of the system’s nonlinear distortion. However, the latter fails to capture nonlinear behavior under excitation signals with amplitude and frequency distributions different from that of a simple sine wave. We propose a novel nonlinearity measure and examine its usefulness in different scenarios in relation to existing measures. Also, we present an appropriate procedure that comprises the measurements and calculations necessary to determine the proposed measure. Finally, data obtained from measurement examples are presented and discussed.

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Bühlmann, Erik

• Kritische Faktoren für den erfolgreichen Einsatz lärmarmer Beläge im Innerortsbereich
  S. Egger, H. Gloor und E. Bühlmann
[Abstract]

Im Innerortsbereich hängen die Erfolgschancen von lärmarmen Belägen nicht immer einzig von den Belagsspezifikationen und der Einbauqualität ab, sondern werden häufig durch belagsfremde Fahrbahnelemente wie Schachtdeckel, Strukturmarkierungen, Betonelemente, Fahrbahnübergänge und Fugen bestimmt. Da sich das Lärmniveau durch den Einbau lärmarmer Beläge stark senken lässt, wirken Impulsgeräusche durch überfahren belagsfremder Elemente zum Teil störender auf die Anwohner als vor dem Einbau des lärmarmen Belags. Diese Tatsache kann bei der Planung und beim Einbau jedoch häufig nicht ausreichend berücksichtigt werden, da die Grundlagen zur Abschätzung des akustischen Einflusses belagsfremder Fahrbahnelemente bisher nur wenig dokumentiert sind. Ziel dieses Projektes ist es, kritische Faktoren für den erfolgreichen Einsatz von lärmarmen Belägen im Innerortsbereich herauszustellen und zu bewerten. Anhand gezielter Rollgeräuschmessungen mit der Close-Proximity Methode wurden die Schallpegel beim Überrollen belagsfremder Fahrbahnelemente spezifisch erfasst und bewertet. Durch Eruierung der wichtigsten Einflussfaktoren belagsfremder Fahrbahnelemente auf die Akustik werden deren Ursache und Wirkungsbandbreite konkret bestimmt. Die Studie präsentiert Vorschläge zur Minimierung der negativen Wirkung von belagsfremden Fahrbahnelementen, die den Erfolg von lärmarmen Belägen im Innerortsbereich gewährleisten.

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• Knoten und Kreisel - Wie ist die abweichende Störwirkung zu berücksichtigen?
  V. Cocco, H. Gloor und E. Bühlmann
[Abstract]

Der für die Beurteilung des Strassenlärms massgebende Beurteilungspegel basiert meist auf dem Mittelungspegel welcher anhand jahresdurchschnittlicher Verkehrsverhältnisse bei frei fliessendem Verkehr ermittelt wird. Wie verschiedene Untersuchungen gezeigt haben, werden Spezialsituationen wie Knoten und Kreisel hinsichtlich des Belästigungspotentials durch den Mittelungspegel aufgrund von Pegelschwankungen und Frequenzverschiebungen nicht ausreichend beschrieben. Ziel dieser Studie ist die Entwicklung eines einfachen Verfahrens zur Berücksichtigung der abweichenden Belags- und Störwirkung bei Knoten und Kreiseln. Basierend auf Erkenntnissen neuverfügbarer Studien zur Lästigkeit, psychoakustischer Bewertungsschemata, sowie gezielt durchgeführter statistischer Felderhebungen werden Zuschläge (Korrekturen in dBA) für die Belags- und die Störwirkung für verschiedene Knoten und Kreisel-Situationen ausgearbeitet. Zur praktischen Anwendung präsentiert die Studie situations-, distanz- und verkehrsaufkommensabhängige Korrekturen zur Berücksichtigung von Pegelauswirkungen (Einfluss des Strassenbelages, emissionsseitig) und der subjektiven wahrgenommenen Störwirkung (immissionsseitig). Aus der Studie erfolgt eine praxisorientierte Anwendungshilfe mit welcher sowohl im Lärmvollzug, als auch in der Planung die Lärmauswirkungen von Knoten und Kreiseln abgebildet werden können

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• Lärmarme Beläge - Erhalten was man bestellt!
  E. Hammer, H. Gloor und E. Bühlmann
[Abstract]

Lärmarme Beläge werden häufig als Lärmschutzmassnahme in Erwägung gezogen. Um die Lärmpegel unterhalb zulässiger Grenzwerte bringen zu können, müssen durch die lärmarmen Beläge gewisse akustische Leistungen garantiert werden können. Dies kann entweder mittels akustischer Zertifizierung von Unternehmerprodukten oder der Normierung von lärmarmen Rezepturen erfolgen. In der Schweiz wurde deshalb eine Norm für die Herstellung von lärmarmen semi-dichten Asphalten SDA erarbeitet. Obwohl diese den erfolgreichen Einbau von lärmarmen Belägen garantieren soll, variiert deren akustische Wirkung in der Praxis stark. Wirkungsanalysen haben gezeigt, dass trotz Einhaltung der Norm, der zugängliche und akustisch wirksame Hohlraumgehalt variiert. In dieser Studie werden belagstechnische Parameter eruiert, welche die Variabilität der akustischen Wirkung verursachen. Dabei wurde ein Datensatz von Mischgut- und Bohrkernuntersuchungen sowie weiteren bautechnischen Abklärungen zusammen mit Rollgeräuschmessungen CPX auf fast 200 eingebauten Belägen analysiert. Die Studie präsentiert wichtige belagstechnische Parameter und deren Optima-Werte, welche für eine normbezogene akustische Spezifizierung von lärmarmen Belägen entscheidend sind um deren langanhaltende Wirkung zu garantieren. Somit wird dem Lärmvollzug ein Hilfsmittel zur Verfügung gestellt, welches die Bestellung eines lärmarmen Belages unter Gewährleistung der Wirkung erlaubt.

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Bulling, Philipp

• Approximation of the Optimum Stepsize for Acoustic Feedback Cancellation Based on the Detection of Reverberant Signal Periods
  P. Bulling, K. Linhard, A. Wolf und G. Schmidt
[Abstract]

A major challenge in acoustic feedback cancellation is the strong correlation between excitation signal and error signal, caused by the closed electro-acoustic loop. Due to this correlation, the convergence rate of adaptive algorithms, such as the NLMS, is slowed down. It was shown in a recent publication that the convergence can be improved to a large extent by using a reverb-based stepsize control. This stepsize control aims at increasing the stepsize during reverberant signal periods and decreasing the stepsize during local speech activity. Caused by reverberation of the acoustic system, there is still energy in the system immediately after local speech periods. This reverberation can be exploited to adapt the filter, since the signals are not correlated here. In this paper, the reverb-based stepsize control is further improved. Therefore, the gain in the forward path of the closed-loop system is controlled with the system distance. It is shown that in this case, the reverb-based stepsize can be interpreted as an approximation of the theoretically optimal stepsize. The proposed method uses a frequency domain NLMS algorithm for feedback cancellation. An overlap-save filterbank is used to transfer the signals to the frequency domain. The target application is an in-car communication system.

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• Frequency Domain De-essing for Hands-free Applications
  K. Linhard, P. Bulling und A. Wolf
[Abstract]

A De-essing algorithm for applications in noisy environments, such as hands-free systems or intercom systems in cars, is presented. De-essing is a technique to reduce sibilance in speech or vocal recordings. In human voice, sibilance is caused by sibilant consonants, which belong to the fricatives. Sibilant consonants mainly consist of frequencies in the range of 2 kHz to 8 kHz and they are perceived as a hissing sound. For speech recordings in cars, usually the microphone frequency response already reduces the noisy lower frequencies, i.e. the higher frequencies and thus the sibilants are emphasized. The proposed De-esser is capable of detecting sibilants and damping the corresponding frequency bands. The realization is based on a Discrete Fourier Transform filter bank. The algorithm consists of three reduction filters, controlled by relative thresholds. The first filter is a notch filter with its center frequency tuned to the frequency of the maximum level of a sharp sibilant. The second filter is a broad band bandstop filter, used for higher frequencies. A third filter interpolates the range between the minima of the first two filters. Recordings in German language, with sibilant consonants such as ”s”, ”ss”, ”sch”, ”z” and ”tz”, are used for evaluation.

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Burandt, Bernd

• Untersuchung der Geräuschemissionen durch Ladevorgänge in Ladezonen von Discountern sowie an Wechselbrückenabstellplätzen von Logistikunternehmen
  S. Doll, B. Berghofer, B. Burandt, B. Heichen, J. Tchorz, W. Rothballer und B. Gigla
[Abstract]

Zur Ermittlung von Geräuschemissionsansätzen für Ladevorgänge innerhalb der Ladezonen von Discountern und für Abstell- und Aufnahmevorgänge von Wechselbrücken wurden für schalltechnische Immissionsprognosen die jeweiligen Vorgänge messtechnisch erfasst. Im Rahmen der Messungen wurden die bei Ladevorgängen an Discountern auftretenden Emissionen durch insgesamt 15 Messungen an drei verschiedenen Standorten und die bei Aufnahme und Absetzen der Wechselbrücke von einem Transportfahrzeug auftretenden Emissionen bei zwei repräsentativen Logistikunternehmen (je 7 Messtage) ermittelt. Durch Kalibrierungsrechnungen für jeden Standort unter Berücksichtigung der unterschiedlichen Fahrzeugausführungen bzw. Abstell- und Aufnahmevorgänge der Wechselbrücken wurden die ermittelten Emissionen verifiziert und Ansätze für die Geräuschemissionen abgeleitet. Auf dem Poster werden die Herangehensweise sowie die Ergebnisse dargestellt.

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Burgmayer, Ralf

• A mobile app for room acoustical measurements
  A. Rosenkranz, R. Burgmayer, D. Ackermann, M. Hädrich und S. Weinzierl
[Abstract]

The measurement of room acoustical parameters is traditionally conducted with PC-based software or specifically designed measurement devices. However, since smartphones with their remarkable computing power are commonplace tools today, they not only seem perfectly suitable for performing the required signal processing, but also offer a powerful graphical user interface, large memory and high-speed network connections. Therefore, a mobile app was developed at the Audio Communication Group, that enables the user to measure impulse responses with an arbitrary external excitation, and to calculate reverberation times and other room acoustical parameters according to ISO 3382. Particular attention was paid to the use of open source libraries to make the project accessible to other groups and to facilitate the further development by the room acoustical community. Our contribution will present the software design as well as the availability of hardware extensions such as calibrated measurement microphones.

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Burkhardt, Martin

• Beschreibung der akustischen Eigenschaften elektrischer Nebenaggregate
  M. Burkhardt, W.-G. Drossel und M. Gnauck
[Abstract]

Mit der steigenden Anzahl elektrischer Hilfs- oder Fahrantriebe in Kraftfahrzeugen sowie häufig wechselnden Fahrzuständen, wie Start & Stop oder Rekuperation, treten viele, bisher weitestgehend überdeckte Geräusche in den Vordergrund. Beispielhaft sind hierfür die Geräusche von elektrischen Nebenaggregaten zu nennen. Die Kundenerwartungen an die Geräuschcharakteristik des Fahrzeuges reichen dabei von völliger Geräuschlosigkeit über ein Wertigkeitsempfinden von Funktionsgeräuschen einzelner Komponenten bis hin zu markentypischem Geräuschcharakter. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags wird eine Methodik zur Beschreibung der akustischen Eigenschaften elektrischer Nebenaggregate vorgestellt. Beginnend mit der Schnittstellendefinition wird das Gesamtsystem in Teilsysteme unterteilt. Diese werden auf relevante Effekte abstrahiert und eine geeignete Form zur Beschreibung ausgewählter Teilsysteme vorgestellt. Dabei werden unteranderem die Einflüsse der Leistungselektronik in Form des Kommutierungsverfahrens, der Motortopologie und des Übertragungsverhaltens der angekoppelten Struktur auf das akustische Verhalten eines Nebenaggregates berücksichtigt. Die Ansätze zur rechnerischen Modellbildung werden durch experimentelle Untersuchungen validiert und ergänzt.

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Burkhart, Christian

• DEGA-Empfehlung 103 – Neue Fassung Entwurf 2017
  C. Burkhart und M. Wolf
[Abstract]

Die 2009 veröffentlichte DEGA-Empfehlung 103 ”Schallschutz im Wohnungsbau - Schallschutzausweis” wurde überarbeitet und kürzlich als Entwurf veröffentlicht. Unverändert werden insgesamt sieben Schallschutzstufen definiert, mit denen sowohl die schalltechnische Qualität einzelner Baukonstruktionen (Decken, Wände) als auch ganzer Gebäude gekennzeichnet werden können.

Der Vortrag zeigt und erläutert die aufgenommenen Erweiterungen und Änderung gegenüber der Fassung aus dem Jahr 2009.

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Busch, Henning

• Untersuchung der Schallausbreitung einer definierten hochliegenden Schallquelle
  L. Roeßler, H. Busch und B. Dörries
[Abstract]

Die Schallausbreitung hochliegender Schallquellen hat mit dem Ausbau der Windenergie und den immer höher werdenden Windenergieanlagen (WEA) an Bedeutung gewonnen. Die Schallausbreitung von WEA wird gemäß DIN ISO 9613-2 : 1999 - Dämpfung des Schalls bei der Ausbreitung im Freien prognostiziert. Diese Norm ist bis zu einer mittleren Ausbreitungshöhe von 30 m definiert. Moderne WEA überschreiten diese Höhe z. T. deutlich. Es stellt sich daher die Frage, ob die o. g. Norm für die Schallausbreitung hochliegender Quellen geeignet ist, bzw. wie die Unsicherheit der berechneten Schallpegel von der Ausbreitungshöhe abhängt. Untersuchungen zur Schallausbreitung hoher WEA werden derzeit in Schleswig-Holstein und Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Die Ergebnisse sollen in ein möglicherweise geändertes Berechnungsverfahren einfließen. Im Rahmen einer Masterarbeit wurde die Schallausbreitung einer bekannten Schallquelle in verschiedenen Höhen vermessen. Dazu wurde ein vermessener Lautsprecher mit hoher Schallleistung am Servicekran einer WEA befestigt und in unterschiedlichen Höhen betrieben. Die Schallausbreitung wurde mit mehreren Mikrofonen in unterschiedlichen Abständen vermessen. Da bei geringen Fremdgeräuschen gemessen werden konnte, wurden Messpunkte in großen Entfernungen zur WEA realisiert. Die Messergebnisse wurden statistisch ausgewertet. Begleitend wurden Schallausbreitungsberechnungen gemäß DIN ISO 9613-2 : 1999 durchgeführt. Die berechneten Schallpegel wurden mit den Messwerten verglichen.

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Buß, Matthias

• Echoklassifizierung für Aktivsonare
  M. Buß, S. Benen, D. Kraus und A. Kummert
[Abstract]

Für eine Vielzahl von Anwendungen im Aktivsonarbereich besteht der Wunsch nach vollautomatisch arbeitenden Sensoren, die Ziele ohne manuelle Unterstützung zuverlässig detektieren. Eine besondere Herausforderung ist hierbei das gleichzeitige Erzielen einer geringen Falschalarmrate, die sich nur mit speziell optimierten Signalverarbeitungsverfahren erfüllen lässt.

In den zurzeit üblichen Aktivsonarsignalverarbeitungen wird in der Regel lediglich das Signal-zu-Rauschverhältnis und ggf. der Doppler der Echos für die Detektion genutzt. Der hier verfolgte Ansatz zum Erreichen der geringen Falschalarmrate besteht darin, weitere Merkmale der Echos zu extrahieren und anhand dieser eine Erkennung und damit Reduktion von Falschechos zu ermöglichen.

In diesem Vortrag werden Ergebnisse aus Versuchen zur aktiven Taucherdetektion, die mit dem Sonar ”Cerberus” der Firma ”ATLAS ELEKTRONIK UK” in Zusammenarbeit mit der WTD71 durchgeführt wurden, präsentiert. Es werden zunächst geeignete Merkmale der Echos und Analysen ihrer Eignung zur Trennung von Ziel- und Falschechos vorgestellt. In einem weiteren Schritt erfolgt die Kombination der Merkmale durch Trainieren eines Klassifikators. Die Performance des trainierten Klassifikators hinsichtlich seiner Eignung zur Falschalarmreduktion wird anhand von Receiver-Operating-Characteristic-Kurven dargestellt. Hierbei wird insbesondere auf die Robustheit eingegangen, indem der Klassifikator auf unterschiedliche Datensätze angewendet wird.

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Buzga, Sebastian

• Schnelle tomographische Bestimmung der Temperaturverteilung im Gas von Hochöfen und Großfeuerungsanlagen mit Hilfe der interleaved sweep methode
  G. Behler, J.-G. Richter und S. Buzga
[Abstract]

Die Temperaturverteilung in Großfeuerungsanlagen und Hochöfen wird mit Hilfe akustisch durchgeführter Laufzeitmessung oberhalb der Schüttung im gaserfüllten Raum durchgeführt. Hierzu werden eine Anzahl N von Schallgeber/Empfänger-Kombinationen in einer Ebene oberhalb der Schüttung angeordnet, so dass ein Mesh aus Messstrecken entsteht. Aus den N(N-1) Paarungen kann dann die Temperaturverteilung mittels eines tomographischen Verfahrens gewonnen werden. Naturgemäß ist der Gasraum oberhalb der Schüttung von starken zeitlichen Schwankungen bezüglich der aufsteigenden Rauchgase betroffen, so dass man davon ausgehen muss, dass eine zeitlich verteilte Messung der einzelnen Strecken zu einer fehlerhaften Berechnung der Temperaturverteilung führen muss, die evtl. stark von der tatsächlichen Verteilung abweicht. Die aktuelle Anlagentechnik verwendet pneumatisch angeregte Rauschbursts von ca. 2 s Dauer, so dass eine vollständige Messung z.B. bei N=8 ca. 20 s dauert. Um eine zuverlässigere und schnellere Messung zu erreichen, wurde auf eine elektroakustische Anregung mittels Lautsprecher umgestellt, die mit zeitlich überlappenden Sweeps (interleved sweep methode) arbeitet. Bei einem Versatz von z.B. 50 ms wäre eine Messzeit von ca. 2,5 s erreichbar. Das Verfahren sowie die dabei auftretenden Probleme und Lösungen werden vorgestellt. Eine erste Implementierung der Anlage wurde in einem Hochofen umgesetzt.

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A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W Y Z

 

Caillet, Arnaud

• Simulation of the Radiation of a Gearbox
  A. Caillet, Y. Gargouri, K. Ejjed und M.Z. Mettichi
[Abstract]

With the emergence of electric powertrain, the radiation of noise due to the main engine has been highly reduced. New sources previously less present are becoming dominant (gearbox, HVAC systems, electric pumps...). The paper will focus here on the whine noise generated by gearboxes. This paper presents the results of overall manual gearbox case using coupled FEM-BEM method. The evaluation of the gears forces is done using a flexible body analysis simulation in order to obtain the detailed force spectra at the bearing of the gearbox housing and detect the critical frequencies for each RPM. The housing and rotated part of the gearbox are modelled as deformable finite elements and the radiation will be computed using the BEM method in order to predict the detailed noise radiated field. The simulation results for a run-up simulation will be presented.

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• Design-Methoden für Flachlautsprecher in der Flugzeugkabine
  B. Becker, A. Mejdi, A. Caillet und K. Kochan
[Abstract]

Die Beschallungsanlagen in Flugzeugen sind eine für die Zertifizierung des Flugzeugs relevante Komponente. Elektrodynamische Flachlautsprecher bieten vielfältige Vorteile für die Beschallung von Flugzeugkabinen. Zur Realisierung eines Flachlautsprechers wird ein elektrodynamischer Exciter auf die Rückseite einer bereits in der Kabine vorhandenen Oberfläche aufgebracht. Das akustische Design von Flachlautsprechern erfolgt gegenwärtig häufig nach der Methode Versuch und Irrtum. Dies erfordert das zeitaufwändige Produzieren und Testen vieler Varianten. Diese Studie hat das Ziel, die Charakterisierung von Flachlautsprechern zu systematisieren. Dazu wird eine geeignete Beschreibung des Exciters und des Paneels abgeleitet. Der Exciter kann durch ein mechanisches Ersatzschaltbild charakterisiert werden. Dieses lässt sich aus Messungen am Exciter ableiten. Das Paneel kann durch Punkt- und Übertragungsadmittanzen beschrieben werden. Diese können sowohl durch Messungen als auch durch FEM-Simulationen bestimmt werden. Die Abstrahlung des Panels kann durch BEM-Simulationen berechnet werden. Die getrennte Charakterisierung der einzelnen Komponenten des Flachlautsprechers bietet den Vorteil, dass verschiedene Komponenten virtuell mit Hilfe von Simulationen miteinander kombiniert werden können. Dies vermindert den Zeitbedarf für den aufwendigen Bau und die Charakterisierung von Prototypen. Desweiteren ermöglicht die Methode die Definition und Kontrolle von Anforderungen an von unterschiedlichen Zulieferern hergestellte Komponenten. Im Vortrag werden die verwendete Mess- und Simulationsmethode vorgestellt und erste Ergebnisse gezeigt.

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Carolus, Thomas

• Einfluss der Signalmodifikation mit einer kopfbezogenen Übertragungsfunktion und Nachhall auf die Beurteilung von Ventilatorgeräuschen mit dem semantischen Differential
  K. Stahl, C. Feldmann, A. Haeussler und T. Carolus
[Abstract]

Bei der psychoakustischen Untersuchung von technischen Geräuschen werden häufig akustische Signale der Geräuschquellen verwendet, die monaural in einem reflexionsarmen Raum gemessen wurden. Dies führt gelegentlich dazu, dass Probanden die Geräuschquelle als unnatürlich empfinden und/oder zu nahe lokalisieren (Im-Kopf-Lokalisation). Verschiedene Maßnahmen können dem entgegenwirken: (i) Änderung der Messtechnik (binaural statt monaural, Messung im einem Raum mit Reflexion), (ii) nachträgliche Modifikation des Messsignal durch Einschluss einer kopfbezogenen Übertragungsfunktion und/oder nachträglicher Aufprägung einer akustischen Raumeigenschaft.

In dieser Studie werden Ventilatorgeräusche untersucht. Geklärt werden soll der Einfluss nachträglicher Modifikationen des Messsignals auf eine Beurteilung durch Probanden mit der Methode des semantischen Differentials. Untersucht werden sollen Signalmodifikationen mit einer kopfbezogenen Übertragungsfunktion oder/und Nachhall.

Das eingesetzte semantische Differential zur Beurteilung speziell für Ventilatorgeräusch wurde in einer Vorstudie entwickelt. Monaurale und modifizierte Geräusche von acht isolierten Ventilatoren und Ventilatorsystemen (Wärmepumpe, Dunstabzugshaube, Luftreiniger) wurden in Hörversuchen mit 88 Teilnehmer beurteilt. Die kopfbezogene Übertragungsfunktion und der Nachhall werden durch Faltung der ursprünglichen Geräuschsignale mit Raumimpulsantworten realisiert.

Die Modifikation der monauralen Geräusche mit einer kopfbezogenen Übertragungsfunktion hat keinen signifikanten Einfluss auf die Beurteilung durch Probanden. Der Nachhall hat dagegen einen deutlichen Einfluss - aber geräuschabhängig auf unterschiedliche Wahrnehmungsdimensionen im semantischen Differential.

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• An Experimental Parametric Study of Airfoil Trailing Edge Serrations
  F.A. Manegar, E. Thouant, K. Volkmer, T. Carolus und I. Schmich-Yamane
[Abstract]

Self-noise of an airfoil arises due to different mechanisms. In applications such as wind turbines the turbulent boundary layer interacting with the trailing edge is thought to be the dominant mechanism. In this study, a parametric study of add-on sawtooth type trailing edge serrations is carried out for trailing edge noise reduction. The main parameters which are known to control the performance of this trailing edge serrations type are the height and width of the serration teeth (i.e. amplitude and wavelength, respectively). Several parameters have been investigated experimentally in an aero- acoustic wind tunnel at the University of Siegen on a Somers S834 airfoil section. These parameters include the two main parameters mentioned above as well as orientation, thickness and the side on the airfoil, where serrations are attached. The experimental results show a maximum noise reduction for thin, long and narrow serration teeth, attached on the pressure side and oriented along the wake of the airfoil.

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Chen, Leilei

• FEM/FMBEM Modeling for a Coupled Acoustic Fluid-structure System with Damping Material
  N. Yang, L. Chen, K. Sepahvand, H. Yi und S. Marburg
[Abstract]

For light structures immersed in water, a full fluid-structure interaction (FSI) has to be considered when structural acoustics is analyzed. The structural acoustic problem of many practical underwater engineering belongs to coupled acoustic fluid structure problems, like submarine, pipeline and so on. Applying damping material on the structure is a useful method and widely used to reduce the noise radiation for structures in engineering. In this paper, the authors focus on the modeling of the FSI problems with damping material. The structure with damping material is modeled using the finite element method (FEM). The exterior acoustic problem is constructed applying the boundary element method (BEM). The coupling model of this kind of structure and the fluid is investigated. Numerical examples are presented to demonstrate the validity of the proposed modelling.

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Chladek, Jérôme

• Akustischer Schutz für Meeressäuger: neues Warngerät PAL
  B. Culik, M. Conrad und J. Chladek
[Abstract]

Wie kann man Schweinswale in ihrer eigenen Sprache vor Gefahren warnen? Das neu entwickelte, programmierbare Warngerät PAL (pat.) erzeugt naturgetreue Kommunikationssignale der Tiere. Ziel ist es, ihre Echoortung anzuregen und dadurch die akustische ”Sichtbarkeit” von Netzen zu erhöhen. Gemeinsam mit deutschen und dänischen Fischern an Nord- und Ostsee wird die Wirksamkeit von PAL erprobt. Die Arbeiten wurden im Winter von einem Filmteam des Bayerischen Rundfunks dokumentiert und werden hier erstmals gezeigt.

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Chudalla, Michael

• Verkehrsträgerübergreifende Lärmimmission
  M. Chudalla
[Abstract]

Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) hat ein neues Forschungsformat der Ressortforschung ins Leben gerufen. Das BMVI-Expertennetzwerk. Unter dem Leitmotiv ”Wissen - Können - Handeln” haben sich sieben Ressortforschungseinrichtungen und Fachbehörden des BMVI zu einem Netzwerk zusammengeschlossen. Ziel ist es, drängende Verkehrsfragen der Zukunft durch Innovationen in den Bereichen Klimaanpassung, Umweltschutz und Risikomanagement aufzugreifen. Zentrale Forschungs- und Innovationsaspekte sind die Anpassung der Verkehrsinfrastruktur an den Klimawandel, die umweltgerechte Gestaltung von Mobilität und Verkehr sowie die Erhöhung der Verlässlichkeit der Verkehrsbauwerke. Das Projekt 5 des Themenfeldes 2 ”Verkehr und Infrastruktur umweltgerecht gestalten” beschäftigt sich mit der Minimierung der verkehrsbedingten Lärmbelastungen für Mensch und Umwelt. Ziel ist die Entwicklung eines Verfahrens zur verkehrsträgerübergreifenden Erfassung und Bewertung von Lärmimmissionen und daraus abgeleitet die Bewertung und Entwicklung geeigneter gemeinsamer Maßnahmen.

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Claes, Leander

• Inverser Ansatz zur akustischen Charakterisierung plattenförmiger Materialproben
  S. Johannesmann, L. Claes, M. Webersen und B. Henning
[Abstract]

Zur zerstörungsfreien Materialdatenbestimmung kann auf ultraschallbasierte Verfahren zurückgegriffen werden. In diesem Beitrag soll ein Verfahren zur akustischen Charakterisierung der Materialeigenschaften auf Basis der dispersiven Schallausbreitung in plattenförmigen Proben vorgestellt werden. Mit Hilfe von örtlich und zeitlich aufgelösten Messdaten, die an einem plattenförmigen Messmedium nach einer Laser-Anregung aufgenommen werden, kann eine Aussage über die im Medium ausbreitungsfähigen Moden (Lamb-Wellen) getroffen werden. Das Messmedium wird mit Hilfe eines semianalytischen Finite-Elemente-Ansatzes als Plattenwellenleiter modelliert. Eine Auswertung des Modells liefert ein Dispersionsdiagramm. Mit Hilfe einer auf Basis der Messdaten selbst-gewichtenden Kostenfunktion werden Messergebnisse und das Resultat der Simulation miteinander verglichen. Die Kostenfunktion ist dabei minimal, wenn Messung und Simulation das gleiche Ergebnis liefern. Im inversen Verfahren passt ein Optimierungsalgorithmus die im Modell hinterlegten Materialparameter iterativ an, um im Idealfall das globale Minimum der Kostenfunktion zu finden. Die im Simulationsmodell hinterlegten Materialmodelle können dabei unterschiedlich komplex gewählt werden. So ermöglicht das Verfahren auch die Charakterisierung von orthotropen Materialien, wie zum Beispiel von faserverstärkten Kunststoffen.

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Clapp, Samuel

• Software Design for Interactive Room Acoustic Simulation
  S. Clapp, M.G. Hornung, S. Pods und B. Seeber
[Abstract]

Advances in modern computing have made possible the realization of dynamic acoustic scenes, where a user can manipulate source and receiver positions in a virtual space and hear the resulting changes. In order for such a system to serve as a valid tool for psychoacoustic research, it must simulate the acoustic scene with high accuracy, and react to user input with as little latency as possible. These challenges have been addressed in the room simulation and convolution software developed for the Simulated Open Field Environment (SOFE) at AIP. The room simulation software employs novel memory allocation and multi-thread scheduling techniques to simulate and render 10.000 image sources in 0,3 milliseconds using a standard desktop PC. The real-time convolution software employs a combination of direct-form filtering to enable low input-output latency, and FFT- based filtering for greater computational efficiency. Impulse responses are updated with low latency, employing cross-fading to avoid clicks in the audio signal. This software can convolve 48 channels simultaneously with impulse responses longer than 2 seconds, also on a desktop PC. These components are modular, and controlled using standard networking protocols, allowing them to be run on dedicated machines. This work was supported by BMBF 01 GQ 1004B.

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Claussen, Tim

• Robust, digital communication in the horizontal underwater channel
  T. Claussen und S. Schreiber
[Abstract]

Digitale Kommunikation erfolgt über Wasser typischerweise durch die Verwendung von elektromagnetischen Wellen (Funk). Moderne Verfahren der digitalen Signalverarbeitung ermöglichen mit Hilfe von Funk eine robuste, digitale Übertragung über große Entfernungen.

Im Unterwasserbereich ist eine Kommunikation mit Hilfe elektromagnetischer Wellen auf größeren Distanzen nicht möglich. Daher wird eine Übertragung durch Schall verwendet. Der Übertragungskanal ist jedoch stark variabel und beeinflusst die Reichweite des Systems. Unterschiedliche Wassertemperaturen, der Salzgehalt des Wassers und die Wassertiefe sind unter Anderem wichtige Faktoren, die die Schallgeschwindigkeit beeinflussen. Unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten bilden Sprungschichten im Wasser, an denen die Schallwellen brechen. Reflexionen an der Oberfläche, dem Meeresboden und anderen Objekten unter Wasser verursachen Nachhall. Frequenzfading, Dopplerverschiebung und unterschiedliche Störgeräusche sind weitere Faktoren, die eine Übertragung beeinflussen. Aus diesem Grund sind digitale Übertragungsverfahren unter Wasser immer mit dem Blick auf die Robustheit zu bewerten.

Dieses Paper stellt eine verbesserte Form des ”Multiple Frequency-Shift Keying” (MFSK) Verfahren vor. Mit Hilfe von unterschiedlichen Konfigurationssätzen findet eine Anpassung an die variablen Eigenschaften eines Unterwasserschallkanals statt. Dabei ist, abhängig von den aktuellen Umweltbedingungen, stets ein Kompromiss zwischen Robustheit und Datenrate zu beachten. Es werden die Ergebnisse aus Simulationen von verschiedenen Seegebieten vorgestellt und die Ergebnisse aus realen Seeversuchen gezeigt.

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Cocco, Valentina

• Knoten und Kreisel - Wie ist die abweichende Störwirkung zu berücksichtigen?
  V. Cocco, H. Gloor und E. Bühlmann
[Abstract]

Der für die Beurteilung des Strassenlärms massgebende Beurteilungspegel basiert meist auf dem Mittelungspegel welcher anhand jahresdurchschnittlicher Verkehrsverhältnisse bei frei fliessendem Verkehr ermittelt wird. Wie verschiedene Untersuchungen gezeigt haben, werden Spezialsituationen wie Knoten und Kreisel hinsichtlich des Belästigungspotentials durch den Mittelungspegel aufgrund von Pegelschwankungen und Frequenzverschiebungen nicht ausreichend beschrieben. Ziel dieser Studie ist die Entwicklung eines einfachen Verfahrens zur Berücksichtigung der abweichenden Belags- und Störwirkung bei Knoten und Kreiseln. Basierend auf Erkenntnissen neuverfügbarer Studien zur Lästigkeit, psychoakustischer Bewertungsschemata, sowie gezielt durchgeführter statistischer Felderhebungen werden Zuschläge (Korrekturen in dBA) für die Belags- und die Störwirkung für verschiedene Knoten und Kreisel-Situationen ausgearbeitet. Zur praktischen Anwendung präsentiert die Studie situations-, distanz- und verkehrsaufkommensabhängige Korrekturen zur Berücksichtigung von Pegelauswirkungen (Einfluss des Strassenbelages, emissionsseitig) und der subjektiven wahrgenommenen Störwirkung (immissionsseitig). Aus der Studie erfolgt eine praxisorientierte Anwendungshilfe mit welcher sowohl im Lärmvollzug, als auch in der Planung die Lärmauswirkungen von Knoten und Kreiseln abgebildet werden können

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Conrad, Matthias

• Akustischer Schutz für Meeressäuger: neues Warngerät PAL
  B. Culik, M. Conrad und J. Chladek
[Abstract]

Wie kann man Schweinswale in ihrer eigenen Sprache vor Gefahren warnen? Das neu entwickelte, programmierbare Warngerät PAL (pat.) erzeugt naturgetreue Kommunikationssignale der Tiere. Ziel ist es, ihre Echoortung anzuregen und dadurch die akustische ”Sichtbarkeit” von Netzen zu erhöhen. Gemeinsam mit deutschen und dänischen Fischern an Nord- und Ostsee wird die Wirksamkeit von PAL erprobt. Die Arbeiten wurden im Winter von einem Filmteam des Bayerischen Rundfunks dokumentiert und werden hier erstmals gezeigt.

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Creutzburg, Lukas

• Implementierung eines Ionenwindlautsprechers ohne Plasmaflamme
  S. Merchel, L. Creutzburg, A. Schwock, T. Fleck und M.E. Altinsoy
[Abstract]

Dieser Beitrag beschreibt das Konzept und den Bau eines Lautsprecherprototypen ohne bewegte Bauteile. Es handelt sich dabei nicht um den weit verbreiteten Ansatz auf Basis einer modulierten Plasmaflamme durch thermische Ausdehnung eine Schallwelle zu erzeugen. Das im folgende diskutierte Antriebsprinzip beruht auf einer grundsätzlich anderen Idee - der Modulation eines Ionenwindes. Dieser Wind kann beispielsweise durch eine hohe Spannung erzeugt werden welche zwischen einer scharfkantigen und einer abgerundeten Elektrode anliegt. An der kantigen Elektrode entsteht dabei eine hohe Feldstärke und es kommt zu Entladung durch Ionisation der Luft. Die Spannung muss dabei möglichst groß aber unter der Durchschlagspannung der Luft liegen damit keine Funkenüberschläge auftreten. Die ionisierten Luftmoleküle werden anschließend im elektrischen Feld beschleunigt, kollidieren mit anderen Molekülen und erzeugen so einen Luftstrom. Dieser kann durch eine Wechselspannung moduliert und zur Schallabstrahlung genutzt werden. Dazu wurden verschiedene Elektrodenanordnungen untersucht. Das Ergebnis des Projektes ist ein funktionsfähiger Prototyp über welchen ein Audiosignal wiedergeben werden kann.

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Csapó, Ádám

• Audio-based Mobile Applications for Android Using Multisensory Feedback in Assistive Technology
  H. Nagy, Á. Csapó und G. Wersényi
[Abstract]

Mobile devices offer a wide range of applications for assistive technology. Computational capacity, built-in sensors and easy-to-use interfaces allow for improved accessibility to information. Smartphones, tablets and other devices running extensible platforms, such as Android or iOS, opened the possibility for developers and users to interact with an unlimited variety of applications. In the area of assistive technologies, target groups include the visually impaired, as well as users in need of movement rehabilitation. In special cases, audio and/or tactile feedback is provided by the same device via loudspeakers/stereo output, using spatialized audio and vibration motors. This paper briefly introduces some background and three Android-based audio-only applications which were recently developed by the authors and aim to support the visually impaired e.g. to avoid veering, test reaction times to audio stimuli or improve their auditory memory.

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Culik, Boris

• Akustischer Schutz für Meeressäuger: neues Warngerät PAL
  B. Culik, M. Conrad und J. Chladek
[Abstract]

Wie kann man Schweinswale in ihrer eigenen Sprache vor Gefahren warnen? Das neu entwickelte, programmierbare Warngerät PAL (pat.) erzeugt naturgetreue Kommunikationssignale der Tiere. Ziel ist es, ihre Echoortung anzuregen und dadurch die akustische ”Sichtbarkeit” von Netzen zu erhöhen. Gemeinsam mit deutschen und dänischen Fischern an Nord- und Ostsee wird die Wirksamkeit von PAL erprobt. Die Arbeiten wurden im Winter von einem Filmteam des Bayerischen Rundfunks dokumentiert und werden hier erstmals gezeigt.

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Cutanda-Henríquez, V.

• Numerical Acoustic Models Including Viscous and Thermal losses: Review of Existing and New Methods
  P. Andersen, V. Cutanda-Henríquez, N. Aage und S. Marburg
[Abstract]

This work presents an updated overview of numerical methods including acoustic viscous and thermal losses. Numerical modelling of viscothermal losses has gradually become more important due to the general trend of making acoustic devices smaller. Not including viscothermal acoustic losses in such numerical computations will therefore lead to inaccurate or even wrong results. Both Finite Element and Boundary Element formulations are available that incorporate these loss mechanisms. Including viscothermal losses in Finite Element computations can be computationally very demanding, due to the meshing of very thin boundary layers and the added degrees of freedom. These implications can be avoided using the Boundary Element Method with losses, but other shortcomings affect this formulation as well. Through simple test cases, well established acoustic implementations and newly proposed methods including viscothermal dissipation are compared and investigated. This work serves as a guide to enhance the understanding of different formulations.

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Czedik-Eysenberg, Isabella

• Was macht Musik 'hart'? Klangliche Merkmale zur genreübergreifenden Identifikation musikalischer Härte
  I. Czedik-Eysenberg, D. Knauf und C. Reuter
[Abstract]

In musikpsychologischen Untersuchungen zu harter Musik (z.B. Weindl 2005, v.Georgi et al. 2011) wird diese häufig mit bestimmten Genres gleichgesetzt (meist Metal, seltener Punk oder Hardcore-Techno). Oft wird dabei nur am Rande thematisiert, welche klanglichen Parameter die musikalische ”Härte” eigentlich kennzeichnen.

Beschrieben werden unter anderem stark verzerrte Gitarrenklänge (Walser 1993, Berger 1999), eine ausgeprägte Intensität tiefer, bzw. auch hoher Frequenzbereiche (Reyes 2008, Berger/Fales 2005), hohe Lautheit bei gleichzeitigem geringen Dynamikumfang (Weinstein 1991, Walser 1993), eine flache dynamische Hüllkurve infolge von Klangverzerrungen (Berger/Fales 2005), starke perkussive Klänge (Gross 1990), ein hoher Geräuschanteil im Stimmklang (Wallach et al. 2011), unklare Tonalität bzw. harmonische Dissonanzen (Berger 1999) und ein besonders schnelles oder langsames Tempo (Wallach et al. 2011).

Um herauszufinden, welche Klangmerkmale als aussagekräftige Deskriptoren für eine automatisierte Extraktion dienen können und inwieweit sich diese auch genreübergreifend zur Identifikation musikalischer Härte eignen, bewerteten 40 Versuchspersonen den subjektiven Härteeindruck von 62 Musikausschnitten unterschiedlicher Genres, die zuvor in Matlab signalanalytisch ausgewertet wurden (Driedger/Müller 2014, Lartillot/Toiviainen 2007; Genesis 2009).

Aus der Reihe an relevanten Klangmerkmalen traten besonders die perkussiven Signalanteile und die Flachheit der spektralen Hüllkurve hervor. Ein mittels multipler linearer Regression aufgestellter Gesamtdeskriptor erreichte eine Korrelation von r=0.86 (p<0.01) mit den im Hörversuch gewonnenen Härte-Urteilen.

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• Formanten als hilfreiche Timbre-Deskriptoren für die Darstellung von Blasinstrumentenklängen
  C. Reuter, I. Czedik-Eysenberg, S. Siddiq und M. Oehler
[Abstract]

In der Klangfarbenforschung wurden seit Hermann von Helmholtz (1863) die unterschiedlichsten Klassifikationsmodelle für Musikinstrumentenklänge vorgestellt. In den meisten Fällen wurden dabei nur die klanglichen Unterschiede einzelner (häufig synthetischer) Töne bei gleicher Tonhöhe und Dynamik ermittelt und von diesen dann auf ganze Instrumente geschlossen (besonders z.B. Timbre Spaces, ab Grey 1975). Seit mehr als 90 Jahren wird moniert, dass die Klangfarbe von Einzeltönen etwas anderes ist als die Klangfarbe von ganzen Musikinstrumenten (Stumpf 1926, S. 393 bis Siedenburg et al. 2016). Für die klangliche Beschreibung ganzer Musikinstrumente gibt es nur wenige Konzepte. Neben MFCCs (Loughran et al. 2008) haben sich hier vor allem Formantbereiche bewährt (ab Schumann 1929), weswegen sie im Bereich des Music Information Retrievals vielleicht mehr Beachtung bekommen sollten: Für eine formantbasierte Klassifikation von Blasinstrumenten wurden mehr als 600 orchestertypische Klänge in jeweils allen erreichbaren Tonhöhen und zwei Dynamikstufen pro Instrument (pp, ff) auf ihre ersten beiden Formanten hin untersucht (Praat, Boersma/Weenink 2013), welche auf zwei Achsen (F1/F2) aufgetragen wurden. Besonders für die Doppelrohrblatt- und Blechblasinstrumente ergab sich hierbei ein überraschend stimmiges Klangfarben-Ähnlichkeitsfeld, in welchem unter der Berücksichtigung von Tonhöhen- und Dynamikunterschieden (und in Übereinstimmung mit den bisherigen Formantbeschreibungen in der Literatur) ganze Musikinstrumente gut unterscheidbar dargestellt werden können.

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• Timbre Space reloaded: Tonhöhe und Dynamik als Teil der Klangfarbenempfindung
  S. Siddiq, C. Reuter, I. Czedik-Eysenberg und D. Knauf
[Abstract]

Klangfarbe ist ein mehrdimensionales Phänomen (Stumpf 1890, Licklider 1951). Gemäß einer ”Negativdefinition”, nach der Klangfarbe das Unterscheidungsmerkmal zweier Töne gleicher Tonhöhe und Lautstärke ist (ANSI 1960), werden bei Klangfarbenmessungen meist Musikinstrumente auf eine einzige Tonhöhe und Dynamikstufe reduziert. Die an solchen Einzelklängen ermittelten Ergebnisse werden jedoch stillschweigend dann auf ganze Musikinstrumente übertragen.

Obwohl Klangfarbe eng mit der Schallquelle verknüpft ist, unterscheiden sich die Klänge eines einzelnen Instruments teilweise erheblich voneinander (Barthet u.a. 2010). Es gilt also Tonhöhe und Dynamik in die Klangfarbenwahrnehmung einzubeziehen und Instrumente über mehrere Töne zu erfassen, um nicht nur klangspezifische sondern auch instrumententypische Aussagen treffen zu können.

Um Tonhöhe und Dynamik als Einflussfaktoren zu berücksichtigen wurden in der vorliegenden Studie typische Orchesterinstrumente in jeweils drei Tonhöhen und drei Dynamikstufen auf perzeptive Ähnlichkeit hin getestet. Aus den im Hörversuch ermittelten subjektiven Klangfarbenunterschieden wurde mittels MDS ein vierdimensionaler Timbre Space errechnet. Die Ähnlichkeitsstruktur der darin enthaltenen Punktwolke wird in einer Clusteranalyse noch weiter untersucht. Es zeigt sich, dass die Tonhöhe einen massiven Einfluss auf die Klangfarbenempfindung ausübt und keinesfalls vom Klangganzen ”subtrahiert” werden kann, wie es die ANSI-Definition suggeriert. Ähnliche spektrale Strukturen bewirken zwar meist eine hohe klangliche Ähnlichkeit, weisen jedoch nicht zwingend auf das gleiche Instrument hin.

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A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W Y Z

 

Daniel, Thomas

• Zum Beitrag zur Vorbelastung für TA Lärm-Anlagen durch den Betrieb von Schießplätzen der Bundeswehr
  T. Daniel, J. Vogel und K.-W. Hirsch
[Abstract]

Für genehmigungspflichtige Anlagen, die in der Nachbarschaft von Schießplätzen der Bundeswehr errichtet werden sollen, ist im Rahmen des immissionsrechtlichen Genehmigungsverfahren der Beitrag des Schieß- und Anlagenbetriebs der Schießplätze als Vorbelastung zu betrachten. Das gilt sowohl für Schießplätze, deren Schießbetrieb nach TA Lärm zu beurteilen sind, als auch für Truppenübungsplätze, bei denen der Schießbetrieb nach der so genannten Lärmmanagementrichtlinie für den Schießlärm von großen Waffen der Bundeswehr beurteilt wird. Die Vorbelastung ist entweder durch Messung oder durch Prognose zu bestimmen. Sowohl Messung als auch Prognose des Schießlärms in der Nachbarschaft von Schießplätzen der Bundeswehr setzt einschlägige Erfahrung voraus. Wegen der Vielzahl der bestimmungsgemäßen Betriebssituationen, die sich zudem unregelmäßig über den Beurteilungszeitraum verteilen und massiv vom aktuellen militärischen Bedarf abhängen, sprengt sowohl die Messung als auch die Prognose der Vorbelastung durch die Schießgeräusche den Rahmen eines Immissionsschutzgutachtens z. B. für die Errichtung einer Windenergieanlage. Die Öffentlich-rechtliche Aufsicht der Bundeswehr überwacht den Betrieb der Schießplätze und stellt sicher, dass die Zusatzbelastung durch den Schießlärm die zulässigen Kennwerte nicht überschreiten. Diese Zusatzbelastung ist die Vorbelastung für neue Anlagen in der Nachbarschaft. Der Beitrag zeigt auf, wie diese Daten grundsätzlich ermittelt werden und wie diese Information im Rahmen von Genehmigungsverfahren zur Verfügung gestellt werden.

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Dannemann, Martin

• Experimentelle und numerische Untersuchungen von textilverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen mit eingebetteten piezoelektrischen Sensor-Aktor-Arrays hinsichtlich der gerichteten Abstrahlung von akustischen Wellen
  A. Winkler, M. Dannemann, K. Holeczek, E. Starke, N. Modler, M. Weiß und S.J. Rupitsch
[Abstract]

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) ermöglichen durch ihren schichtweisen Aufbau die Integration von Sensoren und Aktoren in den Verbundaufbau. Hierdurch können zahlreiche neuartige Bauteilfunktionalitäten wie etwa Abstands- oder Durchflussmesssysteme erschlossen werden. Dabei kann durch die Integration mehrerer piezoelektrischer Aktoren sowie deren gezielte zeitversetzte Ansteuerung eine gerichtete Plattenwelle erzeugt werden. Die Plattenwellen wiederum strahlen unter einem definierten Winkel Schall ab, der durch das umgebende Medium propagiert. Eine entsprechende Auswertung der zurückgekoppelten Wellen, die durch Teilreflektionen von einem Hindernis hervorgerufen werden, ermöglicht die Realisierung einer Abstandsmessfunktionalität. Auf ähnliche Weise können auch Wellen, die durch ein sich bewegendes Medium propagieren, analysiert werden, um daraus Rückschlüsse auf die Durchflussmenge zu ziehen. Neben dem Herstellungsprozess einer Demonstratorstruktur mit integriertem piezokeramischen Wandlerarray wird im vorliegenden Manuskript die experimentelle Erfassung der abgestrahlten Ultraschallwellen behandelt. Hierfür wurde mit einer Messvorrichtung punktweise das von der Versuchsplatte abgestrahlte Schallfeld ermittelt. Im Rahmen der anschließenden Visualisierung können die Betrachtungsebenen räumlich und zeitlich frei gewählt werden. Ein Vergleich der experimentell ermittelten Schalldruckverteilungen mit den Simulationsergebnissen zeigt eine gute Übereinstimmung. Die Abstrahlung von gerichteten Ultraschallwellen in Luft durch ein werkstoffintegriertes Piezowandler-Array konnte somit experimentell nachgewiesen werden.

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Dau, Torsten

• Evaluating a Loudspeaker-Based Virtual Sound Environment using Speech-on-Speech Masking
  A. Ahrens, M. Marschall und T. Dau
[Abstract]

Virtual sound environments (VSEs) are emerging as a versatile tool for studying human auditory perception in cocktail-party-like scenarios. To evaluate the applicability of a loudspeaker-based VSE for audiological research, speech reception thresholds (SRTs) were measured using the Danish matrix sentence test Dantale II. SRTs were measured in a typical listening room with an on-axis target talker and two interfering talkers, either co- located with the target, or ±30^∘ off-axis. The experiment was repeated in a 64-channel loudspeaker array using 3 reproduction strategies: simulated room acoustics with (i) mixed-order-ambisonics (MOA) playback, (ii) a nearest-loudspeaker mapping (NLM); or (iii) room impulse responses measured with a spherical microphone array. SRTs of about 3 dB target-to-masker-ratio were found in the co-located condition for all reproduction techniques. In the listening room, an average spatial benefit of 10 dB was measured, whereas the MOA and NLM room simulations led to a 12 dB benefit. In contrast, SRTs measured using the microphone-array-based reproduction showed a reduced spatial benefit of only 4 dB. The results suggest that simulation-based methods may be more applicable for speech intelligibility testing, and that artifacts related to spherical array processing may have a detrimental effect on spatial cues used by the auditory system.

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• Predicting Effects of Hearing-Instrument Signal Processing on Consonant Recognition and Confusions
  J. Zaar und T. Dau
[Abstract]

This study investigates the influence of hearing-aid (HA) and cochlear-implant (CI) processing on consonant perception in normal- hearing (NH) listeners. Measured data were compared to predictions obtained with a speech perception model [Zaar and Dau (2016). J. Acoust. Soc. Am., under review] that combines an auditory processing front end with a correlation-based template matching back end. In terms of HA processing, effects of strong nonlinear frequency compression and impulse-noise suppression were measured in 10 NH listeners using consonant-vowel stimuli. Regarding CI processing, the consonant perception data from DiNino et al. [(2016). J. Acoust. Soc. Am., under review] were considered, which were obtained with noise-vocoded vowel- consonant-vowel stimuli in 12 NH listeners. The inputs to the model were the same stimuli as used in the corresponding experiments. The model predictions obtained for the two data sets showed a large agreement with the perceptual data both in terms of consonant recognition and confusions, demonstrating the model’s sensitivity to supra-threshold effects of hearing- instrument signal processing on consonant perception. The results could be useful for the evaluation of hearing-instrument processing strategies, particularly when combined with simulations of individual hearing impairment.

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de Obaldia, Carlos

• Estimation of the number of whale individuals based on click sounds of selected whale species
  C. de Obaldia und U. Zölzer
[Abstract]

In this work an automatic abundance estimation method for passive acoustic monitoring (PAM) of cetaceans is proposed. A system for the segmentation and extraction of transients in underwater monaural recordings is presented which is applied for the detection of cetacean clicks. Vocalizations of the Harbour Porpoise, Blainville’s Beaked Whale, and Cuvier’s Beaked Whale are analyzed in different frequency bands, and a transient enhancement method is used to reduce tonal noise sources. Differentiated click trains are then identified by comparing each click successively using a correspondence analysis for the determination of the number of active individuals in the signal.

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Delfs, Jan

• Anwendung des hybriden APE Lösers DISCO++ zur Berechnung von Schallabstrahlung auf unstrukturierten Gittern
  L. Liberson, M. Lummer, R. Ewert und J. Delfs
[Abstract]

Optimierung hinsichtlich geringer Geräuschemission spielt bei der Entwicklung moderner Ventilatoren verstärkt eine Rolle. Für einen geräuschoptimierten Entwurf sind effiziente Auslegungs- und Entwurfsverfahren zur numerischen Simulation der Schallabstrahlung von Ventilatoren notwendig. Ein effizientes Verfahren wird am DLR in Kooperation mit dem Industriepartner ebm-Papst in Form des CAA Lösers DISCO++ mit stochastischen Wirbelschallquellen untersucht.

Bei der Entstehung von Schall an einem Ventilator sind ins Besondere dreidimensionale Effekte von Bedeutung. Ein Beispiel hierfür stellt der Kopfspalt zwischen Ventilatorschaufeln und Gehäuse dar. Eine effiziente Möglichkeit zur Vernetzung solch komplexer, dreidimensionaler Geometrien bilden unstrukturierte Rechennetze bestehend aus Tetraederelementen. Auf diesen wird der CAA-Code DISCO++ zur Lösung der akustischen Störungsgleichungen (APE) mittels des Discontinuous Galerkin Verfahrens eingesetzt.

Das Verfahren beruht auf einem hybriden Ansatz. Hierbei wird in einem ersten Schritt eine stationäre RANS Lösung des Umströmungsproblems erzeugt, auf deren Basis instationäre, stochastische Quellen mittels des Quellmodells Fast Random Particle Mesh Method (FRPM) rekonstruiert werden. Im folgenden Schritt wird die Schallausbreitung durch DISCO++ im Zeitbereich berechnet.

Vorgestellt werden erste Simulationsergebnisse zur Bestimmung des Kopfspalteinflusses an einem zwischen Platten eingespannten, angeströmten Flügels basierend auf einem experimentellen Aufbau. Es folgt eine Gegenüberstellung mit Messergebnissen sowie Vergleichssimulationen, durchgeführt mit dem DLR-PIANO CAA-Code, basierend auf strukturierten Multiblock-Gittern.

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• Simulation von Breitbandlärm mit schneller Multipol Randelementmethode und stochastischen Quellen
  N. Reiche, M. Lummer, R. Ewert und J. Delfs
[Abstract]

Die Simulation von Breitbandlärm komplexer, vollmaßstäblicher Geometrien mit konventionellen, volumenaufgelösten CAA-Verfahren oder skalenaufgelösten Simulationen wie LES erfordert einen enormen numerischen Aufwand, soweit geometrische Details bzw. kleine Wellenlängen aufgelöst werden sollen. Es wird ein Ansatz präsentiert, welcher stochastische Quellmodellierung mittels ”Fast Random Particle Mesh” (FRPM) Methode und schnelle Randelementmethode (FM-BEM) verknüpft und somit ein numerisch hoch effizientes Verfahren bereitstellt.

Die akustische Quelle des FM-BEM-Verfahrens ergibt sich aus den wandinduzierten Geschwindigkeiten, der aus FRPM modellierten Turbulenzwirbel. Bei der modellierten Turbulenz handelt es sich um synthetische, instationäre, dreidimensionale Turbulenz, welche gemittelt die Statistik einer zugrunde liegenden Reynolds gemittelten Navier-Stokes Simulation (RANS) erfüllt. Der gesamte Ansatz ist demnach empiriefrei.

Simulationen von Vorflügellärm des DLR-F15LS Flügels haben die Leitungsfähigkeit des Verfahrens bereits unter Beweis gestellt. Ebenfalls ist die Anwendung auf komplexe 3D Flügel wie einem A320 ähnlichen Flügel gezeigt worden. In dieser Arbeit soll die Methode auf weitere akustische Probleme wie Hinterkantenlärm angewandt werden. Dabei ist ein Vergleich mit Ergebnissen aus Benchmarktestfällen, sowie volumenauflösenden CAA-Simulationen geplant.

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• Simulation von Hinterkantenlärm an Tragflügelprofilen mit porösen Elementen
  L. Rossian, R. Ewert und J. Delfs
[Abstract]

Mit der erfolgreichen Reduktion von Antriebslärm an heutigen Verkehrsflugzeugen gewinnt Umströmungslärm eine immer größere Bedeutung. Dieser entsteht unter anderem durch die Interaktion der Wirbelstrukturen der turbulenten Grenzschicht mit der Hinterkante der Tragflügel. Zur Reduzierung dieser Lärmquelle werden verschiedene Ansätze verfolgt, unter anderem gezackte Hinterkanten, so genannte Serrations. Ein weiterer Ansatz besteht im Einsatz von strömungsdurchlässigen, porösen Materialien. Experimentelle Untersuchungen haben bereits gezeigt, dass mit porösen Metallen eine breitbandige Lärmreduktion erreicht werden kann. Bei der numerischen Modellierung solcher Materialien im DLR-CAA-Code PIANO wird auf eine volumengemittelte Beschreibung mittels charakteristischer Materialparameter zurückgegriffen. Eine besondere Beschreibung wird dabei für die Ränder des porösen Materials benötigt, da hier eine Unstetigkeit beim Übergang zwischen porösem Material und freier Umströmung vorliegt. Dafür wurden akustische Sprungbedingungen formuliert, die eine Umrechnung zwischen den beiden Bereichen ermöglichen. Mit diesen Methoden ist es möglich, den Einfluss von verschiedenen Materialparametern auf den erzeugten Lärm zu untersuchen. Von besonderem Interesse ist hierbei die Betrachtung von anisotropen und gradierten Materialien. Erste Simulationen liefern bereits vielversprechende Ergebnisse, die einen deutlichen Einfluss der Anisotropie und Gradierung des Materials auf den erzeugten Lärm zeigen. Für den endgültigen Beitrag werden weitere Parameterstudien durchgeführt, sodass eine Bewertung des Einflusses der unterschiedlichen Materialeigenschaften auf die Lärmreduktion präsentiert werden kann.

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Denk, Florian

• Controlling the Head Position during individual HRTF Measurements and its Effect on Accuracy
  F. Denk, J. Heeren, S.D. Ewert, B. Kollmeier und S. Ernst
[Abstract]