Tagungsband

11:00

Von “Die Lehre von den Tonempfindungen“ bis zu TWO!EARS: Entwicklungslinien in der Psychoakustik Armin Kohlrausch [Abstract] Im Rahmen dieses Plenarvortrages möchte ich einen Bogen schlagen vom psychoakustischen Hauptwerk des Medaillen-Namensgebers, dessen Titel ich hier nur verkürzt wiedergegeben habe, bis in die heutige Zeit. Einhundertundfünfzig Jahre in 45 Minuten. Damit verbinde ich zwei meiner Interessen, das Studium der akustischen Wahrnehmung und die Wissenschaftsgeschichte. Im Vortrag will ich mich auf einige wenige Aspekte konzentrieren, die damals wie heute wissenschaftlich interessant sind und deren Bedeutung weit über das engere Fachgebiet der Psychoakustik hinausgeht. Einerseits das Verstehen der mechanischen Funktion des Innenohres, genauer der Basilarmembran, und deren Funktion für die menschliche Wahrnehmung. Helmholtz hat dazu seine Resonanztheorie entwickelt, ohne damals (das Buch erschien erstmals 1863) die anatomischen Details der zellulären Strukturen im Innenohr zu kennen. Eine zweite Frage, lange Zeit kontrovers diskutiert, betrifft die Empfindlichkeit der menschlichen Wahrnehmung für die Phase einzelner Signalkomponenten bei monauraler Signaldarbietung. Ein letzter Punkt, der dann zum EU-Projekt TWO!EARS führt, betrifft die räumliche Wahrnehmung und wie sie es uns erlaubt, unsere Umgebung aktiv zu erkunden und im Sinne unserer Intentionen zu interpretieren. Dieses Projekt kombiniert und integriert akustische Modellierung, räumliches Hören und multisensorische Stimuli.

12:00

Digitale Signalverarbeitung am, im und unter Wasser Ulrich Heute [Abstract] DAGA in Kiel, Kiel am Meer, Kieler Arbeitsgruppe Digitale Signalverarbeitung - die Suche nach Querverbindungen liegt nahe. Beim Stichwort Meer denkt man ja vielleicht intuitiv an Rauschen - Rauschreduktion ist ein altes Thema der digitalen Verarbeitung akustischer Signale; verallgemeinert ist die Bekämpfung von störendem Geräusch oder Lärm ein DAGA-Kern. Auf der Wasseroberfläche machen sich Schiffe - besonders die schnellen - durch Motorengeräusche bemerkbar. Gerade im vermeintlichen ”Ort der Stille” unter Wasser gibt es ebenfalls zahlreiche von Menschen (an sich unbeabsichtigt) verursachte Lärmquellen wie Schiffsschrauben- oder Bohr- und Rammgeräusche bei der Erstellung von Plattformen aller Art, aber auch absichtlich generierte Geräusche wie die ”Pings” von Echoloten oder Sonaren zur Kollisionsvermeidung, dazu mit ähnlichem Zweck erzeugte Laute von Walen und Delphinen, die sich hiermit auch verständigen. Das hat wiederum zu tun mit Unterwasser-Telefonie und akustischer Datenübertragung unter Wasser. Die Verwendung von ”nützlichem Lärm” zum Schutz von Lebewesen oder Material sowie der Schutz von Lebewesen vor - nützlichem wie nutzlosem - Lärm erfordern Techniken zur Erzeugung und Kontrolle von Signalen, zu ihrer Analyse und deren Auswertung sowie zur Nutzung der so gewonnenen Informationen, die - selbstverständlich - eine digitale Signalverarbeitung voraussetzen. Anhand dreier maritimer Projekte zum ”Schutz vor Lärm” wie ”Lärm zum Schutz” werden entsprechende Kieler Forschungsarbeiten skizziert.

12:00

Hörgeräte heute und in Zukunft: Signalverarbeitung mit neuen Verbindungen Henning Puder [Abstract] Die großen Fortschritte, die seit Einführung der digitalen Hörgeräte vor weniger als 20 Jahren gelungen sind, gehen inzwischen schon sehr weit: Schwerhörende mit Hörgeräten zeigen in bestimmten gestörten Umgebungen besseres Sprachverstehen als Normalhörende. In dem Vortrag wird dargestellt, welche Technologien den Weg dahin geebnet haben, so z.B. Geräuschreduktion, Richtmikrofonie, Rückkopplungsunterdrückung, aber auch Steuerungsverfahren, die die Hörgeräte automatisch an die jeweilige Hörsituation anpassen. Rechte und linke Hörgeräte sind seit mehr als zehn Jahren drahtlos miteinander verbunden und tauschen inzwischen vollständige Audiosignale aus - ein Fortschritt, mit dem binaurale Richtmikrofonie und das erwähnte merklich verbesserte Sprachverstehen möglich wurden. Erste Schritte zur Anbindung von Hörgeräten an externe Geräte wurden schon gegangen: Musik und auch Telefongespräche werden, drahtlos aus Smartphones gesendet, in Hörgeräten empfangen. Auch viele Hörgeräte-Einstellungen lassen sich nun bequem mit Smartphones vom Hörgeräteträger verändern. In Zukunft werden die Verbindungen nach außen, sei es zu Smartphones oder auch zu anderen Geräten oder Sensoren, vielfältiger werden und Hörgeräte in eine vernetzte Umwelt einbinden. Einige Möglichkeiten dazu werden in diesem Vortrag skizziert.

12:00

Vom Eulenflügel zum leisen Tragflügel Thomas Geyer [Abstract] Eulen sind allgemein für ihren nahezu lautlosen Flug bekannt, den sie neben ihrer geringen Fluggeschwindigkeit drei speziellen Eigenschaften ihres Gefieders verdanken: kleinen Haken an der Flügelvorderkante, Fransen an der Hinterkante sowie ein die Flügeloberfläche bedeckender, sehr weicher und luftdurchlässiger Flaum. Motiviert von diesen Anpassungen entstanden in den letzten Jahren eine Vielzahl von möglichen Techniken zur Reduktion des an Tragflügeln sowie an Schaufeln von Ventilatoren und Windrädern entstehenden Schalls. Dies zielt sowohl auf die Schallentstehung durch die Interaktion einer turbulenten Zuströmung mit der Vorderkante des Tragflügels (Vorderkantenschall) sowie auf die Schallentstehung durch die Wechselwirkung der profileigenen Grenzschicht mit der Hinterkante (Hinterkantenschall) ab. Im ersten Teil des Beitrags werden verschiedene Möglichkeiten zur Bestimmung des Fluggeräusches von Eulen im Vergleich zu nicht leise fliegenden Vögeln vorgestellt. Das umfasst zum einen Messungen an Flügelpräparaten in einem aeroakustischen Windkanal, zum anderen Überflugmessungen an frei fliegenden Vögeln. Im zweiten Teil werden verschiedene Konzepte zur Reduktion des Umströmungsgeräusches an technischen Tragflügeln diskutiert. Zur Demonstration werden dabei verschiedene Beispiele aus vergangenen experimentellen Studien an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus - Senftenberg gezeigt. Dazu gehören gezahnte Vorderkanten, Vorderkantenhaken sowie die Modifikation der Tragflügelprofile mit porösen, strömungsdurchlässigen Materialien.

Organisation:

J. Abshagen, Wehrtechnische Dienststelle 71, FWG, Eckernförde G. Grelowska I. Schäfer, Wehrtechnische Dienststelle 71, Eckernförde E. Kozaczka, Gdansk University of Technology, Gdańsk

13:10	Selected acoustic images of the Gdansk Bay Eugeniusz Kozaczka, Grazyna Grelowska, Wojciech Szymczak [Abstract] The main goal of the paper is to describe the results of sounding the Gdansk Bay sea bed by using a parametric sub-bottom profiler, multibeam echosounder and side scan sonar. Quality of data obtained during trials depends inter alia on a proper location of antenna to reduce influence of pitch, roll and heave motions as well as ship noise (resulting from bubbles due to propeller and flow around hull, vibration generated by main engine and peripheral devices). Furthermore, calibration of complementary units (which fulfil information of sounding data) such as GPS, heading sensor, MRU-Z motion sensor and navigation devices make sea-bed investigating system capable of working with its whole capability. Results of so prepared trials have been presented and discussed. They contain also an elaborated map of Gdansk Bay with preliminarily classified sea bed materials and description of most interesting areas.
13:35	Hydroacoustic Research at WTD 71 Uwe Kretschmer [Abstract] The Bundeswehr Technical Center for Ships and Naval Weapons, Maritime Technology and Research (WTD 71) is since its merger between the former Bundeswehr Technical Centre (WTD 71) and the Bundeswehr Underwater Acoustics and Geophysics Research Institute (FWG) a federal institution with research tasks. All research projects at WTD 71 are determined in the research programme of WTD 71. The emphasis is in the field of hydro acoustics and its application for our navy. In the presentation an overview about the hydro acoustic research activities and the facilities at WTD 71 will be given, touching applications like acoustic modeling, mine counter measures or signatures.
14:00	Multibeam sonar data processing for seafloor classification Zbigniew Lubniewski, Andrzej Stepnowski, Dariusz Sek [Abstract] Remote sensing of the seafloor constitutes an important topic in exploration, management, protection and other investigations of the marine environment. At the beginning of the paper, a short review on underwater acoustic technology and methodology used in seafloor characterisation is presented, consisting of the techniques based on the use of singlebeam echosounders and seismic sources, further developed for the use of sidescan sonar and multibeam sonar systems. The review is followed by the combined approach to seafloor characterisation developed by the authors. This relies on calculation of several descriptors (parameters) related to seabed type using three different types of multibeam sonar data obtained during seafloor sensing, viz.: 1) the grey-level sonar images (echograms) of seabed, 2) the 3D model of the seabed surface which consists of bathymetric data, 3) the set of time domain bottom echo envelopes received in consecutive sonar beams. The proposed methodology has been tested using field data records acquired from several bottom types in the Southern Baltic Sea. Using the examples of particular parameters, the influence on the specific manner and details regarding their calculation, i.e. the size of the applied current local window to a sonar image, on the obtained classification performance is also discussed.
14:50	Hydroacoustics in the deep sea, using ship- and AUV-based technology for deep sea mining impact assessments Jens Greinert [Abstract] The deep sea is the largest habitat on Earth and its exploration has only started. Hydroacoustic remote sensing techniques, as ship based multibeam systems, are commonly used to map the seafloor for scientific and commercial purposes. In water depths greater than 3000m they lack the ability of mapping the seafloor in a resolution high enough to detect and distinguish the natural heterogeneity of the deep sea ëabyssal plains’ which is important to fully understand ecosystems and to quantitatively evaluate resource potentials or geo-hazards. A nested approach using ship-based hydroacoustic mapping linked to AUV-deployments for multibeam, sidescan sonar and photographic surveys allow a much more detailed understanding of the deep sea which is, as heterogeneous as the land surface. In 2015, the new research vessel SONNE, equipped with an EM122 (0.5x0.5∘ beam angel) mapped several Mn-nodule License Areas in the equatorial East Pacific (CCZ) to understand their differences and elaborate on their resilience and recovery potential in case of deep sea mining. Different acoustic and imagery data sets will be presented and obstacles during data acquisition and processing will be highlighted.
15:15	Propeller pressure pulses influence on an underwater noise emission of the NAWIGATOR XXI vessel Mateusz Weryk [Abstract] NAWIGATOR XXI is a research and training vessel owned by the Maritime University of Szczecin. This vessel was used as a reference ship for performing underwater noise measurements within EU FP7 AQUO (Achieve QUieter Oceans by shipping noise footprint reduction) Project. European Project AQUO is focused on finding solutions to mitigate underwater noise related to maritime transport, in order to achieve a good environmental status consistent with the objectives of the European Marine Strategy Framework Directive. In this article measurements and measurement results of vibration related to the emitted underwater noise are presented - measurements were performed by Ship Design and Research Centre (CTO S.A).
15:40	An Introduction to Real-time Cognitive SONAR Systems Utilizing Novel MIMO Approaches Thorben Kaak, Gerhard Schmidt [Abstract] Cognitive systems have drawn the attention of researchers since several years. Different approaches have been proposed for RADAR as well as communication applications and recently also for SONAR systems. In contrast to a classical SONAR system the operator does not need to adjust the system parameters to account for changes in the environment or consider the potential type of the target (e.g. mammal, diver, submarine, etc.) to achieve an increased performance of the system regarding detection and tracking. Cognitive systems are capable to achieve such a performance gain without the assistance of a human being but essentially due to a feedback loop of the receive signal processing to the transmit signal processing. The cognition of the system is achieved by a control unit which extracts the relevant information and adapts the parameters of the system according to a certain pattern. In this work a sketch of a system capable of real-time processing (i.e. following certain boundary conditions) based on the one proposed by Claussen et al. is presented. In addition, the idea of MIMO SONAR is shortly introduced and its application for cognitive systems is motivated.
16:05	GERTRUDE - 80 years underwater telephony Ivor Nissen [Abstract] 100 years ago, a great step for underwater telegraphy (U.T.) was done in Kiel, Twenty years later, the transmission of voice via underwater telephony (UT) followed. In this paper, the first steps are covered with historical documents, ranging to the latest developments of Software Defined Radios are presented vividly.

Organisation:

M. Wehmeyer, Hochschule Mittweida, Mittweida F. Zenger, Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl f. Prozessmasch. u. Anlagentech., Erlangen

12:40	Fit für Industrie 4.0 – Welche Qualifikationen brauchen Ingenieure? Axel Birk [Abstract] Industrie 4.0 wird Produktion, Geschäftsmodelle und Märkte wesentlich verändern, wenn nicht sogar revolutionieren. Was bedeutet das konkret für Ingenieurinnen und Ingenieure? Welche Qualifikationen müssen sie künftig mitbringen, um in der digitalen Wirtschaft zu bestehen? Was ist bei der Auswahl des Studiengangs zu beachten? Und woraus achten Unternehmen bei der Personalauswahl besonders? Auf alle diese Fragen wird im Vortrag eingegangen. Und darüber hinaus natürlich auch auf die Frage: Was verdienen Ingenieure überhaupt?
13:10	Förderung für Auslandsaufenthalte für Doktoranden/Postdocs Wieland Biedermann [Abstract] Die Deutsche Forschungsgemeinschaft ist mit einem Jahresbudget von ca. 2,5 Milliarden Euro die größte Forschungsförderorganisation in Deutschland. Der Vortrag bietet einen Überblick zum Antrags- und Begutachtungsverfahren, zu Förderformaten und zu Beratungsmöglichkeiten. Dabei richtet sich die Veranstaltung vor allem an Nachwuchswissenschaftler/innen und behandelt schwerpunktmäßig die entsprechenden Förderformate der DFG z.B. Forschungsstipendium, Eigene Stelle und Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe.
14:00	Der Hut über wissenschaftlichem Arbeiten Bastian Epp [Abstract] Die Dissertation hat zum Ziel, die Fähigkeit zu eigenständigem, wissenschaftlichen Arbeiten zu erwerben. Dieser Prozess ist häufig, neben reiner Forschung, eingebettet in Verpflichtungen in der Lehre, der Entwicklung, Publikationen und eventuell administrativen Tätigkeiten. Der Verlauf des Projektes ständig angepasst werden an den jeweiligen Stand der Wissenschaft, was ein klassisches Zeit- und Projektmanagement deutlich erschwert. Eventuelle Lehrverpflichtungen können wichtige Zeitressourcen von dem eigentlichen Forschungsprojekt abziehen. Ständige administrative Tätigkeiten können ein Herausforderung sein, sich ungestört in ein Fachgebiet zu vertiefen. Im späterem Verlauf gilt es dann zudem den Umfang und das Format eventueller Publikationen abzuwägen um die Weichen für die eigene Zukunft zu stellen. Aufgrund individueller und institutioneller Unterschiede ist ein Patentrezept leider kaum realisierbar. In diesem Beitrag werden aufgrund persönlicher Erfahrungen und Beobachtungen einige Aspekte erläutert wie sich der Weg durch die Dissertation unter Berücksichtigung eigener Maßstäbe und externer Randbedingungen finden lässt. Es wird diskutiert inwiefern eine klassische Definition der Dissertation mit der modernen Situation in Einklang zu bringen ist, und welche Möglichkeiten es geben könnte, den (individuell) bestmöglichen Ansatz zu definieren. Der Hut den es zu tragen gilt ist, aus gutem Grund, groß - und es gilt jedem gewünschten und notwendigen Aspekt seinen Platz darunter zuzuweisen.
14:30	Richtig publizieren (Closed Access Zeitschriften vs. Open Access) Rainer Horrelt [Abstract] In den letzten Jahrzehnten hat das weltweite Publikationsaufkommen stark zugenommen. Zugleich waren leider auch enorme Preissteigerungen bei wissenschaftlichen Zeitschriften feststellbar, so dass sich daraus resultierend neue Geschäftsmodelle zur Verbreitung wissenschaftlicher Information entwickelt haben. Im Vortrag wird zunächst kurz der nach wie vor existente Publikationsweg in sogenannten Subskriptionszeitschriften präsentiert und diesem die Vorteile einer Veröffentlichung in Open Access Zeitschriften gegenübergestellt. Anschließend sollen die Möglichkeiten aufgezeigt werden, welche die Universitätsbibliothek Kiel Ihren Universitätsangehörigen hinsichtlich Publikation im Open Access bieten kann. Doch auch das Land Schleswig-Holstein hatte schon frühzeitig die große Bedeutung von Open Access für die Wissenschaft erkannt und im Ergebnis im November 2014 die ”Strategie 2020 der Landesregierung Schleswig-Holstein” verabschiedet. Darin befürwortet und fördert die Landesregierung Schleswig-Holstein den offenen Zugang zu den Ergebnissen wissenschaftlicher Forschung und zu den Quellen des kulturellen Erbes. Außerdem erklärt sie ihre Bereitschaft, die Hochschulen bei der Umsetzung der Strategie zu begleiten und auch finanziell zu unterstützen. Erste Maßnahmen wurden durch Ausschütten eines Publikationsfonds in 2016 und der Verleihung eines ”Open-Science-Award Schleswig-Holstein” in 2017 bereits umgesetzt. Außerdem haben mit Unterstützung fast alle Hochschulen im Land mittlerweile bereits eine Open Access Policy erarbeitet oder zumindest in Vorbereitung.

Organisation:

H.W. Gierlich, HEAD acoustics GmbH, Herzogenrath U. Heute, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel G. Schmidt, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel

13:10	Speech Quality Evaluation in Vehicles Hans Wilhelm Gierlich, Frank Kettler [Abstract] The application of speech based services in cars is getting increasingly important and consequently speech quality evaluation in vehicles is an important topic. Besides speech recognition and in-car communication the major speech based application in cars is still hands-free communication. If properly implemented hands-free communication allows a seamless communication without too much distracting the driver from his driving task. In this context it needs to be considered that the hands-free speech processing in the vehicle but the wirelessly connected drivers’ mobile phone as well may influence the overall performance. An overview will be given about the state of the art car hands-free measurements including upcoming tests for super-wideband and fullband hands-free communication. The presentation will include the different aspects of conversational speech such as talking, listening and conversation. Furthermore specific requirements as they exist for example in emergency communication will be discussed.
13:35	Automatic Evaluation of In-Car Communication Systems Anne Theiß, Gerhard Schmidt [Abstract] Due to large background noise levels the communication in cars driven at medium or high speed is not easy. Recently, systems that should improve this situation entered the marked. Those systems, called in-car communication (ICC) systems, record the voice of the driver and the other passengers and - after several stages of processing (such as noise and feedback suppression) - play these signals back via loudspeaker located close to the listeners’ eras. In this contribution, a tool for automatic evaluation of these systems is proposed. We start with a classification of the car (including the audio equipment) in which the system is installed. Afterwards several measures that should determine the quality of the ICC system are described. In addition, measures that allow root-cause analysis in case of non-optimal results are proposed. The contribution closes with a simple diagram scheme is shown that allows for clear and easy result visualization.
14:00	Approximation of the Optimum Stepsize for Acoustic Feedback Cancellation Based on the Detection of Reverberant Signal Periods Philipp Bulling, Klaus Linhard, Arthur Wolf, Gerhard 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.
14:45	Detection of Voiced Speech and Pitch Estimation for Applications with Low Spectral Resolution Simon Graf, Nabeel Zaidi, Tobias Herbig, Markus Buck, Gerhard 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.
15:10	Echtzeitsystem zur mehrkanaligen Breitbandtelefonie Marco Gimm, Katharina Rebbe, Gerhard Schmidt [Abstract] Auch in Zeiten von immer größeren Übertragungsraten werden heutzutage immer noch lediglich geringe Teile des Sprachspektrums bei der mobilen Telefonie übertragen. Dies wirkt sich vor allem negativ auf die Sprachqualität aus. Neue Standards wie HD-Voice sollen Abhilfe schaffen und ermöglichen eine höhere Bandbreite. Eine weitere Entwicklung der letzten Jahre ist, dass mobiles Telefonieren immer günstiger geworden ist. Bei vielen Anbietern kann für einen festen monatlichen Betrag unbegrenzt viel telefoniert werden. Auch besitzt heute nahezu jeder Mensch mindestens ein Mobiltelefon. Ein anderer Ansatz zur Verbesserung der Sprachqualität -neben HD-Voice- ist es mehrere Mobilfunkverbindungen parallel für ein einzelnes Gespräch zu nutzen, um so die Bandbreite zu erhöhen. Der Vorteil ist die Modularität, sodass hierbei auch höhere Bandbreiten sowie die Stereotelefonie möglich sind. Dazu wird zunächst ein Modulationsverfahren vorgestellt, welches erlaubt ein breitbandiges Sprachsignal in verschiedene Frequenzbäder zu zerteilen und außerdem eine Referenz einzuprägen. Anschließend kann das Signal über mehrere Mobilfunkverbindungen übertragen werden. Auf der Gegenseite werden die Laufzeiten der einzelnen Verbindungen mittels einer effektiven Implementierung von Kreuzkorrelationen geschätzt, sodass die einzelnen Signale zeitlich angeglichen werden können. Anschließend werden die einzelnen schmalbandigen Signale wieder zu einem breitbandigen zusammengesetzt.
15:35	Parkinson-Sprachanalyse – Erweiterungen zum Qualitätsmerkmal Formantdreieck Christin Baasch, Gerhard Schmidt, Ulrich Heute, Adelheid Nebel, Günther 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.

Sitzungsleitung:

U. Heute, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel

19:30	Akustik der Orgel - Königin der Instrumente Judit Angster [Abstract] Die Orgel hat einen großen Reichtum an Klangfarben, an Tonumfang und an Dynamik ihrer Lautstärke, so dass allenfalls ein Orchester zum Vergleich herangezogen werden kann. Die vielen unterschiedlichen Pfeifen haben eine Vielfalt von Aufbau, Form und Klangcharakter. Mit Hilfe von Forschung kann Orgelbauern geholfen werden die Pfeifendimensionen für den gewünschten Klang mit wissenschaftlichen Methoden zu entwerfen. Anhand anschaulicher Bilder und einfachen Experimenten wird die Physik der Lippenorgelpfeifen erklärt.
20:30	Die Stimmung der Stimme und die Stimmung - Oder was unsere Sprechmelodie für und über uns aussagt Oliver Niebuhr [Abstract] Wenn wir mittels gesprochener Sprache im Alltag kommunizieren, dann ist unsere Stimme dabei zu mindestens zwei Drittel der Zeit ”eingeschaltet”; und das ist auch gut so, denn immerhin ist sie der wichtigste Energielieferant, der unser Sprachsignal selbst über große Distanzen hinweg zum Hörer trägt und so zusammen mit den Signalen zur Dialogsteuerung, die darin enthalten sind, eine robuste, flüssige Verständigung gewährleistet. Darüber hinaus ist unsere Stimme aber auch ein zentrales Fenster in unsere Gefühle und Gedanken – ein Fenster, das wir allzu oft unreflektiert offen stehen lassen. Ein Grund, weswegen uns das unmöglich erscheint, ist, dass wir als normale Sprachbenutzer erstaunlich wenig darüber wissen, wie unsere melodischen Pendants zum gesprochenen Wort eigentlich aussehen. Die Forschung hierzu hat in den letzten 25 Jahren große Fortschritte gemacht, Fortschritte an denen die Phonetik der CAU maßgeblich beteiligt war und bis heute ist. Der Vortrag gibt einen Einblick in die Formenvielfalt der Sprechmelodien im Deutschen und deren Bedeutungen bzw. Funktionen. Ein Schwerpunkt liegt dabei darauf, welche Macht in diesem Wissen liegt, z.B. wenn es darum geht, Hörer in Radio- und TV-Werbung gezielt anzusprechen und ihre Handlungen und Einstellungen zum Produkt zu manipulieren.
21:30	Das Cochlea-Implantat - Eine elektronische Hörprothese für schwerhörige und gehörlose Menschen Matthias Hey [Abstract] In unserer Kommunikationsgesellschaft nimmt das Hören eine zentrale Stellung ein. Eine Einschränkung des Hörvermögens kann zu Ausgrenzungen bei Gesprächen und im täglichen Umgang mit anderen Personen führen. Wenn Hörgeräte nicht mehr ausreichend sind, können Schwerhörigkeiten mit implantierbaren Hörsystemen erfolgreich behandelt werden. Das Cochlea Implantat ist eine elektronische Hörprothese für hochgradig schwerhörige und gehörlose Menschen. Sie ermöglicht die Wiedererlangung der akustischen Wahrnehmungen und stellt die erste klinisch funktionierende Prothese eines menschlichen Sinnesorganes dar. Die Funktion und die Leistungsfähigkeit von aktuellen Cochlea Implantat Systemen sowie die daraus erwachsene neue Teilhabe am täglichen Leben soll aufgezeigt und mit Beispielen erläutert werden.

Sitzungsleitung:

J. Röder F. Zenger, Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl f. Prozessmasch. u. Anlagentech., Erlangen

19:30	Am Anfang war der Ton Claus Mündel [Abstract] Dr. Claus Mündel führt Sie ein in die Welt der Töne und Klänge. Angefangen mit der physikalischen Formel für Wellen über Obertöne bis hin zu Harmonien und Verzerrungen. Mit Hilfe physikalischer Zusammenhänge erklärt es Ihnen die technischen Herausforderungen beim Instrumentendesign und bei der Wiedergabe von Musik mit Lautsprechersystemen. Sie erfahren, warum eine Kombination an Obertönen besonders ”schön” klingt und wie mögliche Störungen zustande kommen.
20:30	Sprachverarbeitung im Kraftfahrzeug - Wie gut versteht mich mein Auto? Markus Buck [Abstract] Sprache spielt eine immer wichtigere Rolle bei der Kommunikations der Insassen mit dem Fahrzeug. Seit der Einführung der Sprachbedienung für Telefone vor 20 Jahren hat die Sprachtechnologie im Kraftfahrzeug erhebliche Fortschritte gemacht. Zum einen funktioniert die Spracherkennung selbst in geräuscherfüllter Umgebung immer robuster und präziser. Zum anderen erlauben Dialogsysteme eine natürlichsprachliche Kommunikation mit dem Fahrzeug. Dieser Vortrag gibt einen Überblick über die Technologie, die hinter solchen Sprachsystemen steckt.
21:30	Verbesserung der Sprachtherapie für Parkinson-Patienten Christin Baasch, Gerhard Schmidt [Abstract] Morbus Parkinson ist eine Krankheit von der weltweit etwa 7 bis 10 Millionen Menschen betroffen sind. Neben motorischen Störungen treten bei etwa 90 % der Betroffenen auch Sprachstörungen auf. In einer Zusammenarbeit zwischen Kieler Ingenieuren und Medizinern wird seit etwa zwei Jahren an einem durch die deutsche Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt gearbeitet, um die Sprache von Parkinson-Patienten zu analysieren und mit den dadurch gewonnenen Ergebnissen die Sprachtherapie für Parkinson-Patienten zu verbessern. Im Rahmen dieses Vortrage wollen wir, Christin Baasch und Gerhard Schmidt, den aktuellen Stand der Forschungsarbeiten einem interessierten Publikum näherbringen und auch einen Ausblick auf mögliche (Sprach-) Therapieerweiterungen geben.

Sitzungsleitung:

C. Enzingmüller, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel L. Kampschulte

19:30	Akustischer Schutz für Meeressäuger: neues Warngerät PAL Boris Culik, Matthias Conrad, Jérôme 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.
20:30	Sprache und Telekommunikation - eine kleine Übersicht über die Entwicklung der Netze und Endgeräte vom Beginn der analogen Netze bis hin zu vierten Generation (4G) Hans Wilhelm Gierlich [Abstract] Der Vortrag gibt eine Übersicht über die Entwicklung der Telefonnetze, beginnend mit den frühen Anfängen der analogen Telefonie bis hin zur digitalen Sprachübertragung in modernen 4G-Netzen. Dabei werden die verschiedenen Übertragungsverfahren und Netzkonfigurationen in Verbindung mit verschiedenen Typen von Endgeräten betrachtet. Die Vorstellung und Diskussion der verschiedensten Konfigurationen erfolgen ganz wesentlich unter dem Aspekt Sprachqualität. Einschränkungen, die aufgrund bestimmter Übertragungsverfahren oder Endgeräte hingenommen werden mussten, werden erläutert und anhand von Audio-Beispielen demonstriert. Veränderungen, Verbesserungen aber auch neue Einschränkungen, die durch moderne Übertragungsverfahren und Endgerätetechnologien möglich wurden, werden erläutert und diskutiert.
21:30	Hörschädigung und Barrierefreiheit aus der Sicht eines Ingenieurs Carsten Ruhe [Abstract] Guthörende können sich nicht vorstellen, wie Hörschädigung klingt und welche Auswirkung sie hat. Hörbeispiele machen deshalb die Zuhörer (temporär) schwerhörig. Die medizin-technischen Hilfen sind nur zum Teil medizinisch, zum Teil aber auch technisch. Die technischen Einflussmöglichkeiten erstrecken sich dabei auch auf den Baubereich. Ausgehend von den akustischen Notwendigkeiten nicht nur Hörgeschädigter sondern auch Guthörender wird ein Überblick über die möglichen baulichen und elektroakustischen Maßnahmen zur Barrierefreiheit gegeben. Dabei sind die 3 Prioritäten wie folgt zu beachten: Alarme und Notsignale bei Gefahr für Leib und Leben werden zwar nur selten benötigt, sind dann aber über-lebenswichtig. Informationen ohne Möglichkeit der Rückfrage, z. B. Lautsprecher-Durchsagen am Bahnhof, werden erst dann wichtig, wenn man sie nicht verstanden hat. Ein Nichtverstehen kann weitreichende Folgen haben und viel Ärger auslösen. Kommunikation mit der Möglichkeit der Rückfrage ist die häufigste sprachliche Umgangsform. Hier grenzt einen das Schlecht- oder Nichtverstehen aus der Gemeinschaft aus. Bei den Maßnahmen ist die Definition nach BGG §4 zu beachten, wonach bauliche und sonstige Anlagen, ... akustische und visuelle Informationsquellen und Kommunikationseinrichtungen ... dann barrierefrei sind, wenn man sie 1. in der allgemein üblichen Weise, 2. ohne besondere Erschwernis und 3. grundsätzlich ohne fremde Hilfe nutzen kann.

Sitzungsleitung:

J. Abshagen, Wehrtechnische Dienststelle 71, FWG, Eckernförde

19:30	Hören, Erkennen und Verstehen - Forschung und Anwendungen im Bereich des räumlichen Hörens Janina Fels [Abstract] ”Ich kann Dich so schlecht verstehen! Es ist so laut hier” - eine typische Aussage eines Menschen in einem vollbesetzten Restaurant, während einer Veranstaltung oder in vielen weiteren Alltagssituationen. Die hier notwendige Fähigkeit, aus verschiedenen Geräuschen eine einzige Quelle herauszuhören, geht auf das binaurale Hören (das zwei-ohrige Hören) zurück. Auch bei der Lokalisation von Schallquellen und der Orientierung im Raum spielt die zwei-ohrige Auswertung von Schallreflexionen eine Rolle. Die Binauraltechnik befasst sich mit der Erzeugung und Wiedergabe von gehörrichtigen Signalen. Der Schwerpunkt der Binauraltechnik ist es, die beiden Ohrsignale, die der Mensch empfängt und weiterverarbeitet, physikalisch korrekt abzubilden. Darauf bauen dann Experimente zur Wahrnehmung und Aufmerksamkeit auf, die zu einem besseren Verständnis der Verarbeitung im Hörsystem führen sollen. Der Vortrag stellt Anwendungsbereiche der Binauraltechnik vor, die von der grundlagenorientierten Hörforschung bis hin zu den Neurowissenschaften reichen. Was sind die Unterschiede in den Verarbeitungsmechanismen bei normalhörenden und hörgeschädigten Personen, von Kindern und Erwachsenen, Altersschwerhörigen, Hörgeräteträgen oder Menschen mit Cochlea-Implantaten? Wie ist die auditive Wahrnehmung von normalhörenden, hörgestörten und blinden Probanden in komplexen akustischen Szenen wie Klassenzimmern, Hörsälen, Restaurants, auf Freiflächen und Außenszenen wie in einer Stadt?
20:30	Hydroakustik: Orten und Kommunizieren unter Wasser Uwe Kretschmer [Abstract] Allen geläufig ist die weltweite Kommunikation oder die Ortung mit elektromagnetischen Wellen. Mit Lichtgeschwindigkeit lassen sich Informationen übertragen oder durch Radar Objekte orten. Das funktioniert unter Wasser nicht. Dort ist die Kommunikation und Ortung praktisch nur mit Schallwellen möglich. Die Geschwindigkeit von Schallwellen variiert im Gegensatz zu elektromagnetischen Wellen je nach dem Medium, in dem sie sich fortbewegen. Dabei ist die Geschwindigkeit abhängig von Wassertiefe, Temperatur und Salzgehalt. Um also etwa mit einem aktiven Sonar die Entfernung zum Ziel feststellen zu können, muss man nicht nur wissen, welche Zeit zwischen Aussenden des Signals und Auffangen der Reflektion ist. Man muss auch die anderen Merkmale des Wassers in die Rechnung einbeziehen, um zu einer exakten Messung zu kommen. Für Schallwellen im Meer und ihre technischen Möglichkeiten und Grenzen interessiert sich vor allem die Marine. Deshalb forscht die Wehrtechnische Dienststelle für Schiffe und Marinewaffen, Maritime Technologie und Forschung - kurz WTD71 - grundlegend auf dem Gebiet der Schallwellen und speziell an der Entwicklung von Ortungs- und Kommunikationsfragestellungen. Der Vortrag gibt eine Einführung in die Grundlagen der Schallausbreitung und stellt den Stand der Forschung an ausgewählten Beispielen dar.
21:30	Die Wassertiefe hören Jens Greinert [Abstract] Seit den 70er Jahren wird ganz verstärkt mit Fächerecholoten die Morphologie des Meeresbodens vermessen, die Bathymetrie. Seit dieser Zeit werden die akustischen Systeme, fest installiert auf Forschungsschiffen oder autonomen Unterwasserfahrzeugen, eingesetzt und bilden eine wesentliche Messmethode um geologische Prozesse am Meeresboden zu verstehen, unterschiedliche Meß- und Probennahmegeräte auszusetzen oder bemannte/unbemannte Tauchgänge sicher durchzuführen. Der Vortrag wird auf die Prinzipien der Unterwasserkartierung eingehen und dann an Hand mehrerer aktueller Forschungsprojekte aufzeigen, wozu die hydroakustische Meeresbodenvermessung am GEOMAR eingesetzt wird und was man noch mit solchen Geräten machen kann.

Sitzungsleitung:

J. Bös, Fachgebiet SAM, TU Darmstadt, Darmstadt

15:40	MEMS-Mikrofone in der Metrologie Tobias Alexander Michaelis, Christoph Kling [Abstract] MEMS-Mikrofone haben sich im Consumer Bereich durchgesetzt, z.B. in Smartphones, aber sind sie auch den gehobenen Anforderungen der Metrologie gewachsen? Um das zu überprüfen wurden, im Rahmen einer Studienarbeit an der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), Anforderungen, angelehnt an die DIN EN 61094-4: ”Anforderungen an Gebrauchs-Normalmikrofone, definiert und überprüft. Es wurde ein Adapter entwickelt, der ein MEMS-Mikrofon mit einem Vorverstärker für Messmikrofone verbindet. Somit konnten die MEMS Mikrofone unter nahezu gleichen Bedingungen wie ein Messmikrofon geprüft werden. Des Weiteren wurde das Packaging eines MEMS-Mikrofon verändert um die charakteristische Resonanzfrequenz im Bereich von 15 -20 kHz zu beseitigen. In diesem Poster werden die wichtigsten Ergebnisse der Arbeit und die Verbesserungsmöglichkeiten des Packagings dargestellt.
15:42	Tomografische Rekonstruktion der Raumtemperaturverteilung aus einer Raumimpulsantwort Armin Raabe, Marcus Bleisteiner, Peter 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
15:44	Low frequency Calibration of Hydrophones Niels V. Bøgholm [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.
15:46	Schallpegelmesser im geänderten gesetzlichen Messwesen Sonja Walther, Christoph Kling [Abstract] Schallpegelmesser, die zur Verwendung im geschäftlichen oder amtlichen Verkehr oder im öffentlichen Interesse bestimmt sind, müssen die allgemeinen Anforderungen der Mess- und Eichverordnung erfüllen. Seit Inkrafttreten des neuen Mess- und Eichgesetzes am 01.01.2015 bedeutet dies, dass Schallpegelmesser eine Konformitätsbewertung nach den Modulen B und F erhalten müssen. Modul B ist die Baumusterprüfung, die die bisherige Bauartzulassung ersetzt und bei der einige Exemplare stellvertretend für die Bauart auf Herz und Nieren geprüft werden. Modul F bezieht sich auf das einzelne in Verkehr zu bringende Gerät: Für dieses erklärt der Hersteller, dass es der nach Modul B geprüften Bauart entspricht. Analog zur früheren Ersteichung wird das in Verkehr zu bringende Gerät auch messtechnisch geprüft. Welche Prüfungen muss ein Schallpegelmesser bestehen, um den Anforderungen des gesetzlichen Messwesens zu genügen? Welche Änderungen ergeben sich aus dem neuen Mess- und Eichgesetz? Und wie geht es weiter mit Geräten, die eine Bauartzulassung nach dem alten Mess- und Eichgesetz haben? Diese Fragen, die sowohl Hersteller als auch Anwender betreffen, soll das Poster beantworten.
15:48	Akustische Resonanzanalyse als Methode zur Erkennung von geometrischen Abweichungen außerhalb eines Toleranzbereiches Ute Rabe, Matthias Heinrich, Barbara Grabowski, Bernd Valeske [Abstract] Die akustische Resonanzanalyse (engl. Acoustic Resonance Testing ART) ist eine schnelle integrale zerstörungsfreie Prüfmethode. Sie wird vor allem für geschmiedete oder gegossene metallische Serienteile als Verfahren der Qualitätssicherung im Prozess angewandt. Die Bauteile werden möglichst reproduzierbar und wenig dämpfend gelagert, mit einem Hammer angeschlagen und in resonante Schwingung versetzt. Ein Mikrofon empfängt die von der Komponente ausgehenden akustischen Wellen, das Zeitsignal wird digitalisiert, fouriertransformiert und analysiert. Z.B. werden die Lage einzelner Resonanzfrequenzen, die Halbwertsbreite, der Frequenzabstand von Resonanzen oder andere Merkmale ausgewertet. Die Wahl der Merkmale erfolgt meist empirisch anhand einer Menge von Gutteilen und Schlechtteilen. Ein generelles Problem der ART ist es, Geometrievariationen außerhalb erlaubter Toleranzen von Fehlern zu trennen. Die Geometrie und Materialzusammensetzung der produzierten Bauteile variiert immer in einem gewissen Rahmen, was auch bei Gutteilen dazu führt, dass die Resonanzfrequenzen nicht eindeutig definiert sind, sondern in gewissen Intervallen liegen. Fehler wie Risse und Poren verändern das Spektrum des Bauteils, diesen Änderungen überlagert sind aber Frequenzverschiebungen durch Geometrieabweichungen außerhalb des Toleranzbereichs. In einem öffentlich geförderten Forschungsprojekt führt daher die htw saar, zusammen mit dem Fraunhofer IZFP sowie zwei Industriepartnern Untersuchungen zur eigenfrequenzbasierten Erkennung von Teilen mit Geometriefehlern durch. In diesem Beitrag werden erste Ergebnisse des Projekts präsentiert.
15:50	Vergleich der Verfahren A und B zur Messung des Strömungswiderstandes gemäß EN 29053:1993 Tobias Ring, Christian Morgenstern, Sabine Langer [Abstract] Der Strömungswiderstand eines Materials ist der Druck, der zur Durchströmung der Probe mit einem bestimmten Volumenstrom erforderlich ist. Die Messung des Strömungswiderstandes poröser Materialien ist in der DIN EN 29053:1993 beschrieben. Dabei sind zwei Verfahren zulässig, das Luftgleichstromverfahren (Verfahren A) sowie das Luftwechselstromverfahren (Verfahren B). Bei Verfahren A wird die Probe in einer Richtung mit einem konstanten Volumenstrom durchströmt und die sich einstellende Druckdifferenz wird gemessen. Für Verfahren B wird die Probe mit einem wechselnden Volumenstrom durchströmt und der sich einstellende Wechseldruck in einem Prüfvolumen gemessen. Die Unterscheide zwischen beiden Verfahren sind bisher nur unzureichend bekannt. Dies betrifft sowohl systematische Abweichungen als auch die Angabe von Messunsicherheiten. In diesem Beitrag werden verschiedene poröse Materialien mit einem großen Wertebereich des Strömungswiderstandes mit beiden Messverfahren vermessen und die Unterschiede zwischen den Messverfahren aufgezeigt.
15:52	Entwicklung und Evaluation eines Systems zur akustischen Detektion von Schweinswalen Hendrik Schoof, Hauke Holst, Uwe Simmer, Rainer Matuschek, Klaus Betke, Siegfried Gündert, Matthias Blau, Michael 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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J. Bös, Fachgebiet SAM, TU Darmstadt, Darmstadt R. Angert

8:40	Methode zur Bestimmung der Zuverlässigkeit von Mikrofonarrayverfahren Gert Herold, Ennes Sarradj [Abstract] Mikrofonarrayverfahren werden als Messtechnik zur Charakterisierung von Schallquellen eingesetzt. Hierfür werden die gleichzeitig an verteilten Mikrofonpositionen aufgenommenen Signale ausgewertet. Neben der reinen Ortung dominanter Quellen rückt vermehrt die exakte Bestimmung des Schalldruckpegels gleichzeitig abstrahlender Quellen in den Vordergrund. Hierfür existieren eine Reihe von Methoden. Vorangegangene Untersuchungen haben gezeigt, dass bei Anwendung verschiedener Algorithmen auf dieselben Ausgangsdaten deutliche Abweichungen der Ergebnisse zu verzeichnen sind. Im Falle gemessener Daten ist es nur schwer möglich zu beurteilen, ob der verwendete Algorithmus unter den gegebenen Randbedingungen ein korrektes Ergebnis liefert. Die Auswertung simulierter Daten hingegen erlaubt es, das erhaltene mit dem erwarteten Ergebnis zu vergleichen und damit die Zuverlässigkeit des verwendeten Algorithmus’ zu bewerten. Dieser Beitrag untersucht die Anwendung mehrerer Algorithmen auf simulierte Datensätze, bei denen unterschiedliche Parameter, wie etwa die Anzahl, Position und Pegel der Quellen, variiert wurden. Die Abweichungen der berechneten zu den korrekten Ergebnissen werden mit geeigneten Fehlergrößen beschrieben. Um eine große Bandbreite von Parameterabhängigkeiten der Fehlergrößen bei beherrschbarer Anzahl von Variationen abdecken zu können, werden die veränderlichen Eingangsparameter auf Basis definierter Zufallsverteilungen variiert (Monte-Carlo-Simulation). Aus der Auswertung der Simulationen ergeben sich statistische Aussagen über die Verlässlichkeit der Mikrofonarrayverfahren, die eine Auswahl einer geeigneten Methode bei gegebenen Randbedingungen erlauben.
9:00	Messung der Schallimmissionen von einer Windenergieanlage mit einem Mikrofonarray Maike Wehmeyer, Christoph Fritzsche, Jörn Hübelt [Abstract] In dieser Masterarbeit wurde ein Messverfahren zur Bestimmung der Schallimmission von einer Windenergieanlage entwickelt. Die Messung der Schallimmission ist bei Windenergieanlagen anspruchsvoll, da die Quelle vom Empfänger oft sehr weit entfernt ist und zahlreiche Störquellen vorliegen. Das vorgestellte Messverfahren nutzt ein Mikrofonarray, da dieses eine künstliche Richtcharakteristik erzeugt und somit ermöglicht, den Einfluss der Störquellen auf das Messergebnis zu reduzieren. Zur Durchführung der Arbeit standen acht Mikrofone zur Verfügung und der interessierende Frequenzbereich reichte von 50 Hz bis 2000 Hz. Um diesen Bereich mit ähnlichen Arrayeigenschaften abzudecken, wurde ein Mikrofonarray bestehend aus drei Teilarrays entwickelt. Eine Überprüfung der Leistungsfähigkeit des Arrays erfolgte durch zwei Messungen an einem Windpark im Abstand von 470 m zur interessierenden Windenergieanlage. Zur Auswertung wurden die Beamforming-Algorithmen Delay-and-Sum, Clean-SC, DAMAS sowie das orthogonale Beamforming verwendet. Die Ergebnisse der Beamforming-Algorithmen wurden dem Ergebnis eines einzelnen Mikrofons des Arrays und dem Schalldruckpegel am Emissionsmessort gegenübergestellt. Mit dem entwickelten Verfahren wird eine Reduktion des Störgeräuschpegels im gesamten Frequenzbereich erreicht. Der DAMAS-Algorithmus erzielt die besten Ergebnisse. Durch die geringe Mikrofonanzahl ist die Leistungsfähigkeit des orthogonalen Beamformings beschränkt. Die Machbarkeit von Schallimmissionsmessungen an Windenergieanlagen mit einem Mikrofonarray wird diskutiert.
9:20	Untersuchungen zur Eignung des Einsatzes von preiswerten Mikrofonen in Mikrosystemtechnik (MEMS) in hochkanaligen Mikrofonarrays Patrick Von Pflug [Abstract] Im Rahmen eines INNO-KOM-Ost Vorlaufforschungs-Projekts wurden verschiedene preiswerte für den Einsatz in hochkanaligen akustischen Kartierungssystemen vorgesehene Mikrofonkapseln anhand der von den Herstellern zur Verfügung gestellten Datenblätter ausgewählt und im RAR der TU Berlin mit einem 2 Wege Koaxiallautsprecher durch Vergleich mit einem hochwertigen Messmikrofon hinsichtlich Amplituden- und Phasenfrequenzgang untersucht. Der Vortrag geht kurz auf die z. Z. verfügbaren Mikrofone in Mikrosystemtechnik ein und erklärt dabei auch den häufig falsch verstandenen Begriff ”MEMS-Mikrofon”. Es wird auf die Wahl der Schallquelle gegenüber anderen möglichen Schallquellen, den Abstand zu den Mikrofonen und das verwendete Messmikrofon eingegangen. Die Methode zur Bestimmung der Parameter und die Notwendigkeit der Laufzeitbestimmung mit Hilfe eines Funkengenerator werden dargestellt, die Probleme bei der Messung sowie die Eignung des verwendeten Koaxiallautsprechers werden beleuchtet und schließlich die Ergebnisse und die Konsequenzen daraus vorgestellt.
9:40	Embedded MEMS accelerometers for the in-situ measurement of blocked forces in coupled structures Dennis Zabel, Michael Sturm, Thomas Alber, Andy 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.
10:00	Akustische Zustandsbewertung von Gleisen im Straßenbahnnetz Reinhard Wehr, Andreas Fuchs, Werner Wehr [Abstract] Zur netzweiten Überwachung des Gleiszustandes wird im Straßenbahnnetz der Wiener Linien ein Gleismesswagen eingesetzt. Dieser wurde im Zuge eines Forschungsprojektes mit einem akustischen Messsystem ausgerüstet. Hiermit soll es ermöglicht werden, die gleiszustandsbedingten Schallemissionen bei Befahrung zu analysieren und somit Rückschlüsse auf den aktuellen Schienenzustand, vor allem in Hinblick auf beginnende Riffelbildung, zu ziehen. Die fahrzeugseitigen Schallmessungen wurden weiters mit Vorbeifahrtsmessungen verglichen. Ziel davon war es, die on-board-Messungen zu validieren wie auch von den Emissionen am Fahrzeug auf die tatsächlichen Emissionen im Außenbereich zu schließen. Dazu wurde aus den erhobenen Messdaten ein geschwindigkeitsabhängiges Transferpfad-Modell erstellt. Ebenfalls wurde ein Algorithmus zur Detektion von Kurvenkreischen bei Befahrung von Gleisbögen erstellt. Um eine robuste und verlässliche Erkennung sicherzustellen, wurde auf eine logistische Regression zurückgegriffen. Als Audio-Features wurden dabei in erster Linie spektrale Komponenten des Audio-Signals herangezogen.
10:20	Entwicklung von Reifen-Fahrbahn-Geräusch-Messanhängern am Beispiel der Anhänger des FKFS Michael Fieles-Kahl, Reinhard 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.
10:40	Schallleistung von Wohnungslüftungsgeräten – Anwendung verschiedener Messmethoden Andreas Drechsler, Andreas Ruff [Abstract] Wohnungslüftungsgeräte gehören zur Standard-Anlagentechnik bei energetisch hochwertigen Neubauten und Sanierungen. Für die Passivhaus-Zertifizierung und die Leistungsprüfung gemäß DIN EN 13 141-7 der Geräte ist die Bestimmung der Schallleistung notwendig. An der HFT Stuttgart werden seit einigen Jahren in Zusammenarbeit mit der HLK Stuttgart GmbH solche Schallleistungsmessungen an Wohnungslüftungsgeräten durchgeführt. Gemessen werden sowohl der Geräteschall, also die abgestrahlte Schallleistung des Gerätes, wie auch der Kanalschall, die abgestrahlte Schallleistung in den Kanal hinter jedem Luftstutzen. Je nach Gerät und Ausführung können unterschiedliche Messmethoden angewandt werden. In dem Beitrag wird aus der Praxis berichtet. Es werden unterschiedliche Messmethoden diskutiert, das Problem des Strömungsrauschens bei Messungen des Geräteschalls angesprochen und die Messung des Kanalschalls mit reflexionsarmem Abschluss einer Messung im Hallraum gegenübergestellt.
11:00	Messunsicherheit im Kundtschen Rohr Antje Grebel, Joachim Bös, Tobias 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.
11:20	Voruntersuchungen zur Durchführung eines Schallleistungs-Ringversuchs Volker Wittstock, Christian 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.
11:40	Verfahren zur Ermittlung der Umgebungskorrektur nach DIN EN ISO 3744 Ilka Arendt, Patrick 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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J. Bös, Fachgebiet SAM, TU Darmstadt, Darmstadt R. Angert

14:20	Comparison of 1/r and K2 measurement procedures in anechoic chambers Abhay Rajmane, Walter Baumann [Abstract] Precision class anechoic chambers are qualified and characterized by decay of sound pressure level with distance in accordance with inverse square law and their tolerances specified in Annex A of DIN EN ISO 3745 and in ISO 26101 respectively. However engineering class anechoic chambers are qualified and characterized by environmental correction factor (K2) described in Annex A of DIN EN ISO 3744. K2 is a function of the size of measurement surface, the size of anechoic chamber as well as the absorption coefficient of absorbing surfaces. The engineering class anechoic chamber nears practically to a precision class chamber when K2 factor gets very small. In the present work, the K2 factor is measured in precision anechoic chambers. A comparison is presented between frequency dependent environmental correction factors (K2f) and tolerances on measured sound pressure level decay according to inverse square law procedure.
14:40	Ein neuartiger optischer Sensor für die Schall- und Ultraschalldetektion in Flüssigkeiten für Frequenzen bis zu 25 MHz Wolfgang Rohringer, Stefan Preißer, Thomas Heine, Balthasar Fischer [Abstract] Für die Schall- und Ultraschalldetektion in Flüssigkeiten werden heute typischerweise piezoelektrische Wandler eingesetzt. Diese Technologie ist sehr ausgereift, stößt für gewisse Anwendungen jedoch an physikalische Grenzen. Beispielsweise ist die Sensitivität inhärent durch die aktive Sensorfläche limitiert, darüber hinaus sind Nichtlinearitäten in der Frequenzantwort durch mechanische Resonanzen kaum zu vermeiden. Im Rahmen dieses Vortrags präsentieren wir einen neuartiges, hochsensitives optisches Hydrophon, basierend auf einem starren, Faser- gekoppelten Fabry-Pérot Interferometer (FPI). Das Messprinzip kommt ohne mechanisch bewegliche oder deformierbare Teile aus und stützt sich ausschließlich auf die Detektion von druckinduzierten Änderungen des optischen Brechungsindex. Der Sensor ist dadurch inhärent linear und robust gegenüber hohen Schalldruckpegeln. Aufgrund der rein optischen Signalerzeugung und -weiterleitung ist der Sensor unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Einstreuungen. Charakterisierungsmessungen zeigen eine lineare Frequenzantwort bis zu einer Grenzfrequenz von 22 MHz sowie ein Eigenrauschen von weniger als 1 Pa bezogen auf die Detektionsbandbreite. Neben einem Vergleich mit kommerziell erhältlichen Piezowandlern werden auch Messungen der Richtcharakteristik präsentiert. Applikationstests demonstrieren die Anwendungstauglichkeit des Sensors, etwa für die Charakterisierung von Ultraschallfeldern in der Medizintechnik, sowie für die Signaldetektion bei der photoakustischen Mikroskopie (OR-PAM) an biologischem Gewebe. Künftige Anwendungen in der Sonar-Technologie werden besprochen, mit Fokus auf nützliche Eigenschaften des Sensors (z.B. Einsatzmöglichkeit langer Glasfaserkabel, Phasentreue).
15:00	Einpunkt-Laser-Doppler-Vibrometer für die mehrdimensionale Analyse des Schwingungsverhaltens auf Festkörperoberflächen im MHz-Bereich Enrico Barth, Patrick Tobias Homann, Jens 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.
15:20	Experimentelle und numerische Untersuchungen von textilverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen mit eingebetteten piezoelektrischen Sensor-Aktor-Arrays hinsichtlich der gerichteten Abstrahlung von akustischen Wellen Anja Winkler, Martin Dannemann, Klaudiusz Holeczek, Eric Starke, Niels Modler, Manuel Weiß, Stefan 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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J. Bös, Fachgebiet SAM, TU Darmstadt, Darmstadt R. Angert

16:40	A hybrid impedance measurement method for finite porous absorber samples Rob Opdam, Mark Müller-Giebeler, Michael Vorländer [Abstract] A method is presented that only needs a single sound pressure measurement of a finite porous absorber piece, placed in a hemi-anechoic chamber, to determine its angle- dependent acoustical properties. The complex pressure data obtained of the measurement is compared with that of a finite element method (FEM) simulation, which is based on the same geometric dimensions of the material sample as in the measurement, but with an arbitrary porous material. With a non-linear fitting algorithm, the simulated complex pressure data is adjusted by changing the absorber model parameters (porosity, flow resistance etc.) in the FEM simulation to fit the measured data iteratively to find the characteristic absorber properties. This inverse approach allows also for a correction of the edge effects of the finite material sample, such that the found angle-dependent impedance is the impedance as measured on an infinite extended material sample and it also determines the individual material properties as porosity and flow resistivity of a porous material.
17:00	Entwicklung eines robusten und reduzierten Verfahrens zur Messung der Einkopplung des Luftschall-Nahfelds in eine Flugzeugstruktur Matthias Weber, Kay Kochan [Abstract] Vibro-akustische Messungen bei Flug- und Bodentests haben den Nachteil hoher Komplexität, so dass insbesondere bei Flugtests nicht alle Einflussparameter beherrschbar sind. Im ZAL TechCenter steht ein voll skalierter akustischer Rumpfdemonstrator in einem reflexionsarmen Raum zur Verfügung, an dem unter kontrollierten Bedingungen realistische Tests durchgeführt werden können. Zur akustischen Anregung dient ein phasengesteuertes Lautsprecher-Array, das in geringem Abstand außerhalb des Rumpfs angebracht und in der Lage ist, ebene Wellen zu erzeugen. Am realen Flugzeug wird der Eintrag des luftübertragenen Triebwerkslärms in die Kabine gewöhnlich durch Schallintensitätsmessungen in der Kabine und Beschleunigungsmessungen auf der Rumpf-Außenseite bestimmt. Um bei der Intensitätsmessung Fehler aufgrund von reflektiertem Schall zu vermeiden, müssen durch Einbringen von absorbierendem Material freifeldähnliche Bedingungen geschaffen werden. Das Anbringen von Beschleunigungssensoren auf die Außenhaut hingegen ist aufwändig; zudem wird durch die Eigenmassen der Beschleunigungssensoren das Schwingungsverhalten der Struktur beeinflusst. Im Rahmen des Forschungsvorhabens Lufo V-2 (Flight-LAB) soll ein Messverfahren entwickelt werden, bei dem die Strukturschwingungen möglichst berührungslos von der Außenseite gemessen werden. Zunächst werden verschiedene Ansätze auf ihre Eignung untersucht, die Schwingung der Struktur im Störfeld der Anregung zu bestimmen. Dabei liegt der Fokus auf Methoden, die auf ”Standard”-Sensoren zurückgreifen, d.h. auf Mikrofone bzw. -Arrays mit nachgeschalteten Rechenverfahren sowie auf akustische Vektorsonden.
17:20	Einflussgrößen bei Messungen von Absorptionskoeffizienten in der Alpha-Kabine Till Nowak, Andreas Koll, Markus Strunk, Michael Hansen, Friederike Horand [Abstract] Messungen von Absorptionskoeffizienten von porösen Absorbern werden im industriellen Alltag häufig in kleinen Hallräumen, wie zum Beispiel der Alpha-Kabine, durchgeführt. Für diese Messungen gibt es Messvorschriften für die Vorbehandlung, die Abmessungen und die Positionierung der Probe. In der Praxis können diese allerdings häufig nicht eingehalten werden. Um die damit einhergehenden Einflussfaktoren und Messtoleranzen zu untersuchen, wurde ein Langzeitversuch mit Variation verschiedener Parameter, wie beispielsweise Geometrie und Klimatisierung der Probe, durchgeführt.
17:40	Sound power determination of realistic sources based on the substitution method and sound intensity measurements Spyros Brezas, Christian Bethke, Volker 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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T. Dau, Hearing Systems Group, Technical University of Denmark, Lyngby M. Hey, HNO-Klinik, UKSH Kiel, Kiel

9:00	Spatial Perception and Speech Intelligibility in Aided Listeners Jens Cubick, Jörg Buchholz, Virginia Best, Mathieu Lavandier, Torsten Dau [Abstract] Cubick and Dau (2016) showed that speech reception thresholds (SRTs) in noise, obtained with normal-hearing (NH) listeners, can be significantly higher with hearing aids (HAs) than in the corresponding unaided condition. Some of the listeners reported a change in their spatial perception of the sounds due to the HA processing, with auditory images often being broader and closer to the listener or even internalized. The current study investigated whether worse speech intelligibility with HAs might be caused by a ”shrunken” acoustic scene and thus a reduced ability to spatially separate the target speech from the interferers. SRTs were measured in NH listeners with and without ”ideal” HAs (broadband, linear, flat gain) in the presence of three interfering talkers or speech-shaped noises. The interferers were presented either at +/- 90 and 180 degrees azimuth or were co-located with the target sentence at 0 degrees. Consistent with the previous study, SRTs were found to be increased by 2-2.5 dB with HAs when the interferers were spatially separated, but only by 0.5-1 dB when they were co-located. The 1.5 dB difference indicates that at least some of the disruption to speech intelligibility caused by HAs can potentially be attributed to degraded spatial separation.
9:20	On the relation between hearing impairment, psychoacoustic measurement outcomes and speech recognition tasks: How far do we get with the FADE model? David Hülsmeier, Marc René Schädler, Mareike Buhl, Anna Warzybok, Birger Kollmeier [Abstract] Psychoacoustic modeling and human and machine speech recognition research are still separate research fields, with different approaches and goals. As a unifying approach, the simulation framework for auditory discrimination experiments (FADE) was proposed, which was shown to successfully model the behavior of normal-hearing listeners in basic psychoacoustic experiments and speech recognition tasks based on automatic speech recognition (ASR) techniques. To better generalize, only basic assumptions about the signal representation (auditory signal processing) and the detection process (ASR back-end) are made. This approach is extended here towards hearing impairment by the inclusion of different effective auditory deficiencies such as the absolute hearing threshold, a supra-threshold distortion, and a reduced spectral resolution. The respective effect of these effective signal processing deficiencies on the outcome of typical measures is evaluated, i.e. on tone detection in quiet or in (notched-) noise, and on speech recognition tasks with different noise types. The simulated outcomes suggest that it is not possible to reliably characterize different auditory deficiencies using only one type of psychoacoustic task. FADE could possibly be used to infer a functional description of the impaired auditory system from a range of (psycho-)acoustic experiments and to individually predict outcomes of speech recognition tests.
9:40	Modeling Refractoriness In Phenomenological Models of Electrically-Stimulated Auditory Nerve Fibers Marko Takanen, Jean-Noël Weller, Bernhard Seeber [Abstract] Functionality of cochlear implants is based on electrical signals charging the capacitive cell membrane of the auditory nerve fiber to push the membrane voltage above the neuron’s firing threshold. The neuron then spikes shortly after the threshold crossing and, therefore, there is always a stochastic delay, called latency, between the onset of the electrical pulse and the time of spiking. After spiking, the neuron exhibits refractoriness and cannot be excited during the absolute refractory period, after which it gradually recovers to the resting state. In refractoriness, it is important to consider also the latency of the neuron to the preceding excitatory pulse. Unfortunately, neurophysiological measurements for refractoriness have ignored the latency to the supra-threshold conditioning pulse; resulting in excessively large estimates for the absolute refractory period. Consequently, several existing models, modeling both latency and refractoriness using time constants from such measurements, end up overestimating the absolute refractory period. Here, we present a solution that considers the estimated latency of the neuron when adjusting the duration of the absolute refractory period after each spike, allowing our model to reproduce both latency and refractoriness data from literature, and improving the model’s accuracy in predicting responses to high-pulse-rate stimulation. Supported by BMBF 01GQ1004B.
10:00	Untersuchungen zum Einfluss raumakustischer Parameter auf die Hörwahrnehmung bei Cochlea-Implantat-Trägern Bernhard Eurich, Michael Oehler, Thomas Klenzner [Abstract] Die Hörwahrnehmung von Cochlea-Implantat-Trägern wird durch diverse Einflussfaktoren erheblich erschwert (Capretta, Nittrouer & Moberly, 2015). Eine wesentliche Rolle spielen in diesem Zusammenhang häufig die raumakustischen Begebenheiten. Selbst bei Personen ohne Hörbeeinträchtigung sind raumakustische Faktoren für die Wahrnehmung der auditiven Szene (z.B. hinsichtlich Sprachverständlichkeit oder Hörsamkeit) von großer Bedeutung (Cook et al., 2013; Meyer 1995; Zahorik & Brandewie, 2016). Bei CI-Trägern sind komplexe Hörumgebungen meist mit besonders starken Einbußen verbunden (Igelhart, 2016; Loiselle et al., 2016; Zeitler et al., 2015; Roy et al., 2015). Ziel der Studie ist es, jene raumakustischen Kriterien und deren Ausprägung zu ermitteln, die auf die Hörsamkeit und Verständlichkeit bei CI-Trägern besonderen Einfluss nehmen. Hierzu wurden sowohl Sprachsignale aus dem Oldenburger Satztest (OLSA) als auch einfache musikalische Stimuli mit der Software Auratorium auralisiert. Dabei dienten normgemäße kleine bis mittelgroße Räume (DIN 18041:2016-03) für sprachliche Kommunikation bzw. Musikdarbietung als Grundlage. Die räumlichen Eigenschaften wurden hinsichtlich Primär- und Sekundärstrukturen bzw. Absorptionsverhalten der Oberflächen variiert. Die erstellten Stimuli werden 15 Probanden über den Audio-Eingang ihres Cochlea-Implantats präsentiert. Mittels eines adaptierten MUSHRA-Tests sollen Verständlichkeitsschwellen und Hörsamkeitsbewertungen ermittelt werden. Die gewonnenen Aussagen sollen helfen, die Einflüsse bestimmter raumakustischer Verhältnisse auf die Qualität des Hörerlebnisses bei CI-Trägern zu beurteilen und zu verbessern.
10:40	Messtechnischer Nachweis der mehrkanaligen Signalverarbeitung bei Hörgeräten Hendrik Husstedt, Anne Wiggers [Abstract] Die Signalverarbeitung in heutigen Hörsystemen geschieht in der Regel in verschiedenen Kanälen. Dabei wird im Bereich der Hörsysteme unter einem Kanal die Möglichkeit verstanden, dass mindestens die Verstärkung und die Kompression der Lautstärke in einem gewissen Frequenzbereich separat eingestellt werden kann. Für die Anpassung von Hörsystemen ist diese Eigenschaft von besonderer Bedeutung, sodass die Mehrkanaligkeit ein wichtiges Qualitätsmerkmal darstellt. Dies zeigt sich auch darin, dass in einigen Ländern eine gewisse Mindestanzahl an Kanälen bei Hörsystemen gefordert wird, z.B. vier Kanäle in Deutschland. Obwohl die Mehrkanaligkeit eine wichtige Eigenschaft von Hörsystemen darstellt, existiert bislang weder eine standardisierte Definition noch steht ein einheitliches Verfahren für einen messtechnischen Nachweis zur Verfügung. Aus diesem Grund beschäftigt sich dieser Beitrag mit der Möglichkeit die Mehrkanaligkeit bei Hörsystemen messtechnisch nachzuweisen. Zu diesem Zweck werden zunächst Messergebnisse präsentiert, die die Auswirkungen der Mehrkanaligkeit anschaulich darstellen. Anhand dieser Ergebnisse wird diskutiert inwieweit sich voneinander abhängige und unabhängige Kanäle unterscheiden lassen. Schließlich wird gezeigt wie mit diesen Überlegungen die Anzahl der voneinander unabhängigen Kanäle messtechnisch nachgewiesen werden kann.
11:00	Development and Analysis of the Polish Speech Test Signal in View of the IEC 60118-15 Standard Dorota Habasinska, Ewa Skrodzka [Abstract] The introduction of the International Speech Test Signal (ISTS) in 2012 made a breakthrough in the practice of hearing aids performance assessment. However, due to the limitation of its linguistic content, ISTS might not be representative of any language but the six used to create it. That is why its worldwide application in the domain of hearing aids fitting might raise some reservations. For instance, Polish native speakers might benefit from ISTS-based hearing aid fitting procedure less, compared to the same procedure employing a signal representative of Polish speech. This assumption served as a motivation for the hereby presented studies. This paper presents the development procedure of the Polish Speech test Signal (PSTS). PSTS is a counterpart of ISTS, though based only on Polish speech recordings and it is in principle representative of Polish speech. Multiple comparison analysis between PSTS and ISTS (including among others long-term average speech spectrum, percentile rank of short-term power levels, content of voiceless parts of speech) fall also within the scope of the paper.
11:20	The effect of dynamic range compression on spatial perception in a reverberant environment Henrik Hassager, Alan Wiinberg, Torsten Dau [Abstract] The present study investigated the effects of fast-acting hearing-aid compression on normal-hearing and hearing-impaired listeners’ spatial perception in a reverberant environment. Three compression schemes - independent compression at each ear; linked compression between the two ears; and ”spatially ideal” compression operating solely on the dry source signal - were considered using virtualized speech and noise bursts. Listeners indicated the location and distribution of their perceived sound images on the horizontal plane graphically on a touch screen. A linear amplification scheme was considered as the reference condition. The results showed that both independent and linked compression resulted in more diffuse and broader sound images as well as internalization and image splits, whereby more image splits were reported for the noise bursts than for speech. Only the spatial ideal compression provided the listeners with a spatial percept similar to that obtained with linear processing. The same general pattern was observed for both listener groups. An analysis of the interaural cross-correlation and direct-to-reverberant ratio suggested that the spatial distortions resulted from enlarged reverberant energy. Thus, modifictions of the relation between the direct and the reverberant part of the sound should be avoided in amplification strategies that attempt to preserve the natural sound scene.
11:40	How should we model the supra-threshold distortion component of hearing impairment? Marc René Schädler, David Hülsmeier, Anna Warzybok, Mareike Buhl, Birger Kollmeier [Abstract] Hearing-impaired listeners can show very different speech recognition performance despite identical audiograms, which is usually not found in normal-hearing listeners. This remaining individual ”distortion” component, which cannot be explained by the loss of sensitivity was hypothesized to be due to different auditory processing deficiencies, cognitive factors, or simply ”age”. This contribution explores the suitability of a level uncertainty to model the effect of individual supra-threshold signal processing deficiency. It is assumed to be independent of the signal level and the individual sensitivity loss, and supposed to affect tone-in-noise detection thresholds. To test the hypothesis, speech recognition performance in quiet, stationary, and fluctuating noise, and tone-in-noise detection thresholds were measured of 20 listeners with audiograms from normal-hearing to severe hearing loss. The individual audiogram and/or the tone in noise detection thresholds are used to perform individualized predictions of the outcome of the matrix sentence test to assess their contribution in the different conditions. Using level uncertainty as the cause for distortion loss can increase the prediction accuracy of speech recognition thresholds (recently shown using the established framework for auditory discrimination experiments; FADE). Here, the questions of an appropriate implementation and a psychoacoustic measure to determine its degree are addressed.

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V. Wittstock, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig H. Bietz, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig

8:40	Schallschutz-Vergleichsmessungen in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt im Jahr 2016 Sylvia Stange-Kölling, Volker Wittstock [Abstract] Im Jahr 2016 fanden turnusgemäß die Schallschutz-Vergleichsmessungen der anerkannten Stellen für die Erteilung allgemeiner bauaufsichtlicher Prüfzeugnisse in der Physikalisch-Technische Bundesanstalt statt. Für diese Prüfstellen ist die regelmäßige Teilnahme an den Vergleichsmessungen verpflichtend, die Möglichkeit der freiwilligen Teilnahme besteht aber auch für andere Prüfstellen. Die Vergleichsmessungen haben sich über einen weiten Zeitraum als wichtiger Baustein der Qualitätssicherung etabliert. Sie setzen sich zusammen aus drei Teilmessungen sowie der Überprüfung von Lautsprechern und Hammerwerken. Die Messergebnisse der Prüfstellen werden mit einem Referenzwert der PTB verglichen. Als Teilaufgaben waren in diesem Jahr die Luftschalldämmung einer schweren Kalksandsteinwand sowie der Normtrittschallpegel eines Treppenelementes zu messen. Als Zusatzaufgabe wurde der Verlustfaktor der Kalksandsteinwand bestimmt. Bei der Verlustfaktormessung zeigte sich eine deutliche Abhängigkeit der Ergebnisse von der Art der Anregung (Shaker oder Hammer), die durch Nichtlinearitäten erklärbar sind. Hierzu wurden weitere Messungen an der KS-Wand vorgenommen. Die Ergebnisse der einzelnen Messungen werden in diesem Vortrag vorgestellt.
9:00	Charakterisierung von Hammerwerken für horizontale Anregung Heinrich Bietz, Volker 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.
9:20	Abhängigkeit der Trittschallminderung schwimmender Zementestriche von der Größe der Estrichfläche Dominik Erler, Dietmar Sprinz, Jörn Hübelt [Abstract] Bekanntermaßen wird die Trittschallminderung schwimmender Zementestriche auf Massivdecken in erster Linie durch die Federsteifigkeit der Trittschalldämmschicht sowie die Masse des aufliegenden Estrichs bestimmt. Einen weiteren Einfluss hat jedoch die Ausdehnung des schwimmenden Estrichs in Länge und Breite, da der Trittschall nicht nur über die Anregungsstelle in die Massivdecke eingeleitet wird, sondern auch über die komplette, zu Biegewellen angeregte Estrichplatte. In diesem Zusammenhang fordert die Norm zur Messung der Trittschallminderung in Prüfständen DIN EN ISO 10140 eine minimale Estrichfläche von 10m2, die Norm DIN 4109 sogar eine Estrichfläche entsprechend der kompletten Prüfstandsdecke. Im Rahmen einer Bachelorarbeit wurde im Prüfstand die Abhängigkeit der Trittschallminderung von der Estrichfläche im Bereich von 0,5 bis 24m2 messtechnisch untersucht. Die Ergebnisse werden vorgestellt und hinsichtlich praktischer Auswirkungen diskutiert, ein funktionaler Zusammenhang zwischen Estrichfläche und Trittschallminderung wird abgeleitet.
9:40	Experimentelle Bestimmung des Abstrahlgrades und des inneren Verlustfaktors orthotroper Platten Sandra Haut, Simon Mecking, Ulrich Schanda [Abstract] Ein Ziel des DFG-AiF-Clusterforschungsvorhabens Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten ist die Anpassung des Prognoseverfahrens der DIN EN 12354 auf die Holzmassivbauweise. Zur Weiterentwicklung des SEA-basierten Verfahrens fehlen geeignete Näherungen für den Abstrahlgrad stark orthotroper Bauteile und für den internen Verlustfaktor von Holzbauteilen. Zur messtechnischen Bestimmung dieser Größen erfolgten zum einen Messungen im Hallraum. Dazu wurde der mittlere Beschleunigungspegel auf der Platte und der Schalldruckpegel im Hallraum als auch die Nachhallzeit des Raumes und die Körperschall-Nachhallzeit der Platte gemessen. Diese Messungen erfolgten an der frei aufgehängten Platte. Die Erregung der Platte erfolgte durch einen Schwingerreger; reziprok wurde die Platte durch ein Luftschallfeld angeregt. Zum anderen wurden Messungen der abgestrahlten Schallintensität und des mittleren Beschleunigungspegels auf der Platte beim Einbau der Platte in einem Türenprüfstand durchgeführt. Die Anregung erfolgte ebenso punktförmig mittels eines Schwingerregers als auch flächig durch ein Luftschallfeld. In diesem Beitrag werden beide Verfahren und die jeweiligen Messergebnisse vorgestellt. Im ersten Verfahren ließ sich ein über einen breiten Frequenzbereich konstant verlaufender, interner Verlustfaktor bestimmen.
10:00	Trittschallminderung und Einfügungsdämmung von Raumakustikdecken Jochen Seidel, Klaudius Hengst [Abstract] Der klassische Weg zur Verbesserung von Luftschalldämm-Maß und Trittschalldämm-Maß von Decken sind schwimmende Estriche. Unterdecken sind ein noch weniger gebräuchliches Mittel, obwohl sie den Vorteil haben, dass Ihre Resonanzfrequenz erheblich niedriger eingestellt werden kann, als dass bei Estrichen möglich ist. Angaben zur Verbesserungen der Dämmung durch Unterdecken aus geschlossener Beplankung sind frei erhältlich. Die Werte sind beachtlich. Weit verbreitet sind dagegen Unterdecken zur Gestaltung der Raumakustik. Ihr Potential zur Verbesserung der Dämmung wird bislang nicht in Ansatz gebracht. In dem Beitrag werden Messergebnisse von Unterdecken aus gelochten Gipsplatten vorgestellt. Obwohl die Beplankung nicht geschlossen, sondern eben gelocht ist und immer nur aus einer Lage besteht, sind attraktive Werte der Verbesserungen festzustellen. Häufig befinden sich in den Hohlräumen von Unterdecken Schallquellen wie zum Beispiel Abwasserrohre. Die Einfügungsdämmung nach VDI 3755:2015 gibt die Absenkung des Schallpegels im Raum durch Einfügen der Unterdecke an. Auch dazu werden Messergebnisse vorgestellt, sowohl von gelochten Raumakustikdecken als auch von Decken mit ungelochter Beplankung.
10:40	Bauteilsammlung zur Längsschalldämmung von Vorhangfassaden Bernd Saß [Abstract] In der bauakustischen Planung von Gebäuden werden Angaben zur Luft- und Längsschalldämmung von Bauteilen benötigt. Für die Bauteilgruppe ”Vorhangfassaden” lassen sich solche Angaben derzeit nur anhand von Messungen im Labor oder aus Untersuchungen am Bau (aus sogenannten Güteprüfungen) nachweisen. Eine Möglichkeit zur Planung und Nachweisführung über ein Tabellenverfahren existiert derzeit nicht. Um hier eine belastbare Planungsgrundlage zu schaffen läuft am ift Rosenheim, Labor Bauakustik, ein Forschungsprojekt, bei dem bestehende Messdaten analysiert und ergänzende Labormessungen durchgeführt wurden, um Planungstabellen zu erstellen. Ziel des Vorhabens ist es diese Tabellen in die Bauteilkataloge der DIN 4109 und der Produktnorm für Vorhangfassaden zu integrieren. Dieser Beitrag stellt die Arbeiten und Ergebnisse zur Thematik der Längsschalldämmung von Vorhangfassaden vor.
11:00	Beschreibung des Energieflusses über Stoßstellen leichter Massivholzkonstruktionen im mittleren und höheren Frequenzbereich Christoph Winter, Martin Buchschmid, Gerhard 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.
11:20	Energiebestimmung an Brettsperrholzbauteilen im Holzmassivbau Simon Mecking, Markus Scheibengraber, Tobias Kruse, Ulrich Schanda, Ulrich Wellisch [Abstract] Ein Ziel des DFG-AiF-Clusterforschungsvorhabens Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten ist die Reduktion des schalltechnischen Planungsaufwandes bei der Holzmassivbauweise. Hierzu soll das Prognoseverfahren der DIN EN 12354 angepasst werden. Darin ist ein vereinfachter SEA-Ansatz zugrunde gelegt, welcher diffuse Körperschallfelder in den Bauteilen sowie deren schwache Kopplung voraussetzt. Tatsächlich trifft die Annahme diffuser Körperschallfelder nur bei Bauteilen mit geringer Ausbreitungsdämpfung zu. Um ein Maß für die Kopplung der Bauteile zu erhalten, wird ein Energieverhältnis aus den Bauteilschnellen gebildet. In der DIN EN ISO 10848-1 wird eine Vorschrift für die Messung der mittleren Bauteilschnelle beschrieben. Daraus wird ein örtlich und zeitlich gemittelter Schnellepegel je Bauteil berechnet, mit dem die Energie des Bauteils bestimmt wird. In diesem Beitrag werden Messergebnisse von Körperschallfeldern an Brettsperrholzelementen im Hinblick auf die Energiebestimmung diskutiert. Bei der statistischen Auswertung werden die Anzahl der Anregepositionen und der Messpositionen auf dem direkt und indirekt angeregten Bauteil analysiert. In einem weiteren Schritt werden die erforderlichen Messpositionen durch eine geeignete Auswahl reduziert und mit den pauschalen, geometrischen Vorgaben der Messvorschrift aus der DIN EN ISO 10848-1 verglichen. Die Erkenntnisse werden zur Bewertung von Messergebnissen und für Empfehlungen an die Durchführung zukünftiger Messungen herangezogen.
11:40	Ansätze zur Prognose des Installationspegels im Holz-Leichtbau Fabian Schöpfer, Carl Hopkins, Andreas R. Mayr, Ulrich Schanda [Abstract] Im Zuge der energetischen Optimierung von Gebäuden werden vermehrt haustechnische Geräte wie Lüftungsanlagen oder Wärmepumpen verbaut. Diese agieren beim Betrieb als Körperschallquellen und können somit störende Geräusche im Gebäude verursachen. Grundlage der aktuellen Schallschutzplanung sind wenige Prüfergebnisse, die aufgrund der Vielfalt an Geräten und Konstruktionen sowie deren Kombination die tatsächliche Einbau-Situation nur sehr selten abbilden. Speziell im Holz- und Leichtbau ist die Schallschutzplanung oft allein auf Erfahrungswerten basierend. Somit herrscht eine Planungsunsicherheit, die durch eine Bauteilauslegung auf der sicheren Seite abgefangen wird. In der Forschungs- und Normungsarbeit der letzten Jahre wurde die Entwicklung von Prognosemodellen, basierend auf Daten der Körperschallleistung von Geräten vorangetrieben. So sind in der prEN 15657 Messverfahren zur Bestimmung der Körperschalleistung im Labor als Eingangsdaten für ein Prognosemodell beschrieben. Zusätzlich bietet diese Norm vereinfachte Berechnungsvarianten zur Bestimmung der tatsächlich eingebrachten Körperschallleistung in der konkreten Einbausituation. Ausgehend von diesen Eingangsdaten kann die Übertragung basierend auf SEA-Ansätzen, wie dem in der EN 12354-5 beschriebenen Verfahren oder basierend auf empirisch ermittelten Übertragungsfunktionen prognostiziert werden. In diesem Beitrag wird die Prognose des Schalldruckpegels beispielhaft für reale Geräte sowie für eine Referenzkörperschallquelle im Holzrahmenbau vorgestellt.

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V. Wittstock, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig H. Bietz, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig

14:20	Abbildung von Elastomeren in FE-Modellen von Holzbaukonstruktionen Alexander Paolini, Felix Frischmann, Stefan Kollmannsberger, Simon Mecking, Ulrich Schanda, Andreas Rabold, Ernst Rank [Abstract] Elastomere werden wegen ihrer viskoelastischen Eigenschaften in Holzbauverbindungen eingesetzt, um die Übertragung von Körperschall zwischen Bauteilen zu vermindern. Ihre Wirkung auf das Schwingungsverhalten von Holzbaukonstruktionen im niederfrequenten Bereich kann mit der Finiten Elemente Methode prognostiziert werden. Zur Erzielung aussagekräftiger und genauer Ergebnisse müssen geeignete Materialparameter für die finiten Elemente bestimmt werden, welche die Elastomere unter Verwendung eines viskoelastischen Materialmodells darstellen. Eine Möglichkeit, bei der keine weiteren experimentellen Untersuchungen durchzuführen sind, ist die Berechnung des komplexen Elastizitätsmoduls aus den Datenblattangaben des Elastomer-Herstellers für eine festgelegte Querdehnzahl. Allerdings ist die Querdehnzahl nicht genau bekannt. Zudem werden bei diesem Verfahren vereinfachende Annahmen getroffen. Beispielsweise werden zusätzliche Aspekte des Aufbaus von Holzbauverbindungen wie die Verschraubung nicht berücksichtigt. Im vorliegenden Beitrag wird ein FE-Modell eines Decken-Wandanschlusses, der eine Elastomerschicht enthält, hinsichtlich des Einflusses der Materialparameter des Elastomers auf dessen Eigenfrequenzen untersucht. Ferner werden die Berechnungsergebnisse mit den Messergebnissen einer Betriebsschwinganalyse verglichen. Hierdurch ist eine Verifikation der Modellannahmen und die Angabe eines geeigneten Wertebereichs der Querdehnzahl für den untersuchten Elastomertyp möglich.
14:40	Einfluss der modalen Kopplung von Prüfräumen und Prüfobjekten auf Messungen des Schalldämm-Maßes einer Brettsperrholzplatte im tieffrequenten Bereich Wolfgang Hauer, Blasius Buchegger, Heinz 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.
15:00	Stoßstellendämm-Maße von Brettsperrholzkonstruktionen Aline Timpte, Simon Mecking, Ulrich Schanda, Andreas Rabold [Abstract] Ein Ziel des DFG-AiF-Clusterforschungsvorhabens Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten ist die Reduktion des schalltechnischen Planungsaufwandes bei der Massivholzbauweise. Hierzu soll das Prognoseverfahren der DIN EN 12354 zur Ermittlung der Flankenübertragung für Holzbaukonstruktionen angepasst werden. Da es sich bei der Massivholzbauweise um keine starre Verbindungen wie beim Massivbau handelt, ist zur Berechnung der Flankenübertragung ein Maß für die Schallübertragung an den Stoßstellen erforderlich. Das sogenannte Stoßstellendämm-Maß Kij wird u.a. aus der richtungsgemittelten Differenz der Schnellepegel je Bauteil und der Körperschallnachhallzeit gebildet, welche nach der DIN EN ISO 10848 messtechnisch zu ermitteln sind. Alternativ wird im Entwurf E DIN EN 12354-1:2016 ein erster Vorschlag zur Berechnung des Stoßstellendämm-Maßes für einen T- und einen Kreuz-Stoß in Brettsperrholz aufgeführt. In diesem Beitrag werden Stoßstellendämm-Maße unterschiedlich ausgeführter Brettsperrholzkonstruktionen präsentiert und gegenübergestellt. Es handelt sich um frequenzabhängige Werte, die von internationalen Laboren gemäß DIN EN 10848 für L-, T- und Kreuz-Stöße ermittelt wurden.
15:20	Anwendung von Cremers parallelen Platten auf leichte Bauelemente Berndt Zeitler, Stefan Schoenwald, Christoph Höller [Abstract] In diesem Beitrag wird das von Lothar Cremer vorgestellte Modell zur Beschreibung von zwei unendlichen parallelen Platten mit einer elastischen Zwischenlage untersucht. In diesem Model werden die Rotationsbewegung und Schubverformung der Platten vernachlässigt, d. h. beide Platten erlauben nur Biegewellen. Die obere der beiden Platten wird nun mit einer Punktkraft angeregt. Die Wellenzahl, die die Ausbreitung und Dämpfung der Biegewellen beschreibt, wird in verschiedenen Frequenzbereichen genauer betrachtet. Die nach Cremers theoretischem Model berechneten Wellenzahlen werden mit den auf einer Holzbalkendecke experimentell ermittelten Wellenzahlen verglichen. In einem nächsten Schritt wird beschrieben, wie ein schwimmender Estrich, der im Modell durch die obere Platte simuliert wird, die berechneten und gemessenen Wellenzahlen beeinflusst.
15:40	Numerical simulation of a laboratory reception plate using finite elements Steffi Reinhold, Carl Hopkins, Berndt Zeitler [Abstract] Most building machinery injects structure-borne sound power in the low-frequency range. To quantify the structure-borne sound power the reception plate method according to EN 15657-1 is used to gain input data for the prediction model according to EN 12354. This paper concerns the validation of a Finite Element Model (FEM) of a heavyweight reception plate which incorporates the viscoelastic material around the boundaries to increase the damping. The numerical results are compared against experimental results using the loss factor, the Natural Frequency Deviation (NFD) and the Modal Assurance Criterion (MAC). This validated FEM model is used to assess different sampling strategies for vibration measurements that are needed to determine the reception plate power of structure-borne sound sources. The most accurate results of the comparison of the direct injected power and reception plate power are obtained by using a regular grid of sampling positions over the whole reception plate. For the comparison of both powers the distance between the machinery connection points and measurement positions are considered as well as a weighting factor to reduce the number of measurement positions.

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V. Hohmann, CvO Universität Oldenburg, Cluster of Excellence 'Hearing4all', Oldenburg

8:40	Controlling the Head Position during individual HRTF Measurements and its Effect on Accuracy Florian Denk, Jan Heeren, Stephan D. Ewert, Birger Kollmeier, Stephan Ernst [Abstract] The head-related transfer function (HRTF) describes the incident direction and frequency dependent representation of sound at the eardrum of a listener, caused by effects of the specific outer ear, head and torso. When measuring such transfer functions in individuals, the incident direction may change dynamically due to unconscious movements of the subject, causing errors in the data. This deviation is particularly critical when successive measurements, e.g. transfer functions obtained at various recording points in the ear, are compared. In the context of such an experiment examining the input characteristics of different hearing system prototypes, a new head positioning control method has been developed. The approach provides visual feedback on changes in the head position recorded using a head-tracker. An intuitive graphical display allows interactive alignment of the head to a previously defined reference position in all degrees of freedom. Results on the achievable head positioning accuracy on different time scales are presented, comparing conditions with and without different (additional) supporting measures for the subjects, which demonstrate a benefit of including the visual feedback. Furthermore, the influence of small head orientation deviations on resulting transfer functions is discussed based on data from repeated HRTF measurements utilizing the new control approach.
9:00	Influence of continuous subject rotation during HRTF measurements Jan-Gerrit Richter, Janina Fels [Abstract] Loudspeaker arrays which will measure multiple directions of a Head Related Transfer Functions (HRTFs) in a reduced time have been in use for some time. One such system was developed at the Institute of Technical Acoustics, RWTH Aachen University and is used and evaluated in this paper. Usually the subject is rotated by some angle, stops and waits for the measurement signal to complete before moving to the next measurement angle. It was shown that with this static approach a comparable frequency result to a traditional measurement could be achieved. To further reduce the measurement time a slow continuous subject rotation can be used instead. While this rotation will violate LTI (linear, time-invariant) requirements of the commonly used signal processing, the influence is assumed to be negligible. As the subject is rotating during the measurement sweep, different azimuth angles are measured per frequency. This frequency dependent offset in the measurement positions has to be corrected during the post processing. To this end a spherical harmonic decomposition and reconstruction is applied as an interpolation method. To objectively quantify the influence of the rotation and the subsequent post processing, a comparison between statically and continuously measured objects is shown in this paper.
9:20	Auditory distance perception in virtual acoustic environments using binaural technology and simulated room acoustics Florian Pausch, Janina Fels [Abstract] Auditory distance perception plays an important role in the perception a room by determining the position of sound sources and helps to avoid obstacles in everyday life. It is well known that acoustic cues like the decrease in sound pressure level, the direct-to-reverberant ratio, spectral modifications due to dissipation as well as binaural cues contribute to the apparent distance estimate. Although the combination of binaural technology and advanced room acoustic simulations allow for a plausible recreation of indoor environments it is unclear how accurate sound source distance can be reproduced. In the current study, auditory distance perception is investigated with normal-hearing adults using measured and simulated binaural room impulse responses to generate virtual sound sources at different distances. The experiment is conducted in a non-anechoic listening environment and compares binaural reproduction over loudspeakers and headphones. Finally, the perceptual results are linked to the acoustic cue characteristics.
9:40	Synthetic Reflections for Binaural Rendering using Sound Field Analysis Philipp Stade, Johannes 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.

Organisation:

E. Nowicka, Pracowni Akustyki, Warszawa M. Schneider, Hochschule für Technik Stuttgart, Stuttgart

9:00	Acoustic classification of housing according to ISO/CD 19488 compared with VDI 4100 and DEGA Recommendation 103 Birgit Rasmussen [Abstract] In Europe, national acoustic classification schemes for housing exist in about ten countries. The schemes specify a number of quality classes, reflecting different levels of acoustic protection, and include class criteria concerning several acoustic aspects, main criteria being about airborne and impact sound insulation between dwellings, facade sound insulation and service equipment noise. The schemes have been implemented and revised gradually since the 1990es. However, due to lack of coordination, there are significant discrepancies, implying obstacles for exchange of experience and for further development of design tools. Due to the high diversity in Europe, the European COST Action TU0901 ”Integrating and Harmonizing Sound Insulation Aspects in Sustainable Urban Housing Constructions” was established in 2009 with preparation of a proposal for an acoustic classification scheme for housing as one of the main goals. The proposal - based on studies of existing, national schemes and discussions about needs - was approved by ISO/TC43/SC2 as a new work item ISO/WI 19488. A working group was established in 2014, elaborating further the structure and details. The paper presents ISO/CD 19488:2016 and compares the main characteristics with the German VDI 4100:2012 and DEGA Recommendation 103:2009 with special focus on applicability for the existing housing stock.
9:20	DEGA-Empfehlung 103 – Neue Fassung Entwurf 2017 Christian Burkhart, Michael 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.
9:40	Konstruktive Umsetzung verschiedener Schallschutzniveaus im Massivbau Martin Schäfers [Abstract] Neben den ordnungsrechtlichen Anforderungen an den Schallschutz in Deutschland in DIN 4109 werden mittlerweile verschiedene Regelwerke mit Empfehlungen für den Erhöhten Schallschutz oder mit Klassifizierungssystemen für die Vereinbarung eines zu erzielenden Schallschutzniveaus herangezogen. Zu nennen sind hier neben DIN 4109 Beiblatt 2 beispielsweise VDI 4100 oder die DEGA Empfehlung 103 - Schallschutzausweis. Darüber hinaus erscheint voraussichtlich im ersten Quartal 2017 DIN SPEC 91314 mit ”Anforderungen für einen Erhöhten Schallschutz im Wohnungsbau” und es laufen internationale Normungsaktivitäten zur Erarbeitung eines Klassifizierungssystems für den Schallschutz in Wohnungen. Regelwerke zum erhöhten Schallschutz sind in Deutschland von besonderer Bedeutung, da DIN 4109 in vielen Bereichen nur einen Mindestschallschutz beschreibt der nicht den anerkannten Regeln der Technik für übliche Gebäude entspricht. Dies wird mittlerweile bereits im Titel der im Juli 2016 erschienenen DIN 4109-1 klarstellt. Innerhalb des Beitrags wird zunächst eine Gegenüberstellung der verschiedenen Empfehlungen und Klassen für erhöhten Schallschutz vorgenommen. Ausgehend davon wird aufgezeigt, wie die unterschiedlichen Schallschutzniveaus im Massivbau für die Gebäudetypen Geschosswohnungsbau und Reihen- bzw. Doppelhäuser realisiert werden können. Dabei wird neben der Dimensionierung der schallübertragenden Bauteile besonderer Wert auf die schalltechnisch robuste Gestaltung von Anschlussdetails gelegt. Damit wird aufgezeigt wie die verschiedenen Niveaus sicher realisiert werden können.
10:20	Sind die Mindestanforderungen der DIN4109-1: 2016 zeitgemäß? Martin Schneider, Heinz-Martin Fischer [Abstract] Im Juli 2016 ist die eine neue DIN 4109 erschienen. Wesentliche Änderungen gegenüber der Ausgabe von 1989 ergeben sich vor allem im Bereich der Berechnungsverfahren. Die Anforderungsgrößen wurden im wesentlichen beibehalten, allerdings ist beim Luftschallschutz zwischen Räumen das bewertete Bau-Schalldämm-Maßnur für Trennbauteilflächen größer 10 m2 auszuwerten, für kleinere Trennbauteilflächen ist jetzt die Norm-Schallpegeldifferenz Dn,w auszuwerten bzw. messtechnisch zu ermitteln. Eine der Vorgaben im Normungsausschuss für die Überarbeitung der DIN 4109 war, das bisherige Schallschutzniveau beizubehalten. Im mehrgeschossigen Wohnungsbau bleiben deshalb beim Luftschall die Mindestanforderungen an das bewertete Bau-Schalldämm-Maß von Wohnungstrennwänden und -decken unverändert. Die zulässigen Norm-Trittschallpegel für Wohnungstrenndecken werden allerdings um 3 dB vermindert. In dem Beitrag soll die Frage diskutiert werden, ob die verwendeten Kenngrößen noch zeitgemäß sind und in wieweit das geforderte Schallschutzniveau die aktuelle Rechtsprechung wiederspiegelt. Welche der Anforderungswerte der neuen DIN 4109-1 entsprechen dabei dem Stand der Technik bzw. in welchen Bereichen sollte bei der Planung auf andere Regelwerke zurückgegriffen werden.
10:40	Beurteilung gebäudetechnischer Anlagen (Teil 1) Thomas Hils, Henning Alphei, Karsten 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.
11:00	Vorschlag zur Bildung eines Beurteilungspegels für gebäudetechnische Anlagen – Teil 2 Henning Alphei, Thomas Hils, Karsten 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.

Sitzungsleitung:

J. Fels, Institut für Technische Akustik, Med. Akustik, RWTH Aachen, Aachen S. Spors, Universität Rostock, Institut für Nachrichtentechnik, Rostock F. Zotter, Kunstuniversität Graz, Inst. f. Elektronische Musik u. Akustik, Graz

11:00	Entwicklung und Evaluation eines Mikrofonarrays für die Aufnahme von räumlichen Schallfeldern nach dem Motion-Tracked Binaural (MTB) Verfahren Felicitas Fiedler, David Ackermann, Fabian Brinkmann, Martin Schneider, Stefan 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.
11:02	Subjektive Wahrnehmungsschwellen geglätteter Phasenspektren von Außenohrübertragungsfunktionen Janina Fels, Ramona Bomhardt, Florian Pausch [Abstract] Um eine virtuelle Quelle physikalisch korrekt zu synthetisieren, werden ein Satz von Außenohrübertragungsfunktionen (engl. head- related transfer functions, HRTF), gemessen am Ort der virtuellen Quelle, benötigt. Die Wiedergabe des binauralen Audiosignals erfolgt entweder direkt über Kopfhörer oder über Lautsprecher in Kombination mit einer Übersprechkompensation (engl. crosstalk cancellation, CTC). Bei letzterer Methode werden inverse HRTF eingesetzt, welche aufgrund der invertierten spektralen Einbrüche und des dadurch entstehenden Dynamikbereichs hohe Anforderungen an die Robustheit der Lautsprechersysteme stellen. Als Gegenmaßnahme werden Glättungsalgorithmen mit dem Ziel eingesetzt, den Dynamikbereich soweit wie möglich zu verringern, aber gleichzeitig die korrekte Lokalisation der virtuellen Schallquelle beizubehalten. In einem Hörversuch wurden die Wahrnehmungsschwellen unterschiedlicher Glättungsalgorithmen für die Phase der HRTF ermittelt. Im Fokus stand dabei die Glättung im Frequenzbereich über Filter mit konstanter relativer Bandbreite, Filter mit linearisierter Phase als auch die räumliche Glättung über sphärische Harmonische.
11:04	Einfluss individueller Schallfilterung in multimodaler virtueller 3D-Darbietung Claudia Jenny, Piotr Majdak, Christoph Reuter [Abstract] Um virtuelle Schallquellen über Kopfhörer räumlich darbieten zu können, werden Außenohrübertragungsfunktionen (engl. head- related transfer functions, HRTFs) verwendet. Bei dieser sogenannten binauralen virtuellen Akustik kann die räumliche Wahrnehmung eingeschränkt sein, wenn die verwendeten HRTFs von den individuellen HRTFs des Hörers abweichen. In diesem Beitrag steht die Notwendigkeit und der Einfluss der Individualisierung von HRTFs in binauraler virtueller Akustik im Vordergrund. Dabei wird die Wahrnehmung von virtuellen audiovisuellen Klangszenen, welche über 3D-Virtual-Reality- Brillen und Kopfhörer unter Berücksichtigung individueller und nicht-individueller HRTFs präsentiert werden, analysiert. Unter Einbeziehung audiovisueller Darbietung sowie multipler Deskriptoren der Wahrnehmung wird untersucht inwieweit und unter welchen Bedingungen eine Individualisierung von HRTFs von Vorteil ist. Besonderer Schwerpunkt wird auf die Hörwahrnehmung entlang der vertikalen Dimension, des gerade wahrnehmbaren Winkels, der audiovisuellen Entfernungseinschätzung und in der Vorne-hinten-Verwechslung gelegt, weil hier in der Kombination mit dynamischer und multimodaler Darbietung die größten Abweichungen in der Notwendigkeit einer Individualisierung zu statischer und exklusiv-auditorischer Darbietung zu erwarten sind.
11:06	Vergleich adaptiver Regelungskonzepte für eine aktive Kopfstütze Jan Buck, Sergej Jukkert, Delf 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.
11:08	A Measurement Method for Fast Determination of 2-Dimensional Individual HRTFs with Arbitrary Head Movements Ruben Braun, Song Li, Jürgen Peissig [Abstract] Binaural listening is essential for communication and acoustical spatial awareness. According to new technologies like virtual reality, the interest in reproducing spatial listening via headphones is higher than ever. It can be simulated by the usage of individual Head-related transfer functions (HRTF). Because of that, there is a need of measuring personal HRTFs. There exists already a variety of methods on how to extract HRTFs, by using different positions for loudspeaker signals while the subject keeps still with attached in-ear microphones. Unfortunately, these procedures are very time consuming and exhausting for the human subject. According to these reasons, we present in this poster a measurement method for fast determination of individual HRTFs in both azimuth and elevation. By using a head-tracker, the subject can rotate its head arbitrarily in any room direction during the measurement and gets visual feedback on its current position and all already visited positions. In this work, the normalized least mean square algorithm (NLMS) is used for extracting the HRTFs. The conventional NLMS is extended to operate in two dimensions and optimized to account for faster adaption time. Simulated and measured results show that the proposed system works well for random head movements.
11:10	Demonstrator for the auralization and control of the room divergence effect Maximilian Schaab, Verena Dobmeier, Stephan Werner, Florian Klein [Abstract] The goal of binaural headphone reproduction is to synthesize a virtual room or to resynthesize the acoustics of a real room. Former research has shown, that the acoustical divergence between the room presented over headphones and the actual listening room can violate the expectations of the listener. In this case, the perceived quality of the synthesized room is degraded despite of a technical correct synthesis of the ear signals. This effect is called room divergence effect and is measured in a reduction of externalization of sound events. This publication describes a demonstrator which auralizes this effect. For this purpose a 5 channel loudspeaker setup is measured with a KEMAR artificial head in two rooms. Additionally three algorithms are implement to calculate virtual rooms in between the measured rooms. By listening to the unmodified rooms measurements and their modifications differences in externalization are distinguishable. The Influence of each algorithm on externalization in a divergent listening scenario is evaluated in a listening test with 14 participants.
11:12	Effects of Binaural Synthesis on Speaker Recognition Lars-Erik Riechert, Laura Fernández Gallardo, Dennis Guse [Abstract] For participants of multi-party audio conferences, it can be challenging to attribute what was said to the individual talkers. Spatial audio reproduction may help to overcome this issue. Our work investigates the potential improvement for speaker recognition using binaural synthesis. Here, the individual talkers are distributed to different simulated positions around the listener. In a listening-only test we evaluated the effects of binaural synthesis and additional reverberation compared to a mono-diotic representation. Four similar sounding female voices were presented sequentially either as A) binaural synthesis with four virtual positions at ±12∘ & ±30∘, B) binaural synthesis with identical positions at 0∘ or C) mono-diotic. Conditions A) and B) featured optional reverberation. The results show a positive effect of the binaural synthesis (A) for speaker recognition performance compared to mono-diotic. In addition, binaural synthesis with low levels of reverberation resulted in the best speaker recognition performance compared to the anechoic settings. Nevertheless, a slight negative impact of the binaural synthesis was observed for the 0∘ condition. This indicates that the processing weakens some mono-aural cues. However, this negative effect is smaller than the potential gain for speaker recognition performance if talkers are virtually distributed around the listener.
11:14	Echtzeitfähiges Binaurales Rendering mit Bewegungssensoren von 3D-Brillen Hagen Jaeger, Joerg Bitzer, Uwe Simmer, Matthias 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.
11:16	Akustisch erweiterte Virtualisierung von Produkten und Produktionsprozessen AVP3 Christoph Sladeczek, Sandra Brix, Tobias Clauß, Stefan-Georg Backhaus, Hannes Münch, Otto von Estorff, Stephan Lippert, Matthias Ram, Christian Kittler [Abstract] Die computergestützte Produktentwicklung zählt heute zum Stand der Technik. Industrie und produzierendes Gewerbe entwickeln virtuelle Prototypen mit Hilfe von CAx-Anwendungen. Der Bau von realen Produktmustern entfällt weitestgehend; dies bedeutet eine enorme Kostenersparnis für die Unternehmen. Die Ingenieure bilden viele Produkteigenschaften (z.B. Form und Material) mit visuellen 3D-Datenmodellen realitätsnah ab. Eine akustische Überprüfung des Produktklangs während der virtuellen Produktentwicklung ist bisher nicht möglich.

Sitzungsleitung:

M. Buck, Acoustic Speech Enhancement Research, Nuance Communications Deutschland GmbH, Ulm

15:40	Implementierung eines Ionenwindlautsprechers ohne Plasmaflamme Sebastian Merchel, Lukas Creutzburg, Andreas Schwock, Tim Fleck, M. Ercan 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.
15:42	Feature Extraction Toolbox for Transients Gaetano Andreisek, Bernhard 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.
15:44	Flachlautsprecher mit indirekter Schallabstrahlung Daniel Beer, Lutz 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.
15:46	Rating Nonlinear Behavior in Acoustic Echo Control Scenarios Ingo Schalk-Schupp, Patrick Hannon, Friedrich Faubel, Markus Buck, Andreas 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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M. Buck, Acoustic Speech Enhancement Research, Nuance Communications Deutschland GmbH, Ulm

14:20	Soundtransformations based on the modulation power spectrum Thomas Mayr, Robert Höldrich [Abstract] Mit dem Modulation Power Spektrum (MPS) können zeitliche und spektrale Modulationen eines Klangsignals sichtbar gemacht werden, wie dies bereits anhand von Sprache und einzelnen Instrumentalklangfarben gezeigt wurde. Dazu wird eine zweidimensionale Fouriertransformation (2D-FT) des Spektrogramms, i.e. des logarithmierten Betrages der Kurzzeit- Fourier-Transformation (STFT) berechnet. Aufgrund der Umkehrbarkeit der Fourier-Transformation (FT) lässt sich das Signal aus dem MPS resynthetisieren, was verschiedene Klangveränderungen durch Modifikation in der MPS-Domäne erlaubt. Im Beitrag soll das MPS auf musikalische Klänge angewendet werden, um verschiedene Klassen von Manipulationsverfahren und deren Effekte auf das resynthetisierte Signal zu untersuchen. Dabei kommen Fensterung als Multiplikation mit einer t-f-Maske, Superposition als Addition einer t-f-Maske oder Re-Mapping als Verzerrung der t- bzw. f-Achse zum Einsatz. Als ein konkretes Ereignis kann zum Beispiel das Vibrato eines Sänger unabhängig von anderen klanglichen Parametern verändert werden. Die MPS-Berechnung und die entsprechende Signalresynthese können als Spezialfall einer mehrstufigen Kette von Signaltransformationen, konkret FT und Logarithmierung sowie deren Inversion, angesehen werden. Ein verallgemeinertes Modell einer solchen Transformationskette, das optional auf die Betragsbildung verzichtet, auch funktionale Wurzeln von Logarithmus und Exponentiation verwendet und damit die Möglichkeit der Klangmodifikation erweitert, wird vorgestellt.
14:40	Design of a ceiling-microphone array for speech applications with focus on transducer arrangements and beamforming techniques Christian Mortsiefer, Jürgen Peissig [Abstract] Mikrofonarrays verbessern die Sprachverständlichkeit in akustisch schwierigen Situationen. Durch die Ausbildung einer starken Richtwirkung können die Einflüsse von Störquellen und Raumreflexionen minimiert werden. Die vorliegende Arbeit behandelt diverse Varianten planarer Mikrofonanordnungen und deren Kombination mit unterschiedlichen Beamforming-Methoden. Dabei liegt ein besonderer Fokus auf spiralförmigen bzw. spiralähnlichen Geometrien, die für den Delay-and-Sum, den Minimum-Variance-Distortionless-Response und für einen speziellen Fall des Filter-and-Sum Beamformers (Weighted-Least-Squares Optimierung) miteinander verglichen werden. Die Kombination mit dem höchsten mittleren Directivity Index ist eine Anordnung basierend auf mehreren Spiralarmen in Verbindung mit einem MVDR-Beamformer. Die Arbeit präsentiert Simulationen der zu erwartenden Richtwirkungen, sowie die akustische Evaluierung eines Grenzflächen-Prototypen. Durch einen subjektiven AB- Vergleich und die Bestimmung des Speech Transmission Index erfolgt eine abschließende Bewertung.
15:00	freeDSPx AMP x4: Ein kostengünstiges, quelloffenes Mehrkanal-Audioverstärkermodul Tom Wühle, Simon Steiner, Sebastian Merchel, M. Ercan 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.
15:20	Zeit-veränderliche Fensterung Peter Balazs [Abstract] Um sowohl Zeit- als auch Frequenzinformation eines Audiosignals darzustellen, ist eine übliche Methode die der lokalisierten Fourier Transformation. Bei dieser Kurz-Zeit-Fourier-Transformation wird ein Teil des Signals mittels einer Fensterung ausgeschnitten und auf diesen Teil wird die Fourier-Transformation angewandt. Dies führt zu einer fixen Auflösung in der ganzen Zeit-Frequenz-Ebene. Erlaubt man hier jedoch die Veränderung des Fensters mit der Zeit, kann man die Zeit-Frequenz-Darstellung besser an das Signal oder bestimmte Signal-Klassen anpassen. Hier zeigen wir, wie so eine Transformation realisiert werden kann, wie die Theorie der Rahmen (engl. Frames) dazu verwendet werden kann, um trotz dieser Adaptivität perfekte Rekonstruktion zu garantieren und wie Analyse und Resynthese effizient implementiert werden können. Wir zeigen auch Filterbänke mit veränderlichen Filtern, die perfekte Rekonstruktion erlauben, die demselben Prinzip auf Frequenzseite angewandt entsprechen.

Sitzungsleitung:

M. Buck, Acoustic Speech Enhancement Research, Nuance Communications Deutschland GmbH, Ulm

16:40	Schnelle tomographische Bestimmung der Temperaturverteilung im Gas von Hochöfen und Großfeuerungsanlagen mit Hilfe der interleaved sweep methode Gottfried Behler, Jan-Gerrit Richter, Sebastian 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.
17:00	Tone production of the Wurlitzer and Rhodes E-Pianos Florian Pfeifle, Malte Münster [Abstract] Two idiomatic examples of electro-acoustical keyboards still in use are the Wurlitzer and the Rhodes E-Pianos. They are used in diverse musical genres .Their unique sound shows distinct varieties in their timbre and decay characteristics. This is mainly due to their specific tone production. Here, a description and comparison of the tone production mechanisms are presented based on measurements taken on both instruments. The measurements include high-speed camera measurement and tracking of the primary mechanical sound production mechanisms as well as accelerometer and magnetic/electric field probe measurements. It is highlighted that the different timbre can be attributed to different characteristic pick-up systems of both instruments. In the case of the Rhodes, characteristic sound properties emerge due to the interaction of the mechanical motion of a small tine interacting with the magnetic field of the pick-up. In the case of the Wurlitzer a vibrating steel reed moves inside an electro-static field. The measurements are compared to a FEM model of the respective geometry showing good accordance with the proposed effect. A simplified physical model is proposed for both instruments along with a more complete physical model taking the geometry of the sound production mechanisms of both instruments into account.
17:20	Aspects of addressing headphone transfer characteristics by loudness comparisons Florian Völk [Abstract] The transfer characteristics of an audio playback system with respect to a reference scenario can be addressed perceptually as follows: narrowband sounds at center frequencies covering the frequency range of interest are presented alternately by the system under test and the reference. Listeners are then instructed to adjust the level of the test sounds so that both systems are perceived equally loud. The resulting frequency-dependent correction levels have recently been termed loudness-transfer functions (LTFs). Two prominent LTFs are the target filter gains for free-field and diffuse-field equalization of headphones, where the reference scenario is a frontally-incident plane wave or a diffuse sound field, respectively. An aspect likely to be relevant when measuring LTFs involving headphones and another method of audio playback is the repeatedly-reported difference in auditory-canal sound-pressure level at equal loudness for headphone versus loudspeaker presentation. This contribution discusses LTFs measured with headphone-based binaural synthesis versus a loudspeaker reference. The results indicate that LTFs depend on the positions of the hearing sensations, especially when one of them is located inside the head. While this finding not necessarily invalidates the procedure, its implications must be taken into account when applying LTFs, for example as target filter gains for headphone equalization.

Organisation:

J. Fels, Institut für Technische Akustik, Med. Akustik, RWTH Aachen, Aachen S. Spors, Universität Rostock, Institut für Nachrichtentechnik, Rostock

10:00	Time-Domain Realisations of 2.5-Dimensional Local Sound Field Synthesis Fiete Winter, Sascha Spors [Abstract] Sound Field Synthesis aims at a physically accurate synthesis of a desired sound field inside an extended listening area. Its accuracy is mainly limited by the finite number of employed loudspeakers. Local sound field synthesis increases this accuracy inside a limited target region while stronger artefacts outside are permitted. In the past, several methods for Local Sound Field Synthesis have been proposed while their actual real-time implementation has not been tackled. This paper proposes time-domain realisations for selected techniques and compares them with regard to practicability and computational complexity. Hereby, dynamic aspects like e.g. moving sound sources and a moving target region are considered. Realisations of conventional Sound Field Synthesis techniques such as Wave Field Synthesis and Near-Field-Compensated Higher Order Ambisonics are included in the analyses for comparison.
10:20	Evaluating a Loudspeaker-Based Virtual Sound Environment using Speech-on-Speech Masking Axel Ahrens, Marton Marschall, Torsten 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.
10:40	Spatial Aliasing in Continuous Measurement of Spatial Room Impulse Responses Nara Hahn, Sascha Spors [Abstract] Impulse responses at multiple positions can be measured efficiently by using a continuously moving microphone. While the microphone moves on a predefined path, an excitation signal is played back and the response is recorded. The instantaneous impulse responses are obtained from the captured signal using different methods. For a given sampling frequency, the microphone signal corresponds to a spatio-temporal sampling of the sound field. To avoid spatial aliasing, the movement of the microphone has to be controlled carefully by taking the spatial bandwidth of the sound field into account. In this paper, the influence of the microphone speed and microphone self-noise on the measurement accuracy is examined by numerical simulations. Continuous measurement on a circle is considered for which an analytic solution for system identification is known. Based on the bandwidth in the circular harmonics domain, an anti-aliasing condition for the microphone speed is derived. The simulation results show that, as far as the anti-aliasing condition is fulfilled, the maximum accuracy can be achieved. The latter is determined by the self-noise. If the anti-aliasing condition is not met or if the spatial bandwidth is not known, other system identification methods are suggested.
14:20	Virtual Audio-visual Environment for the Assessment of Motion Behavior of Hearing Device Users Giso Grimm, Maartje Hendrikse, Gerard Llorach, Josep Blat, Volker Hohmann [Abstract] The benefit from hearing devices may depend on the user’s head motion behavior. As a consequence, users may also change their motion behavior to optimize the achieved benefit. To systematically assess the interaction between motion behavior and hearing device benefit, a test environment for reproduction of interactive virtual audio-visual environments combined with the assessment of body motion was developed. This contribution presents the test environment and discusses its virtues in the context of two studies with normal-hearing subjects. The first study analyzes the influence of visual cues on motion behavior and involvement. Videos of real humans are compared with avatars of different degrees of automatic animation (lip synchronization, head motion). In the second study, a database of motion behavior strategies in environments of various complexity is recorded and analyzed. The environments range from typical laboratory environments to more realistic environments such as a discussion in a cafeteria, or public transport environments. Specific tasks such as source localization, understanding keyword or just following attentively, are assigned to the subjects. First results of both studies indicate that the proposed test environment is suitable for analysis of the interaction between motion behavior and hearing device benefit. Funded by DFG FOR1732 ”Individualized hearing acoustics”.
14:40	The benefit of head movements of normal listeners in a dynamic speech-in-noise task with virtual acoustics Rhoddy Viveros Munoz, Janina Fels [Abstract] Is well known by previous studies that accuracy of sound localization is improved if listeners are allowed to move their heads during the test. On the other hand, the effect of head orientation in an intelligibility task has not often been studied. In the present study, use of natural head movements was measured when listeners attended to a speech-in-noise task with an adaptive procedure to gradually diminishing speech-to-noise ratio until get the speech reception threshold (SRT) at 50% of intelligibility. Given the task of understanding a speech target in the presence of a simultaneous masker (difficult task when speech-to-noise ratio decreases), listeners could potentially use head movements to try to maximize their intelligibility. In this study, headphone-based binaural audio reproduction systems is used to present the speech target and masker at six different dynamic scenes: target always fix at 0∘ azimuth and masker moves from 0∘ to 15∘, 30∘, 45∘, 60∘ and 90∘. SRT and spatial release from masking (SRM) were measured to assess the effect of natural head movements on intelligibility.
15:00	The Effect of Head Turning on Sound Localization in the Horizontal Plane Norbert Kolotzek, Gabriel Gomez, Bernhard Seeber [Abstract] This study investigated how the head-above-torso orientation affects sound localization in the horizontal plane and if a non-centered head position causes shifts in the perceived sound direction. A localization experiment was developed with three static head positions, -30∘, 0∘ and +30∘, for a 0∘ torso orientation. A short broadband-noise pulse-train was presented from 28 loudspeakers in the horizontal plane. The perceived sound direction was indicated with a light pointer. Rear directions could also be displayed at the mirrored front position. Results of 5 subjects show that head orientation has only a small impact on horizontal plane localization. In the frontal part between ±60∘ the median shift for a head position of -30∘ compared to one at 0∘ was +0.53∘ and for +30∘ head position -1.29∘, each opposite to the head turn direction. For sound directions from behind, shifts occurred only on the side to which the head was turned and shifts were toward the median plane. For -30∘ head position the median shift was -4.53∘, for +30∘ head position it was +8.38∘. This study shows that head turning causes small but measurable shifts in the localized sound directions in the frontal as well as in the rear horizontal plane.
15:20	Exploring Influences on Auditory Selective Attention by a Static and a Dynamic Binaural Reproduction Josefa Oberem, Julia Seibold, Iring Koch, Janina Fels [Abstract] Using a well-established binaural-listening paradigm the ability to intentionally switch auditory selective attention was examined under a static and a dynamic reproduction. 24 young, normal-hearing subjects were tested in a within-subject design to analyze influences of a dynamic (i.e. head movements were tracked and Head-Related Transfer Functions (HRTFs) were updated in real-time) and a static (i.e. HRTFs were not updated according to head movements) reproduction. Both, the static and the dynamic spatial reproduction of stimuli was provided by open headphones using HRTFs of an artificial head convolved in real-time by the real-time auralization software of the Institute of Technical Acoustics, RWTH Aachen University. In each trial of the employed paradigm two spoken digits of different speakers were presented simultaneously to subjects from two out of eight different locations on the horizontal plane. A visual cue indicated which of the two digits had to be categorized into smaller vs. greater than five, and which had to be ignored. Results will be presented and discussed.
15:40	Estimating the relative weights of accurate and heuristic auditory and audiovisual cues for time-to-collision judgments in a simulated traffic scene Daniel Oberfeld-Twistel, Behrang Keshavarz, Jennifer L. Campos, Patricia R. Delucia [Abstract] Estimating time-to-collision (TTC) is needed when, e.g., a pedestrian wants to cross a road where a vehicle is approaching. It typically involves vision and audition. An accurate auditory cue to the TTC of a sound source approaching at constant velocity is provided by the ratio of an object’s instantaneous sound intensity to its instantaneous rate of change in sound intensity (tau). However, previous studies showed that heuristic-based cues are also used, including the final sound pressure level. Here, we evaluated TTC estimates using a simulated traffic scene with an approaching vehicle to evaluate the relative weights of different auditory and visual TTC cues. Participants made TTC estimates in three sensory conditions: visual-only, auditory-only, and audio-visual. Cue weights were calculated for auditory cues (e.g., auditory tau, final sound pressure level) and visual cues (e.g., visual tau, final optical size). Results demonstrated that TTC estimates in the auditory-only condition were primarily based on an auditory heuristic cue (final sound pressure level) rather than on auditory tau. In the audio-visual condition, participants relied more strongly on visual cues than on auditory cues. We discuss the need for more refined auditory simulations to gain further insight into the cue weighting in everyday traffic situations.
16:00	Berechnung der Schallausbreitungsdauer für beliebige Bewegungsbahnkurven mittels numerischer Lösungsverfahren Frank Wefers [Abstract] Für die Simulation und Auralisierung von Schallfeldern mit schnellen bewegten Schallquellen und Hörern (wie z.B. Verkehrssimulationen) ist die Schallausbreitungsdauer τ(t) von fundamentaler Bedeutung: Die Kenntnis ihrer ermöglicht eine physikalisch korrekte Berücksichtigung aller Einflussfaktoren zu deren tatsächlichen Wirkzeitpunkten (z.B. die Richtcharakteristik zur Abstrahlzeit, das Medium entlang der Ausbreitungspfade und die Richtung des Schalleinfalls zum Empfangszeit). τ(t) stellt sich als implizite Lösung einer nichtlinearen vektorwertigen Gleichung dar. Für einfache theoretische Fälle, wie z.B. geradlinige Bewegungen mit konstanten Geschwindigkeiten, existieren geschlossene Lösungen. Praktische Anwendungen erfordern allerdings die Ausbreitungsdauer für beliebige Bewegungsbahnkurven zu bestimmen, deren zukünftiger Verlauf in Echtzeitanwendungen unbekannt ist. Versuche hierfür analytische Lösungen ausgehend von stückweise definierten Trajektorien zu finden waren nicht erfolgreich. Dieser Beitrag untersucht einen alternativen Ansatz und erörtert, wie die Bestimmung der Schallausbreitungsdauer auf ein Nullstellenproblem reduziert und mittels numerischer Verfahren gelöst werden kann. Diese Methode ist kompatibel mit beliebigen Bewegungsmodellen (z.B. Spline-Trajektorien) und sowohl offline als auch unter Echtzeitbedingungen anwendbar. Der Genauigkeit und der notwendige Rechenaufwand wird am Beispiel der Kurvenfahrt eines Fahrzeugs untersucht.

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K. Genuit, HEAD acoustics GmbH, Herzogenrath

15:40	Optimierung der virtuellen Verlängerung von Außengeräuschprüfständen Florian Bock, Stefan Becker, Susann Nönnig, Verena Dobmeier, Matthias Pohl, Dejan 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.
15:42	Einsatz der Wellenfeldsynthese an Intensitätsprüfständen zur zielgerichteten Anregung Dejan Arsic, Matthias 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.
15:44	Untersuchung von Motorengeräuschen mit Hilfe von Kurzzeitanalysen im Winkelbereich Dejan Arsic, Matthias Pohl, Steffen 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.
15:46	Der Einfluss der Gleisparameter Schienenrauheit und TDR auf die Emissionen von Schall und Erschütterungen Helmut Venghaus [Abstract] Im Rahmen des Wechsels von Holzschwellen auf Betonschwellen in einem Streckenabschnitt der Stuttgarter Strassenbahn wurden die Emissionen bezüglich Schall und Erschütterungen über einen längeren Zeitraum mehrfach messtechnisch sowohl im Nahbereich an der schienen als auch im Fernbereich seitlich der Trasse erfasst. Zusätzlich zu den Emissionsmessungen wurden die Veränderung der Schienenrauheit zu den Zeitpunkten der Messungen und die Track Decay Rate (TDR) erfasst. Der Vortrag fasst die Ergebnisse aus diesen Untersuchungen zusammen und versucht eine Abschätzung über die Einflüsse aus TDR und Schienenrauheit zu geben, um daraus Strategien für die Arbeiten zur Instandhaltung der Schienenstrecken ableiten zu können.
15:48	Optimierungspotential mittels oTPA am Automotive-Lenksystem Martin Fischer, Tillmann Henschke, Thomas Grubmüller [Abstract] Die akustische Performance ist im Automotive-Bereich ein wichtiger Indikator für Qualität und Komfort. Um den steigenden akustischen Performance-Ansprüchen im Fahrzeuginnenraum gerecht zu werden, sind Maßnahmen zur Geräuschreduktion und/oder Geräuschoptimierung notwendig. Dies gilt besonders im Automotive-Premiumbereich. In diesem Beitrag wird eine Geräuschoptimierung am Automotive-Lenksystems dargestellt. Im Fokus der Untersuchungen stand die Geräuschemission während einer elektromechanischen Höhen- und Längsverstellung der Lenksäule. Diese elektromechanische Lenksäulenverstellung führt zur Geräuschbildung. Die Geräusche (Vibrationen) können sich u.a. über das Lenksystem in den Fahrzeuginnenraum übertragen. Dabei werden diese Geräusche i.d.R. mit Lärm (negativer Eindruck) assoziiert. Zur Detektion von Geräuschoptimierungspotential wurde eine operative Transferpfadanalyse eingebunden. Anhand dieser Analyse konnten relevante Schallübertragungspfade von der Lenksäule in den Fahrzeuginnenraum erfasst, analysiert und quantifiziert. Im Körperschall wurden insbesondere zwei dominante Schallübertragungspfade erfasst. Durch eine gezielte Entkopplung wurde eine z.T. deutliche Minderung der Körperschallübertragung erreicht. Ebenso wurden dominante Luftschallübertragungspfad detektiert. Durch die Einbindung von Luftschallabsorbern konnte eine Minderung der Schallübertragung realisiert werden. In Folge einer Kombination von mehreren Reduktionsmaßnahmen wurde das größte Reduktionspotential erzielt. Insgesamt konnte durch die operative Transferpfadanalyse eine effiziente (Zeit- und Materialaufwand) Geräuschreduktion am Beispiel einer elektromechanischen Lenksäulenverstellung wirksam umgesetzt werden.
15:50	Vibro-Acoustic Simulation of Automotive Piping and Exhaust Systems Lothar Gaul, Jan Herrmann, Michael Junge [Abstract] The influence of the acoustic field on the structural dynamics is a common issue in automotive applications. An example is the pressure-induced structure-borne sound of piping and exhaust systems. Efficient model order reduction and substructuring techniques accelerate the finite element analysis and enable the vibro-acoustic optimization of such complex systems with acoustic fluid-structure interaction. This research reviews the application of the Craig-Bampton and Rubin method to fluid-structure coupled systems and presents two automotive applications. First, a fluid-filled brake-pipe system is assembled by substructures or superelements according to the Craig-Bampton method. Fluid and structural partitions are fully coupled in order to capture the interaction between the pipe shell and the heavy fluid inside the pipe. Second, a rear muffler with an air-borne excitation is analyzed. Here, the Rubin and the Craig-Bampton method are used to separately compute the uncoupled component modes of both the acoustic and structural domain. These modes are then used to compute a reduced model which incorporates full acoustic-structure coupling. For both applications, transfer functions are computed and compared to the results of dynamic measurements.
15:52	Ermittlung eines Zielklanges für Fahrzeugklimatisierungsgeräusche Andreas Logdesser, Thomas Biermeier, Silke Hohls, Sven Münsterjohann, Stefan 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.
15:54	Passives Konzept zur Schwingungsreduktion mittels partiell gefüllter Wabenstrukturen Sebastian Koch, Fabian Duvigneau, Ryan Orszulik, Ulrich Gabbert, Elmar Woschke [Abstract] Diese Untersuchung zeigt ein Konzept zur Schwingungsreduktion, das die guten Dämpfungseigenschaften von Granulaten mit der hohen Steifigkeit von Wabenstrukturen kombiniert. Das Granulat wird dabei in die Hohlräume der Wabenplatten integriert, wodurch kein zusätzlicher Bauraum benötigt und außerdem eine definierte Platzierung des granularen Materials ermöglicht wird. Der Einfluss dieses passiven Konzeptes auf das Schwingungsverhalten wird mit Hilfe eines Laser Scanning Vibrometers analysiert, welches kontaktlos die Oberflächengeschwindigkeit der Struktur messen kann. Als beispielhafte automotive Anwendung eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor wird der Boden einer zweiteiligen Ölwanne gewählt. Dabei liegt ein Fokus auf der Positionierung des Granulats in der Wabenstruktur, welche das Schwingungsverhalten maßgeblich beeinflusst und sowohl auf experimentellen als auch numerischen Wege analysiert wird. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass im Vergleich zum originalen Ölwannenboden eine deutliche Schwingungsreduktion ohne Vergrößerung des Bauraums oder Erhöhung der Masse erreicht werden kann.
15:56	Ein akustischer Designprozess für innovative Antriebe im Automotive-Bereich Johannes Blickensdorff, Mark 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.
15:58	Betriebsgeräuschsynthese von permanenterregten Synchronmaschinen – Ein Ansatz für eine akustische Prognose in frühen Entwicklungsphasen Johannes Blickensdorff, Mark Nichols, Jessica Wünsch [Abstract] - Das Manuskript zum Poster finden Sie unter der Sitzung Zusatz: Fahrzeugakustik (Poster) sowie über die Suchfunktion - 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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K. Genuit, HEAD acoustics GmbH, Herzogenrath M. Helfer, FKFS, Stuttgart, Stuttgart U. Letens, Daimler AG, Sindelfingen

14:20	Blocked Force Prüfstand für mobile Anbindungen – regelungstechnische Betrachtung Anian Brosch, Robert Henneberger, Stefan 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.
14:40	Blocked Force Prüfstand für mobile Anbindungen – akustische Betrachtung Robert Henneberger, Anian Brosch, Stefan 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.
15:00	Akustik von Abgasturboladern Johannes Müller, Stefan 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.
15:20	Methodology for Sloshing Noise measurements in diesel exhaust fluid tanks: acoustic target definition and Psychoacoustic Investigations Martino Pigozzi, Flavio Faccioli, Christine Huth, Manfred Liepert, Carlo Ubertino [Abstract] In diesel-engine vehicles with urea injection, an additional tank for the urea solution (diesel exhaust fluid solution) with a volume between 15 and 25 liters is located in the vehicle. During driving manoeuvers such as parking or braking, a sloshing noise can occur caused by multiple reflections of the liquid’s wave inside the tank. This sloshing noise is perceived by the driver as annoying and depends on the geometry and filling levels of the diesel exhaust fluid tank. Until now, no valid procedure for measuring the sloshing noise in SCR tanks, or a specific acoustic target which the diesel exhaust fluid tanks need to fulfill have been defined. Therefore, Röchling Automotive developed a reproducible laboratory-based methodology to measure the sound generated by the tank and to compare it with a defined sound pressure level target. Moreover, the engineers’ attention focused on the subjective perception of the sloshing phenomenon. Therefore, the sloshing noises recorded for different tanks were modified in cooperation with Möhler + Partner, focusing on the number and level of the audible reflections. Afterwards, psychoacoustic listening sessions were conducted to identify the most important parameters influencing the annoyance. The results of the listening sessions will be presented and discussed.

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16:40	Study of the Horn Effect on Curved Surfaces Stefan Gombots, Manfred Kaltenbacher [Abstract] The dominant noise component of road traffic is generated by the tire rolling on the road surface. The tire-road noise is influenced by the roughness of the surface and the tread pattern of the tire. In this context, the horn effect is known as an amplification mechanism of the tire-road noise radiation. The horn-shaped geometry between the tire and the road surface leads to an amplification of the sound pressure level. Usually, the tire is running on a flat road surface. In some cases, e. g. test stands, the tire will run on a curved surface, where the curvature can be convex or concave. The influence of the curvature will be investigated by using the finite element method (FEM) for solving the radiation problem.
17:00	Untersuchung der akustischen Alterung von Belägen nach SPB-Verfahren unter Berücksichtigung der vor Ort bestimmten Temperatur- und Geschwindigkeitskoeffizienten Angelo Bernasconi, Nicola Notari, Dario 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.
17:20	Methodology for unsteady wind noise measurements in an aeroacoustic full-scale wind tunnel Reinhard Blumrich, Matthias Riegel, Martin 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.
17:40	Uncertainties of Airborne Source Characterization using Matrix Inversion Serafima Velizhanina, Roland Sottek [Abstract] Matrix inversion methods are widely used in structure-borne Transfer Path Analysis (TPA) for indirect force determination based on measurements of acceleration signals and inertance matrices. Instead, for airborne TPA, the sound shares are often synthesized using microphone measurements at each side near the source in combination only with airborne sound sensitivities measured with a small loudspeaker. This may be sufficient to estimate the transmission of airborne sound energy from source to receiver, but for a detailed analysis of the contribution of particular structural units of a complex source, a correct definition of source characteristics is a very important step. Matrix inversion methods also allow evaluating the volume velocity of a complex source as a superposition of assumed monopoles composing this source. Calculations are based on measured sound pressure signals in the near field around the source and measured transfer functions from the locations of assumed monopoles to the measurement points, using a volume velocity source. The choices of the number and locations of the measurement points, as well as the assumed number and distribution of monopoles, influence the final results. Uncertainties caused by these parameters were studied using a simplified model of a complex source consisting of several loudspeakers.

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J. Verhey, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Abt. f. Experim. Audiologie, Magdeburg W. Foken, Westsächsische Hochschule Zwickau, Fak. Kraftfahrzeugtechnik, Zwickau M. Helfer, FKFS, Stuttgart, Stuttgart U. Letens, Daimler AG, Sindelfingen

8:40	Vergleich verschiedener Methoden zur Schallleistungsbestimmung von Maschinenkomponenten Philipp Hall, Gert Herold, Thomas Geyer, Ennes Sarradj [Abstract] In Kraftfahrzeugen stellt der Verbrennungsmotor vor allem bei langsamerer Fahrt im Stadtverkehr eine wesentliche Schallquelle dar. Um wirkungsvolle Lärmminderungsmaßnahmen ergreifen zu können, ist es notwendig, die Stärke dieser Schallquelle zu ermitteln. Die charakteristische Größe der Schallentstehung und -abstrahlung einer Maschine ist die Schallleistung. Diese kann jedoch nicht direkt gemessen werden, sondern muss über geeignete indirekte Messverfahren bestimmt werden. Eine Möglichkeit ist die Messung des Schalldrucks auf einer die Maschine umgebenden Hüllfläche und die anschließende Berechnung der Schallleistung. Eine zweite Möglichkeit ist die Messung der Schallintensität, aus welcher sich ebenfalls die Schallleistung berechnen lässt. Ein weiteres Verfahren besteht in der Verwendung eines Mikrofonarrays, welches das Messobjekt umschließt. Mit diesem ist es möglich, neben der Schallleistung der kompletten Maschine auch die Schallleistung einzelner Maschinenkomponenten aus nur einer Messung zu ermitteln. Im Rahmen einer an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus - Senftenberg durchgeführten Untersuchung wurden diese Verfahren zur Schallleistungsbestimmung exemplarisch an einer benzinbetriebenen Wasserpumpe getestet. Unter Anwendung der zugrundeliegenden Normen wurden dazu ein Schallpegelmesser und eine Schallintensitätssonde verwendet. Zusätzlich ist ein dreidimensionales Mikrofonarray konzipiert und aufgebaut worden. Abschließend erfolgte ein Vergleich der verschiedenen Messverfahren hinsichtlich der Genauigkeit und des Informationsgehalts der Ergebnisse sowie hinsichtlich des zu betreibenden Messaufwands.
9:00	Erfüllung der gesetzlichen Vorgaben beim Sound Design von Außengeräuschen für Elektrofahrzeuge Markus Bodden, Torsten 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.
9:20	Anwendung der numerischen Akustik zur Sicherstellung gewünschter Bediengeräusche im automobilen Cockpit Olgierd Zaleski, Otto von Estorff, Marian Markiewicz [Abstract] Bereits seit einigen Jahren ist es möglich, gezielte Aussagen über die akustischen Eigenschaften von Fahrzeugen und deren Komponenten zu machen. Dies gilt nun auch für Bedienelemente im Inneren eines modernen Fahrzeugs, wie Schalterleisten, Einzeltasten, zentrale Bedieneinheiten wie MMI oder iDrive, Bedienhebel und weitere. Hinter den Bemühungen um die gewünschten Bediengeräusche steht der Wunsch von Fahrzeugherstellern und ihren Kunden nach Bedienelementen, die nicht nur eine gute Interaktion zwischen Passagieren und Fahrzeug sichern sondern auch einen einheitlichen und wertigen Eindruck vom Fahrzeug vermitteln. Daher werden zunehmend häufig Zielgeräusche für Bediengeräusche von einzelnen Fahrzeugherstellern erarbeitet. Werden sie von unterschiedlichen Lieferanten eingehalten, deren Bedienelemente im gleichen Fahrzeug verbaut werden, kann das stimmige Bediengeräusch des ganzen Fahrzeugs erreicht werden. Hierbei sind teilweise unterschiedliche Zielgeräusche zu erzielen. Die Spanne geht von sportlich hochfrequent bis gediegen und eher tieffrequent. Im Beitrag wird anhand aktuellen Beispielen aus der Praxis skizziert, mit welchen Berechnungsmethoden die Haptik und das Akustikverhalten unterschiedlicher Bedienelemente im Fahrzeug untersucht werden kann. Des weiteren werden Potenziale aufgezeigt, in wie weit die numerische Akustik zur Verbesserung der Bediengeräusche bereits im frühen Konstruktionsstadium eingesetzt werden kann.
10:00	Simulation musikangeregter Störgeräusche bei Fahrzeugtüren Stratos Boutloukos, Marinus Luegmair, Christian 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.
10:20	Simulation of the Radiation of a Gearbox Arnaud Caillet, Yacine Gargouri, Kacem Ejjed, Mohamed Zied 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.
10:40	Beschreibung der akustischen Eigenschaften elektrischer Nebenaggregate Martin Burkhardt, Welf-Guntram Drossel, Marco 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.
11:00	Die Virtuelle Hochzeit – Ein Framework zur Simulation von Motorgeräuschen in der Fahrgastzelle Dejan Arsic, Arnaud Bocquillet [Abstract] In der Fahrgastzelle ist insbesondere das Motorengeräusch wahrzunehmen. Je nach Lastzustand, Drehzahl und Fahrgeschwindigkeit ist dieses durchaus unterschiedlich wahrnehmbar. Motorengeräusche werden nicht nur an dedizierten Motorprüfständen sondern auch in verbautem Zustand beispielsweise auf der Rolle untersucht. So ist es möglich Transferpfade vom Motor zum Fahrerohr zu bestimmen. Mit der wachsenden Anzahl an möglichen Motorisierungen für jedes Fahrzeugmodell, gestaltet sich dies allerdings als äußerst aufwändig, da so nach jeder Modifikation an der Karosserie bzw. am Motor alle betroffenen Kombinationen erneut überprüft werden müssen. Daher ist ein alternativer Ansatz, mit dem bereits im Vorfeld eine Prognose abgegeben werden kann, wünschenswert. Die Grundidee ist ein Fahrzeug mit einem Kunstmotor auszustatten. Vereinfacht dargestellt ist dieser ein großer Block in Form eines Motors mit Lautsprechern an möglichen Schallquellen. Nach dem Einbau werden Übertragungsfunktionen von den einzelnen Lautsprechern zu den gewünschten Mikrofonpositionen in der Fahrgastzelle mit Hilfe einer Transferpfadanalyse bestimmt. So lässt sich das akustische Verhalten der Karosserie genau untersuchen. Nach Bestimmung der Transferpfade können Messungen von Motorenprüfständen mit den berechneten Transferfunktionen beaufschlagt werden. Hierfür werden am Motorprüfstand Mikrofone nahe der im Kunstmotor angenommenen Positionen angebracht werden und die Übertragungsfunktionen von Kunstmotor im Motorprüfstand zu den vorgesehenen Mikrofonpositionen berechnet. Somit wird der Entwicklungsprozess deutlich beschleunigt.

Sitzungsleitung:

J. Verhey, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Abt. f. Experim. Audiologie, Magdeburg W. Foken, Westsächsische Hochschule Zwickau, Fak. Kraftfahrzeugtechnik, Zwickau M. Helfer, FKFS, Stuttgart, Stuttgart U. Letens, Daimler AG, Sindelfingen

14:20	Netzwerkorientierter leistungsbasierter Ansatz für Fahrzeugvibroakustik Rupert Ullmann, Stefan Sicklinger, Martin Buchschmid, Gerhard 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.
14:40	Geräuschsynthesizer für rotierende Maschinen Felix Gärner, Robert Henneberger, Stefan Schubert, Stefan Sentpali [Abstract] Zur Vorentwicklung für Drehmaschinen in Fahrzeugen wurde ein Software-Synthesizer in Matlab entwickelt, der das Nachbilden von den Geräuschen solcher Maschinen aufgrund von wichtigen Kenngrößen, insbesondere Motorordnungen, Eigenfrequenzen, Umrichtern bei elektrischen Drehmaschinen, Rauschgeräuschen und Frequenzmodulation der erzeugten Signale für Körper- und Luftschall erlaubt. Somit wird es ermöglicht akustische Phänomene zu veranschaulichen, bevor überhaupt ein physikalisches Modell des zu entwickelnden Motors besteht, und die klangliche Gestaltung besser von Anfang an in die Entwicklung mit einfließen zu lassen. Desweiteren wurde eine graphische Benutzeroberfläche erstellt, die das Bedienen des Synthesizers erleichtert und das Exportieren von Ton-und Bilddateien erlaubt. Getestet wurde der Synthesizer durch das Nachbilden von realen Luft-und Körperschallmessungen von Maschinen und dem Vergleich der daraus resultierenden Signale. Vorgestellt werden Umfang und Möglichkeiten des Synthesizers, Details zur Implementierung, sowie Beispiele zur Klangerzeugung.
15:00	Numerische und experimentelle Schwingungsanalyse eines Radnabenmotors zur Entwicklung akustischer Maßnahmen Fabian Duvigneau, Ulrich Gabbert [Abstract] Das innovative Konzept eines Radnabenmotors ist eine attraktive Möglichkeit, im Rahmen der Elektrifizierung von Kraftfahrzeugen eine verbesserte Fahrdynamik in Kombination mit einer hohen Leistungsdichte zu erreichen. Für Passagiere und Passanten stellen Radnabenmotoren als typische Elektromaschinen mit der zugehörigen charakteristischen hochfrequenten Geräuschemission allerdings eine ungewohnte Geräuschquelle dar. Aus diesem Grund werden die entstehenden akustischen Emissionen besonders deutlich wahrgenommen. Im vorliegenden Beitrag wird ein moderner Radnabenmotor numerisch und experimentell untersucht, um aus den gewonnenen Erkenntnissen verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung des akustischen Verhaltens des Radnabenmotors abzuleiten und diese zu bewerten. Zunächst liegt der Fokus der Untersuchungen auf der detaillierten Analyse der Schwingungen der Festkörperstruktur, die aufgrund der Mechanismen der Transmission und Emission die wesentliche Ursache für die resultierende Schallabstrahlung des Radnabenmotors darstellen. Es werden verschiedene passive Maßnahmen zur Schwingungsunterdrückung, beispielsweise auf Basis von diversen Schaumsystemen oder granularen Medien, hinsichtlich ihrer Effizienz und der erforderlichen Zusatzmasse verglichen. Die experimentellen Untersuchungen werden mit Hilfe eines Laservibrometers durchgeführt. Für die numerischen Analysen kommt die Finite Elemente Methode zum Einsatz. Zu Beginn wird das entwickelte Simulationsmodell des Radnabenmotors unter Zuhilfenahme einer zuvor durchgeführten Referenzmessung des Schwingungsverhaltens validiert.
15:20	Untersuchungen zur Schallpegelreduktion mehrschichtiger LWRT- Motorkapselsysteme Klaus Pfaffelhuber, C. Riewe [Abstract] Aufgrund der verschärften Anforderungen an das Co2-Emissionsverhalten von Kraftfahrzeugen finden thermoakustische Motorkapselsysteme für Motor und Getriebe vermehrt ihren Einsatz. Derartige Systeme verzögern das Auskühlen der Antriebsaggregate und verkürzen die Kaltstartphase. Somit vermindern sich Reibungsverluste was wiederum den Kraftstoffverbrauch und somit die Co2-Emissionen senkt. LWRT-Leichtbaulösungen sind fuer diesen Einsatz besonders geeignet, da sie bekanntlich hohen Waermewiderstand mit hoher Bausteilsteifigkeit verbinden (LWRT= Low Weight Reinforced Thermoplastics). Diese Bauteilsteifigkeit ermöglicht selbsttragende Bauteile ohne separate und gewichtsintensive tragende Strukturen. Da LWRT-Materialien aufgrund der Porosität auch eine hervorragendes Schallabsorptionsvermögen besitzen, bieten diese auch ein erhebliches akustisches Potential. Am Beispiel einer Motorölwannenabdeckung wurden verschiedene LWRT Materialkombinationen bei verschiedenen Abdeckpositionen auf ihre akustische Wirksamkeit untersucht.
15:40	Untersuchung der schalldämpfenden Wirkung einer, durch einen speziellen Einschäumprozess hergestellten, Motorkapselung Sebastian Schneider, Norbert Deußen, Tommy Luft, Hermann Rottengruber [Abstract] Die Forderung der Kunden nach einem geräuscharmen Fahrbetrieb und die seit Juli 2016 geltende strengere Gesetzgebung hinsichtlich der Fahrgeräuschgrenzwerte forcieren effektive und in Serie umsetzbare Maßnahmen zur Reduktion des Motorgeräusches. In dieser Hinsicht hat sich eine Vollkapselung des Verbrennungsmotors über einen breiten Frequenzbereich als akustisch wirksam erwiesen. Bei dieser passiven Maßnahme befindet sich in der Regel ein Luftspalt zwischen Motor und Kapselmaterial. Eine solche Kapselung führt jedoch zu einem deutlich größeren Volumen bzw. Gewicht. Um die Gewichtszunahme klein zu halten, wird hier ein thermisch und akustisch besonders geeigneter PU-Schaum der Fa. BASF Polyurethanes angewendet. Eine möglichst geringe Volumenvergrößerung wird erreicht, indem in einer Applikation der Fa. FGM der Schaumkörper unmittelbar auf die einzelnen Motorbauteile aufgeschäumt wurde. Damit konnte eine Teilkapselung hergestellt werden. Der Fokus dieses Beitrages liegt auf der akustischen Vermessung und Bewertung des uneingeschäumten und eingeschäumten Verbrennungsmotors auf einem dynamischen Motorprüfstand, welcher als Halbfreifeldraum ausgeführt ist. Mithilfe eines Mikrofonarrays, bestehend aus 30 Mikrofonen, wurden vier zugängliche Motorseiten im akustischen Fernfeld untersucht, entsprechende Schallkartierungen angefertigt und damit Verbesserungspotentiale der Kapsel aufgezeigt. Als Berechnungsansatz kommt der Beamformingalgorithmus im Frequenzbereich zwischen 500 Hz und 6400 Hz zum Einsatz, wobei tiefere sowie höhere Frequenzen aus den Zeitrohdaten einzelner Mikrofone ermittelt werden können.
16:40	Elektromobilität: Angepasste Geschwindigkeits-Pegel-Skalierung erhöht die Sicherheit Lisa Steinbach, M. Ercan Altinsoy, Robert 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.
17:00	Gründung und Aufbau eines Fachausschusses für Eisenbahnlärm Helmut Venghaus [Abstract] Die stetig steigende Anzahl von Anfragen und Forderungen nach einer Reduktion der durch Eisenbahnen begründeten Schall- und Erschütterungsimmissionen erzwingt von allen Seiten erhöhte Anstrengungen das Fachwissen zu erweitern, um in der Berufsausführung den Ansprüchen gerecht zu werden. Im europäischen Raum haben sich in den letzten Jahren viele Konferenzen etabliert, auf denen ein reger Gedankenaustausch zum Eisenbahnlärm stattfindet, während auf DAGA-Tagungen im gleichen Zeitraum die Anzahl der Vorträge zum Eisenbahnlärm stetig abnahm und wegen fehlender Koordination häufig sehr zerfasert während der Dauer der DAGA abgehalten wurden. Die DAGA Konferenz hat den Vorteil, dass nahezu alle akustischen Fakultäten zusammentreffen und somit jedem Teilnehmer die Möglichkeit eröffnet wird, neben seinem Fachgebiet auch in anderen Bereichen sein Wissen zu erweitern. Diese Breitbandigkeit der DAGA sollte als Vorteil genutzt werden, um eine Arbeitsgruppe innerhalb der DEGA zu gründen, die sich mit den akustischen Problemen rund um das Thema Eisenbahn beschäftigt. Dazu möchte dieser Beitrag aufrufen.

Sitzungsleitung:

F. Völk, TU München & WindAcoustics UG, Garching

14:20	Salienz von Umweltgeräuschen: Welchen Einfluss haben Intensität, zeitlicher Verlauf und spektraler Kontrast? Jan Selzer, Jörg Becker-Schweitzer, Michael Oehler, Sabrina 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.
14:40	Explorative Bestimmung von optimal angenehmen spektralen Einhüllenden am Beispiel von Flugzeuggeräuschen Christopher Bensch, Stephan Töpken, Steven 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.
15:00	Beurteilung impulshaltiger und zeitvarianter Betriebsgeräusche im Studiobereich Sebastian Goossens, Roman Stumpner [Abstract] Sowohl zeitinvariante Dauergeräusche (wie z.B. das Grundrauschen einer Klimaanlage) als auch impulshaltige und zeitvariante Betriebsgeräusche (wie z.B. Fahrgeräusche von Aufzügen oder das Ticken einer Uhr) können die Nutzbarkeit von Aufnahme- und Bearbeitungsräumen einschränken. Zur Messung und Bewertung von Dauergeräuschen gibt es ein bewährtes Verfahren, bei dem die terzbreit gemessenen äquivalenten Schalldruckpegel (Leq) mit Grenzkurven verglichen und somit bewertet werden (vgl. Akustischen Information 1.11-1/1995 oder DIN 15996). Impulshaltige und zeitvariante Geräusche hingegen werden mit diesem Messverfahren im Vergleich zur Wahrnehmung durch das Gehör eindeutig unterbewertet. Untersuchungen im IRT haben gezeigt, dass auch kritische impulshaltige und zeitvariante Störgeräusche im Studiobereich mit den bewährten Grenzkurven beurteilt werden können, wenn statt der terzbreit gemessenen äquivalenten Schalldruckpegel (Leq) der Perzentilpegel L1 messtechnisch erfasst und zum Vergleich mit der jeweiligen Grenzkurve herangezogen wird. Im Vortrag wird das entwickelte Verfahren zur Beurteilung impulshaltiger und zeitvarianter Betriebsgeräusche vorgestellt und begründet. Die Empfehlungen bzw. Normen (Akustischen Information 1.11-1/1995 oder DIN 15996) sollen durch das vorgeschlagene Verfahren ergänzt werden.
15:20	Fußbodenidentifizierung mittels Schrittgeräuschen – Ansatz zur Sortierung einer Sound Library. Philipp Matalla, Silke Bögelein, Adam Kujawski, Jonas Oertel, Athanasios 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.
15:40	Vibroakustische Fahrerassistenz@VAF/HAF Stefan Schubert, Robert Henneberger, Michel Knop [Abstract] Aktuell nehmen bei der Entwicklung neuer Fahrzeugkonzepte Fragestellungen in Bezug auf Fahrerassistenzsysteme und unterschiedliche Automatisierungsgrade des Fahrbetriebs eine gewichtige Rolle ein. Insbesondere auch die Wechselwirkungen dieser beiden Fokusthemen bieten einen interessanten Rahmen für neue Anzeige- und Bedienkonzepte. In diesem Zusammenhang soll dieser Beitrag eine erste Betrachtung eines vibroakustischen Fahrerassistenzsystemkonzeptes diskutieren. Neben der Wahl eines kontextbezogenen sinnvollen Wahrnehmungskanals wird dabei auch die kundensituationsspezifische Codierungsmöglichkeit einer zu übermittelnden Information berücksichtigt. Wahrnehmungsgrenzen, Komfortgrenzen, Belastungsgrenzen und fahrzeugspezifische maskierende Störpegel spannen hierbei den Raum für die Gestaltung eines vibroakustischen Fahrerassistenzsystemkonzeptes auf. Der erste Teil des Vortrags generiert eine entsprechende wahrnehmungskanalspezifische Basisübersicht der vibroakustischen Gestaltungsmöglichkeiten. Während die Wahrnehmungs-, Komfort- und Belastungsgrenzen der einschlägigen Literatur und aktuellen Forschungsberichten entstammen, wurden die fahrzeugspezifischen maskierenden Störpegel durch ein eigens kreiertes Experiment ermittelt und in eine grafische Darstellung überführt. Der zweite Teil des Vortrags stellt einen ersten Ansatz zur Codierung von situationsspezifischen Informationen mit dem Fokus der taktilen Mensch-Maschine-Schnittstelle ”Sitz” dar. Die Aussagen des gezeigten Ansatzes entstammen einem als Probandenversuch mit entsprechenden Vorversuchen geplanten Experiment. Eine auf den ersten gesammelten Erfahrungen beruhende Motivation für weiterführende Untersuchungen und ein entsprechendes Fazit runden diesen Vortrag ab.
16:00	Klang vs. Image – Übereinstimmungen von auditiver und visueller Markenkommunikation Christoph Anzenbacher, Michael Oehler, Christoph 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.

Organisation:

R. Mettin, Univ. Göttingen, Drittes Physikalisches Institut, Göttingen

14:20	Erfassung der Kavitation durch hydroakustische Detektion Ulf Bauerschaefer, Lars Ledig, Peter Holstein, Stefan Gai [Abstract] Die Hydrokavitation tritt in technischen Anlagen und Strömungsmaschinen in vielfältigen Erscheinungsformen auf. Kurz- und langfristige Konsequenzen reichen vom Leistungsabfall über unerwünschte Geräuschemissionen bis hin zu schwerwiegenden mechanischen Schäden durch Materialabtrag. Die hydroakustische Detektion ist als nichtinvasives Verfahren besonders geeignet die Kavitation in optisch nicht transparenten Medien und im laufenden Prozess Real Time nachzuweisen. Der Einsatz des Verfahren setzt jedoch voraus, dass die gewonnenen Signale in geeigneter Weise aufbereitet werden können. Der Beitrag zeigt akustischeVerfahren die für eine Charakterisierung der Kavitation geeignet sind. Es wird versucht die Kavitation im universellen Teil von stochastischen Wellenfeldern nachzuweisen. Insbesondere wird diskutiert ob die Mehrfachstreuung der hydroakustischen Wellen in einem Maschinenhohlraum im hochfrequenten Teil als diffusive Wellenfelder beschrieben werden können.
14:40	Qualifizierung von Ultraschallreinigungsgeräten Matthias Köchel, Andreas Richter, Reinhard Sobotta [Abstract] Für die Reinigung von Präzisionsbauteilen, medizinischen Instrumenten und Implantaten, Teilen mechanischer Uhrwerke, optischen Komponenten oder elektronischen Bauteilen ist die Ultraschallreinigung ein Standard-Verfahren. Dabei werden die zu reinigenden Bauteile in eine Reinigungsflüssigkeit, z.B. Wasser, getaucht. Die Ultraschallanregung im Frequenzbereich 25 kHz bis 150 kHz führt in der Reinigungsflüssigkeit zu Kavitationsblasen, deren Kollabieren an den Bauteileoberflächen den Reinigungseffekt bewirkt. Der Aufbau und die Besonderheiten eines handelsüblichen Ultraschallreinigungsgerätes werden beschrieben. Es wird häufig von Anwendern gefordert, den Effekt des Ultraschalls auf die Reinigung messtechnisch zu erfassen und zu dokumentieren. Dazu ist eine quantitative Messung der Kavitationsaktivität notwendig. Es wird ein Überblick über Nachweisverfahren für die Kavitationswirkung gegeben. Hierbei wird speziell auf einige akustische Messverfahren eingegangen. Anhand von Messungen wird gezeigt, dass eine Qualifizierung von Ultraschalleinigungsgeräten möglich ist und welche Parameter berücksichtigt werden müssen.
15:00	MoRFUS: Mobile Reinigungseinheit für Förderketten basierend auf Ultraschall Reinhard Schemmel, Tobias Hemsel, Walter Sextro [Abstract] In der industriellen Fertigung werden zum Transport von Bauteilen häufig Förderketten genutzt. Obwohl die Förderketten meist nicht direkt mit den Arbeitsmedien in Berührung kommen, werden sie indirekt durch vagabundierende Stäube und Pulver, die an der geölten Kette anhaften, im Laufe der Zeit stark verschmutzt. Um die Lebensdauer der Ketten zu erhöhen und das Herunterfallen von Schmutzpartikel auf die Produkte zu vermeiden, muss die Kette regelmäßig gereinigt werden. Im Rahmen eines ZIM-geförderten Projektes wird ein System entwickelt, dass die Förderketten in kurzer Zeit mittels Ultraschall reinigen soll. Dabei werden herkömmliche Tauchschwingern und direkt eingetauchte Stabschwinger mit deutlich höherer Abstrahlleistung genutzt. Um ein hochintensives Kavitationsfeld zu erzeugen, werden dabei ”Barbell”-Sonotroden eingesetzt, die auch in der Sonochemie verwendet werden. Zur Auslegung der Ultraschallgeber wurden Schallfeldanalysen mittels der FE-Methode in ANSYS und der pseudospektralen Berechnungsmethode in MATLAB mit der Toolbox k-Wave durchgeführt, um eine erste Abschätzung bezüglich der zu erwartenden Reinigungswirkung zu erhalten. Vielversprechende Anordnungen wurden in einem variablen Aufbau realisiert und Reinigungstests zur Validierung der Modelle durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass die recheneffiziente pseudospektrale Methode in k-Wave gut für die Durchführung von Designstudien zur Ermittlung des Einflusses der Anordnung mehrerer Ultraschallschwinger unterschiedlicher Frequenzen auf das Schallfeld und die Beurteilung der Reinigungswirkung geeignet ist.
15:20	Modellierung der Erosion in einem Ultraschall-Reaktor zur Wertmetallrückgewinnung Sergey Lesnik, Gunther Brenner [Abstract] Die Anwendung durch Ultraschall erzeugter Kavitation erlaubt es, in der Verfahrenstechnik eine Vielzahl von chemischen Reaktionen zu beschleunigen. Das behandelte Beispiel ist die Rückgewinnung von Wertmetallen in Laugungsbädern. Die dabei ablaufenden Prozesse sind äußerst komplex und schwer zu quantifizieren. Die Optimierung der Reaktoren und Prognose der Effizienz stellt sich aus diesem Grund als schwierig heraus. Neuere Untersuchungen des Kavitationsphänomens sowie Entwicklungen im Bereich der numerischen Berechnung (CFD) ermöglichen hier einen deutlichen Fortschritt. In der akustischen Kavitation auftretende Phänomene sind durch zeitliche und räumliche Skalen charakterisiert, die um mehrere Größenordnungen variieren können. Dieses Problem kann durch die Kombination von Euler-Euler und Euler-Lagrange Ansätzen umgangen werden. Das akustische Ultraschallfeld wird im Frequenzbereich abgebildet. Die Blasen werden als einzelne Partikel berücksichtigt, welche durch die Strömung und das Schallfeld beeinflusst werden (Zwei-Wege-Kopplung). Das verwendete Modell löst die Keller-Miksis Gleichungen für die Abbildung der radialen Blasendynamik. Daraus abgeleitete mittlere Blasengrößen werden benötigt um die Dämpfung der akustischen Wellen zu modellieren und um Kräfte auf Blasen zu berechnen. Die Blasen nahe der festen Wände werden numerisch besonders behandelt. Abhängig vom lokalen Schalldruck, der Blasengröße und weiteren Parametern wird auf den Erosionseintrag jeder einzelnen Blase zurückgeführt. Die Berechnungen werden mit experimentellen Daten verglichen und zur Diskussion gestellt.

Organisation:

R. Mettin, Univ. Göttingen, Drittes Physikalisches Institut, Göttingen

16:40	Direct observation of sonoluminescing bubble dynamics in multi-bubble fields Robert Mettin, Carlos Cairós [Abstract] Although sonoluminescence (SL) has been investigated now for decades, the exact oscillation dynamics and the collapse geometries of light emitting and/or chemically active bubbles is still an open question. Individual bubbles have been well studied in single bubble traps (SBSL), but the typical environment of SL and applications of cavitation is an ultrasonically driven multi-bubble field, and the light emissions are then termed multi-bubble sonoluminescence (MBSL). The analogy of the phenomena in a multi-bubble system as compared to single bubble experiments is still under debate. Surprisingly up to now (and to the best of our knowledge), never any light emitting bubble has been clearly and doubtlessly identified within the multi-bubble environment, nor its respective oscillation dynamics. Here we demonstrate for the first time by high-speed imaging the simultaneous recording of emitted light flashes and the underlying bubble dynamics in multi-bubble fields, with up to 0.5 million frames per second. Among other findings, we observe frequent jetting dynamics of SL bubbles, which is different to standard single bubble experiments. Recorded transient bubble dynamics could be fitted numerically to obtain estimates of collapse peak temperatures (up to 38000K). The imaging technique thus leads to more realistic pictures of collapsing bubbles in ensembles.
17:00	Investigation of symmetric splitting and jetting of bubbles in phosphoric acid Max Koch, Juan Manuel Rosselló, Christiane Lechner, Robert Mettin [Abstract] In single-bubble experiments in acids, frequently moving bubbles are observed, termed m-SBSL. In a setup in phosphoric acid, driven at 25 kHz, we closer inspect the bubble dynamics. It is found that the bubble can split into two symmetric fragments, recovering into one bubble again in the rebound. This process is repeated in every period, and then no emitted light could be detected. The bubble shape indicates splitting due to a parametric instability of mode n=2 in this case. Numerical studies employing the Volume of Fluid Method try to investigate spherical and splitting m-SBSL bubbles in detail. Questions to clarify are acoustic pressure and shock wave emissions, as well as potential liquid injection into the gas phase for the splitting and merging bubbles.
17:20	Kombinierte Differentialinterferometrie, Fernfeld Mikro-PIV und Shadowgraphie laserinduzierter Kavitationsblasen Stephan Kordel, Romuald Skoda, Jeanette Hussong [Abstract] Für die kombinierte Messung transienter Strömungsfelder und lokaler Konzentrations- oder Temperaturverteilungen werden oftmals LIF oder beugungsbasierte Methoden wie BOS eingesetzt. In Vorarbeiten konnte jedoch gezeigt werden, dass unter bestimmten Versuchsbedingungen mit Interferenzmethoden hoch transiente Dichte- oder Druckverteilungen mit einer deutlich höheren Messempfindlichkeit bestimmt und ebenfalls mit Geschwindigkeitmessungen kombiniert werden können [1]. Hierfür wurden die Differentialinterferometrie mit der Fernfeld Mikro-PIV und Shadowgraphie kombiniert. Ziel ist es die verifizierte Messtechnik auf Fragestellungen der Kavitation zu übertragen. Hierfür wird die kombinierte Lasermesstechnik zur Bestimmung von Druckwellen- und Strömungsfeldern während der Erzeugung und dem asymmetrischen Kollaps laserinduzierter Kavitationsblasen anhand eines Benchmark Experiments eingesetzt. Mit Hilfe zweier Nd:YAG Laser werden Kavitationsblasen erzeugt und kombinierte Differentialinterferometrie und Fernfeld Mikro-PIV Aufnahmen durchgeführt. Um zusätzlich die Kavitationsblasendynamik zu erfassen, wird der Aufbau zur simultanen Aufnahme von Schattenbildern erweitert. Erste mit der Differential Interferometrie bestimmte Druckwellenamplituden werden mit Messwerten eines Sondenhydrophons verglichen. Literatur: [1] Kordel, S., Nowak, T., Skoda, R., & Hussong, J. (2016). Combined density gradient and velocity field measurements in transient flows by means of Differential Interferometry and Long-range µPIV. Experiments in Fluids, 57(9).

Sitzungsleitung:

S. Dantscher, Institut für Arbeitsschutz der DGUV, St. Augustin, Sankt Augustin

11:00	Ears II: Entwicklung eines praxistauglichen Messverfahrens für luftgeleiteten Ultraschall Christian Ullisch-Nelken, Robert Schöneweiß, Andrea Wolff [Abstract] In den letzten Jahrzehnten haben sich verschiedene ultraschallbasierte Arbeitsverfahren in industriellen Produktions- und Fertigungsprozessen etabliert. Da über die menschliche Wahrnehmung von luftgeleitetem Ultraschall und seine Wirkungen bisher nur wenig belastbares Material vorliegt, ergibt sich aus der industriellen Anwendung von Ultraschall möglicherweise ein Gefährdungspotential für Arbeitnehmer und Bevölkerung. In diesem Zusammenhang wurde das Ears II EU-Projekt ins Leben gerufen, um verschiedene Aspekte der Wahrnehmung und Wirkung von Schall außerhalb des als ”Hörfrequenzbereich” definierten Bereiches von 16 Hz - 16 kHz zu untersuchen. Bei den im Arbeitsschutz angewandten Verfahren - z.B. nach VDI 3766 - bleibt der Einfluss von luftgeleitetem Ultraschall bisher unberücksichtigt, da dessen Anteil am Gesamtschalldruckpegel durch entsprechende Frequenzbewertungen (U und AU) gezielt unterdrückt wird, um die Lärmexposition im Hörschallbereich korrekt ermitteln zu können. Die von Maschinen emittierten Ultraschallfelder sind bisher unbekannt, bzw. es existieren nur Laborverfahren zu deren Quantifizierung. Eine für die Beurteilung der Ultraschallbelastung an Arbeitsplätzen geeignete Messstrategie muss daher iterativ durch Auswertung bereits existierender Daten, Evaluation bestehender Verfahren und Praxistests entwickelt werden. In diesem Zusammenhang stellen wir die aktuellen Fortschritte in der Entwicklung eines Messverfahrens für luftgeleiteten Ultraschall vor und diskutieren bestehende Probleme.
11:02	Europäischer Ringversuch zur Schalldämmung von Gehörschutzstöpseln Sandra Dantscher [Abstract] Ein wesentlicher Teil der EG-Baumusterprüfung von Gehörschutz ist die Bestimmung der passiven Schalldämmung nach EN ISO 4869-1:1990. Bei diesem Verfahren wird die Hörschwelle von Versuchspersonen in einem diffusen Schallfeld mit und ohne Gehörschutz für terzbandbreites Rauschen bestimmt. Aus den Ergebnissen der Messungen zwischen 63 und 8000 Hz für 16 Versuchspersonen werden verschiedene Kenngrößen berechnet, die in der Benutzerinformation der Produkte angegeben und zur Auswahl eines geeigneten Gehörschützers verwendet werden (APV-Werte, HML-Werte, SNR-Wert). Die EN ISO 4869-1 nennt in Anhang A Werte für die Wiederholbarkeit (im selben Labor unter identischen Bedingungen) und die Reproduzierbarkeit (zwischen verschiedenen Labors) der Schalldämmung. Für Gehörschutzstöpsel ergeben sich mit einem Vertrauensniveau von 95 % Werte für die Wiederholbarkeit von etwa 3 dB und für die Reproduzierbarkeit von 6 bis 8 dB (frequenzabhängig). Die genannten Zahlen basieren auf Ringversuchen aus den 1980er Jahren. Im Jahr 2012 wurde in der ”Vertikalgruppe 4” (Erfahrungsaustauschkreis der europäischen notifizierten Stellen für Gehörschutz) ein neuer Ringversuch gestartet. Dabei wurden seither drei Gehörschutzstöpsel in neun Labors vermessen. Der vorliegende Beitrag präsentiert die Ergebnisse und vergleicht die ermittelten Messunsicherheiten mit den Werten der EN ISO 4869-1:1990, mit weiteren Ringversuchen sowie mit dem neuen Ansatz zur Abschätzung der Messunsicherheit der prEN ISO 4869-1:2017.
11:04	Development of an Ultrasound Level Meter Suitable for Practical Use in Occupational Health Moritz Wächtler, Christoph Kling, Andrea Wolff [Abstract] The number of German workplaces exposed to airborne ultrasound has been increasing due to the growing usage of ultrasound techniques, such as welding or cutting. German law demands an assessment of all existing and potential hazards at the workplace. The measurement of ultrasonic noise and a suitable measurement device are thus also required. However, the sound level meters available to date are very limited in terms of their applicability to ultrasonic frequencies. Therefore, as part of a project at the Physikalisch- Technische Bundesanstalt (PTB), a sound level meter with an extended range covering audible as well as ultrasonic frequencies is being developed. First, a list of requirements partly based on the IEC standard for sound level meters (e.g. electromagnetic compatibility) is formulated. Second, software for calculating, displaying and recording the sound levels is implemented. Third, hardware components, such as microphone capsules, are selected and tested with respect to their characteristics in both the audible and the ultrasonic frequency range. Finally, the components are assembled to obtain a preliminary version of an ultrasound level meter, which, in the following course of the project, needs to be tested and modified to meet the requirements.
11:06	Luftgeleiteter Ultraschall am Arbeitsplatz Andrea Wolff [Abstract] Der industrielle Einsatz von Ultraschall-Technologie hat in den letzten Jahrzehnten deutlich zugenommen. So haben sich beispielsweise das Schweißen von Plastik per Ultraschall oder das Schneiden verschiedenster Lebensmittel mit ultraschallangeregten Messern als energieeffiziente und preiswerte Verarbeitungsmöglichkeiten etabliert. Als Nebeneffekt entsteht an den zugehörigen Arbeitsplätzen häufig luftgeleiteter Ultraschall, der auf die Mitarbeiter einwirkt. Um im Zuge dieses Fertigungstrends dem Arbeitsschutz gerecht zu werden, ist im September 2012 die überarbeitete Richtlinie VDI 3766 ”Ultraschall - Arbeitsplatz - Messung, Bewertung, Beurteilung und Minderung” erschienen, die ein spezielles Verfahren zur Messung, Bewertung und Beurteilung der Schallexposition im Beisein von luftgeleitetem Ultraschall beschreibt. Wir stellen die wesentlichen Inhalte der VDI 3766 vor und zeigen die Probleme und Lücken der Richtlinie aus Sicht des Arbeitsschutzes auf. Anschließend werden aktuelle Bestrebungen zur Verkleinerung bzw. Beseitigung dieser Defizite präsentiert.

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S. Dantscher, Institut für Arbeitsschutz der DGUV, St. Augustin, Sankt Augustin

9:20	Optimierung von Büroarbeitsplätzen – Normen und andere Regelwerke Christian Nocke [Abstract] Seit Einführung der DIN EN ISO 3382-3 ”Akustik - Messung von Parametern der Raumakustik - Teil 3: Großraumbüros” im Jahr 2012 stehen raumakustische Parameter zur Beschreibung der raumakustischen Bedingungen von Büroräumen zur Verfügung. Diese Parameter wurden im Rahmen der Überarbeitung der Richtlinie VDI 2569 ”Schallschutz und akustische Gestaltung im Büro” aufgegriffen und bilden die Grundlage einer Klassifizierung von Büroräumen. Aufgrund einiger Unklarheiten in DIN EN ISO 3382-3 sind entsprechende Nachbesserung im Entwurf zur Neufassung der VDI 2569 notwendig geworden, die in diesem Beitrag anhand von Beispielen erläutert werden. Die normativen Vorgaben werden in diesem Beitrag aufgezeigt und anhand von realen Beispielbüros diskutiert. Weiterhin wird die Bedeutung dieser normativen Ansätze für andere Bereiche, wie den Arbeitsschutz oder auch die softwarebasierte 3D-Büroplanung. Seit einiger Zeit existieren hier Schnittstellen um 3D-(Büro-)Raumplanung und akustische Simulation zu verbinden und so einen effizienten Zugang zu den neuen Kenngrößen auch für Nicht-Akustiker zu ermöglichen.
9:40	Effektive Techniken zur schalltechnischen Optimierung von Büroarbeitsplätzen Michael 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.
10:20	Evaluation von Maßnahmen zur Reduzierung von störendem Hintergrundsprechen an Büroarbeitsplätzen: Vergleich von Messung und Hörversuch Andreas Liebl, Noemi Martin, Maria Zaglauer, Katharina Kowalsky [Abstract] Sprache ist die am meisten störende Geräuschquelle in Großraumbüros. Mithilfe raumakustischer Maßnahmen, wie Schallabsorption, Schalldämmung und Sound Masking lässt sich die Störung reduzieren. Eine Vielzahl von Produkten wirbt mit der Eigenschaft, störenden Sprachschall zu mindern. Allerdings gibt es noch keine standardisierte Methode, um die Minderung von Sprachschall durch solche Produkte zu deklarieren. Ein entsprechendes Verfahren wurde 2016 vorgeschlagen und hier angewandt. Ergänzend zur Etablierung eines solchen Verfahrens stellt sich die Frage, in welchem Ausmaß Sprachschall reduziert werden muss, so dass der Nutzer davon profitiert oder zumindest einen wahrnehmbaren Unterschied feststellen kann. Das vorgeschlagene Verfahren wurde verwendet, um Büromöbel zu bewerten. Zusätzlich wurden Aufnahmen von Sprachschall bei unterschiedlicher Möblierung hergestellt und damit Hörversuche durchgeführt. Damit wurde untersucht, ob das Ausmaß der Reduzierung von Sprachschall durch die Möbel ausreichend ist, um Verbesserungen nachzuweisen. Da sich zeigte, dass diese durch die Möbel im geprüften Aufbau in naher Entfernung unzureichend ist, wurden zusätzlich Szenarien untersucht, in welchen das Grundgeräusch variiert wurde. Übliche Varianten der Büromöblierung erreichen zumindest in naher Entfernung keine ausreichende Reduzierung von Sprachschall.
10:40	Wirkung der temporal-spektralen Struktur von Sound Masking Signalen auf die kognitive Leistung und Lästigkeit Tobias Renz [Abstract] Irrelevante Sprachschalle zählen zu den überwiegenden Störfaktoren in Mehrpersonenbüros, insbesondere bei kognitiv anspruchsvollen Aufgaben mit hohen Anforderungen an das Arbeitsgedächtnis. Die Neufassung der VDI 2569 nimmt Bezug auf diese Problematik, welche durch eine entsprechende akustische Konditionierung vermindert werden kann. Der Einsatz elektroakustischer Sound Masking Systeme kann die Kontrollierbarkeit der Hintergrundgeräuschkulisse bei gleichzeitiger Reduktion des störenden Einflusses sprachlicher Geräusche erhöhen. Sprachähnliche Maskiersignale, welche durch Verarbeitung wie beispielsweise Zeitumkehr-Methoden erzeugt werden, senken im Vergleich zu Rauschsignalen bereits bei höheren Signal-Rausch-Verhältnissen zwischen -5 und 0 dB die Sprachverständlichkeit von überlagerten Sprachschallen. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass bei einem Signal-Rauschabstand von -5 dB weder bei Verwendung eines zeitumgekehrten Sprachsignals als Maskiersignal noch bei einem stationären Rauschsignal eine wirksame Maskierung in Bezug auf die Arbeitsgedächtnisleistung eintritt. Hörversuche mit niedrigeren Signal-Rauch-Verhältnissen wurden durchgeführt, um die Arbeitsgedächtnisleistung und subjektiv empfundene Lästigkeit verschiedener Maskiergeräusche in einem wirksameren Bereich zu vergleichen. Ergänzend wurde der Einfluss der Richtungsabweichung zwischen Maskier- und Sprachsignal auf die Wirksamkeit untersucht.

Organisation:

S. Dantscher, Institut für Arbeitsschutz der DGUV, St. Augustin, Sankt Augustin

14:20	Erkenntnisse und Forschungsansätze zur Wirkung von Lärm auf das Lesen im Arbeitskontext Helga Sukowski, Erik Romanus [Abstract] Informationen aus geschriebenem Material entnehmen zu müssen, also etwas lesen zu müssen, ist an vielen Arbeitsplätzen häufig erforderlich - und dies gilt nicht nur für Büroarbeitsplätze. Es gibt zwar Studien, in denen Wirkungen von unerwünschten Geräuschen auf das Lesen (Korrekturlesen, Leseverstehen) untersucht werden. Die Zahl der Studien, in denen diese Wirkungen speziell für Arbeitsplatzsituationen betrachtet werden, ist jedoch gering. In diesem Beitrag werden zunächst Ergebnisse verschiedener Studien zur Wirkung von Lärm auf das Korrekturlesen zusammengefasst. Anschließend wird eine eigene Pilotstudie vorgestellt, in der eine mit Blick auf den Arbeitskontext konstruierte Leseaufgabe eingesetzt wurde. Im ersten Teil der Pilotstudie haben zwölf Personen die Aufgabe einmal in einer Ruhebedingung und einmal in einer Bedingung mit einem verständlichen Sprachgeräusch bearbeitet. Im zweiten Teil haben sechs Personen die Aufgabe zweimal in Ruhe und sechs Personen zweimal in der Geräuschbedingung bearbeitet. Die Ergebnisse aus Teil 1 zeigen eine signifikant geringere Anzahl richtig bearbeiteter Items in der Geräuschbedingung als in der Ruhebedingung. In Teil 2 wurde in beiden Untergruppen ein leichter Anstieg der Anzahl richtig bearbeiteter Items vom ersten zum zweiten Durchgang beobachtet. Die Leseaufgabe hat sich somit bereits in einer kleinen Stichprobe als lärmsensitiv erwiesen und soll daher für weitere Anwendungen ausgebaut und optimiert werden.
14:40	Ears II: Entwicklung eines metrologischen Konzepts zur Charakterisierung von luftgeleiteten Ultraschallfeldern am Arbeitsplatz Robert Schöneweiß, Christian Koch, Christoph Kling, Johannes Hensel, Christian Ullisch-Nelken [Abstract] Die Präsenz von ultraschallemittierenden Technologien an Arbeitsplätzen sowie in öffentlichen und privaten Umgebungen nimmt stets zu. Damit einhergehend gewinnt auch die Betrachtung der Lärmbelastung von Schall außerhalb des Hörfrequenzbereiches an Bedeutung. Zur Abschätzung der sich aus dieser Lärmbelastung ergebenden potenziellen Gesundheitsschädlichkeit ist, neben dem Verständnis der menschlichen Wahrnehmungsmechanismen von luftgeleitetem Ultraschall, ein spezifisches metrologisches Konzept notwendig. Dieses umfasst auf die Erfordernisse des Ultraschalls angepasste Messinstrumente und die zugehörige Messmethodik zur validen Charakterisierung von Schallfeldern. Vor dem Hintergrund bisher unzureichender Kenntnis über die Vorgehensweise bei der Risikoabschätzung der Lärmbelastung soll im Rahmen des EU-Projektes Ears II (www.ears-project.eu) unter anderem durch neurologische Untersuchungen das Verständnis über die Wahrnehmung von luftgeleitetem Ultraschall erweitert werden. Darüber hinaus soll ein praktikables Messverfahren entwickelt werden, welches unter Berücksichtigung der Kalibrier- und Rückführbarkeit Aufschluss über Schallfeldparameter an Ultraschallarbeitsplätzen liefert. Im Beitrag werden der aktuelle Stand des Projektes dargestellt und die Ergebnisse von Messungen an einem Referenzarbeitsplatz präsentiert.
15:00	Die schalltechnische Simulationsberechnung - Ersatz oder Ergänzung normativer Verfahren? Wolfgang Probst [Abstract] Aufgrund neuerer Entwicklungen bei der numerischen Simulation von Maschinen und anderer technischer Einrichtungen als Schallquellen und bei der Berechnung der Schallausbreitung in beliebig komplexen industriellen Arbeitsumgebungen werden viele in Normen und Richtlinien festgelegte Vorgehensweisen quasi ”überholt”. Beispiele sind die Korrektur von gemessenen Emissionswerten vom Umgebungseinfluss, die in den zutreffenden Normen der Reihe ISO 3740 im Wesentlichen auf diffusen Schallfeldern beruhen, die zur Prognose meist zu grobe Beschreibung der Emission durch die zwei Einzahlwerte Schallleistungspegel und Emissions-Schalldruckpegel entsprechend der Maschinenlärm-Informationsverordnung und nicht zuletzt die Beschreibung der Schallausbreitung durch das Verfahren nach VDI-3760, welches quaderförmige Räume und spiegelnd reflektierende Begrenzungsflächen voraussetzt. Allerdings sollte es nicht im Interesse von Akustikern liegen, diese Zweigleisigkeit zu verstärken oder normative Verfahren durch Software-Techniken auszuhebeln. Vielmehr ist es erforderlich, diese neueren Möglichkeiten zu nutzen und in den Normungsprozess einzubinden. An einigen praktischen Beispielen wird gezeigt, wie durch eine kluge Einbindung von Simulationstechniken die Effektivität genormter Verfahren gesteigert und ihr Praxisbezug bei der Planung von lärmarmen Arbeitsstätten erheblich verbessert werden kann.
15:20	Gehörschutz-Otoplastik – der bessere Gehörschutz? Heinz Waldmann, Beat W. Hohmann [Abstract] Bei Lärmkontrollen in Betrieben sind all zu oft Personen anzutreffen, die den Gehörschutz offensichtlich falsch anwenden. Nicht selten werden in dieser Misere Gehörschutz-Otoplastiken als Problemlöser angepriesen, da sie angeblich nicht falsch angewendet werden können. Bei der Evaluation von Gehörschutzmitteln in einem Grossbetrieb bot sich die Gelegenheit, bei einer Gruppe von 20 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern Messungen der Schutzwirkung von 6 verschiedenen Produkten durchzuführen. Schon bei der manuellen Handhabung zeigten sich Probleme: Obwohl die Anwender in der Benutzung instruiert worden waren, traten bei Standard-Produkten und bei Gehörschutz-Otoplastiken erhebliche Unsicherheiten beim Einsetzen auf! Mit einer Messung wurde überprüft, ob die Gehörschutzmittel die erwartete Schutzwirkung erzielen. Für mehrere Produkte ergaben die Messungen ungenügende Dämmungen. Es wurde auch klar, dass nur mittels Messung an der Person die Dämmung zuverlässig beurteilt werden kann; eine Sichtkontrolle ist nicht aussagekräftig. Bei einigen Personen erbrachten gleich mehrere Produkte ungenügenden Schutz. Es scheint Gehörgangformen zu geben, die schwierig abzudichten sind. Offenbar ist die wiederholte Kontrolle und persönliche Instruktion der Anwendung sowohl für Standard-Produkte wie auch für Gehörschutz-Otoplastiken ein Schlüsselfaktor zum guten Schutz. Der Betreuungs-Aufwand für Gehörschutz-Otoplastiken ist bei Beschaffung, Anpassung und Instruktion erheblich. Mit vergleichbarem Aufwand kann wohl auch mit Standard-Gehörschutzmitteln ein gutes Schutzniveau erreicht werden.
15:40	Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit der individuellen Schalldämmungsmessungen von Gehörschutz mit verschiedenen Messsystemen Peter Sickert [Abstract] Die individuelle Prüfung der Schutzwirkung wird für Gehörschutz-Otoplastiken in der TRLV ”Lärm” und in der DGUV Regel 112-194 ”Benutzung von Gehörschutz” gefordert. Darüber hinaus ist die Einhaltung des maximal zulässigen Expositionswertes von 85 dB(A) am Ohr des Gehörschutzbenutzers Bestandteil der Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung (LärmVibrationsArbSchV). Um diese Einhaltung individuell sicherstellen zu können, ist es notwendig, auch für die anderen Gehörschutzarten individuell die Schutzwirkung zu bestimmen. Es sind inzwischen verschiedene Systeme im Einsatz, mit deren Hilfe die individuelle Schalldämmung bestimmt werden kann. Um die Sicherung der Wirksamkeit zu deklarieren oder sogar die Einhaltung des maximal zulässigen Expositionswertes zu bestätigen, muss Klarheit über die Aussagekraft der verwendeten Messsysteme geschaffen werden. Das betrifft sowohl die in der Praxis am häufigsten verwendeten Audiometer als auch andere audiometrische Verfahren sowie weitere spezielle Messsysteme der Gehörschutzhersteller. Im Beitrag werden die Wiederholbarkeit von Messungen an einem Messsystem (z.B. Audiometer A) und die Vergleichbarkeit von mit gleichartigen Messsystemen gewonnenen Ergebnissen (z.B. Audiometer A gegen Audiometer B) untersucht. Die Aussagekraft einzelner Systeme zur individuellen Schalldämmungsmessung wird diskutiert und in Relation zur Schutzwirkung und Einhaltung der maximal zulässigen Expositionswerte gesetzt.
16:00	Kostengünstiger Gehörschutzcheck Beat W. Hohmann [Abstract] Die Anwendung von Gehörschutzpfropfen stellt einen Schwachpunkt der Gehörschadenprophylaxe dar, weil ihre Wirkung trotz guter Prüfergebnisse im Labor in der praktischen Anwendung sehr gering ausfallen kann. Schon 1990 betonte Prof. Royster nach seiner Analyse des Gehörschadenprophylaxe-Programms der Suva, dass ein Gehörschutzcheck wirksamer wäre als die durchgeführten Gehörtests. Mit einem speziellen preisgünstigen digitalen Kopfhörer, bestehend aus einen modifizierten Schlagzeugkopfhörer mit hoher Dämmung der Aussengeräusche und einem USB-Kopfhörerverstärker für total weniger als 100 Euro, kann ein nahezu beliebiger PC für den Gehörschutzcheck verwendet werden, da dessen Eigenschaften für das Schallsignal im Kopfhörer irrelevant sind (ausser der Lautstärke, die auf Maximum zu stellen ist). Der Gehörschutzcheck wird in Eigenverantwortung vom Mitarbeiter durchgeführt. Bei einem schlechten Ergebnis helfen ihm Hinweise, die Pfropfen besser anzuwenden. Sozusagen als Nebenprodukt erhält er sein Audiogramm. Zuhanden des Vorgesetzten oder des Sicherheitsbeauftragten wird ein Ergebnisblatt ausgedruckt, das die Schutzwirkung des Gehörschutzmittels beziffert. Das Audiogramm sieht nur der Arbeitnehmer (vertrauliche medizinische Daten). Im Vollzug der Präventionsvorschriften kann einem Betrieb die Durchführung des Gehörschutzchecks auferlegt werden, wenn sich bei seinen Mitarbeitern eine Verschlechterung der Gehörtestergebnisse zeigt. Der Gehörschutzcheck unterstützt so die Betriebe in ihrer Verantwortung, den Schutz ihrer Mitarbeiter vor gehörgefährdendem Lärm sicherzustellen.

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B. Schulte-Fortkamp, TU Berlin, Inst. f. Strömungsmechanik u. Technische Akustik, Berlin W. Talasch

9:00	Soundscape characterization of an urban park area and its surroundings using sound perception maps: a case study in Aachen Margret Sibylle Engel, Carmella Pfaffenbach, Janina Fels [Abstract] Noise mapping is an important tool that can help in the diagnosis of the sonic environmental health of urban areas, but the traditional noise mapping is not considering the perception response of residents and users of those areas. Sound perception mapping can improve and support the urban planning with indicating the areas that need assistance. It also demonstrates the expectations from residents and users of public spaces. The aim of this study is to show maps of sound perception and related noise control expectations in an urban park and its surroundings. It has been studied through subjective data collection via soundwalks and interviews with residents.
9:20	A Simple Model of the Far-Field Directivity of an Open Circular Pipe with a Hot Flow Drasko Masovic, Eugene Nijman, Jan Rejlek, Robert Höldrich [Abstract] Far-field sound radiation of an open unflanged semi-infinite circular pipe with a flow has been studied by many authors in the last decades. The most prominent analytical or semi-analytical solutions of the problem have only been derived for the much idealized case of a hot flow with a uniform profile. Moreover, the mathematical calculus behind these solutions is very involved and remains cumbersome for engineering applications. The main reasons for this are the complex interaction between acoustic waves and vortices, which are shed from the pipe’s trailing edge, and altered sound propagation in the mixing region of the flow. This paper attempts to offer a simple model for assessment of the far-field radiation pattern of a pipe with a hot, low Mach number flow. It is based on an aeroacoustic wave equation and the estimation of different contributions of sound diffraction from the pipe edge, convection, and refraction on the resulting shape of the radiation pattern.
9:40	Untersuchung der Schallausbreitung einer definierten hochliegenden Schallquelle Lasse Roeßler, Henning Busch, Bernd 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.
10:00	Windenergieanlagen: AM bei Messungen an Einzelanlagen und Windparks Sergio C. Martinez, Florian Fennel [Abstract] Bei Geräuschmessungen an Windenergieanlagen (WEA) werden unterschiedliche Verfahren angewandt. Im Nahbereich ist eine Messung im Freien mit Grenzflächenmikrofon vorgesehen. Im Fernbereich kann das Messmikrofon - mit geeignetem Sekundärwindschirm - auch ohne diese Eigenschaft im Freien aufgestellt werden. In beiden Fällen kann der Effekt der Amplitudenmodulation (AM) der WEA-Geräusche beobachtet werden. Das ist nur dann möglich wenn die Abtastfrequenz der Messdatenerfassung genügend hoch ist. Die üblichen Mittelungszeiten nach DIN EN 61400-11 oder anderen normativen Festlegungen betragen von 10 Sekunden bis zu 10-30 Minuten. Bei derartig geringen, effektiven Abtastfrequenzen kann der Effekt der AM weder erfasst noch dokumentiert werden. Nach den aktuellen Erfahrungen stellt gerade die AM einen wichtigen Faktor zur Deutung des Ausmaßes der Belästigung durch Geräusche aus WEA dar. De facto sind sowohl die Größe der AM als auch das dazugehörige Pegelniveau von Bedeutung. Im Beitrag wird auf dieser Problematik in der Analyse von eigenen Messungen an einzelnen WEA und an Windparks eingegangen, bei denen AM im Detail mehrfach festgestellt wurde. Dabei wurden die Messungen mit ausreichender zeitlicher Auflösung durchgeführt. Es zeigt sich, dass in Ergänzung zu den normativen Festlegungen nach DIN EN 61400-11 weitere Hinweise zur Angabe der möglichen AM emissionseitig hilfreich wären.
10:40	Effizientes Ray Tracing in atmosphärischen Schallfeldern Jens Mecking, Philipp Schäfer, Michael Vorländer [Abstract] Dieser Vortrag befasst sich mit der Schallausbreitung in der Atmosphäre, speziell der Troposphäre. Ein oft verwendetes Verfahren zur Schätzung von Schallausbreitungspfaden zwischen einer Quelle und einem Hörer ist das so genannte Ray Tracing. Anhand solcher geschätzten Pfade kann die Schallübertragung beschrieben werden. Dies findet z.B. Anwendung bei der Auralisierung virtueller Szenen. Anders als bei der Schallausbreitung in Räumen, kann die Atmosphäre nicht als homogenes Medium betrachtet werden. Hauptgründe dafür sind eine Variation der Schallgeschwindigkeit mit dem Ort und die Bewegung des Mediums (z.B. durch Wind). Diese Effekte führen zur Brechung und Translation des Schalls. Eine Direktschallverbindung, also ein gerader Ausbreitungspfad zwischen Quelle und Hörer, existiert im Allgemeinen nicht. Dies erschwert die Findung der Eigenrays - die Rays, die für die Hörerposition relevant sind - und macht die Berechnung der Übertragungspfade äußerst rechenaufwendig. In diesem Beitrag wird daher die Schallausbreitung in der Atmosphäre im Hinblick auf eine effiziente Simulation untersucht. Für die Hörerposition irrelevante Rays sollen frühzeitig erkannt und verworfen werden. Die Anzahl an effektiv verfolgten Rays wird dadurch verringert und die Rechenzeit deutlich gekürzt. Dies ist vor allem für spätere Anwendungen, wie eine Echtzeit-Auralisierung, von Bedeutung.
11:00	Schallemissionen in Gleisbögen – Abschätzung von Korrekturfaktoren für die Lärmprognose Thomas Maly, Heinz Hoislbauer, Florian 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.

Sitzungsleitung:

B. Schulte-Fortkamp, TU Berlin, Inst. f. Strömungsmechanik u. Technische Akustik, Berlin W. Talasch

14:20	Charakterisierung der Schallabstrahlung von Luft-Wasser-Wärmepumpen mittels simultaner Hitzdrahtanemometrie, Vibrationsmessung und Schalldruckbestimmung Felix Linhardt, Karoline Alten, Johann Emhofer, Christian Köfinger, Thomas Fleckl, Peter Wimberger, Martin Gröschl, Christoph 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.
14:40	Aktive Störschallunterdrückung für Wärmepumpenanwendungen Norbert Schmiedbauer, Johann Emhofer, Christian Köfinger, Peter Wimberger, Thomas Fleckl, Martin Gröschl, Christoph Reichl [Abstract] Aktive Störschallunterdrückung (Active Noise Cancelling, ANC) wird im Rahmen des Forschungsprojektes SilentAirHP als eine Möglichkeit untersucht, die Geräuschentwicklung von Luft-Wasser-Wärmepumpen-Systemen zu verringern beziehungsweise zu verändern. Diese Methode wird in Kopfhören, aber auch in der Flugzeug- und Automobilindustrie erfolgreich eingesetzt. Aufgrund der Verfügbarkeit schneller Prozessoren ist eine Beeinflussung des Schallspektrums durch Einbau von Lautsprechern und Berechnung von Gegenschallsignalen möglich. Die Signalauslöschung ist dabei nicht perfekt und hängt zusätzlich vom Ort des Beobachters ab. Während die Methode in langen Kanälen, die eine näherungsweise eindimensionale Schallausbreitung ermöglichen, gute Schallreduktionen zeigt, ist die Anwendung in größeren Volumina mit mehrdimensionaler Schallausbreitungscharakteristik schwierig. Aufgrund baulicher Restriktionen sind derartige Szenarien in der Realität aber nur schwer vermeidbar. Im Rahmen der Arbeit werden unterschiedliche Optionen vorgestellt und analysiert, ANC für Wärmepumpensysteme zu realisieren. Die Temperaturabhängigkeit des Active Noise Cancelling Testaufbaus wurde in akustisch optimierten Klimakammern untersucht. Dies ist wichtig, da vor allem die Vereisung von Komponenten einen Einfluss auf die abgestrahlten Schallspektren und je nach Typ der Wärmepumpe auf die Drehzahl des Ventilators hat und das ANC System dementsprechend reagieren muss. Das Projekt SilentAirHP wird im Rahmen des Energieforschungsprogramms des Klimaenergiefonds (5148527) in einer Initiative des österreichischen Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie gefördert.
15:00	SilentAirHP – Analyse und Entwicklung von Schallreduktionsverfahren für Luft-Wasser-Wärmepumpen Christoph Reichl, Johann Emhofer, Peter Wimberger, Norbert Schmiedbauer, Felix Linhardt, Elisabeth Wasinger, Christian Köfinger, Thomas Fleckl [Abstract] Luft-Wasser-Wärmepumpen werden immer häufiger für Heizen und Kühlen eingesetzt. Ihren Vorteilen des geringen Platzbedarfs und der niedrigen Investitionskosten steht - je nach Aufstellung und Typ der Installation - die Geräuschentwicklung der Systeme entgegen. Dabei kann es bei transienten Prozesses (zunehmende Vereisung, Enteisungsmaßnahmen) zu auffallenden Emissionen kommen. Das österreichische Forschungsprojekt SilentAirHP zielt darauf ab, fortschrittliche numerische und experimentelle Methoden zur quantitativen Bewertung schallreduzierender Maßnahmen für diese Wärmepumpen zu entwickeln. Die Analysen basieren auf orts-, frequenz-, und zeitaufgelösten 64 Kanal Schalldruckdaten mit einem zylindrischen akustischen Messgitter (acoustic dome) sowie auf Messdaten einer akustischen Kamera in Kombination mit einer Thermokamera zur temperaturabhängigen Visualisierung der Schallquellen. Dazu wird ein Wärmepumpenprototyp mit austauschbaren Komponenten und Schallreduktionsmaßnahmen aufgebaut. Neben passiven Maßnahmen kommt dabei auch Active Noise Cancelling zum Einsatz. Die Messergebnisse werden in Folge mit Schallausbreitungsmodellen verknüpft, die den Einfluss der Platzierung von Wärmepumpen in einem Siedlungsgebiet auf die Schalldrücke an sensiblen Wohnbereichen in Gebäuden unter Berücksichtigung psychoakustischer Größen analysieren. Abschließend wird ein Proposal ”Acoustic Signature of Heat Pumps” für einen Annex im Rahmen des Heat Pump Programs der International Energie Agentur vorgestellt. Das Projekt SilentAirHP wird im Rahmen des Energieforschungsprogramms des Klimaenergiefonds (5148527) in einer Initiative des österreichischen Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie gefördert.
15:20	Lärmschutz an Straßen mit horizontalen (periodischen) Strukturen Wolfram 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.
15:40	Passive Reduktion der Schallabstrahlung von Oberflächen durch Anwendung von Metamaterialstrukturen Peter Schrader, Fabian Duvigneau, Martin Trübe, Hermann Rottengruber, Ulrich Gabbert [Abstract] Der Betrieb moderner Automobile muss sich nicht nur durch einen geringen Verbrauch und die Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Schadstoffemissions-Grenzwerte durch den Motor auszeichnen, sondern ebenfalls durch niedrige Lärmemission bei gleichzeitig geforderter geringer Fahrzeugmasse. Der Einsatz von Dämmwerkstoffen im Automobilbereich verlangt daher eine möglichst hohe Schallabsorptionsfähigkeit bei zugleich geringer Zusatzmasse. In dieser Untersuchung wird dieses Ziel durch das Verstärken von Mechanismen angestrebt, die bereits in einfachen Dämmwerkstoffen zur Minderung des transmittierten Schalls beitragen, sowie durch die Nutzung bekannter Mechanismen zur Erhöhung der inneren Schallreflexion und -dissipation. Es werden akustische Metamaterial-Konzepte und leichte Materialstrukturen zur Lärmminderung an einfachen Dämmmaterialien angewendet und mit ihnen kombiniert. Zum einen werden Masse-Feder-Dämpfer-Resonanzsysteme erzeugt, welche die Schwingungsenergiedissipation im Materialinneren erhöhen. Zum anderen werden die gleichen Kunststoffschäume in einem zweiten Schritt mit Membranstrukturen versehen, die erstens Resonanzeffekte nutzbar machen, die bereits an Membran-Metamaterialien nachgewiesen wurden, und zweitens an Perforationen Schallenergiedissipation hervorrufen und den Mechanismus des akustischen Kurzschlusses nutzen. Die Geräuschreduktion durch die Materialprototypen wird sowohl numerisch als auch experimentell in einem praxisnahen Freifeldraum-Versuch untersucht und mit dem akustischen Effekt eines einfachen Kunststoffschaums verglichen.
16:00	Vegetationsabhängige Abschirmwirkung von Wäldern – Messtechnische Verifizierung eines akustisch-meteorologischen Modells H.-J. Ederer, Astrid Ziemann, Uwe Wollmann [Abstract] Für den Lärmschutz an vielbefahrenen Straßen- und Schienenverkehrswegen gewinnen Waldgebiete eine zunehmende Bedeutung. Die Übertragbarkeit bisheriger Studienergebnisse auf konkrete Anwendungsfälle im Immissionsschutz ist jedoch nur eingeschränkt möglich. Eine Ursache hierfür besteht darin, dass die Schallausbreitung von einer Vielzahl an Faktoren bestimmt wird. Abhängig von den Eigenschaften der Schallquelle, deren Abstand zum Immissionsort und den Umgebungsbedingungen können unterschiedliche Effekte wie z.B. Bodeneinfluss, vegetationsspezifische Durchgangsdämpfung und Luftabsorption dominieren. Ein Ziel der Arbeit war es, den meteorologischen Einfluss auf die akustische Abschirmwirkung von Waldgebieten mit einer typischen Ausdehnung von 200 m zu quantifizieren. Die meteorologischen und akustischen Messergebnisse dieser und vorangegangener Studien ergeben eine umfangreiche Datenbank zur Abschirmwirkung von Waldgebieten. Die Messungen in verschiedenen Jahreszeiten quantifizieren den meteorologischen Einfluss auf die schalldämpfende Wirkung von Wald und auf die Schalldämpfung in unterschiedlichen Entfernungen vom Waldgebiet. Damit wurden der Wertebereich und weitere statistische Kenngrößen der akustischen Abschirmwirkung in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen bestimmt. Im Ergebnis der durchgeführten Messungen werden neue Abschirmwirkungen für Waldgebiete genannt. Dabei sind der ermittelte Einfluss der Jahreszeit bzw. Wetterbedingungen auf die Walddämpfung größer als der Einfluss der Vegetationsart (Nadel- oder Laubwald). Im Bericht werden Empfehlungen für eine schallschutzgerechte Planung von Waldgebieten genannt.

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J. Lindmaier, Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau

10:20	Forschungsvorhaben zur Evaluation des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm – Einordnung, Ziele, weiteres Vorgehen Jörn Lindmaier [Abstract] Das im Jahr 2007 novellierte Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm (FluLärmG) sieht vor, dass die Bundesregierung spätestens im Jahre 2017 dem Deutschen Bundestag Bericht über die Wirkung dieses Gesetzes erstattet. Hierbei soll insbesondere erörtert werden, ob das FluLärmG noch dem Stand der Lärmwirkungsforschung und der Luftfahrttechnik entspricht, ob es die gesetzten Ziele - eine deutliche Verbesserung des Fluglärmschutzes - erreicht hat und wie es sich im praktischen Vollzug bewährt hat. Bei dieser Aufgabe unterstützt das Umweltbundesamt (UBA) das hierfür verantwortliche Umweltministerium (BMUB). In Ergänzung zu einem vom UBA 2015 vergebenen Gutachten zur 2. Fluglärmschutzverordnung hat das UBA im Jahr 2016 ein umfangreiches Forschungsvorhaben zur ”Weiterentwicklung der rechtlichen Regelungen zum Schutz vor Fluglärm” vergeben. In diesem steht nun das FluLärmG selbst sowie das untergesetzliche Regelwerk im Fokus. Es geht aber auch um weitere relevante Regelungen zum Schutz vor Fluglärm in anderen Gesetzen (v.a. LuftVG), insbesondere die Querbezüge zwischen diesen Gesetzen. Zur Einschätzung der Wirkung dieser Rechtsnormen und zur Vorbereitung der Erarbeitung des geplanten Fluglärmberichts werden in dieser Studie umfangreiche Fakten zum Sachstand des Vollzuges gesammelt, die Erfahrungen, Sichtweisen und Veränderungsvorschläge aller relevant beteiligten Kreise ermittelt und die jeweiligen relevanten Auswirkungen bestmöglich ermittelt.
10:40	Forschungsvorhaben zur Evaluation des Gesetzes zum Schutz gegen Fluglärm – Vollzugserfahrungen Henning 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.
11:00	Monitoring des Schienengüterverkehrslärms in Deutschland René Weinandy, Percy Appel [Abstract] Lärm erhöht das Risiko für gravierende Erkrankungen und etwa ein Fünftel der deutschen Bevölkerung fühlt sich durch Schienenverkehrslärm belästigt. Dabei ist insbesondere der Schienengüterverkehrslärm aus Sicht des vorsorgenden Gesundheitsschutzes problematisch, da er vornehmlich nachts stattfindet. Daher hat die Bundesregierung in Ihrem Koalitionsvertrag 2013 formuliert, dass der Lärm durch den Schienengüterverkehr deutschlandweit bis 2020 halbiert werden soll. Die Lärmminderung der bestehenden Güterwagenflotte soll durch einen Austausch der Grau-Guss-Bremssohlen durch neue Kunststoffbremssohlen, sogenannte K- oder LL-Sohlen, erreicht werden. Um den jeweiligen Umrüstungsstand und die damit erzielte Lärmminderung zuverlässig und transparent dokumentieren zu können, ist ein Lärmmonitoring erforderlich. Dazu liefert ein vom Umweltbundesamt vergebenes Forschungsvorhaben ”Strategien zur effektiven Minderung des Schienengüterverkehrslärms” wichtige Erkenntnisse, wie ein effektives und weitgehend flächendeckendes Überwachungssystem zu gestalten und aufzubauen ist. Im Hinblick auf die Effizienz war dabei ein Ziel, wie mit möglichst wenigen Stationen ein möglichst hoher Prozentsatz des Schienengüterverkehrs in Deutschland erfasst werden kann. Darüber hinaus wurden auch der technische Aufbau der Stationen und die für ein Überwachungsnetz entstehenden Anschaffungs- und Betriebskosten erörtert. Eines der Ergebnisse ist, dass 15 Messstellen für ca. 69% des Schienengüterverkehrsaufkommens in Deutschland ausreichen werden. Diese sowie weitere Erkenntnisse des Vorhabens werden vorgestellt und diskutiert.

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R. Heinecke-Schmitt, SMUL Umweltministerium Sachsen, Dresden D. Schreckenberg, ZEUS GmbH, Hagen M. Jäcker-Cüppers, Arbeitsring Lärm der DEGA, Berlin

15:40	Rechtliche Rahmenbedingungen des neuen Urbanen Gebietes (MU) Stefan Plangger [Abstract] Die Baunutzungsverordnung soll um ein neues Gebiet ergänzt werden, dem ”Urbanen Gebiet” - MU in den Bebauungsplänen, mit einer Grundflächenzahl von 0,6 und einer Geschossflächenzahl von 3,0. Der Gesetzesentwurf führt dazu aus: Das ”neue Zusammenleben in der Stadt” soll gestärkt und ”aktuelle Entwicklungen und Problemlagen aufgegriffen” werden. Die Lösung sei ”eine Erleichterung des Bauens in stark verdichteten städtischen Gebieten” durch Einführung des neuen Urbanem Gebietes. Dadurch soll den Kommunen mehr ”Flexibilität” ”zur Erleichterung des Bauens” in den ”stark verdichteten städtischen Gebieten” eingeräumt werden. Trotzdem soll das ”grundsätzlich hohe Lärmschutzniveau” nicht verlassen werden. Die mit dem neuen MU-Gebiet geplante Änderung der TA Lärm siedelt das ”neue Zusammenleben” ausdrücklich in die Nähe von Gewerbegebieten an, mit Richtwerten von 63dB(A) tagsüber und 48dB(A) nachts (Gewerbegebiet 65dB(A) bzw. 45dB(A). Für die Anlagenbetreiber bedeute dies ”weniger anspruchsvolle Anforderungen als in Kern-, Dorf- und Mischgebieten”, bei denen ”bisher” der Schutz von Wohnungen vor Lärm am ”schwächsten ausgeprägt war”. Der Vortrag soll den rechtlichen Rahmen in den baurechtlichen und imissionsschutzrechtlichen Bestimmungen aufzeigen, in denen sich das neue Urbane Gebiet bewegt. Des weiteren soll aufgezeigt werden, welche Konfliktlagen die hohen TA- Lärmrichtwerte für das neue MU-Gebiet bringen kann, welche sich in der Nähe eines ”Gewerbewohngebietes” bewegen.
15:42	Automatisierte Erkennung von Fluggeräuschen Konrad Schenk [Abstract] Im Lärmschutz ist es bei einer Reihe von Lärmmessaufgaben erforderlich, eine eindeutige Trennung der rechtlich relevanten Geräusche von den sonstigen auftretenden Fremdgeräuschen vorzunehmen. Bei Langzeitmessungen ist es dabei häufig notwendig, mit erheblichen personellen Aufwand nachträglich Tonaufzeichnungen auszuwerten. Aus Aufwandsgründen, aber auch aus Gründen der Objektivierbarkeit ist eine automatisierte Geräuscherkennung wünschenswert. In vorangegangenen Untersuchungen hat sich ergeben, dass eine universelle automatisierte Geräuscherkennung mit der heutigen Computertechnik kaum realisierbar ist. In weiterführenden Untersuchungen wurde deshalb der Anwendungsbereich auf die Erkennung von Flugzeug-Überflügen beschränkt. Die Tonaufzeichnungen werden mit gängigen akustischen Verfahren (Bandbegrenzung, FFT, ...) vorverarbeitet und mit Methoden des Machine Learning analysiert. Dazu wurde zunächst ein Trainingsdatensatz erstellt, der mehr als 160.000 Einzelaufnahmen von Überflügen und nicht-Überflügen enthält, und dann genutzt, um einen Klassifikator auf Basis von tiefen Neuronalen Netzen zu trainieren. Das daraus resultierende automatische Erkennungssystem ist in der Lage, mehr als 80% der Überflüge aus einem zweiten Testdatensatz korrekt zu erkennen. Durch eine Kombination mehrerer unabhängiger Klassifikatoren (tiefe neuronale Netze, k-NN, SVN, statistische und akustische Charakteristiken) kann die Erkennungsrate noch weiter erhöht werden. Diese als Mixture of Experts bekannte Vorgehensweise ermöglicht eine Trefferquote von über 90%. Das resultierende Gesamtsystem soll in diesem Beitrag präsentiert und deren Ergebnisse diskutiert werden.
15:44	Sailing Noise – Windinduzierte Geräusche in der Takelage von Segelbooten Knut Rasch [Abstract] Errichtung neuer Sportboothafen Nach Auffassung der zuständigen Immissionsschutzbehörde sind die windinduzierten Geräusche in der Takelage von Segelyachten als technisches Geräusch im Sinne der der Sportanlagenlärmverordnung (18. BImSchV) zu bewerten. Das Strömungsgeräusch an Masten ist stark abhängig von Anströmrichtung und Windgeschwindigkeit. Eine Übertragung von Untersuchungsergebnissen von einem anderen Standort wird auf Grund vermuteter anderer Windverhältnisse am geplanten Standort als nicht zielführend angesehen. Messungen: Ziel der Messungen ist die spektrale Erfassung der Strömungsgeräusche an der Takelage der Segelyachten in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit. Prognose Emission: Die Standardwindgeschwindigkeit für die Prognose windinduzierter Geräusche in der Takelage von Segelbooten im Sommerhalbjahr wird unter Berücksichtigung der Regelungen der 18. BImSchV festgelegt. Aus einem meteorologischen Gutachten des DWD leitet sich für die Nachtzeit eine Standardwindgeschwindigkeit als 97-Perzentil der zu erwartenden Windgeschwindigkeitshäufigkeit ab. Auf Grundlage einer standortbezogenen Windstatistik wird eine Weibull-Verteilung kalibriert. Auf dieser Basis lässt sich die Emission für Lastfälle verschiedener Betriebszeiten (z.B. Sommerbetrieb: Boote im Wasser, Winterbetrieb: Bootslagerung an Land) prognostizieren. Prognose Immission: Die Prognose der Geräuschimmission am Einwirkort erfolgt spektral entsprechend ISO 9613-2. Fazit: Mit dem entwickelten Modell können windinduzierte Geräusche aus der Takelage von Segelbooten für beliebige Standorte prognostiziert werden.
15:46	DESTINATE - a Shift2Rail project on railway noise reduction methodologies Jenny Böhm, Markus Hecht, Yasmin 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.
15:48	Untersuchung der Geräuschemissionen durch Ladevorgänge in Ladezonen von Discountern sowie an Wechselbrückenabstellplätzen von Logistikunternehmen Sören Doll, Bianca Berghofer, Bernd Burandt, Björn Heichen, Jürgen Tchorz, Wolfgang Rothballer, Birger 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.
15:50	Untersuchungen eines Bühnenpodiums hinsichtlich der Reduktion von Geräuschemission Anton Melnikov, Michael Scheffler, Steffen Marburg [Abstract] Ein Bühnenpodium ist ein betretbares Element des Bühnenbodens eines Theaters oder einer Oper. Es kann zum Aufbau von Dekorationen oder szenisch während der Vorstellung verfahren werden, was in manchen Fällen mit einer unerwünschten Geräuschemission verbunden ist. Bühnenpodien erstrecken sich meist mit rechteckiger Grundrissfläche über die gesamte Bühnenbreite und bieten eine hervorragende Abstrahlfläche. So ist es zu erwarten, dass die Verbesserungsansätze in der Optimierung der tragenden Struktur dieser Fläche liegen. Es wurde ein existierendes Bühnenpodiumsystem hinsichtlich der Geräuschemission und des Verbesserungspotenzials untersucht. Mit Hilfe der Schalldruckpegelmessung, experimenteller Modalanalyse und der Betriebsschwingungsanalyse wurde das System experimentell untersucht. Die Bodenfläche des Bühnenpodiums hat sich entgegen den Erwartungen als unproblematisch erwiesen. Durch eine Ordnungsanalyse des Antriebes wurden jedoch Resonanzen im Antrieb festgestellt, die sich auf die umgebende Gebäudestruktur übertragen und somit die Ursache für die Spitzen in der Schalldruckpegelmessung darstellen. Ausgehend von diesen Untersuchungen kann die Geräuschemission eines Bühnenpodiums durch die Optimierung der Schwingungseigenschaften oder der Erregung im Antrieb reduziert werden.

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R. Heinecke-Schmitt, SMUL Umweltministerium Sachsen, Dresden D. Schreckenberg, ZEUS GmbH, Hagen M. Jäcker-Cüppers, Arbeitsring Lärm der DEGA, Berlin

15:40	Kritische Faktoren für den erfolgreichen Einsatz lärmarmer Beläge im Innerortsbereich Sebastian Egger, Hanspeter Gloor, Erik 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.
15:42	Beurteilung von Anwohnerverkehr Ivo Haltenorth [Abstract] Bei Bauvorhaben in Wohngebieten stehen Bauherren, Projektsteuerer und auch Akustikberater oft vor der Fragestellung, wie der Anwohnerverkehr zu beurteilen ist, wenn dessen Parkvorgänge nicht im öffentlichen Straßenraum stattfinden, sondern etwa in gebäudeeigenen Tiefgaragen (insbesondere Zufahrtbereichen) oder auf Anwohnerparkflächen gewerblicher Anbieter. In manchen Fällen fordern Behörden die Einhaltung der Anforderungen der TA Lärm, was bei Überschreitung und Genehmigungsverweigerung zur Behinderung gezielten Anwohnerparkverkehrs und damit zu einem erhöhten Parksuchverkehr auf öffentlichen Straßen oder einem Heranrücken von Parkvorgängen an schutzwürdige Nachbarbebauung führen kann. Der derzeitige Stand der Regelungen und Rechtsprechung gibt ungenaue oder widersprüchliche Aussagen wieder. Anhand einiger Beispiele der Praxis werden die Problemstellung aus akustischer Sicht betrachtet und Schlussfolgerungen gezogen.
15:44	Knoten und Kreisel - Wie ist die abweichende Störwirkung zu berücksichtigen? Valentina Cocco, Hanspeter Gloor, Erik 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
15:46	Schallpegelanalyse von Be- und Entladevorgängen mit Palettenhubwagen und beladener Palette bei Lkw in Logistikzentren Martin Heroldt [Abstract] In Gewerbe- und Industriebetrieben werden zur Beurteilung der Schallimmissionen aus der Be- und Entladung von Paletten auf Lkw Daten aus einer 1995 veröffentlichten Studie herangezogen (”HLUG-Studie”). Um technischen Neuerungen gerecht zu werden, werden aktuelle Messwerte benötigt. In dieser Arbeit wurde deshalb die Frage beantwortet: Wie laut sind Be- und Entladevorgänge von Paletten mit einem Palettenhubwagen heute? Dazu wurden die Schallpegel dreier verschiedener Varianten aus Kombinationen unterschiedlicher Überladebrücken und Torrandabdichtungen gemessen. TYP 1 verfügte über eine Außenladerampe, während TYP 2 und 3 in der Halle befindliche Überladebrücken hatten. Die Be- und Entladung wurde mit einem Palettenhubwagen und einer standardisiert beladenen Palette durchgeführt. Die Schalldruckpegel bei TYP 1 waren aufgrund der Außenrampe stets am höchsten, bei TYP 3 am niedrigsten. Die Kombination einer innenliegenden Vorschubüberladebrücke mit Teleskoplippe und einer Torrandabdichtung führte hier zu einer deutlichen Senkung der Schallpegel. Der Vergleich der Schallleistungspegel der neuen Messungen mit den Daten aus 1995 zeigt eine deutliche Reduzierung um bis zu 8 dB (A) (TYP 1). Die Be- und Entladevorgänge von Lkw mit Palette und Hubwagen sind in den vergangenen Jahren also leiser geworden und die Ergebnisse dieser Arbeit können als neue Datenbasis für Schallimmissionsprognosen dienen.

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W. Bartolomaeus, Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach, Bergisch Gladbach M. Chudalla, Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach, Bergisch Gladbach

10:40	Minderung des Schienengüterverkehrslärms durch Maßnahmen an der Infrastruktur Percy Appel, René Weinandy [Abstract] Lärm erhöht das Risiko für schwere Krankheiten und ein erheblicher Anteil der deutschen Bevölkerung fühlt sich durch Schienenverkehrslärm belästigt. Aus diesem Grunde wurde in dem Koalitionsvertrag 2013 festgelegt, dass der Lärm durch den Schienengüterverkehr bis 2020 halbiert werden soll. Die angestrebte Halbierung des Schienengüterverkehrslärms, also eine Verringerung um etwa 10 dB(A), ist aber nicht ausreichend, um die Menschen vor gesundheitsgefährdendem Schienenverkehrslärm zu schützen. Es bleibt daher danach noch weiterer Bedarf an Lärmverringerung. Diese können durch eine Kombination weiterer Maßnahmen am Wagen, der Lokomotive und an der Infrastruktur erreicht werden. Bei der Infrastruktur ist jedoch auch wichtig, dass vor allem solche Maßnahmen ergriffen werden, die sich gut in das Gesamtbild der entsprechenden Region einfügen. Eine sechs Meter hohe Beton-Lärmschutzwand sollte nur als letztes Mittel genutzt werden, wenn andere Maßnahmen nicht zielführend sind. Der Forschungsbericht ”Strategien zur effektiven Minderung des Schienengüterverkehrslärms in Deutschland” stellt hier innovative Maßnahmen vor, vom Akustischen-Hochgeschwindigkeits-Schienenschleifen bis hin zu niedrigen Schallschutzwänden. Weiterhin werden auch Maßnahmen betrachtet, die singuläre Ereignisse verringern können, wie z.B. das Kurvenkreischen. In dem Vortrag werden die vorgestellten Maßnahmen unter Lärmverringerungsmöglichkeiten im Bezug zu den Investitions- und Betriebskosten betrachtet.
11:00	Optimierung von Rumpelstreifen mittels Wahrnehmungstests Christian Kasess, Thomas Maly, Wolfgang Kluger-Eigl, Holger Waubke [Abstract] Rumpelstreifen sind entlang des Fahrbahnrandes in den Straßenbelag gefräste Vertiefungen, die beim Überfahren akustisch und taktil vor dem Verlassen der Fahrbahn warnen. Dadurch weisen sie zwar eine positive Wirkung auf die Verkehrssicherheit auf, jedoch ist die Anwendung wegen der erhöhten Lärmbelastung beim Überfahren im Nahbereich bebauter Gebiete problematisch. Ziel dieses Projektes ist es, mögliche Varianten für Rumpelstreifen zu bestimmen, welche eine vergleichbare aufmerksamkeitserregende Wirkung für den Fahrer aufweisen und zugleich weniger Lärm in der Umgebung verursachen. Dazu wurde eine Teststrecke mit neun unterschiedlichen Fräsmustern erstellt. Um die akustische Wirkung der Schallimmissionen sowie des Fahrzeuginnengeräusches zu beurteilen, wurden binaurale und konventionelle Messungen an der Teststrecke, sowie in einem Personen- und einem Lastkraftwagen durchgeführt. Ergänzend wurden Beschleunigungen am Lenkrad und am Fahrersitz erfasst. Mittels der akustischen Messungen wird ein Simulationsmodell für nicht auf der Teststrecke vorhandene Fräsmuster entwickelt. Es werden hierbei verschiedene Ansätze verfolgt, wie zum Beispiel die Überlagerung gemessener Impulsantworten oder die direkte Modifikation bestehender Messungen. Durch Wahrnehmungstests im Labor zur subjektiven Beurteilung gemessener und simulierter Überfahrten und durch Vergleich der Beschleunigungswerte sollen optimierte Muster gefunden werden, welche im Anschluss auf der Teststrecke ergänzt und durch erneute Messungen überprüft werden.
11:20	Bewertung von Flugroutensystemen unter Berücksichtigung der Gesamtlärmbetrachtung nach VDI 3722 - Blatt 2 Kai Johannsen, Andreas Lenz [Abstract] Spätestens seit der Diskussion um die Flugrouten des Flughafens BER besteht ein großes Interesse, Flugroutensysteme als Ganzes zu bewerten. Das Umweltbundesamt hatte im Rahmen der Benehmensregelung die BER-Flugrouten bewertet und hierbei auch Dosis-Wirkungsbeziehungen herangezogen. Seit dem Jahr 2013 gibt es die VDI 3722 Blatt 2 in der die Vorgehensweise der Gesamtlärmbetrachtung beschrieben wird. Hier liegen ebenfalls Dosis-Wirkungsbeziehungen zugrunde. In diesem Beitrag werden verschiedene sich stark unterscheidende Flugroutensysteme untersucht und zur Bewertung die VDI 3722 herangezogen. Auf diese Weise ergeben sich Einzahlwerte zur Klassifizierung der Vorzugsvarianten unter Lärmschutzgesichtspunkten. Bei der Gesamtlärmbetrachtung hat die Wahl des Bezugsraums aber auch die Berücksichtigung niedriger Pegel einen großen Einfluss. Neben diesen Parametern wird auch die Rechenunsicherheit betrachtet und die Notwendigkeit eines Abschneidekriteriums diskutiert. Abschließend werden die Ergebnisse der Gesamtlärmbetrachtung denen unter alleiniger Berücksichtigung des Fluglärms gegenübergestellt.
11:40	Fluglärmberechnungen nach CNOSSOS-EU in Deutschland Juliane 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.

Sitzungsleitung:

W. Bartolomaeus, Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach, Bergisch Gladbach M. Chudalla, Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach, Bergisch Gladbach

14:20	Untersuchungen zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften im tieferen Frequenzbereich von Glaswollpaketen für Flugzeugkabinenisolierungen Hannah Hoppen, Wolfgang Gleine, Otto von Estorff [Abstract] Die Entwicklung neuer Flugzeugkonzepte berücksichtigt zunehmend Triebwerke mit größer werdendem Nebenstromverhältnis. Einhergehend mit dieser Veränderung tritt in der Flugzeugkabine ein tonhaltiges Schallspektrum im Frequenzbereich unter 1000 Hz auf. Die derzeitige Isolierung, bestehend aus einer Doppelwand, aus der Flugzeugstruktur sowie der Kabinenwandverkleidung mit eingebetteten Glaswollpaketen, liefert gute Schallisolationseigenschaften im höheren Frequenzbereich ab 1000 Hz. In diesem Beitrag werden Konzepte untersucht, in wie weit man die Eigenschaften der Glaswolle so verändern kann, dass sie auch im tieferen Frequenzbereich unter 1000 Hz verbesserte Schallisolationseigenschaften aufweist.
14:40	Priorisierung von Lärmminderungsmaßnahmen in Verkehrsnetzen Sebastian Eggers [Abstract] Sowohl in der Lärmaktionsplanung als auch etwa in der Straßenunterhaltung stellt sich die Frage, wie begrenzte Ressourcen ideal eingesetzt werden und wie Maßnahmen zur Lärmminderung priorisiert werden können. Gezeigt werden soll ein neuer Ansatz, um Hot-Spots auch in größeren Verkehrswegenetzen zu identifizieren. Dabei wird ein Verfahren vorgestellt, das über die Darstellung von Belastetenschwerpunkten hinausgeht. Es sollen statt der Orte der resultierenden Immission die relevant beitragenden Emittenten hervorgehoben werden, an denen vorzugsweise bei der Lärmminderung angesetzt wird. Das entwickelte Verfahren kann nach gegebenen Parametern (wie etwa möglicher Emissionsminderung, Kostengrenzen, maximaler Streckenlänge) automatisiert eine Priorisierung erstellen und visualisieren. Nach allgemeinen Vorberechnungen wird nur eine kurze Rechenzeit benötigt, sodass eine Vielzahl von Varianten in kürzester Zeit untersucht werden kann. Zur zusammenfassenden Bewertung der Belastung lassen sich unterschiedliche existierende Verfahren einsetzen. Mit Ansätzen wie der VDI 3722-2 ist auch eine Gesamtlärmbewertung bei Mehrfachbelastungen durch verschiedene Verkehrsträger möglich.
15:00	Einfluss von Witterung auf die akustischen Eigenschaften von Lärmschutzwänden Marco Conter, Martin Czuka, Reinhard Wehr, Andreas Fuchs [Abstract] Lärmschutzwände sind eine weit verbreitete technische Maßnahme zur Reduktion von Lärmimmissionen aus dem Straßen- und Schienenverkehr. Das Forschungsprojekt IBIS untersuchte den Einfluss von unterschiedlichen Umweltfaktoren wie Temperatur, Nässe und Feuchte auf das akustische Verhalten von Standard-Aluminiumkassetten. Nach einer Literaturstudie wurde das in-situ Messverfahren der Schallreflexion nach CEN/TS 1793-5 für Untersuchungen in einer Klimakammer adaptiert. Messungen der in-situ Schallreflexion haben bei verschiedenen Lufttemperaturen und -feuchtigkeiten stattgefunden. Zudem wurde das akustische Verhalten (Schalldämmung und Schallreflexion) eines Standardelements nach einer kontrollierten Beregnung mittels in-situ Messungen nach EN 1793-5 und EN 1793-6 untersucht. Auf Basis der durchgeführten Messungen wurde der Einfluss der Lufttemperatur, der Luftfeuchtigkeit sowie von Nässe auf die bereits erwähnten akustischen Eigenschaften untersucht. Aufbauend auf den Messergebnissen und der Literaturrecherche wurden Analysen durchgeführt, mit dem Ziel ein Prognosemodell über den Einfluss von Witterung auf die Schalldämmung und die Schallreflexion zu erstellen. Die wichtigsten Ergebnisse der Untersuchung werden in diesem Artikel präsentiert. Die ebenfalls in diesem Projekt durchgeführten Untersuchungen zum Thema Langzeitverhalten werden in einem anderen Fachbeitrag präsentiert. Das Projekt IBIS wurde von der Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG im Rahmen des Forschungsprogramms ”Mobilität der Zukunft” (Ausschreibung 2012, Projektnummer 840444) gefördert.
15:20	3D-Simulation und Wirkungsanalyse von Lärmschutzmassnahmen mittels Randelementmethode Peter Inäbnit [Abstract] Die bauliche Verdichtung innerhalb des Siedlungsraumes geschieht oft in Gebieten, die gut Erschlossen, gleichzeitig jedoch durch Lärm bereits erheblich vorbelastet sind. Die Anforderungen an Bauprojekte in diesen lärmbelasteten Gebieten sind entsprechend hoch. Da die Lärmschutzmassnahmen gemäss der schweizerischen Lärmschutz-Verordnung (LSV, Art. 31) oftmals nicht ausreichen, resp. sich in den konkreten Projekten nicht immer umsetzen lassen, werden zunehmend Massnahmen an der Gebäudefassade umgesetzt, welche ein ruhiges Belüftung über die Fenster ermöglicht. Mittels numerischer Methoden können immer mehr komplexe Berechnungsaufgaben im 2- und 3-dimensionalen Raum gelöst werden. So lassen sich auf der Basis der Helmholtz-Gleichung akustische Fragestellungen mit der Randelementmethode (engl. boundary element method, BEM) lösen. Deshalb untersucht die Lärmschutzfachstelle Basel-Landschaft mit Unterstützung der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) den Einsatz der BEM zur Beurteilung von Lärmschutzmassnahmen an den Fassaden von Gebäuden. Grundsätzlich soll aufgezeigt werden, ob mit aktuellen BEM-Tools die grossflächigen Strukturen berechnet werden können. Weiter werden für verschiedene Lärmschutzmassnahmen Berechnungen durchgeführt, um deren Wirksamkeit nachzuweisen. Dabei werden die Berechnungsergebnisse zur Validierung mit Messungen verglichen. Ziel wäre, dass neue Ansätze von Lärmschutzmassnahmen bereits in der Entwicklung verlässlich auf ihre Wirksamkeit getestet werden könnten, ohne dass zuerst eine Massnahme baulich umgesetzt und anschliessend mittels Messungen die Wirksamkeit ermittelt werden muss.

Sitzungsleitung:

W. Bartolomaeus, Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach, Bergisch Gladbach M. Chudalla, Bundesanstalt für Straßenwesen, Bergisch Gladbach, Bergisch Gladbach

16:40	Akustische Eigenschaften von durchlochten Membran-Metamaterialien Felix Langfeldt, Hannes Kemsies, Wolfgang Gleine, Otto von Estorff [Abstract] Akustische Membran-Metamaterialien bestehen aus dünnen, vorgespannten Membranen mit darauf aufgebrachten Massen. Trotz ihrer vergleichsweise leichten Bauweise mit Flächenmassen um 2 kg/m2 zeichnen sich diese Strukturen durch Schalldämmmaße aus, die in schmalen Frequenzbereichen unter 1000 Hz erheblich größer sein können als die Schalldämmmaße von Einfachwänden, die nur dem Massegesetz folgen. Dies macht akustische Membran-Metamaterialien besonders für solche Anwendungsfälle interessant, in denen Schallschutzmaßnahmen strengen Gewichtsgrenzen unterliegen (wie z.B. in Flugzeugkabinen). Die schmalbandige akustische Wirkungsweise dieser Metamaterialien ist jedoch nachteilig für eine potenzielle Anwendung. Mittels einer Perforation der Membran ist es möglich, die tieffrequente Schalldämmung von Membran-Metamaterialien breitbandiger zu gestalten, ohne die Gesamtmasse zu verändern. Die Perforation kann z.B. im Innern einer Ringmasse erfolgen. Das eingegrenzte Luftvolumen agiert als zusätzlicher Freiheitsgrad in dem dynamischen System, welcher zur Einstellung der Schalldämmeigenschaften genutzt werden kann. Im vorliegenden Beitrag wird ein einfaches theoretisches Modell basierend auf der Impedanzmethode dazu verwendet, die physikalischen Mechanismen in diesen durchlochten Membran-Metamaterialien zu erklären. Erweiterte Konfigurationen, z.B. Kombinationen mehrerer durchlochter Membran-Metamaterialien, werden mit Hilfe von analytischen Berechnungen und Impedanzrohrmessungen untersucht und hinsichtlich der Schalldämmung und -absorption bewertet.
17:00	Lärmarme Beläge - Erhalten was man bestellt! Emanuel Hammer, Hanspeter Gloor, Erik 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.
17:20	Untersuchung zur akustischen Wirkung von Photovoltaik-Modulen Christoph Hiltner, Jörg 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.
17:40	Verkehrsträgerübergreifende Lärmimmission Michael 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.

Sitzungsleitung:

T. Ring, TU Braunschweig, Braunschweig J. Verhey, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Abt. f. Experim. Audiologie, Magdeburg

14:20	Berufsbegleitender Studiengang Master Ingenieurakustik Daniel Trojer [Abstract] Der Masterstudiengang Ingenieurakustik ist als berufsbegleitender Studiengang in Kooperation der Hochschule München mit der Hochschule Mittweida konzipiert. Er ist insbesondere auf die Belange des berufsbegleitenden Studierens für Ingenieurinnen und Ingenieure ausgerichtet. Zielgruppe sind Absolventen aller ingenieurwissenschaftlichen Studiengänge. Auch für Studierende anderer als ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen, z.B. aus dem Bereich Physik, wie auch aus anderen Hochschulen und Universitäten mit ähnlichen Studiengängen soll der Masterstudiengang offen sein. Zugangsvoraussetzung ist ein Bachelor- oder Diplomabschluss in Natur- oder Ingenieurwissenschaften. Der Masterstudiengang Ingenieurakustik ist in seinem Profil anwendungsorientiert ausgerichtet, mit interdisziplinären wissenschaftlichen Schwerpunkten in folgenden Bereichen: Lärmarme Konstruktion und Schallschutz, Fahrzeugakustik und Verkehrslärm, Bau- und Raumakustik, Medienakustik und Tontechnik, Psychoakustik sowie Simulationsmethoden der Akustik. Die Regelstudienzeit beträgt fünf Semester. Das Studium schließt mit einer Masterarbeit ab. In diesem Zeitraum werden inklusive der Masterarbeit 90 ECTS Kreditpunkte erarbeitet. Dabei umfasst jedes Semester 16 bis 20 ECTS Kreditpunkte. Die Dozentenschaft rekrutiert sich aus der kooperativen länderübergreifenden Zusammenarbeit der beteiligten Hochschulen, Professoren anderer Hochschulen und Universitäten sowie Spezialisten aus ganz Deutschland. Auch die Studenten entstammen verschiedenen Tätigkeitsfeldern sowie Bundesländern. Im WS 2015/16 ist die erste Kohorte gestartet. Diese ist mittlerweile am Standort München in Ihrem 4. Semester.
14:40	TU9-MOOC Communication Acoustics: Erste Erfahrungen Sebastian Möller, Jens Ahrens, M. Ercan Altinsoy, Martin Buchschmid, Janina Fels, Stefan Hillmann, Christoph Hohnerlein, Gerhard Müller, Bernhard Seeber, Michael Vorländer, Stefan Weinzierl, Sebastian Knoth, Wolfram 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.
15:00	Multimodale Lehrmedien in der Akustik Tobias Ring, Sabine Langer [Abstract] Universitäre Lehre ist häufig durch eine eher ”nüchterne” Inhaltsvermittlung unter Verwendung weniger medialer Elemente geprägt. Einbeziehung der Studierenden und Übungen im ”hands-on”-Stil sind häufig die Ausnahme. Dabei bietet gerade die Akustik viele Möglichkeiten, die Lehre multimedial aufzubereiten und dabei auch den Studierenden einen Mehrwert zu bieten. Der Medien-Einsatz kann dabei sowohl auf einzelne Medien-Formen begrenzt sein als auch verschiedene Medien kombinieren mit dem Vorteil, auf der Empfängerseite mehrere Sinne anzusprechen. Nach dem Modalitätsprinzip geht diese Kombination mit der Fähigkeit einher, eine größere Informationsmenge aufnehmen und verarbeiten zu können. Die Verwendung solcher multimodaler Lehrmedien kann also Akustik-Lehre interessanter gestalten und bietet auch die Möglichkeit über neue Zugänge Wissen bei den Studierenden nachhaltig zu verankern. Die Förderlinie in medias res an der TU Braunschweig hat die Verbesserung der Lehre zum Ziel. In diesem Rahmen wurde das Projekt ”Hochverfügbare, multimodale Lehrmedien in der Akustik” bearbeitet, über welches in diesem Beitrag berichtet wird. Der Fokus bei der Bearbeitung lag auf der Generierung von Lehrelementen unter Einbeziehung des Modalitätsprinzips, also dem gleichzeitigen ansprechen verschiedener Sinne. Dabei sind unter anderem Lehrvideos, interaktive Diagramme und Soundbeispiele entstanden. Diese Elemente werden gemeinsam in einer Homepage online bereit gestellt, so dass auch die Verfügbarkeit für die Studierenden gesteigert wird.
15:20	Makerspace Lautsprecher AG – Praxisnahes Lernen am Lehrstuhl für Akustik und Haptik Sebastian Merchel, M. Ercan 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.

Sitzungsleitung:

T. Ring, TU Braunschweig, Braunschweig J. Verhey, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Abt. f. Experim. Audiologie, Magdeburg

15:40

Developing teaching frameworks for digital audio signal processing based on ARDUINO and ANDROID Bastian Epp, Tobias Christensen, Mikkel Petersen, Nikolaj Christiansen [Abstract] Digital audio signal processing (DSP) plays an increasingly important role in modern acoustics. The teaching methods used in DSP are however not evolving as fast as the technology that students use on a daily basis. Hence, students can experience difficulties in following the teaching and to link the contents to their experience and interests, simply because there is an increasing gap between the teaching methods and the way they access and process information. One way to bridge this gap is to use the same techology in teaching as the students use in their everyday life and free time. This does not only narrow the gap between the teaching method and the students’ required effort but also evokes inherent motivation in the student, facilitating deep learning. Results of two projects following this approach are presented. Both were aimed towards evaluating the applicability of either ANDROID or ARDUINO as suitable platforms for teaching of DSP. Both projects were very successful and students took ownership of the project already at an early stage. The resulting products were an ANDROID based app, running on an average ANDROID tablet with basic functionalities, and an ARDUINO based hard- and software package to process audio signals.

Organisation:

A. Dobrucki, Wroclaw University of Technology, Wroclaw

9:20	Holographic Measurement of Electroacoustic Transducers in a Baffle Xiangqiong Zeng, Christian Bellmann, Wolfgang 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.
9:40	Holographic Measurement of Sound Radiation Behaviour of Personal Device Shuo He, Christian Bellmann, Wolfgang 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.
10:00	Sensitivity of nonlinear distortion in loudspeakers to the change of parameters Andrzej Dobrucki, Maurycy Kin, Piotr Otreba [Abstract] Algorithms of reduction of nonlinear distortion in loudspeakers with DSP require the identification of the parameters. These parameters can be either linear, as the mass of membrane and voice-coil, stiffness of the suspension, mechanical and electrical resistances, inductance of the voice-coil and Bl-factor; or nonlinear which describe nonlinearities of the compliance of suspensions, Bl-factor and voice-coil inductance. If the loudspeaker is placed in an enclosure, the additional parameters which characterize enclosure should be taken into account. These parameters are e.g. acoustical compliance of the enclosure, acoustical mass and resistance of the canal. The identification of the parameters is always characterized by a uncertainty. When the parameters are identified incorrectly, the algorithm of reduction will give incorrect results and instead of reduction even the increase of distortion can occur. Then, the determination of sensitivity of nonlinear distortion to change of parameters is important. As the measure of the nonlinear distortion the coefficients of harmonic and intermodulation distortion have been defined. Their sensitivity as the function of frequency to the Thiele-Small parameters and normalized nonlinear parameters has been determined. The nonlinearities have been described with second-orders curves of displacement.
10:40	Impact of changes in the parameters of digital filters for loudspeaker nonlinear distortion using the broadband noise method Rafal Siczek [Abstract] This article presents the continuation of tests on the measurements of the product of nonlinear distortion in dynamic loudspeakers with the use of digital filters. As demonstrated in the recent measurement sand the analysis of the results obtained on the tests on loudspeaker nonlinear distortions, the parameters of digital filters used in the broadband noise method affect significantly the obtained results. This research presents results of the tests with using Chebyshev’s bandstop and bandpass filters of types I and II. These filters significantly improve the quality of the measurements of nonlinear distortions in a dynamic loudspeaker by the broadband noise method.
11:00	Vergleich eines elektromechanischen und eines statistischen Lautsprechermodells zur Prädiktion der Membranauslenkung und Membranschnelle Maximilian Wolf, Daniel Beer, Andreas Männchen, Johannes 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.
11:20	Kombinierte lineare und nichtlineare Simulation eines elektrodynamischen Lautsprechers für Kopfhörer mit Hilfe einer modularen Simulationsumgebung, basierend auf der LEM und FEM. Tilman Koch [Abstract] Elektrodynamische Lautsprecher können je nach Anforderung und Zielsetzung mit unterschiedlichsten Verfahren simuliert werden, wobei in dieser Arbeit der Fokus auf der LEM und der FEM. Es wird eine Modulare Simulationsumgebung dargestellt, in welcher die jeweiligen Vorteile der entsprechenden Simulationsmethode genutzt werden könne. Hierbei kann für verschiedene Domänen je nach Anforderung die jeweilige Methode gewählt werden. Für detaillierte, die physikalische Realität abbildende, aber vor allem lineare Simulationen bietet sich hierbei die FEM an. Bei der LEM liegt der Fokus einerseits auf der einfachen Handhabung und Übersichtlichkeit der entsprechenden Parameter, andererseits auf der effizienten lichtlinearen Simulation. Des Weiteren bietet die FEM hier die Möglichkeit lineare sowie nichtlineare Parameter für die LEM zu generieren.
11:40	Design-Methoden für Flachlautsprecher in der Flugzeugkabine Benjamin Becker, Abderrazak Mejdi, Arnaud Caillet, Kay 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.

Sitzungsleitung:

S. Uppenkamp, CvO Universität Oldenburg, Medizinische Physik, Oldenburg C. Koch, Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Braunschweig

14:20	Adaptive mehrkanalige Geräuschkompensation für magnetoelektrische Sensoren Jens Reermann, Christin Bald, Phillip Durdaut, André Piorra, Volker Röbisch, Dirk Meyners, Eckhard Quandt, Michael Höft, Gerhard 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.
14:40	Einfluss der Stimmlippenoberfläche und asymmetrischer Elastizitätsmodule auf die Phonation Gregor Peters, Alexander Lodermeyer, Anne Kutz, Franziska Gröhn, Stefan 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.
15:00	Beeinflusst Infraschallexposition die kognitiven Fähigkeiten? Eine fMRT-Studie Christian Koch, Markus Weichenberger, Robert Kühler, Albrecht Ihlenfeld, Simone Kühn [Abstract] Die Exposition mit Infraschall wird insbesondere in der Umgebung von Anlagen für die Gewinnung erneuerbarer Energie oft in den Zusammenhang zu schlechterem Befinden, Schlafstörungen, verminderten kognitiven Fähigkeiten bis hin zur Verursachung schwerer gesundheitlicher Beschwerden gebracht. Eine objektive Überprüfung dieser Zusammenhänge ist schwierig und zweifelsfreie, von allen Beteiligten anerkannte Resultate und Schlussfolgerungen gibt es bisher nur in geringem Maße. In einem durch die Europäische Union im Rahmen des European Metrology Research Programme (EMRP) geförderten Projekts wurde deshalb untersucht, in wieweit Infraschall die kognitive Leistungsfähigkeit beeinflusst. Dazu wurden 13 Testpersonen während der Lösung von Gedächtnisaufgaben beschallt und die dadurch entstehende bzw. sich verändernde Hirnaktivität mit Hilfe der funktionalen Magnetresonanztomographie (fMRT) gemessen. Weiterhin wurde mit Hilfe von Fragebögen der Einfluss auf die Persönlichkeitsstruktur bestimmt. Es konnte dabei gezeigt werden, dass die Beschallung zwar deutliche Reaktionen im primären auditorischen Cortex erzeugt, sonst aber keine Änderungen zum Fall ohne Infraschalleinwirkung auslöst. Es konnte sogar ein, statistisch allerdings nicht signifikanter Trend zu einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit hin festgestellt werden. Auch die Bestimmung von wichtigen Persönlichkeitsmerkmalen wies keine Korrelation zur Beschallung auf. Damit konnte in diesem, allerdings in künstlicher Umgebung mit künstlichen Stimuli durchgeführtem Experiment kein Hinweis auf negativen Einfluss von Infraschall auf kognitive Fähigkeiten nachgewiesen werden.
15:20	Konnektivitätsanalyse von auditorischen Aktivierungskarten aus funktioneller MR-Tomographie Stefan Uppenkamp, Zacharais Njam Mokom, Oliver Behler [Abstract] Funktionelle Magnetresonanztomographie stellt seit vielen Jahren ein wichtiges Werkzeug zur Erforschung der Hörfunktion des Menschen dar. Weit verbreitet ist dabei die Datenanalyse mit einem linearen Regressionsmodell, das in der Regel die unterschiedlichen Regionen der Hörbahn unabhängig voneinander untersucht. Mögliche Interaktionen der Stationen der aufsteigenden Hörbahn und der verschiedenen kortikalen Areale untereinander bleiben dabei oft weitgehend unberücksichtigt. Um Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Regionen zu untersuchen, werden in der Literatur verschiedene Verfahren der sogenannten Konnektivitätsanalyse vorgeschlagen. Im einfachsten Fall werden Zusammenhänge durch die Korrelation der gemessenen BOLD-Antworten aus verschiedenen Arealen aufgedeckt. Einen Modellansatz zur Erschließung kausaler Abhängigkeiten stellen Multi-Regressionsmodelle wie z.B. Strukturgleichungsmodelle dar. In diesem Beitrag wurden diese verschiedenen Ansätze der Konnektivitätsanalyse verwendet, um das Zusammenspiel der Aktivierung von Stationen der aufsteigenden Hörbahn und verschiedenen Abschnitten des auditorischen Kortex bei unilateraler Stimulation mit schmalbandigem Rauschen und bei unterschiedlichen Pegeln zu untersuchen. Die Ergebnisse bestätigen, konsistent über verschiedene Reizpegel hinweg, die gemäß der Anatomie der Hörbahn erwarteten Zusammenhänge zwischen kortikalen und subkortikalen Strukturen. Sie belegen auch eine hohe Spezialisierung verschiedener Areale des auditorischen Kortex für unterschiedliche Stimulusmerkmale. So findet sich im lateralen Abschnitt des ersten transversalen Gyrus im Schläfenlappen (Heschl-Gyrus) im Gegensatz zum primären auditorischen Kortex nur ein geringer Effekt des Pegels.

Organisation:

J. Abshagen, Wehrtechnische Dienststelle 71, FWG, Eckernförde I. Schäfer, Wehrtechnische Dienststelle 71, Eckernförde

14:20	Verbesserung der Sprachverständlichkeit bei analoger Unterwasserkommunikation durch Nutzung von digitalen Anfangs- und Endmarken Ivor Nissen, Eric Kuhnt-Matthé [Abstract] In diesem Beitrag wird die Verwendung von digitalen Markierungen in Form von Pre- und Postambeln bei der analogen akustischen Sprachübertragung im Unterwasserbereich eingeführt, ähnlich der Quindar-Töne der NASA. Diese Erweiterung gestattet es, 80 Jahre nach den ersten analogen Sprachübertragungen in der Kieler Förde, den Schallkanal zu vermessen, Verzerrungen zurückzurechnen, um damit die Sprachverständlichkeit für den Hörer zu verbessern, aber auch durch die zeitliche Begrenzung mit Anrufbeantworter- und Verschleierungsfunktionen ein Unterwassertelefon aufzurüsten. Messungen in See wurden 2014 auch im Tiefwasser durchgeführt, Auswertungen werden vorgestellt.
14:40	Robust, digital communication in the horizontal underwater channel Tim Claussen, Sabrina 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.
15:00	Real-time Simulation of Underwater Acoustic Channels Anton Namenas, Thorben Kaak, Gerhard Schmidt [Abstract] Today research interests in underwater communication and navigation are continuously growing. However, testing of new systems involves a lot of effort and costs. Due to this fact it is often useful to develop a complex simulation environment. The first aspect of the underwater channel simulation is closely related to the questions: What happens with an acoustic signal if it propagates through the water? And what kind of transformations are resulting from this? Under water, there are a variety of effects which are influencing the propagation of the sound waves. This work deals with the real-time simulation of underwater signals for SONAR signal processing. The main focus lies in the implementation of an adaptive ray tracing method, which allows the simulation of multipath propagation under the influence of a given sound velocity profile and other environmental properties such as the structure of the sea bottom or the sea surface. Another feature of the simulation is the generation of spatially coherent noise signals with application to ambient sea noise in case of a multiple receiver system.
15:20	Datenauswertung des skalierten Wasserschall-Tankexperiments der WTD 71 Arne Stoltenberg [Abstract] Das Tankexperiment im Projekt ”Virtueller Ozean” dient der Validierung des phasengenauen Schallausbreitungsmodells ”PESSim” der WTD 71. Durch die ortsgenaue Positionierung des Empfängers zwischen Boden und Oberfläche ergeben sich Möglichkeiten der Untersuchung der Mehrwegeausbreitung. Gleichzeitig kann die Ausbreitung der Teilwellenfronten zur Bestimmung und Ausrichtung des geometrischen Experimentaufbaus genutzt werden. Anhand der Daten von verschiedenen Szenarien im Wassertank (schräge Böden, Schichtung, periodische Strukturen, Streuzentren) werden Methoden und Grenzen der Datenauswertung der Experimente gezeigt.
16:40	Messung des Rammschalls an der Forschungsplattform FINO 3, Parametervariabilität der Schallausbreitung Matthias Wildemann, Andreas Müller, Carsten Zerbs, Frank Gerdes [Abstract] Im Umfeld der Forschungsplattform FINO3 (Nordsee) wurden von der WTD 71 Schallmessungen parallel zu Gründungsarbeiten an einem Windpark durchgeführt. Zur Messung wurde eine Hydrofonkette aus sechs Hydrofonen verwendet, das zugehörige Messsystem war auf der mit einer Stromversorgung ausgestatteten FINO 3-Station aufgestellt, was eine dauerhafte Aufzeichnung der Messdaten ohne zwischenzeitliche Wartung ermöglichte. Dieser Beitrag stellt Ergebnisse von Rammschall-Untersuchungen vor, die sich mit dem Einfluss von zeitlich veränderlichen, quellseitigen Eingangsgrößen, der Ausbreitung des Schalls und Umweltbedingungen auf die erfassten Messdaten befassen. Die dargestellten Ergebnisse werden im Hinblick auf den Einfluss von verschiedenen Parametern und deren Variabilität bzw. Unsicherheit diskutiert. Ein Teil der Messungen erfolgte im Auftrag der Forschungs- und Entwicklungszentrum Fachhochschule Kiel GmbH und wurde gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.
17:00	Estimation of the number of whale individuals based on click sounds of selected whale species Carlos de Obaldia, Udo 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.
17:20	Towards Quantitative Estimates of Marine Gas Bubble Streams in Water Column Imaging Multibeam Systems Peter Urban, Eva Peschke, Gerhard Schmidt, Jens Greinert [Abstract] Active acoustic systems are sensitive and effective tools for the detection and investigation of underwater gas bubble releases. Specifically multibeam echosounder systems (MBES) combine a long acoustic detection range with a wide swath-width (120∘ and more) to gain a superior coverage per survey line. Recent methodological advances make it possible to use MBES water column image data (WCI) to detect bubble streams and generate detailed large scale acoustic maps of gas release sources, despite unwanted targets, high noise levels and strong acoustic artifacts. However, in MBES WCI, bubble streams are sampled at different ranges and by different beams which can feature different beam pattern. This causes the resulting acoustic representations of the bubble streams to vary with their relative position towards the MBES and reduces the comparability of repeatedly mapped bubble streams even for well calibrated MBES. In this contribution we present early results towards solving this problem by simulating these effects and designing special filter templates which improve the detectability and comparability of single bubble streams in acoustic gas release maps. This is an important step towards using MBES WCI for large scale quantitative estimates of underwater gas bubble releases in the future.
17:40	Auslegung eines akustischen Fensters für eine eisfeste Fächerlotanlage Christoph 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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C. Kaernbach, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Psychologie, J. Angster, Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Stuttgart

15:40

Was macht Musik 'hart'? Klangliche Merkmale zur genreübergreifenden Identifikation musikalischer Härte Isabella Czedik-Eysenberg, Denis Knauf, Christoph 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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C. Kaernbach, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Psychologie, J. Angster, Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Stuttgart

14:20	Grammatiklernen auf unterschiedlichen musikalischen Skalen – Über die Rolle der Primzahlen in der Musik Joshua Lorenzen, Christian Kaernbach [Abstract] Musikalische Strukturen folgen Regeln. In der Sprache werden Regelwerke zur Abfolge von Sprachlauten mit Grammatiken beschrieben. In diesem Sinne kann man auch von einer musikalischen Grammatik sprechen, die wir wie sprachliche Grammatik durch das Hören richtiger Tonfolgen erlernen. Wir haben uns gefragt, ob unterschiedliche musikalische Skalen mehr oder weniger gute Voraussetzungen für das Erlernen einer (neuen) Grammatik bieten. Verglichen wurden verschiedene gleichstufige Stimmungen: Oktave (1:2) geteilt durch 12 Stufen (entspricht der heute üblichen westlichen Stimmung), Tritave (1:3) geteilt durch 13 Stufen (auch bekannt als Bohlen-Pierce Skala), und die Doppeloktave (4:1) geteilt durch 21 Stufen. Die Teilnehmer hörten über 30 Minuten 18 verschiedene Sequenzen in randomisierter Reihenfolge 20-mal wiederholt. Diese Sequenzen folgten einer finite-state Grammatik moderater Komplexität. In der Testphase wurden 15 der bekannten 18 Folgen randomisiert mit 15 neuen Folgen derselben Grammatik und mit 15 fehlerhaften Folgen dargeboten und die Teilnehmer befragt, ob die Folgen alt/grammatisch, neu/grammatisch oder neu/ungrammatisch seien. Es zeigte sich, dass bei allen drei Skalentypen die Grammatik auf neue grammatische Folgen übertragen werden konnte. Am besten klappte dies naturgemäß für die heute übliche Stimmung, am schlechtesten für die Bohlen-Pierce-Skala. In weiteren Experimenten soll überprüft werden, ob diese Unterschiede tatsächlich an den Zahlenverhältnissen der jeweiligen Skala liegen.
14:40	Formanten als hilfreiche Timbre-Deskriptoren für die Darstellung von Blasinstrumentenklängen Christoph Reuter, Isabella Czedik-Eysenberg, Saleh Siddiq, Michael 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.
15:00	Timbre Space reloaded: Tonhöhe und Dynamik als Teil der Klangfarbenempfindung Saleh Siddiq, Christoph Reuter, Isabella Czedik-Eysenberg, Denis 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.
15:20	Entwicklung eines Systems zur automatischen Musikempfehlung im Kontext des Audio Brandings Jochen Steffens, Steffen Lepa, Hauke Egermann, Andreas Schönrock, Martin Herzog [Abstract] In den vergangenen Jahren haben Audio Branding und Music Branding, d.h. Maßnahmen akustischer Markenführung im Bereich des Marketings, zunehmend an Bedeutung gewonnen. Das EU-geförderte Forschungsprojekt ABC_DJ zielt darauf ab, Audio-Branding-Agenturen mit Softwarelösungen auszustatten, die eine Identifikation markenrelevanter Musikstücke aus großen Archiven, etwa zur automatischen Generierung von Playlists, ermöglicht. Zu diesem Zweck soll ein statistisches Modell entwickelt werden, das den semantischen Ausdruck von Musiktiteln basierend auf deren akustischen Charakteristika sowie dem sozialen und kulturellen Kontext der Hörer vorhersagt. Im ersten Schritt wurde dafür zunächst das sogenannte General Music Branding Inventory (GMBI) entwickelt, welches ein umfangreiches, psychometrisch optimiertes Fachvokabular von Markenattributen dargestellt, wie es im Kontext des Music Branding verwendet wird. Daraufhin wurde eine Online-Studie mit 3240 Personen aus drei europäischen Ländern durchgeführt. Im Rahmen dieser Studie wurden die Versuchsteilnehmer gebeten, Auszüge aus verschiedenen Musikstücken mit Hilfe der GMBI-Attribute zu bewerten. Insgesamt wurden für den Versuch 183 Musikausschnitte aus 61 verschiedenen Stilistiken mit einer Länge von jeweils 30 Sekunden verwendet. Diese Ausschnitte wurden zudem in Hinblick auf 50 verschiedene Audio Features analysiert. Im Rahmen des Beitrages werden erste Ergebnisse der Studie, insbesondere zum Zusammenhang zwischen musikalisch-akustischen Eigenschaften und dem wahrgenommenen semantisch-emotionalen Musikausdruck, dargestellt. Darauf basierend werden ferner erste Entwürfe des Vorhersagemodells skizziert.

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C. Kaernbach, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Psychologie, J. Angster, Fraunhofer-Institut für Bauphysik, Stuttgart

16:40

Affektiv-physiologische Reaktionen auf DJ-Performances Hannes Helmholz, Philipp Matalla, Steffen Lepa [Abstract] Im Zuge der Zunahme von DJ-Performances im Rahmen populärmusikalischer Veranstaltungen mit elektronischer Tanzmusik (EDM) gewinnt deren Einfluss und Wirkung auf das Publikum an Bedeutung. Das folgende Paper legt den Fokus auf physiologische Reaktionen während der auditiven Wahrnehmung derartiger Auftritte. Dazu wurden in einem Experiment die Veränderungen von Hauttemperatur, Hautleitwert und Puls analysiert. Diese Körperfunktionen sind als unspezifische affektive physiologische Reaktionen auf auditive Stimuli anzusehen, die lediglich die Vorstufe für vollständige musikästhetische Emotionen bilden. Dennoch sollen Sie zeigen, ob die Eingriffe eines DJs, in Form dynamischer Filter, in der physiologischen Erregung der Rezipienten versuchspersonenunabhängig und regelhaft rund um den Zeitpunkt des Eingriffs widerspiegeln. An der Studie haben 10 Frauen und Männer mit einer Vorliebe für elektronische Tanzmusik teilgenommen. Die künstlerisch-performativen Eingriffe wurden so präsentiert, dass abhängig vom Zeitabschnitt die jeweils andere der zwei homogenen Probandengruppen als Kontrollgruppe diente. In den Ergebnissen konnten verschiedenartige Reaktionen in Abhängigkeit von den erfolgten DJ-Manipulationen festgestellt werden. Im gegebenen Untersuchungskontext konnten signifikante Unterschiede bei Hauttemperatur und Puls gefunden werden.

17:00

Assessing the Effect of Laminate Soundboard Characteristics in the Physics-based Model of the Piano Dora Jenei-Kulcsar, Peter Fiala [Abstract] Piano sound quality depends on many parameters. As the soundboard is responsible for inter-string coupling and sound radiation, one of the most important factor is the soundboard quality, mainly depending on geometry and the material properties. Traditional soundboards are built from solid high quality music wood (in general spruce), but in many low-priced instruments wood-laminates are used instead. Laminates are also getting more important because of the increasing demand for composite soundboards in piano manufacturing. In both cases, parameter variability - resulting either from natural wood characteristics or manufacturing tolerances - plays an important role in physics based modelling. In composite laminates both the fibre direction and layer thickness vary, that introduces uncertainty in the soundboard mechanics. We present a stochastic finite element model of the laminated piano soundboard that is capable to assess the uncertainty of its lower eigenfrequencies and mode shapes resulting from uncertain fibre directions and layer thickness. The nonlinear relationship between stochastic inputs and the response are modelled using a collocational polynomial chaos expansion technique. The stochastic soundboard model is integrated in a piano simulation tool, so the effects of chosen models and parameters are examinable in detailed simulation.

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O. Von Estorff, TU Hamburg-Harburg, Hamburg S. Marburg, TU München, Lehrstuhl für Akustik mobiler Systeme, Garching Bei München R. Lerch, Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Sensorik, Erlangen H. Waubke, Österr. Akademie d. Wissenschaften, Inst. f. Schallforschung, Wien

8:40	Numerical Acoustic Models Including Viscous and Thermal losses: Review of Existing and New Methods Peter Andersen, V. Cutanda-Henríquez, Niels Aage, Steffen 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.
9:00	Evaluation of Sound Transmission Models for Automotive Applications Maria Gavila Lloret, Ulrich Gabbert, Gregor Müller [Abstract] The weight reduction and electrification trends in the automotive industry pose a major challenge for acoustics. In order to assess the efficiency of passive noise control systems in complex real-world problems such as the sound transmission through the dashboard, robust simulation tools are required during the early development stages. Different modeling techniques to evaluate the acoustic behavior of these components are available, including semi-analytical methods based on transfer matrices, statistical approaches as the statistical energy analysis, discretization techniques like the finite element methods, or hybrid approaches. The final objective of an ongoing investigation is the simplification of existing simulation methods to obtain accurate results while keeping the computational efforts at an industrially affordable level. The performance of the mentioned techniques has been tested on a simplified setup consisting of a flat steel sheet connected with different spring-mass isolating systems. In this paper the applied numerical methods are evaluated in terms of their accuracy, modeling effort and computational costs. A special focus was on the description of the behavior of poroelastic materials. The results are also compared with measurements of the same configurations performed at a window test bench. Finally, conclusions on the application spectrum of the investigated approaches are presented.
9:20	FEM/FMBEM Modeling for a Coupled Acoustic Fluid-structure System with Damping Material Nian Yang, Leilei Chen, Kheirollah Sepahvand, Hong Yi, Steffen 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.
9:40	Numerical integration for the Isogeometric Boundary Element Method Sören Keuchel, Nils Hagelstein, Olgierd Zaleski, Otto von Estorff [Abstract] The Boundary Element Method (BEM) is one of the preferred methods to solve the Helmholtz equation numerically. It relies only on a representation of the surface. The common procedure is to approximate the geometry by triangular or quadrangle Lagrange elements, which induces a discretization error to the BEM. This error can be eliminated by a so called Isogeometric Analysis, where the exact geometry description of the CAD model is incorporated directly to the BEM. The solution accuracy is increased significantly, hence, other numerical approximations play an even more considerably role. Especially, the numerical integration is now a main source for a deviation, since it is no more sufficient to compute the values only in the order of the geometry discretization error. In the BEM weakly singular, strongly singular and hypersingular integrals occur, which make the numerical integration quite cumbersome. It is necessary to treat the different types carefully to achieve the desired solution accuracy. The contribution introduces the Isogeometric Boundary Element Method, shows the influence of the numerical integration and gives some representative numerical examples.
10:20	Vergleich von 3D-Greenschen Funktionen für eine Halbraum-BEM-Implementierung Rafael Piscoya, Martin Ochmann [Abstract] Bei 3D-Halbraumproblemen im Frequenzbereich, bei denen der Boden durch eine endliche Impedanz gekennzeichnet ist, bietet eine BEM-Implementierung einen Vorteil gegenüber anderen Methoden, wenn die Greensche Funktion die Randbedingung am Boden erfüllt. Mit solcher angepassten Greenschen Funktion muss nur die Oberfläche der Strahler und der Streuobjekte diskretisiert werden. Für einen flachen Boden mit gleichmäßiger Impedanz existieren analytische Darstellungen der Greenschen Funktion nur für schallharte und schallweiche Böden. Für andere Arten von Impedanzen finden sich in der Literatur verschiedene Formeln. Um in einer BEM-Formulierung verwendet zu werden, müssen die Greensche Funktion und ihre ersten und zweiten Ableitungen regulär sein. Sollten Singularitäten auftreten, so müssen diese integrierbar sein. In der vorliegenden Arbeit werden vier derartige Formeln untersucht und deren Genauigkeit und Rechenzeit miteinander verglichen. Die Berechnungen werden für drei verschiedene Arten von Impedanzen durchgeführt: für absorbierende (rein reelle), massenartige (rein imaginäre und positive) und federartige (rein imaginäre und negative) Impedanzen.
10:40	B-Splines und Frames Wolfgang Kreuzer, Johannes 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.
11:00	Effiziente BEM-Simulation von absorbierenden Schichtsystemen Paul Reiter, Harald Ziegelwanger [Abstract] Die Randelementmethode (engl. boundary element method, BEM) ist ein weit verbreitetes Simulationsverfahren in der Akustik. Es ist geeignet für interne und externe Problemstellungen, wobei mehrere Subdomänen über die Berechnung des Ein- bzw. Zweischichtpotenzials an den Grenzschichten gekoppelt werden können. Durch die Annahme einer komplexen Wellenzahl lässt sich das Schallfeld in einzelnen Subdomänen, wie zB. durch poröse Materialien, dämpfen. Der Rechenaufwand der BEM wird häufig durch das Ausnutzen von Symmetrien in der akustischen Problemstellung reduziert. Beispielsweise wird häufig eine Symmetrieebene verwendet, um einen reflektierenden Boden zu modellieren. Es sind aber auch andere Symmetrien möglich, wie z.B. eine periodisch-translatorische oder eine periodisch-rotatorische Symmetrie. In der folgenden Arbeit wird eine BEM Formulierung für poröse Materialien und die notwendigen Randbedingungen für eine Kopplung mit dem nicht dämpfendem Außenraum, im Rahmen einer direkten Kollokationsmethode, vorgestellt. Danach erfolgt eine Verallgemeinerung der Kopplung auf eine beliebige Anzahl von Subdomänen (Luft, Absorber, ...). Um den Rechenaufwand der vorgestellten BEM Formulierung zu minimieren, erfolgt eine Beschränkung auf rotationssymmetrische Geometrien. Dies erlaubt Beispielsweise die Berechnung des Schallfeldes, einer an einem dämpfenden Schichtsystem reflektierten Kugelwelle, woraus sich Absorptionsparameter auch für schrägen Schalleinfall bestimmen lassen.
11:20	Untersuchungen zur numerischen Dämpfung bei der Randelementemethode am Beispiel eines akustischen Innenraumproblems Suhaib Koji Baydoun, Steffen 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.
11:40	Detached Eddy Simulation der Strömung und des Schallfelds eines subsonischen Freistrahls bei moderater Reynolds-Zahl Sebastian Hakansson, Alessandro 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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O. Von Estorff, TU Hamburg-Harburg, Hamburg R. Lerch, Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Sensorik, Erlangen T. Merkel, Beuth Hochschule für Technik Berlin, Berlin S. Marburg, TU München, Lehrstuhl für Akustik mobiler Systeme, Garching Bei München

14:20	Der Pollution-Effekt bei der Randelementemethode Steffen Marburg [Abstract] In den 1990er Jahren wurde der Pollution-Effekt bei der Finite-Elemente-Methode (FEM) für die Analyse von Wellenproblemen entdeckt und detailliert untersucht. Dabei handelt es sich um einen numerischen Fehler, den man als nicht-lokal bezeichnet und der nach sich zieht, daß die üblicherweise verwendete Regel einer festen Anzahl von Elementen pro Wellenlänge nicht mehr ausreicht, um die Netzqualität zu beurteilen. Vor allem bei hohen Frequenzen bzw. dann, wenn das Berechnungsgebiet viele Wellenlängen lang ist, kommt dieser Effekt zum Tragen. Der Autor hatte seinerzeit numerische Untersuchungen getätigt, die gegen einen vergleichbaren Effekt bei der Randelementemethode (BEM) sprachen. Nun deutet sich jedoch an, daß im Zusammenhang mit numerischer Dämpfung bei BEM tatsächlich eine Art Pollution-Effekt existiert und der numerische Fehler ebenfalls von der Anzahl der Wellen im Berechnungsgebiet abhängt. Dies wird in diesem Beitrag anhand von numerischen Beispielen demonstriert.
14:40	Berechnung hysteretischer Elemente ohne elastische Rückstellkraft Holger Waubke, Christian Kasess [Abstract] Hysteretische Elemente ohne elastische Komponente erlauben eine beliebige Verlagerung des gelagerten Systems im Raum. Unter weißem Rauschen gibt es mithin keinen stationären Zustand. Nimmt man an, dass die Hysterese mit bem Modell von Bouc beschrieben werden kann und verwendet die Gaussian Closure Technique, so kann man die Momentengleichungen analytisch lösen und benötigt nur ein explizites Zeitschrittverfahren, um den Verlauf der Momente über Zeit beschreiben zu können. Zusätzlich kann man eine statische Vorbelastung berücksichtigen, was zu einer Drift des Systems führt. Die Gaussian Closure Technique ist nur eine Approximation, da die Methode davon ausgeht, dass die Verteilung der Zustandsgrößen von Gaußischer Natur ist. Insbesondere für die Kraftkompente im hysteretischen Element ist diese Annahme nicht gerechtfertigt, wenn die Hysteresen groß werden. Dennoch stellt die Annahme eine stabile Approximation dar. Neben der Kraftkompente werden auch die Verformung und die Verformungsgeschwindigkeit im Zustandsvektor benötigt, um einen hysteretischen Einfreiheitsgradschwinger beschreiben zu können. Das bedeutet, dass ein einziger mechanischer Freiheitsgrad bereits zu einer drei-dimensionalen Zufallsverteilung führt. Aus dieser Sicht sind analytische Lösungen, wie sie die Gaussain Closure Technique ermöglicht, von großer Bedeutung.
15:00	Zweidimensionales, akustisches Design zwischen Schalenelementen eines Flugzeugrumpfs mittels Topologieoptimierung Martin Radestock, Michael Rose, Hans Peter Monner [Abstract] Das Gewicht eines Flugzeuges hat unmittelbaren Einfluss auf dessen Wirtschaftlichkeit. Die Massenreduktion einzelner Flugzeugstrukturen wird daher bereits im ersten Designschritt berücksichtigt. Im Gegensatz dazu werden akustische Eigenschaften erst in darauf folgenden Auslegungsschritten einbezogen. Als Resultat wird die akustische Isolierung des Rumpfs durch Isoliermatten zwischen Primär- und Sekundärschale realisiert. Ließe sich der Materialeinsatz der Isoliermatten aus akustischer Sicht reduzieren, würde dies das Gewicht des Flugzeugs verringern. Eine bekannter Ansatz zur Gewichtsreduktion ist die Topologieoptimierung, die im Bereich der Steifigkeitsoptimierung weit verbreitet ist. In diesem wissenschaftlichen Beitrag wird die Anpassung Topologieoptimierung für eine akustische Zielfunktion beschrieben. Hierzu werden Materialmodelle definiert, der Designraum zwischen Primär- und Sekundärschale parametrisiert und die Zielfunktion auf die Minimierung des Schalldruckes in einem lokalen Zielgebiet angepasst. Weiterhin wird ein finiter Elementlöser in den Algorithmus implementiert. Dieser ist notwendig, weil ein gradientenbasiertes Optimierungsverfahren verwendet wird und kommerzielle FE-Programme nicht den Umfang bieten, um die Sensitivität in Abhängigkeit der Designparameter zu berechnen. Ziel der Implementierung ist eine verbesserte Konfiguration zukünftiger Flugzeugkabinen, die im Innenraum ein definiertes Schalldruckmuster aufweisen.
15:20	Simulation of the End-Correction of a Perforate Including Thermoviscous Effects Mads J. Herring Jensen, Kirill Shaposhnikov, Elin Svensson, Gilles Pigasse, Hinrich Arnoldt [Abstract] Well-known semi-analytical models for the transfer impedance of perforates utilize Crandal’s formula for an infinite duct or its approximations. The finite thickness of the perforated plate is then taken into account by an extra term that contains the end correction on each side of the plate. Different values of the end correction exist in the literature. The values of the end correction can also be obtained from measurements and can considerably differ depending on the experimental setup. The common feature is that it relates to the orifice diameter. In this work, we perform a numerical analysis of the end correction including thermal and viscous losses explicitly. The study shows that the end correction also depends on frequency. This effect cannot be neglected for certain frequency ranges.
15:40	Eigenwertproblem und modale Superposition im akustischen Außenraum Lennart Moheit, Steffen Marburg [Abstract] Das akustische Außenraumproblem impliziert reflexionsfreie Außengrenzen und ein Abklingverhalten des Schalldrucks gemäß der Sommerfeld’schen Abstrahlbedingung. Es lässt sich numerisch mittels verschiedener Ansätze wie nicht-lokal absorbierender Schichten, Perfectly Matched Layer (PML) und der Methode der infiniten Elemente (IFEM) behandeln. Letzteres Verfahren nach Astley und Leis stellt frequenzunabhängige jedoch asymmetrische Systemmatrizen bereit und erlaubt die Lösung des quadratischen Eigenwertproblems mit links- und rechtsseitigen Eigenvektoren. Diese sogenannten normal modes konvergieren mit wachsender Ordnung der Interpolationspolynome, jedoch müssen aufgrund der Vielzahl berechneter Eigenwerte und -vektoren Kriterien zur Identifikation weniger, relevanter Schwingformen entwickelt werden. In dieser Arbeit werden Eigenschaften des Eigenwertproblems im Außenraum auf Basis der Infiniten Elemente Methode (IFEM) diskutiert und Methoden zur modalen Superposition und Reduktion vorgestellt.

Sitzungsleitung:

O. Von Estorff, TU Hamburg-Harburg, Hamburg R. Lerch, Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Sensorik, Erlangen S. Marburg, TU München, Lehrstuhl für Akustik mobiler Systeme, Garching Bei München H. Waubke, Österr. Akademie d. Wissenschaften, Inst. f. Schallforschung, Wien

16:40	Charakterisierung der Multimodalität von Designräumen der Positions- und Formoptimierung mehrerer Dämpfungsbeläge durch Evolutionäre Algorithmen Gesche Fender, Andrew Brodie, Steffen Marburg, Fabian 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.
17:00	Simulation of sound fields using realistic boundary conditions Jochen Metzger, Manfred Kaltenbacher [Abstract] For a precise simulation of a sound field close to reality, the wave equation with realistic boundary conditions has to be solved. Therefore, the knowledge of the acoustic boundaries plays a key role in the simulations. In our paper, we present a method to calculate the acoustic sound field by means of the finite element (FE) method using measured acoustic boundary conditions. The characterization of the acoustic boundary condition is done by means of a subtraction technique in the time domain and a planar spatial Fourier transform method in the wavenumber domain. The boundaries, in particular an interface between acoustic absorber and surrounding air, are modelled in two different ways. First, we use the concept of wall impedance to model the acoustic behavior of the absorber in frequency domain with a layer of impedance and second, the volume of the absorber is modelled with a homogenous fluid using effective material parameters. The measurement techniques with which the acoustic material data are obtained will be discussed and first results of a test case simulation using both modelling approaches are compared.
17:20	Systematische Untersuchung mathematischer Korrelationskriterien im Frequenzbereich Christopher Blech, Sabine 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.

Sitzungsleitung:

S. Spors, Universität Rostock, Institut für Nachrichtentechnik, Rostock

15:40

AKtools – eine offene Software zur Erhebung, Verarbeitung und Inspektion akustischer Signale Fabian Brinkmann, Stefan 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.

15:42

Open Community Platform for Hearing Aid Algorithm Research Hendrik Kayser, Tobias Herzke, Giso Grimm, Volker Hohmann [Abstract] The project ”Open community platform for hearing aid algorithm research” funded by the National Institutes of Health (NIH Grant 1R01DC015429-01) aims at sustainable, focused research towards improvement and new types of assistive hearing systems. To this end an open-source software platform for real-time audio signal processing will be developed and made available to the research community including a standard set of reference algorithms. Furthermore, novel algorithms for dynamic and frequency compression, auditory-scene-analysis based noise suppression and speech enhancement and feedback management will be investigated. For a realistic assessment of the benefits of hearing aid algorithms and combinations thereof, instrumental measures of performance in virtual acoustic environments of varying complexity will be included in the algorithm design and optimization. With such a quasi-standard set of benchmarks and the means to develop and integrate own signal-processing methods and measures, the platform enables comparative studies and collaborative research efforts. Beyond an implementation for PC hardware the system will also be made usable for ARM-processor based hardware to allow pre-development of wearable audio devices - so-called ”hearables”. This contribution will present underlying previous work and the goals and plans of the project that has started midyear 2016.

Organisation:

S. Spors, Universität Rostock, Institut für Nachrichtentechnik, Rostock

14:20	Towards Open Science in Acoustics: Foundations and Best Practices Sascha Spors, Matthias Geier, Hagen Wierstorf [Abstract] The reproducibility of results is one of the main principles of the scientific method. The irreproducibility of a wide range of scientific results has recently drawn significant attention. Besides problems in the research methods themselves, results were often not reproducible since necessary supplementary material as protocols, data and implementations were not available. Another issue is the lacking availability of data for further research by third parties. In many cases only the published results are available to other researchers. Open Science focuses on the ease of access and reproducibility of scientific results. This contribution introduces the concept of reproducibility and addresses common concerns. Best practices for Open Science in acoustics research are discussed and illustrated at examples.
14:40	Wissenschaftliche Erkenntnis, Reproduzierbarkeit und praktische Lösungen in der Akustik Hagen Wierstorf, Sascha Spors, Matthias Geier [Abstract] Reproduzierbarkeit von Ergebnissen stellt eines der wichtigsten Fundamente der Wissenschaft dar. Die stetige Zunahme wissenschaftlicher Publikationen bei gleichzeitig steigender Abhängigkeit der Ergebnisse von großen Datenmengen, statistischer Analyse, numerischer Simulation und umkämpften Fördergeldern führen unweigerlich zu der Frage, ob dies Auswirkungen auf die Reproduzierbarkeit hat. Zumal in letzter Zeit einige medizinische Studien ein erschreckend geringes Maß an Verifizierbarkeit gezeigt haben. Dieser Beitrag diskutiert Abstufungen der Reproduzierbarkeit und ihren Zusammenhang mit der wissenschaftlichen Methodik. Es wird ein kritischer Blick in die Akustik, insbesondere auf die teilweise unreflektierte Anwendung von Numerik und Statistik geworfen. Dabei wird an Hand eines exemplarischen Projektes aus der virtuellen Akustik diskutiert, ob und wie sich diese Probleme mit der konsequenten Anwendung der Prinzipien von Open Science verbessern lassen. Es werden unterschiedliche Tools (R, python, Jupyter, SOFA, zenodo) benutzt, um die Reproduzierbarkeit zu erhöhen und vorgestellt wie eine langfristig Alternative zu dem jetzigen Format einer wissenschatflichen Zeitschrift-Veröffentlichung aussehen könnte.
15:00	Reproduzierbare Forschung: auditorische Daten und Modelle Piotr Majdak, Herwig Stöger [Abstract] Auditorische Daten in der Hörforschung können höchst unterschiedlich sein: Audiosignale zur Präsentation über Kopfhörer oder als Ansteuerung von Lautsprechern, neuronale Antworten abgeleitet in einem Gehirn oder auch Antworten einer Versuchsperson in einem psychoakustischen Experiment. Unser Wissen über das Hörsystem basiert aber nicht nur auf auditorischen Daten - ebenso wichtig ist die Interpretation der Daten und eine daraus resultierende Entwicklung von Modellen. Für Fortschritte in der Hörforschung benötigen Forscher Zugang zu beidem, auditorischen Daten sowie funktionierenden Modellen. Leider sind diese Daten jedoch nicht immer frei zugänglich, manchmal sind sie auf mehrere Institutionen verstreut oder sogar in unterschiedlichen Datenformaten abgelegt. Vielen der publizierten Modelle sind keine lauffähigen Programme beigelegt, sodass die Resultate oft nur schwer reproduziert werden können. In diesem Beitrag wird die Struktur eines zukünftigen Repositoriums für auditorische Daten in direkter Verbindung zu auditorischen Modellen vorgestellt. Als Beispiel für die Verbindung zwischen Modell und Daten werden die individuellen Antworten der Teilnehmer aus Experimenten zur Lokalisation von Schallquellen, verbunden mit hörerspezifischen akustischen Eigenschaften (sog. HRTFs) der Experimentteilnehmer, sowie der zugehörigen Modelle aus der Auditory Modeling Toolbox (AMT) vorgeführt. Mit der strikten Verknüpfung von Daten und Modellen wird die Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Nachhaltigkeit der Hörforschung angestrebt.
15:20	The ITA-Toolbox: An Open Source MATLAB Toolbox for Acoustic Measurements and Signal Processing Marco Berzborn, Ramona Bomhardt, Johannes Klein, Jan-Gerrit Richter, Michael 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.

Organisation:

S. Spors, Universität Rostock, Institut für Nachrichtentechnik, Rostock

16:40	An Open Repository for Research Data in Acoustics (OPERA) Stefan Weinzierl, Harald Joachim Kern [Abstract] In Berlin wird ein offenes Repositorium für Forschungsdaten aus der Akustik (Open Repository for Research Data in Acoustics, OPERA) aufgebaut, das der gesamten akustischen Fach-Community zur Verfügung stehen soll. In ihm können originale Forschungsdaten aus der Akustik langfristig gespeichert und verfügbar gemacht, und in Form von elektronischen Publikationen mit einem Digital Object Identifier (DOI) referenziert werden. Eine solche Verfügbarmachung von Messwerten, Audiosignalen, Stimuli, Versuchsergebnissen, statistischen Auswertungen, Versuchs-Dokumentationen oder von Algorithmen etwa zur numerischen Simulation befördert nicht nur die Reproduzierbarkeit der Forschung und die Nachnutzung von Daten, sie wird auch zunehmend in der nationalen und internationalen Forschungsförderung als Teil des Projektplans zwingend vorausgesetzt. Pilotpartner des Projekts ist die Forschergruppe ”Simulation und Evaluation akustischer Umgebungen (SEACEN)”. Der Zugang in das System soll über die DEGA erfolgen, nachdem über eine Erhebung in der Community die Anforderungen an das Web-Interface und die Metadatenstruktur präzisiert wurden. Der Vortrag stellt das Konzept, den Zeitplan und den Mehrwert eines solchen Systems für die akustische Praxis vor.
17:00	Die ITA-HRTF-Datenbank: Individuelle Außenohrübertragungsfunktionen mit anthropometrischen Daten Ramona Bomhardt, Janina Fels [Abstract] Da binaurale Wiedergabemethoden mittlerweile in vielen Bereichen der Unterhaltungsindustrie Einzug erhalten haben, spielen Außenohrübertragungsfunktionen (engl. Head-Related Transfer Functions, HRTFs) eine immer größere Rolle. Eine Datenbank mit individuell gemessenen HRTF Datensätzen inklusive der individuellen 3D-Ohrmodelle wird vom Institut für Technische Akustik, RWTH Aachen University, für akademische und private Nutzung zur Verfügung gestellt. Die Ohrmodelle und HRTF Datensätze von 48 erwachsenen Probanden sind frei verfügbar und können mittels der institutseigenen ITA-Toolbox analysiert und individualisiert werden. Die Kombination aus Ohrmodell und zugehörigem HRTF Datensatz bieten zum Beispiel die Möglichkeit für Selektionsalgorithmen zur Auswahl eines HRTF Satzes, der möglichst geringe Lokalisationsfehler aufweist, oder kann auch für Studien von anthropometrischen Individualisierungsalgorithmen genutzt werden.
17:20	DEGA-Projekt „Aufbau einer Stimulus-Datenbank für Anwendungen in der Virtuellen Akustik“ Dieter Leckschat, Christian Epe, Sascha Spors, Stefan Weinzierl, Franz Zotter [Abstract] Im März 2016 genehmigte der Vorstand der DEGA ein Projekt, das sich mit dem Aufbau einer Datenbank von Stimulus-Signalen für Anwendungen in der Virtuellen Akustik befasst. Stimuli wie Sprache, Musik, Geräusche sollen in isolierter Form vorliegen, insbesondere sollen Ensemble-Aufnahmen frei von Übersprechanteilen sein. Die Projektgruppe hat seit dem Projektstart auf drei Themenfeldern gearbeitet: Erstens wurden die nicht trivialen rechtlichen Aspekte von Kompositionen, deren Tonaufnahme und -bearbeitung mit dem Ziel einer Nutzbarkeit für die Allgemeinheit geklärt und z.B. entsprechende Künstlerverträge entwickelt. Zweitens wurden vor den eigentlichen Aufnahmen ein umfangreicher Katalog sinnvoller Dokumentationserfordernisse formuliert (Rauminformationen, verwendete Mikrofone etc.). Die Dokumentations-Informationen fließen in die Datenbank als Metadaten mit ein. Im dritten Schritt wurde ein Katalog von Audiomaterial der unterschiedlichsten Genres mit hochwertiger Studiotechnik aufgenommen und für die Applikation aufbereitet. Der Beitrag dokumentiert den Stand des Projektes und präsentiert die bereits vorliegenden Ergebnisse.
17:40	Eine nachhallfreie Orchester-Aufnahme zum Einsatz in virtuellen akustischen Umgebungen David Ackermann, Christoph Böhm, Stefan Weinzierl [Abstract] Für die Qualität modellbasierter, virtueller akustischer Umgebungen spielt nicht nur die raumakustische Simulation, sondern auch die Güte und die Eignung des Quellmaterials eine wichtige Rolle. Eine optimale Aufnahme realer Schallquellen zeichnet sich in technischer Hinsicht durch eine nachhallfreie Produktion, einen hohen Signal-Rausch-abstand und durch ein geringes Übersprechen anderer Schallquellen auf den Aufnahmekanal aus. Gleichzeitig ist für die korrekte Modellierung der Richtcharakterstik in der raumakustischen Simulation eine Aufnahme im Fernfeld der Quelle erforderlich. In künstlerischer Hinsicht muss die Aufnahmesituation mit ihren technischen Randbedingungen so gestaltet werden, dass die musikalische oder sprachliche Leistung der Interpreten möglichst wenig beeinträchtigt wird. Existierende nachhallfreie Orchesteraufnahmen sind aufgrund der dabei eingegangenen Kompromisse für eine künstlerisch hochwertige Auralisation nur bedingt geeignet. An der TU Berlin wurde daher eine neue Produktion der 8. Sinfonie von L.v. Beethoven in vollständiger Besetzung mit einem professionellen Sinfonieorchester im reflexionsarmen Raum eingespielt. Durch eine Kombination von gruppenweisen und sequentiellen Aufnahmen mit individuellem Monitormix über Kopfhörer und Videoaufzeichnung von Dirigent und Konzertmeister wurde ein optimaler Kompromiss im Hinblick auf künstlerische und technische Aspekte angestrebt. Der Beitrag stellt das dabei erzielte Ergebnis unter Berücksichtigung der genannten technischen Qualitätskriterien vor.

Sitzungsleitung:

T. Kletschkowski, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Hamburg

9:00	Effect of Structural Resonances on LQR Controlled Mechanical Systems Rene Boonen, Paul 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.
9:20	Endochrone Materialmodelle zur Beschreibung von Schwingungssystemen Thomas Kletschkowski [Abstract] Zur passiven, semi-aktiven oder vollständig aktiven Reduktion mechanischer Schwingungen können unter Anderem breitbandig abgestimmte und dissipativ wirkende Absorber oder eher schmalbandig wirkende und das Prinzip der Massenkraftkompensation ausnutzende Schwingungstilger eingesetzt werden. Deren Auslegung meist die Annahme viskoser und geschwindigkeitsproportionaler Dämpfungseffekte zugrunde. Eine Ausnahme bilden aktive Reibdämpfer, in denen die geschwindigkeitsunabhängige trockene Reibung durch Variation der Normalkraft an die Betriebsbedingungen angepasst wird. Problematisch ist, dass dabei stets zwischen Haften und Gleiten unterschieden werden muss. Eine alternative bieten endochrone Materialmodelle der Plastizität, die kontinuierlich ohne Fließbedingung ausgewertet werden können. Zwar ist keine passive mechanische Realisierung derartigen Materialverhaltens bekannt, allerdings lassen sich endochrone Kennlinien in semi-aktiven und aktiven Systemen elektronisch unterstützt realisieren. Ein derartiges Vorgehen wird in der vorliegenden Arbeit - vergleichend zur Auslegung optimaler Tilger nach Den Hartog - in dimensionsloser Betrachtung vorgestellt, um Vor- und Nachteile einer frequenzunabhängigen Dämpfung im Zeit- und Frequenzbereich anhand von Ergebnissen numerischer Simulationen diskutieren zu können. Als Anwendungsbeispiel dient die Schwingungsanalyse von Radialwellendichtringen aus glasfaserverstärktem Polytetrafluoräthylen, die mit einer Vielteilchenmethode unter Verwendung viskoplatischer endochroner Materialmodelle im Zeitbereich für finite Deformationen beschrieben werden.
9:40	Identifizierung und Quantifizierung von Fehlerquellen bei der Bestimmung von Dämpfungsparametern Christian A. Geweth, Patrick Langer, Steffen Marburg [Abstract] Ein verlässlicher Abgleich von Dämpfungswerten zwischen Simulation und Experiment ist nur mit hohem Aufwand durchzuführen. In der Simulation ist das exakte Abbilden der Randbedingungen und der Anregung zum Experiment nur bedingt möglich. Des weiteren haben Messgrößen wie die Abtastung und Fensterung auf experimentelle Ergebnisse einen nicht zu vernachlässigbaren Einfluss. Um die Sensitivität bei der Bestimmung von Dämpfungswerten einzelner Parameter zu betrachten, wird das dynamische Verhalten einfacher virtueller Modelle bezüglich einer gegebenen Anregung untersucht. Die numerischen Methoden werden mittels analytischen Lösungen validiert. Die aus den Modellen gewonnen Zeitdaten werden genutzt, um verschiedene Methoden zur Dämpfungsbestimmung anzuwenden und deren Einfluss auf die Dämpfungsparameter zu identifizieren. Die virtuelle Modellbildung erlaubt durch die bekannte Größe der Anregung und des gewählten Dämpfungsmodelles Störgrößen und Fehlerquellen zu identifizieren und zu quantifizieren.
10:20	Sensitivitätsanalyse des Eigenspannungszustandes in Composite-Druckgefäßen mittels Modalanalyse Sebastian John, Florian Schadow [Abstract] Auf Grund ihrer hohen spezifischen Festigkeit sowie des damit einhergehenden Gewichtsvorteils kommt es bei der Auslegung von Druckgefäßen vermehrt zum Einsatz von faserverstärkten Kunststoffverbunden. Im Rahmen eines Forschungsprojektes an der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wird das Alterungsverhalten von Atemluftflaschen in Verbundbauweise untersucht, um künftig genauere Aussagen zur Abschätzung der Lebensdauer geben zu können. Gegenstand der hier aufgezeigten Untersuchungen bilden Typ-III Druckgefäße mit metallischen Liner und einer kohlefaserverstärkten Armierung. Als wichtiger, der Betriebsfestigkeit zugrunde legender Parameter wurden Druckeigenspannungen im Aluminium-Liner ausgemacht, welche fertigungsseitig zur Steigerung der Lastwechselfestigkeit in die Druckgefäße induziert werden. Ziel ist es, mit Hilfe einer Modalanalyse die aufgezeigten inneren Spannungsverhältnisse durch eine genaue Betrachtung der modalen Parameter zu identifizieren und zu bewerten. Durch den Aufbau eines Finite-Elemente-Modells und einer anschließenden Sensitivitätsanalyse der Fertigungsparameter werden zunächst Potential und Aussagekraft des Analyseverfahrens geprüft und bewertet. Anschließend erfolgt eine Eingrenzung relevanter Schwingformen sowie eine Abschätzung zu erwartender spannungsabhängiger Änderungen entsprechender modaler Kennwerte. Durch die Entwicklung und den Aufbau eines geeigneten Prüfstandes werden, darauf aufbauend, im Rahmen einer Betriebsschwingungsanalyse erste Messungen an Atemluftflaschen unterschiedlicher Alterungs- und Schädigungsstufen durchgeführt. Durch einen Vergleich mit Simulationsergebnissen und Erkenntnissen aus alternativ durchgeführten Eigenspannungsmessungen erfolgt abschließend eine kritische Bewertung der experimentell gewonnenen Ergebnisse.
10:40	Experimentelle und numerische Modalanalyse an verschraubten Strukturen Patrick Langer, Christian Guist, Steffen Marburg [Abstract] Schraubverbindungen haben einen hohen Einfluss auf das dynamische Verhalten von zusammengefügten Strukturen. Insbesondere für die numerische Berechnung der Eigenfrequenzen besitzen die aus der eingeleiteten Schraubenvorspannkraft resultierenden Steifigkeiten der Fügepartner und der Schraube einen hohen Einfluss auf das Modellergebnis. Motivation dieser Arbeit ist die Modellierung der real vorhandenen Modellsteifigkeiten in linearen, dreidimensionalen Finite-Element-Modellen, um die Eigenfrequenzen der untersuchten Strukturen mit einer höchstmöglichen Genauigkeit berechnen zu können. Es werden einfache Balkenstrukturen, sowie in ihrer Geometrie vereinfachte Strukturen eines Motor-Getriebe-Verbundes verschraubt und untersucht. Die Modellsteifigkeiten werden mit bekannten analytischen Ansätzen berechnet. Die Implementierung in das numerische Modell wird auf der Basis einer umfangreichen Literaturrecherche zur Druckverteilung und zur Steifigkeitsverteilung in verschraubten Fügestellen und experimentellen Druckmessungen in ABAQUS/CAE vorgenommen. Mittels Experiment werden die numerischen Ergebnisse validiert. So werden grundlegende Erkenntnisse für eine lineare Modellbildung von komplexen, sehr großen numerischen Modellen gewonnen, die dem realen nichtlinearen Verhalten sehr nahe kommen.

Sitzungsleitung:

O. Von Estorff, TU Hamburg-Harburg, Hamburg S. Marburg, TU München, Lehrstuhl für Akustik mobiler Systeme, Garching Bei München R. Lerch, Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Sensorik, Erlangen T. Kletschkowski, Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Hamburg

11:00	Oberflächenwellen einer Kugel nach dem Impulskonzept Oskar 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.
11:02	Transmission und Reflexion akustischer Wellen in Rohrleitungssystemen Benedikt Berchtenbreiter, Johannes Müller, Stefan 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.
11:04	Vergleich verschiedener Abtastmethoden auf der Kugeloberfläche Johannes Brand, Wolfgang Kreuzer, Manuel Gräf, Martin 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.
11:06	Sensitivität der abgestrahlten Schallleistung bezüglich amplitudenabhängiger Dämpfung Mario Wührl, Matthias Klärner, Lothar Kroll [Abstract] Die Verwendung von schubweichen viskoelastischen Polymeren als Kernwerkstoff in hybriden Metall-Kunststoff-Verbunden bietet die Möglichkeit einer signifikanten Steigerung der Dämpfung und somit eine Verbesserung der akustischen Eigenschaften von großflächigen vibrationsanfälligen Blechbauteilen. Die Dämpfung der Einzelmaterialien der Verbunde zeigt ein amplitudenabhängiges Verhalten. Gängige Materialmodelle in der Finite Elemente Methode berücksichtigen dies nicht. Daher wird zunächst der Einfluss der Dämpfung auf die numerisch ermittelte abgestrahlte Schallleistung an monolithischen isotropen Rechteckplatten aufgezeigt und in einem weiteren Schritt auf Mehrschichtverbunde erweitert. Aus den experimentellen Charakterisierungen der amplitudenabhängigen Dämpfung der Verbundmaterialien werden relevante Parameterbereiche identifiziert ermittelt und die Auswirkungen auf die Schallabstrahlung aufgezeigt.
11:08	Das PACMAN-Modell Harald Ziegelwanger, Paul Reiter [Abstract] Numerische Verfahren wie die Randelementmethode (engl. boundary element method, BEM) oder die Finite Elemente Methode sind weit verbreitet in der Akustik. Auf der Internetplattform der Benchmark-Initiative des Technical Committee for Computational Acoustics der European Acoustics Association (http://eaa-bench.mec.tuwien.ac.at) können sowohl Benchmark-Fälle als auch Lösungen zu bestehenden Fällen eingereicht und veröffentlicht werden. Während für die 3D BEM bereits Benchmark-Fälle veröffentlicht wurden, wie zum Beispiel das ”Cat’s Eye”- Modell mit zugehöriger analytischer Lösung oder der Radiatterer, so wurden bis jetzt keine Benchmark-Fälle für die 2D BEM oder die quasi-periodische BEM eingereicht. Deshalb wird in diesem Beitrag das ”PACMAN”-Modell vorgestellt. Das PACMAN-Modell ist das 2D-Pendant zum ”Cat’s Eye”-Modell und wird durch einen Kreis mit fehlendem Kreissektor beschrieben. Zuerst wird analog zum ”Cat’s Eye”-Modell eine analytische Lösung für den einfachen Fall einer symmetrischen Abstrahlung von Oberflächenschwingungen hergeleitet. Danach wird die analytische Lösung mit dem asymmetrischen Teil ergänzt um auch die Reflexion von beliebigen einfallenden Schallwellen berechnen zu können. Abschließend werden die Abstrahlungs- und Streuungsmuster für verschiedene Konfigurationen gezeigt.
11:10	Towards a Boundary Condition for Convective Wave Equation and Sound Diffraction at a Trailing Edge Inside a Flow Drasko Masovic, Eugene Nijman, Jan Rejlek, Robert Höldrich [Abstract] When estimating sound radiation in the presence of a trailing edge inside a flow, one inevitably has to deal with the interaction of the incoming acoustic waves with the hydrodynamic instabilities generated around the edge. The problem has been approached analytically using a convective wave equation supplemented by the so-called unsteady Kutta condition. For numerical calculations, more appropriate seems to be the solution of linearised system of equations of gas dynamics, that is, both acoustic and flow fields. This, unfortunately, generally leads to a large number of degrees of freedom, especially in the vicinity of the edge and inside the shear layer, as well as numerical instability in these regions. In this paper, we consider a possibility to incorporate the acoustic-flow interaction within a single boundary condition imposed on the trailing edge of a finite thickness. Potential benefit is a possibility to solve a single acoustic convective wave equation with the implicit inclusion of hydrodynamic effects. In order to illustrate the approach, sound radiation from a thin, open, circular pipe is estimated using the Finite Element Method calculations.
11:12	Numerische Stabilität einer Ray Tracing Simulation für atmosphärische Schallfelder Philipp Schäfer, Jens Mecking, Jonas Stienen, Michael Vorländer [Abstract] Der Beitrag befasst sich mit der numerischen Genauigkeit von Simulationen der Schallausbreitung in der Erdatmosphäre. Für die Schätzung von atmosphärischen Schallausbreitungspfaden werden Ray Tracing Verfahren verwendet. Die Berechnung dieser Pfade erfolgt dabei mittels numerischer Integration, unter anderem von atmosphärischen Größen. Anhand der berechneten Pfade zwischen Quelle und Hörer kann eine Impulsantwort generiert werden. Dies findet z.B. Anwendung in der Auralisierung von virtuellen Szenen. Die Berechnung der Rays umfasst Brechung, Translation und Bodenreflexion. Sie basiert auf höhenabhängigen Temperatur- und Windgeschwindigkeitsprofilen, deren räumliche Ableitungen maßgeblich für die Brechungseffekte verantwortlich sind. Insbesondere der Gradient der Windgeschwindigkeit kann lokal sehr stark variieren, was leicht zu Instabilitäten in der numerischen Integration führt. Um dem entgegenzuwirken, muss die Integrationsschrittweite fein genug eingestellt werden, damit mögliche numerische Fehler klein bleiben. Auf der anderen Seite ist in Bereichen kleiner Änderungsraten der atmosphärischen Größen eine Erhöhung der Schrittweite ohne Genauigkeitsverlust möglich. In diesem Beitrag wird daher die numerische Genauigkeit eines Ray Tracing Algorithmus im Hinblick auf die Modelle für Temperatur und Windgeschwindigkeit untersucht. Es wird ein Kriterium vorgestellt, mit dessen Hilfe die numerische Schrittweite adaptiv eingestellt werden kann. Dadurch kann die Genauigkeit an relevanten Stellen verbessert werden ohne dass der Rechenaufwand an numerisch unkritischen Stellen erhöht werden muss.
11:14	Akustik und Schrödinger-Gleichung Oskar 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.
11:16	Improvement of the Blocked Force method by considering the cross & moment mobilities Luka Trampus, Thomas 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.
11:18	Untersuchung von adaptiven Randabschlüssen an einer Plattenstruktur mittels Laser Scanning Vibrometer Kai Simanowski, Delf Sachau [Abstract] Die Professur für Mechatronik an der Helmut-Schmidt-Universität / Universität der Bundeswehr Hamburg betreibt Versuchsumgebungen, bei denen, aus schwingungsfähigen Gesamtsystemen entnommene Substrukturen aktiv gelagert, sprich die entstandenen Ränder aktiv beeinflusst werden. Ziel ist ein möglichst gleiches dynamisches Verhalten in der Substruktur zu realisieren, als wenn es mit dem Gesamtsystem verbunden wäre. Dieses ermöglicht, Bereiche komplexer Objekte unter realistischen Bedingungen (Akustik, Vibration) zu untersuchen. Gezeigt werden die Ergebnisse von Untersuchungen an einer versteiften Platte (Gesamtstruktur), die ringsum eingespannt und mit Beschleunigungssensoren ausgestattet ist. Zur Anregung wird ein Schwingerreger (Primärshaker) verwendet. Eine weitere Platte (Substruktur) stellt einen Bereich der Gesamtstruktur samt Sensoren und Primärshaker dar, ist aber zusätzlich an den frei gewordenen Rändern mit weiteren Schwingerregern (Sekundärshakern) ausgestattet. Beide Strukturen werden mit dem gleichen Signal angeregt. Ein Regelungssystem vergleicht die Sensorsignale an den jeweils gleichen Positionen und berechnet die Ansteuerung für die Sekundärshaker. Mit einem Laser Scanning Vibrometer werden hochaufgelöste Messungen durchgeführt. Die dazu gehörende Software ermöglicht die Visualisierung und Animation der Plattenschwingungen.

Organisation:

M.E. Altinsoy, TU Dresden, Lehrstuhl für Akustik und Haptik, Dresden

14:20	Nutzung von Wahrnehmungsmerkmalen zur Charakterisierung von amplitudenmodulierten sinusoidalen Ganzkörperschwingungen Robert Rosenkranz, Sebastian Gruschwitz, M. Ercan Altinsoy, Sebastian 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.
14:40	Neuropsychologische Behandlungsansätze bei Störungen der audio-visuellen Wahrnehmung Gregor R. Szycik [Abstract] Die Nutzung multisensorischer Information stellt für unser Nervensystem den Regelfall dar. So führt die Integration auditorischer und visueller Information zur erheblichen Verbesserung bei der Stimulusdetektion und Lokalisation. Auch die Verarbeitung komplexer Stimuli, wie der Sprache profitiert in erheblichem Ausmaß von der Nutzung multisensorischer Information. Die Grundlage dieser sensorischer Integration besteht in der Zusammenführung der Stimuli innerhalb eines spezifischen zeitlichen Fensters. Aktuell verdichten sich die Hinweise auf relevante Defizite in den temporalen Aspekten der multisensorischen Wahrnehmung für viele psychische und degenerative Erkrankungen wie z. Bsp. die Schizophrenie, die Autismus-Spektrum-Störungen oder die leichten kognitiven Beeinträchtigungen bei Demenzerkrankungen. So zeigen hier die Patienten ein erweitertes zeitliches Integrationsfenster für audio-visuelle Stimuli. In dem Vortrag wird ein Überblick über die Defizite der audio-visuellen Integration mit deren potentiellen Verbindung zur bekannten Symptomatik bei diesen Störungen gegeben. Zusätzlich werden Aspekte von sensorischen Trainings im Rahmen neuropsychologischer Behandlungsansätze zur Beeinflussung audio-visueller Integration mit empirischen Daten vorgestellt. Solche Ansätze können zur Optimierung der Wahrnehmungsleistung bei Patienten beitragen und so deren Symptombelastung reduzieren.
15:00	Spüren Sie den Unterschied? Zeitliche Maskierung für vertikale Ganzkörperschwingungen Anna Schwendicke, Jing Dou, M. Ercan 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.
15:20	Application of Artificial Neural Networks for Understanding the Quality and Masculinity Perception of Electric Shavers Serkan Atamer, M. Ercan 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.
15:40	Picassos Guernica unter der Sounddusche – die „akustische Emotionalisierung“ der Kunst Noemi Martin, Andreas Liebl, Maria Zaglauer [Abstract] In Museen wird viel unternommen, um den Besuchern ein eindrucksvolles Erlebnis zu bescheren und hohe Besucherzahlen zu erreichen - doch selten steht dabei die Akustik an erster Stelle. Wie überall, wo viele Menschen in großen Räumen aufeinandertreffen, muss auch im Museum der Akustik ein hoher Stellenwert eingeräumt werden. Neben der Schaffung guter Raumakustik gilt es ebenso, eine geeignete Präsentationsform für die dargestellten Inhalte zu wählen. Akustische Präsentationsmedien können, im Gegensatz zu visuellen Medien, nicht nur Textinformation vermitteln, sondern auch zur Schaffung von Klanglandschaften (Soundscapes) eingesetzt werden, um Stimmungen zu erzeugen oder Klänge zu bewahren. Ziel des vorgestellten Forschungsprojektes war es, die Relevanz akustischer Darbietungen im Museumskontext näher zu beleuchten und zu untersuchen, welches Potential akustische Medien über die reine Informationsübermittlung hinaus bieten können. Im Probandentest wurde evaluiert, welche Präsentationsmedien in Abhängigkeit variierender (akustischer) Umgebungssituationen präferiert werden und welchen Stellenwert eine gute akustische Gestaltung bei den Museumsbesuchern hat. In einem zweiten Versuchsteil wurde untersucht, ob die emotionale Wirkung von Kunstobjekten durch eine thematisch passende, akustische Untermalung verstärkt werden kann. Die Untersuchung liefert Erkenntnisse bezüglich der Erwartungen, welche an akustische Präsentationsmedien in Museen gestellt werden und zeigt Möglichkeiten auf, Exponate multisensorisch erfahrbar zu machen.

Sitzungsleitung:

J. Blauert, Ruhr-Universität Bochum, Institut für Kommunikationsakustik, Bochum A. Kohlrausch, Technische Universiteit Eindhoven, Ae Eindhoven B. Seeber, TU München, Audio-Signalverarbeitung, München

15:40	Audio-based Mobile Applications for Android Using Multisensory Feedback in Assistive Technology Hunor Nagy, Ádám Csapó, György 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.
15:42	Höranstrengung von TV-Mischungen in Abhängigkeit von charakteristischen Hintergrundsignalen Jan Rennies, Hannah Baumgartner, Andreas Volgenandt, Nathan Wiedemann, Michael 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.
15:44	A distance measure to combine monaural and binaural auditory cues for sound source segregation Sarinah Sutojo, Steven van de Par, Joachim Thiemann [Abstract] In computer-based analysis of audio signals, the blind segregation of sound sources from a mixture of sounds remains a challenge. A common approach to solve this task is to divide the signal under consideration into small time-frequency units and extract the prominent features within each of these segments. Based on this information, the units are assigned to a sound source which is assumed to be dominating the regarded region. Past studies have shown that localization cues such as interaural phase and level differences can be used to enable the segregation. Since a human listener probably exploits a variety of cues to achieve the best performance in separating unknown sound sources, the algorithm presented here aims at integrating more than one cue type to improve the segregation. The algorithm is based on both pitch and localization cues which are combined using a distance measure. Applying machine-learning techniques, a distance measure is derived to reflect the probability of two adjacent time-frequency units being dominated by the same source. This distance measure is thereafter used to cluster segments and assign these clusters to a certain speaker by accumulating the information of source location across all time-frequency units within one cluster.
15:46	Relation between individual age, audiogram and speech intelligibility performance with speech reception threshold in complex listening conditions Aleksandra Kubiak, Stephan D. Ewert, Jan Rennies, Birger Kollmeier [Abstract] The goal of the study was to investigate the link between individual factors - such as age, pure tone average (PTA) and speech intelligibility (SI) performance in simple, diotic listening conditions - and individual speech recognition in more complex listening conditions involving spatial hearing, dip listening, and informational masking. Three groups of subjects were selected based on the three individual factors age, PTA and SI performance. Groups were designed to differ in regard to one factor and to be as similar as possible in the two others. Speech reception thresholds (SRTs) of the subject were then measured using the Oldenburg sentence test procedure with either single talker interferers or multitalker interferers in two spatial conditions, where both target and maskers were either co-located or spatially separated. Results of the study were correlated with personal factors within and in between created groups. The results indicate that age and PTA, in combination, can produce very reliable predictions of individual SRTs, but also successfully predict spatial hearing and dip listening performance. It was observed that PTA of subjects younger than 70 years is highly correlated to spatial hearing abilities and dip listening, while above that age no such clear correlation was found.
15:48	Loudness evaluation of frequency component varied heavy/soft impact sound Jeong Ho Jeong, Yonghee Kim, Jongkwan Ryu, Kyung Ho Kim [Abstract] Floor impact sound is one of the most annoying noise sources in multi-story residential building. People usually do not wear shoes in a floor heated house, in such cases children’s running, jumping and adult walking generate low frequency impact sound. In order to simulate and test low frequency impact sound in multi-story residential buildings, heavy/soft impact source (rubber all) was standardized in ISO 10140 and ISO 16283-2. However there is no single number quantity (SNQ) to evaluate rubber ball impact sound. For the proposition of SNQ on rubber ball impact sound several subject tests were conducted. The most of subjective test focused on level variation. In this study, frequency component of rubber ball and real impact sound which were recorded in typical Korean residential building were varied and presented to the subjects using headphone. Subjective loudness were evaluated and compared with several SNQ such as LAF,Max, LiF,avg,Max and LiFmax,AW. It was found that LiF,avg,Max shows higher relationship than other SNQs.

Sitzungsleitung:

J. Blauert, Ruhr-Universität Bochum, Institut für Kommunikationsakustik, Bochum A. Kohlrausch, Technische Universiteit Eindhoven, Ae Eindhoven B. Seeber, TU München, Audio-Signalverarbeitung, München

9:00	Aufmerksam hören Jens Blauert, Thomas 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.
9:20	The Influence of the Floor Reflection on the Perception of Sound Elevation Florian Wendt, Robert Höldrich, Matthias Frank [Abstract] Auditory perception of sound sources includes two principal localization subsystems. Horizontal localization cues comprise inter-aural time and level differences extracted mainly from the direct sound. Vertical localization cues on the other hand are extracted by the spectral properties of the perceived sound and are mainly influenced by the directional filtering of the pinna. In a real-life situation the sound of an emitting source arriving at the receiver consists of direct sound followed at least by a floor reflection. The physical elevation of the source affects the delay time and level of this reflection and thus the spectral properties of the sound at the receiver. To provide more insight into the influence of the floor reflection on the perceived elevation we performed listening experiments. The setup is inspired by anatomical and evolutionary concepts of listening situations, consisting of direct sound and floor reflection, and subjects were asked to determine the elevation of the perceived sound source. By modifying the time delay and level of the floor reflection its influence on the perceived height is obtained and gained results are compared to existing localization models.
9:40	Störempfinden bei gleichzeitiger Entertainmentwiedergabe im Fahrzeug Rene Skowronek, Christian Volkmar [Abstract] In zukünftigen Anwendungen, wie dem automatisierten Fahren, kann es wünschenswert sein ein möglichst individuelles Entertainmenterlebnis für einzelne Fahrzeuginsassen innerhalb eines Kfz sicher zu stellen. Voraussetzung für ein sitzplatzbezogenes Entertainmenterlebnis ist ein geringes akustisches Übersprechen der einzelnen Sitzplätze. Ein wirksames Mittel hierfür kann eine automatische Lautheitsanpassung aller Entertainmentsignale sein. Hierdurch kann der Lautheitsunterschied zwischen unterschiedlichen Sitzplätzen, und somit auch das Übersprechen optimiert werden. Allerdings gilt es zu beachten, dass das wahrgenommene Störempfinden abhängig von der Art des vom Probanden gehörten Audiosignals, sowie der Art des störenden Audiosignals ist. In dieser Studie wurden daher 6 Kombinationen aus 3 Musiksignalen auf ihre Störeinflüsse untersucht. Berücksichtigt wurden Musikstücke, die eine geringe Dynamik sowie eine hohe digitale Aussteuerung aufweisen, Musikstücke die einen großen Dynamikumfang aufweisen und Musikstücke die hauptsächlich von Stimme und Sprache dominiert werden. Zum einen wurde untersucht, wie sich der Störeinfluss der Kombinationen durch die Lautheitsanpassung verändert. Zum anderen wurde in der Studie ermittelt, wie groß die Akzeptanz der Störsignale in den Kombinationen ist. Hierzu stellten die 20 Probanden jeweils eine untere und eine obere Pegelakzeptanzschwelle des Störsignals ein.
10:00	Einfluss der Signalmodifikation mit einer kopfbezogenen Übertragungsfunktion und Nachhall auf die Beurteilung von Ventilatorgeräuschen mit dem semantischen Differential Kathrin Stahl, Carolin Feldmann, Andreas Haeussler, Thomas 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.
10:40	Ausgeprägtheit der Tonhöhe von Bandpassrauschsignalen Jesko Verhey, Maria Horbach, Jan Hots [Abstract] Bandpassrauschsignale mit einer sehr geringen Bandbreite haben einen deutlichen tonalen Charakter. Dies wird unter anderem in der DIN 45681 bei der Berechnung der Tonhaltigkeit berücksichtigt. Die Stärke des tonalen Charakters eines Geräusches wird in der Psychoakustik üblicherweise durch die Ausgeprägtheit der Tonhöhe quantifiziert. Mit zunehmender Bandbreite nimmt dieser tonale Charakter ab, d.h. die Ausgeprägtheit der Tonhöhe wird kleiner. Neben der Bandbreite hängt die Ausgeprägtheit der Tonhöhe auch von der Mittenfrequenz des Rauschens ab: Bei gleicher Bandbreite in Hertz nimmt sie mit zunehmender Mittenfrequenz zu. Auf der DAGA 2016 wurde im Zusammenhang mit der Lautheit von Bandpassrauschsignalen auch die experimentelle Bestimmung der Ausgeprägtheit der Tonhöhe der Signale vorgestellt. Hierbei zeigte sich zwar eine qualitative Übereinstimmung der Ergebnisse der Normalhörenden mit denen aus der Literatur, jedoch nahm die Ausgeprägtheit der Tonhöhe weniger stark als in der Literatur mit der Bandreite ab. Im vorliegenden Beitrag wird untersucht, ob dieser Unterschied durch die algorithmische Realisierung der Bandbegrenzung erklärt werden kann. Hierbei wird (bei den gleichen Versuchspersonen) die Ausgeprägtheit der Tonhöhe für Bandpassrauschsignale bestimmt, die wie in der Literatur mit einer Butterworth-Hoch-/Tiefpass-Kombination dritter Ordnung erzeugt wurden und solchen, bei denen wie in unserer vorherigen Studie die Fourierkomponenten außerhalb des gewünschten Spektralbereichs auf Null gesetzt wurden.
11:00	Wahrnehmung der Schärfe von instationären technischen Schallen André Fiebig, Valeriya Tarasova, Roland Sottek [Abstract] Der psychoakustische Parameter Schärfe ist für die Bewertung von stationären als auch zeitvarianten Schallen oft von besonderer Bedeutung. Gemäß der DIN 45692 beschreibt die Hörempfindung Schärfe denjenigen Aspekt der Klangfarbenwahrnehmung, der mit der spektralen Hüllkurve von Schallen korreliert ist. Diverse Studien identifizierten einen Zusammenhang zwischen der Ausprägung der Schärfe und der Bewertung der Lästigkeit oder Angenehmheit von Geräuschen. In Untersuchungen zur Herleitung der Berechnung der Schärfe wurden jedoch nur vornehmlich synthetische stationäre Schalle, wie gefilterte Rauschsignale und Sinustöne, betrachtet. Technische Schalle und deren Bewertungen wurden dagegen in den verschiedenen Ansätzen zur Modellierung der Hörwahrnehmung Schärfe bislang kaum berücksichtigt. Im Rahmen verschiedener Hörexperimente wurden die Anwendbarkeit und die Reichweite verschiedener Modelle bezüglich der Vorhersage der Schärfewahrnehmung von instationären technischen Schallen untersucht. Es zeigte sich, dass bei spezifischen zeitvarianten Geräuschen die vorhandenen Modelle nur bedingt die zuverlässige Vorhersage der Schärfeempfindung erlauben. Darüber hinaus wurde der Aspekt der kognitiven Mittelung variierender Schärfewahrnehmung näher untersucht. Der Beitrag präsentiert aktuelle experimentelle Ergebnisse zur Wahrnehmung der Hörempfindung Schärfe und diskutiert deren Implikationen für die instrumentelle Bestimmung der Schärfe.
11:20	Modellierung der Tonhaltigkeit auf der Basis der Lautheit des tonalen Anteils Jan Hots, Jesko Verhey [Abstract] Viele technische Geräusche enthalten hörbare tonale Komponenten. Umweltgeräusche mit solchen deutlich hörbaren tonalen Komponenten werden gemeinhin als störender empfunden, als Geräusche ohne solche Komponenten. Um das bei der Beurteilung von Schallen zu berücksichtigen, befassen sich verschiedene Normen mit der Bewertung der tonalen Komponenten, in Deutschland z.B. die DIN 45681. Eine Gemeinsamkeit dieser Normen ist, dass sie die Stärke der tonalen Komponente, die laut DIN 45681 als Tonhaltigkeit bezeichnet wird, als Pegel oberhalb des Hintergrundgeräusches definieren. Daraus werden in einigen Normen Tonzuschläge abgeleitet, die die höhere Störwirkung berücksichtigen. Aktuelle Studien legen nahe, dass die Tonhaltigkeit jedoch durch die partielle Lautheit der tonalen Komponente bestimmt wird. Im vorliegenden Beitrag wird diese Hypothese untersucht, indem experimentelle Ergebnisse zur Tonhaltigkeit von Geräuschen mit einer oder mehreren tonalen Komponenten mit Vorhersagen eines Lautheitsmodells verglichen werden. Es wird gezeigt, dass sich die Lautheit der tonalen Komponenten besser zur Beschreibung der wahrgenommenen Tonhaltigkeit eignet als der Pegel dieser Komponenten. Um eine perzeptiv relevante Darstellung der empfundenen Stärke des tonalen Anteils in Normen zu erreichen wäre es daher wünschenswert, wenn in diesen zukünftig die Tonhaltigkeit als Lautheit des tonalen Anteils charakterisiert und aus dieser die Bewertung der Störwirkung abgeleitet würde.
11:40	Tonhöhenwahrnehmung für gefilterte Kammfilterrauschen Arne Oetjen, Jesko Verhey [Abstract] Die menschliche Wahrnehmung der Tonhöhe eines Geräuschs stellt nicht nur für musikalische Anwendungen sondern auch bei der Sprachverarbeitung und der Beurteilung von Umweltgeräuschen eine wichtige Grundlage für die Extraktion von Informationen aus einem Geräusch dar. Es existieren verschiedene Modellansätze zur gehörorientierten Beschreibung der Tonhöhe. Es wird in spektrale und zeitliche Ansätze unterschieden, letztere basieren häufig auf der Autokorrelationsfunktion. Ein typisches Signal, das zur Beschreibung zeitlicher Aspekte der Tonhöhe herangezogen wurde, ist ein iterativ durch Verzögern und Aufsummierung erzeugtes Kammfilterrauschen, das sogenannte ”Iterated Rippled Noise” (IRN). Physiologische Daten zeigen, dass Neurone zum Teil sensitiv darauf reagieren, wenn das verzögerte Signal nicht addiert (IRN+) sondern subtrahiert (IRN-) wird. Vorherige psychoakustische Studien zeigten , dass für IRN- mit nur zwei Iterationen eine Zweideutigkeit bei der Bestimmung der Tonhöhe existiert, welche durch über die auditorischen Kanäle summierte Autokorrelationsfunktionen vorhergesagt werden kann. Zudem wurde gezeigt, dass die Phasensensitivität (IRN+ vs. IRN-) für hochpassgefilterte Signale ab einer gewissen Grenzfrequenz verschwindet. In der aktuellen Studie werden Tonhöhenanpassungsexperimente für bandpass- und hochpassgefiltertes IRN mit größtenteils musikalisch erfahrenen Versuchspersonen durchgeführt um zum Einen die Modellvorstellung der Summenautokorrelationsfunktion zu präzisieren und zum Anderen die Übergangsfrequenzen zwischen phasensensitiver und nicht phasensensitiver Tonhöhendetektion für das menschliche Gehör genauer zu bestimmen.

Sitzungsleitung:

J. Blauert, Ruhr-Universität Bochum, Institut für Kommunikationsakustik, Bochum A. Kohlrausch, Technische Universiteit Eindhoven, Ae Eindhoven B. Seeber, TU München, Audio-Signalverarbeitung, München

14:20	Zwicker-Ton bei erhöhter Ruhehörschwelle Gerhard Krump, Maria Fadanelli [Abstract] Nach dem Abschalten eines etwa 10 Sekunden andauernden Schallreizes mit spektraler Lücke kann von 94 Prozent der normalhörenden Versuchspersonen ein leiser, abklingender Nachton (Zwicker-Ton) wahrgenommen werden, dessen Vergleichsfrequenz sich stets innerhalb dieser Lücke befindet. Ebenso erzeugen Schallreize mit spektraler Überhöhung einen Nachton, jedoch mit einer Vergleichsfrequenz unterhalb der spektralen Anhebung. Das Phänomen ist hinsichtlich erforderlichem Pegel und spektraler Zusammensetzung der verschiedenen Anregungsschalle mit normalhörenden Personen umfangreich untersucht. In der vorliegenden Untersuchung werden nun Wahrnehmbarkeit des Zwicker-Tones und notwendige Anregungspegel bei Versuchspersonen mit erhöhter Ruhehörschwelle ermittelt. Hierbei wird insbesondere auf die spektrale Konfiguration der verschiedenen Anregungsschalle unter Berücksichtigung der individuellen Hörschwelle der Versuchspersonen eingegangen. Die Ergebnisse werden mit einem Funktionsschema zur Bestimmung der Tonhöhe des Zwicker-Tones verglichen.
14:40	Modeling Temporal Effects in Interaural Level Difference Perception Bernhard Laback, Mathias Dietz, Philip Yoris [Abstract] Temporal effects in interaural level difference (ILD) perception are not well understood yet. While the level-meter model (Hartmann and Constan, J. Acoust. Soc. Am. 112, 1037-1042, 2002) predicts ILD sensitivity being independent of the temporal stimulus properties, ILD sensitivity has been reported to be reduced for stimuli with a high modulation rate, an effect ascribed to so-called binaural adaptation. Experiment 1 compared ILD thresholds and sequential-level-difference (SLD) thresholds using 300-ms bandpass-filtered pulse trains (4 kHz) with rates of 100, 400, and 800 pulses per second (pps). In contrast to the SLD thresholds, ILD thresholds were elevated at 800 pps, consistent with literature data on binaural adaptation. Experiment 2 showed higher ILD sensitivity for pulse trains than for pure tones, suggesting that amplitude modulation enhances ILD sensitivity. The present ILD data and binaural adaptation data from the literature were predicted by a model combining a well-established auditory periphery front-end with an interaural comparison stage. The model also accounted for other published ILD data, including target ILD thresholds in diotic forward and backward fringes and ILD thresholds with different amounts of interaural correlation. Overall, temporal effects in ILD perception appear to be largely attributable to peripheral monaural auditory processing.
15:00	Frequency Dependency of Binaural Masking Level Differences in Normal-Hearing and Hearing-Impaired Listeners Christopher Hauth, Thomas Brand, Birger 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.
15:20	Introducing Short Interpulse Intervals Improves Behavioral ITD Sensitivity With Cochlear Implants Sridhar Srinivasan, Bernhard Laback, Piotr Majdak [Abstract] In normal hearing, interaural time differences in the carrier signal are important for sound localization and spatial speech unmasking in the lateral dimension. These carrier ITD cues are not encoded in common envelope-based stimulation strategies for cochlear implants (CIs). Even under laboratory controlled CI stimulation, carrier (or pulse) ITD sensitivity of CI listeners is poor at pulse rates commonly used for encoding speech. In this study, we measured the sensitivity of seven bilateral CI listeners to ITD in unmodulated high-rate periodic pulse trains overlaid with an additional lower- rate pulse train, resulting in short interpulse intervals (SIPI). ITD sensitivity improved with the introduction of SIPI pulses, with largest improvements for SIPI up to 10% of the base rate and SIPI rates not exceeding 100 pps. Other experimental conditions included a high-rate pulse train with binaurally synchronized jitter and low-rate pulse trains. The largest improvements in the SIPI conditions were similar to those observed in the binaurally synchronized jitter condition and the low-rate pulse trains. In a follow-up experiment, ITD cues in high-rate pulse trains with enhanced single pulses in place of SIPI pulses were presented and the sensitivity was comparable to the SIPI condition.

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J. Blauert, Ruhr-Universität Bochum, Institut für Kommunikationsakustik, Bochum A. Kohlrausch, Technische Universiteit Eindhoven, Ae Eindhoven B. Seeber, TU München, Audio-Signalverarbeitung, München

16:40

Zur Beurteilung der Lautheit anhand von Reaktionszeitmessungen Hugo Fastl, Stefan Kerber, Daniel Menzel, Wolfgang Staudacher [Abstract] Die Lautheit von Schallen wird meistens durch psychoakustische Meßmethoden wie Lautheitsvergleich oder Größenschätzung erfasst. Allerdings wurde bereits in den 1940er Jahren von Chocholle vorgeschlagen, die Reaktionszeit als ein Maß für die Lautheit einzusetzen. Inzwischen liegen zahlreiche Untersuchungsergebnisse zu dieser Meßmethode vor (z.B. Humes und Ahlstrom 1984, Leibold und Werner 2002, Schlittenlacher 2015), die durchwegs den folgenden Ansatz postulieren: Mit zunehmender Lautheit nimmt die Reaktionszeit ab und kann als (alternatives) direktes Maß für die Lautheitsbeurteilung verwendet werden. Im vorliegenden Beitrag wird die Tragweite dieses Ansatzes beispielhaft für zwei speziellere Anwendungsfälle überprüft: (1) Kann auch die gedrosselte Lautheit mittels der Reaktionszeit erfasst werden? (2) Lassen sich audio-visuelle Interaktionen (z.B. Schall plus rot lauter als derselbe Schall plus grün) anhand der Reaktionszeit beschreiben?

17:00

Objektive Psychoakustik: Natürliche psychoakustische Empfindung im Spiegel wissenschaftlicher Systematik Monika Gatt, Marcus Guettler, Steffen Marburg [Abstract] Aus dem Alltagsverständnis heraus ergibt sich ein natürliches psychologisches Verständnis von Schallquellen. Geräusche, die wir nicht verstehen, können wir im Nachhinein erklären, um sie zu identifizieren. Um jedoch ein objektives und wissenschaftliches Resultat zu erzielen ist es wichtig, diese Schallquellen auf der Basis von psychoakustischen Parametern zu untersuchen. Die wissenschaftlichen Ergebnisse können oftmals nur unzureichend verallgemeinert werden, weil man in Versuchsreihen auf subjektive Empfindungsgrößen zurückgreifen muss. Sie basieren auf einem überblickshaften Querschnitt von empirischen Daten. Bekannt ist, dass Versuchspersonen in ihren Urteilen beeinflusst werden, wenn sie nicht spontan und intuitiv reagieren, sondern auf den Versuch vorbereitet werden. Zusätzlich ist problematisch, aus natürlichen, affektiven Interpretationen wiederum zuverlässige psychoakustische Perspektiven zu entwickeln. Zukünftiges psychoakustisches Interpretieren ist deshalb nur schwer vorhersagbar. Der Lehrstuhl für Akustik mobiler Systeme entwickelt eine open source Toolbox, die sämtliche eingehende akustische Schallsignale psychoakustisch untersucht und auswertet. An Hand von Beispielen werden die Ergebnisse systematisch interpretiert.

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S. Weinzierl, TU Berlin, FG Audiokommunikation, Berlin M. Schneider, Fraunhofer IIS / AudioLabs Erlangen, Erlangen

15:40	Adaptives Akustikelement zur temporären Anpassung des Raumklanges Rajko Berger, Andreas Ehrlich, Sandra Gelbrich, Matthias Klärner, Lothar 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.
15:42	A mobile app for room acoustical measurements Andreas Rosenkranz, Ralf Burgmayer, David Ackermann, Markus Hädrich, Stefan 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.
15:44	Impulse response of the Bayreuth Festspielhaus Kai Huang [Abstract] The Bayreuth Festspielhaus is well known for its architecture because its design is heavily influenced by composer Richard Wagner. In another word, the acoustics of this unusual opera house was ‘composed’ to meet the requirements of Wagner’s operas [1]. The sinking orchestra pit enhances the contrast of sound from the singers and the orchestra. Due to the acoustic design, the reverberation time (∼1.55s at middle frequency when occupied) is larger than a usual opera house. Using hand-clap recordings, we measured the impulse response of the Bayreuth Festspielhaus at three locations: stage, pit and auditorium. The measured reverberation time is larger than the literature value, owing to the different occupation. I try to rationalize the difference to literature value quantitatively by considering the sound absorption coefficient of the audience. Finally, I will discuss the advantages and disadvantages of using hand-clap recording to measure room acoustics.

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S. Weinzierl, TU Berlin, FG Audiokommunikation, Berlin M. Schneider, Fraunhofer IIS / AudioLabs Erlangen, Erlangen

14:20	Der „Jazzcampus Basel“ – Gedanken zur Konzeption einer Musikhochschule Martin Lachmann [Abstract] Die Abteilung Jazz der Musik Akademie Basel hat zum Semesterbeginn 2014 einen Neubau bezogen, den sog. ”Jazzcampus”. Der kompakte Bau im Zentrum der Basler Altstadt beherbergt insgesamt 50 Musikräume unterschiedlichster Grösse und Funktion. Das Spektrum reicht dabei von Konzertsälen über Proberäume und Tonstudios bis hin zum öffentlichen Jazzclub. Der Vortrag will zwei Aspekte des Projekts, welches der Autor als verantwortlicher Akustiker betreut hat, beleuchten. Den Schwerpunkt bildet die Entwicklung der raumakustischen Konzepte für die Musikräume. Im ”Jazzcampus” wurde bewusst auf die, ansonsten in Musikschulen oft anzutreffenden, variablen raumakustischen Massnahmen verzichtet. Stattdessen wurde versucht eine breite Palette von Räumen mit unterschiedlichen akustischen Charakteristika zu schaffen. Damit soll den verschiedenen MusikerInnen und Ensembles eine, sowohl in funktionaler als auch in atmosphärischer Hinsicht inspirierende und flexible Arbeitsumgebung angeboten werden. Abgeleitet aus dieser Entwicklungsgeschichte wird die Zusammenarbeit zwischen den Nutzern, den Architekten und den Akustikplanern beleuchtet. Der für dieses Projekt gewählte partizipative Ansatz kann einen möglichen Ausweg aus dem oft verkrampften Verhältnis - insbesondere zwischen Architekten und Akustikern - aufzeigen. Betrachtet man die Erfahrungsberichte der Dozierenden und Studierenden einerseits und das Echo des Projekts in der Architekturwelt andererseits, so darf gehofft werden, dass im Jazzcampus eine Verbindung von Architektur und Akustik gelungen ist.
14:40	Neubau eines Saals für Orgelmusik in Kharkov / Ukraine Tobias Behrens, Wolfgang 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.
15:00	Investigating listeners’ preferences in Detmold Concert Hall by comparing sensory evaluation and objective measurements Banu Sahin, Sebastià Vicenç Amengual Garí, Malte 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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S. Weinzierl, TU Berlin, FG Audiokommunikation, Berlin M. Schneider, Fraunhofer IIS / AudioLabs Erlangen, Erlangen

16:40	Classification of Geometric Room Shapes Through Room Acoustic Parameters by Using Machine Learning Algorithms Ina Medebach, Tobias Gutenkunst, Ajan Hannemann, Athanasios Lykartsis, Stefan Weinzierl [Abstract] In this paper we present a method to classify different architectural room shapes based on their room acoustical parameters. We used two supervised machine learning approaches, the KNN and the SVM classifier. We attempted to identify combinations of acoustical parameters which enable the algorithm to assign six shape classes: shoebox, vineyard, opera/horseshoe, church, auditorium and complex (residue class). In order to evaluate our approach, we used a data set of synthetically generated rooms with their corresponding room acoustical parameters (GRAP). To find the best combinations, we tested all DIN EN ISO 3382 parameters in all possible combinations. With this process we are able to achieve an accuracy above 65 % for shape classification based on SVM classification and 75 % for the KNN approach. We will discuss the results with respect to the acoustical relevance of the above mentioned architectural designs as well as to the question how complete the room acoustical impression is represented by the existing set of parameters.
17:00	Identification of absorption parameters using an optimization algorithm Daniel Sadra, Thomas Kletschkowski [Abstract] Due to the powerful computer simulations and algorithms, a room acoustic simulation is often a good alternative instead of performing complex measurements. For the quality of room acoustic simulation models which involve source receiver combinations, absorption coefficients of different materials are of great interest to describe the behavior of the room according to the reverberation time close to the real world situation. Sometimes these absorption coefficients might not be available or the data is simply unknown. The Room Acoustic Property Optimizer (RAPO) can be of advantage in solving such difficulties. To design a RAPO test case, absorption coefficients have been measured in a semi anechoic chamber using a Microflown impedance device. Additionally, the Energy Decay Curve (EDC) has been measured. In a second step, a room acoustical model of the semi anechoic chamber is used to generate a simulated EDC. The different absorption coefficients within the model have been estimated. Both generated EDCs will afterwards fed to the optimization algorithm and then crosschecked whether the estimation of the absorption coefficients have been performed correctly or if an adaption of the absorption coefficients is necessary to improve the quality of the acoustic simulation.
17:20	Mehrdimensionale visuelle Clusteranalyse raumakustischer Parameterwerte von Konzertsälen, Opernhäusern und anderen Raumtypen Klaus-Hendrik Lorenz-Kierakiewitz, Alexander Fuß, Benjamin Pfändner, Stefan Ostrowski [Abstract] Die Analyse und Präsentation raumakustischer Parameterwertebereiche von in Bezug auf ihre Hörsamkeit beurteilten Räumen wurde lange in Tabellen und auf zwei Größen beruhenden zweidimensionalen Graphen vorgenommen. Die aktueller Computersoftware zur Verfügung stehenden Möglichkeiten der Datenpräsentation und -analyse erlauben jedoch eine mehrdimensionale Analyse mehrerer raumakustischer Parameter gleichzeitig. Am Beispiel für einen Raum global kennzeichnender raumakustischer Parameterwerte wie Nachhallzeit TMid, Stärkemaß GMid,10m und Raumvolumen V soll (ohne Einschränkung einer allgemeineren Gültigkeit des vorgestellten Verfahrens) mit Hilfe mehrdimensionaler Darstellungen verschiedener Beispiele verschiedener Raumtypen als Koordinaten im aufgespannten Parameterraum ausgelotet werden, welche Erkenntnisse aus einer dreidimensionalen Darstellung von die Räume charakterisierenden Parameter-Tripeln in einem solchen Parameterraum gewonnen werden können, z.B. durch optische Analyse. Indem diese Datenanalyse auf eine weitere Dimension erweitert wird, hier z. B. durch Ergänzung der Parameterwertetripel durch eine Qualitätsbeurteilung aus subjektiven Qualitätsrankings auf Wertequadrupel und eine entsprechende graphische Darstellung, soll in diesem Beitrag aufgezeigt werden, inwieweit für die verschiedenen Raumtypen bezüglich der Hörsamkeit als gut beurteilte Räume als Cluster in einem begrenzten Raumbereich dieses Parameterraums lokalisiert werden können. Letztendlich können aus dieser Analyse wiederum Anforderungen an die Wertebereiche der betrachteten raumakustischen Parameter gewonnen werden, welche als zielführend für eine als gut bewertete Hörsamkeit der verschiedenen Raumtypen betrachtet werden können.
17:40	Dealing with anomalous diffraction behaviour in noise standards using sound particle diffraction Jochen Schaal, Thomas Judd [Abstract] Important noise standards such as IS0 9613-2 and CNOSSOS-EU simulate diffraction with geometric ”detour” methods. Unfortunately, it is known (but not necessarily well publicised) that these procedures can return unphysical results. Potential problems include discontinuities of several decibels and unphysical plateaus in the sound field. In addition, such methods underestimate levels close to the start of a diffraction shadow zone and quantitative errors can be well in excess of ten decibels. We show that significant improvement is possible without abandoning the advantages of geometrical acoustics by combining an ”uncertainty-based diffraction” procedure with a sound particle simulation. This approach returns behaviour much closer to wave-based methods and removes unphysical anomalies while using a mere fraction of the computational resources that would typically be required for wave simulations.

Organisation:

B. Seeber, TU München, Audio-Signalverarbeitung, München S. Weinzierl, TU Berlin, FG Audiokommunikation, Berlin

14:20	The new anechoic chamber research facility and real-time Simulated Open Field Environment Bernhard Seeber [Abstract] TUM has built a new customized anechoic chamber for the research purposes of the Audio Information Processing group: 1) psychoacoustic, audiological, audio-visual and spatial hearing research in the Simulated Open Field Environment, 2) free-field acoustical measurements, e.g. of electro-acoustical transducers, 3) free-field acoustical measurements in and around vehicles. In this talk I will introduce the concept of the new anechoic research facility, present design criteria and discuss challenges during the construction phase. The anechoic chamber will host the real-time Simulated Open Field Environment (rtSOFE), a laboratory setup with 61 loudspeakers to create a spatial sound field in a 5m x 5m area, complemented by 360∘ of visual 3D projection. Room-acoustic simulation software for interactive simulation of room reflections has been developed based on the extended mirror image method. The software computes new room impulse responses in sub-millisecond intervals and updates a convolution system capable of convolving seconds-long impulse responses with very short latency. While its implementation details will be discussed in an accompanying talk, I will present the general concept and capabilities of the new rtSOFE. The rtSOFE in the new anechoic chamber forms a cutting edge research facility for interactive psychoacoustic and audio-visual research in virtual acoustic space.
14:40	Software Design for Interactive Room Acoustic Simulation Samuel Clapp, Manuel G. Hornung, Sebastian Pods, Bernhard 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.
15:00	Efficient room acoustics simulation with RAZR Torben Wendt, Steven van de Par, Stephan D. Ewert [Abstract] Virtual reality technology is now reaching a level that enables a broad usage in consumer products. In addition to visual rendering techniques, such applications require computationally efficient, real-time synthesis of virtual acoustical environments. One way to meet this requirement is a real-time system which can make drastic simplifications with respect to physical accuracy while still accomplishing perceptual plausibility. The fast and perceptually plausible room acoustics simulator RAZR [Wendt et al., J. Audio Eng. Soc., 62, 11 (2014)] synthesizes binaural room impulse responses (BRIRs) for single and coupled shoebox rooms with high computational efficiency. The algorithm is suitable for headphone and multi-speaker array rendering. RAZR is based on the combination of image sources for early reflections and a binaurally extended feedback delay network (FDN) for the reverberation. As shown earlier, RAZR is capable to create natural sounding auralizations via headphone rendering, and to reproduce various common room acoustical parameters with good accuracy. For this contribution, the real-time capabilities were analyzed and compared against classical and hybrid methods. Given that real acoustic scenarios typically contain many sound sources, the performance is also analyzed for a high number of sources. Especially here, considerable efficiency gains can be achieved.
15:20	A System for Binaural Reproduction of Self-Generated Sound in VAEs Johannes M. Arend, Philipp Stade, Christoph 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.
16:40	Synthesis of room impulse responses based on simulated energy decay curves Lukas Aspöck, Michael 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.
17:00	Evaluation of Interactive Localization in Virtual Acoustic Scenes Daniel Rudrich, Franz Zotter, Matthias Frank [Abstract] Technologies for virtual sound field reproduction and motion tracking enable accessing virtual acoustic scenes with increased sensation of being there. In such a virtual acoustical environment, natural boundaries such as areas of restricted access can be crossed by any user, so, e.g., one can stand behind the drummer during a concert. Apart from the typical requirement of high audio quality, localization is an important feature. The interactive experience only feels convincing to listeners if the localization stays consistent during the time they explore the virtual scenery. In this paper, this consistency is understood as interactive quality. We break its quality aspect down into two quality features: How accurately is a user able to detect his/her position in the virtual scene (self localization)? How well is a user able to determine the location of sound objects in the virtual scene (object localization)? We propose a set of interactive listening tests for evaluation purposes of virtual sound field algorithms in respect of accuracy and speed of both self and object localization. The results allows to compare virtual sound scenes based on either simulations or distributed-microphone recordings.
17:20	Binaural walk-through scenarios with actual self-walking using an HTC Vive Annika Neidhardt, Niklas Knoop [Abstract] In the field of virtual reality, interactive exploration has become a common requirement. Nowadays, inexpensive tracking devices allow precise tracking of orientation and position even at home. Hence, the scene can be controlled and explored by actual self-motion. Visual information can be reproduced with a head mounted display and the accompanying sound is usually provided via headphones. To create a convincing experience, a dynamic spatial sound reproduction is of interest. In the study presented in this paper, an HTC Vive system is used to realize position-dynamic binaural synthesis. The listeners themselves could walk through a virtual acoustic environment. A listening experiment was conducted to evaluate the perception of these walk-throughs considering different virtual acoustic scenes. Simulated scenes as well as scenes created from measurements were taken into account. To focus on auditory perception, no visual information of the source positions or the virtual room were provided. Only some basic visual cues, that are necessary for an orientation within the setup, were available. With the results, some factors for limited plausibility are revealed. Furthermore, the need of appropriate methods to evaluate the perception of self-translation within virtual acoustic environments is discussed.
17:40	Interactive reproduction of virtual acoustic environments for the evaluation of hearing devices – methods and validation Giso Grimm, Volker Hohmann [Abstract] Virtual acoustic environments are increasingly used for evaluating hearing devices in complex acoustic conditions. In this talk we propose an interactive simulation method via multi-channel loudspeaker systems or headphones. The method focuses on the time-domain simulation of the direct path and a geometric image source model, which simulates air absorption and in case of motion the Doppler effect of all primary and image sources. To establish the feasibility of this approach, the interaction between reproduction method and technical and perceptual hearing aid performance measures was investigated using computer simulations. Three spatial audio reproduction methods were compared in regular circular loudspeaker arrays with 4 to 72 channels. The influence of reproduction method and array size on performance measures of multi-microphone hearing aid algorithms was analyzed. In addition to the analysis of reproduction methods, algorithm performance was tested in a number of different virtual acoustic environments in order to assess the underlying factors of decreased hearing aid performance in complex environments. The results confirm previous findings that spatial complexity has a major impact on hearing aid benefit, and demonstrate the potential of virtual acoustic environments for hearing aid evaluation. Funded by DFG FOR1732 ”Individualized hearing acoustics”.

Organisation:

J. Wiciak, AGH Universität Polen M. Vorländer, Institut für Technische Akustik, RWTH Aachen, Aachen

8:40	Sound Phenomena in Forest Areas Janusz Piechowicz [Abstract] Man changes his environment in every country across the world. These changes include excessive noise pollution. This article compares the acoustic conditions in the two old polish forests: in the Niepolomicka Forest and in the Bialowieza Forest. In view of their acoustic climate there are two different sonic areas. Bialowieza Forest, National Park, the last refuge of intact natural state - dominated by the sounds geogenic and biogenic. Niepolomicka Forest area exposed to excessive noise - is located near large town Krakow, along the southern border of the Forest runs the A4 highway, arailway line and and small neighborhood businesses. This forest is dominated by the sounds of anthropogenic origin. Zones impacted by traffic noise penetrate deep into the forest, notwithstanding its natural state. Here we had a problem, because for registered nature sounds occurred noise background of motorway. In this place the progress of civilization is rapidly changing the forest’s soundscape.
9:00	Analysis of ambisonic recordings of the soundscape of five valleys in Spitsbergen Dorota Czopek, Jerzy Wiciak [Abstract] The paper presents characteristic of the soundscape of five valleys in zone 10 in Spitsbergen. Explored valleys are diverse in terms of inhabitancy, tourist traffic, occurring fauna and flora, and landform, including the presence of glaciers. Researches were done during polar day (midnight sun) while 7 days at the turn of July and August 2016. Measurements and recordings were made in valleys: Longyeardalen, Byorndalen, Grumanddalen, Adventdalen oraz Endalen. During the fieldwork ambisonic recordings and sound pressure level measurements were collected. The paper presents qualitative analysis of unique soundscape of explored valleys. In addition, article includes comparative analysis of waveforms SPL and characteristics of the spectra of signals recorded in the individual measuring points and results of psychoacoustic research of soundscape of the five valleys. In a selected places the analysis of diurnal variation of soundscape were made.
9:20	Background Traffic Noise Synthesis Georgios Zachos, Jens Forssén, Wolfgang Kropp, Laura Estévez-Mauriz [Abstract] Currently, acoustic evaluation of future urban environments is achieved through acoustic indicators, although they may not suffice for a holistic description. A way to improve this procedure is the creation of new indicators, extracted through listening tests and analysis of different acoustic scenarios. However, generating such scenarios using auralisation models for outdoors sound propagation is often computationally expensive, so simplified auralisation model for background traffic noise on flat city scenarios is proposed. The method relies partly on physical models for air attenuation, ground effect and spherical spreading. Doppler effect as well as individual contributions of vehicle pass-bys are simulated through modulation transfer functions. Perceived spatial imagery is realised by variable in time decorellation of the two channels reaching the ears of a virtual listener. As a starting point, measured power profiles give the frequency components of rolling noise. While preliminary tests against the LISTEN demonstrator validate the model’s perceived realism between 70 and 90 kmph and on the range 300 to 900 m, it is assessed through more tests for conclusive results. In addition, the auralisations are mixed with foreground (local) traffic to investigate how relevant pursuing further realism of background traffic noise is in a more realistic scenario.
10:00	Outdoor sounds recording and playback - estimation of immersion Pawel Malecki, Jerzy Wiciak [Abstract] Outdoor recording is often very challenging. The weather factor and difficulty of signal/noise determination are the most common issues. Especially when considering soundscape analysis, maximum immersion level is required. Article shows a potential of ambisonic recording-playback system in Soundscape analysis. Several natural and urban soundscape recordings are shown and refined. Techniques in soundscape registering are considered with different loudspeaker arrangements and setups. The main goal of this work is to investigate what are the main features of listening environment that allows immersion and high fidelity of reproduced sound field. Article shows results of an experiment that validate factors that influences fidelity, such as loudness, spatial distribution and coloration.
10:20	Chances and limitations of outdoor sound recordings for interactive Virtual Acoustics Jonas Stienen, Fanyu Meng, Michael Vorländer [Abstract] Creating and presenting audio-visual content for an immersive multi-modal experience is getting easier with new hardware appearing on the market. A very common underlying idea is to capture images and sounds on multi-tracks in a way, that the scene can be reproduced with a certain degree of freedom - in most cases the rotatory interaction at stationary positions or a predetermined trajectory. In contrast, interactive Virtual Acoustics applications simulating outdoor noise scenarios usually require both freedom of rotation and translatory movement, which is not per se possible with recordings. Additionally, modifications of the virtual environment can only be implemented physically conclusive, if precise knowledge on sound source signal, radiation pattern, weather conditions and the (initial) build environment is at hand. Keeping this in mind, multi-channel recordings provide a great chance of being a considerable source for transient audio signals for Virtual Acoustics that cannot be captured under laboratory conditions but must be recorded and separated from interfering noises on site, like pass-by train noises. In this paper, concepts for in-situ source characterization and the required parameter setting (array dimensions and spatial resolution) are discussed.
10:40	Recording and reproduction of sounds for auditory training of blind persons Edyta Bogusz-Witczak, Ewa Skrodzka, Anna Furmann [Abstract] The ability to localize the sound source is very important for humans. It permits spatial orientation, localization of the site of the sound source, its distance and direction of its motion. The ability of spatial orientation is of substantial importance for the visually handicapped individuals improving their everyday life. The possibility of simulation of the actual acoustic events by headphones or loudspeakers can help in training the hearing sense for this purpose. The main aim of the study was to check the effect of 3D sound recording and reproduction methods on performance in localization of sound source and identification of the direction of its movement by the visually impaired and normally sighted subjects. The study was performed with the use of two microphone matrices (Octava and Panasonic) for Ambisonics method and two types of headphones (open and closed) for binaural method. For the adults, the method of recording and reproduction of sound had little effect on the test results. For the visually impaired children, a significant difference was noted to the advantage of the headphone exposure. Thus, the method of binaural recording and sound exposure through headphones seems much more effective for auditory training of visually handicapped young persons.

Sitzungsleitung:

M. Vorländer, Institut für Technische Akustik, RWTH Aachen, Aachen F. Zotter, Kunstuniversität Graz, Inst. f. Elektronische Musik u. Akustik, Graz R. Höldrich, Kunstuniversität Graz, Inst. f. Elektronische Musik u. Akustik, Graz

11:00	Synthesis of moving sound sources using wavelet transform Fanyu Meng, Michael Vorländer [Abstract] Moving sound sources are often the prominent parts in acoustical environments. They may cause noise problems as the speed of the sources increases rapidly, such as for high-speed trains and cars. Auralization is an efficient way for sound prediction providing an immersive auditory event. Therefore, it is important to find a sound synthesis approach to modeling moving sound sources and create perceptually convincing sounds for auralization. Compared to Fourier transform, wavelet transform (WT) has the advantage of remaining time information when transforming signals into the frequency domain, which benefits the received time-variant signals from moving sources. In this paper, WT is proposed to decompose and synthesize moving sound source signals for the application of auralization.
11:02	An Efficient Source-and-Receiver-Directional RIR Measurement Method Markus Zaunschirm, Christoph Baumgartner, Christian Schörkhuber, Matthias Frank, Franz 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.
11:04	An Iterative Least-Squares Design Method for Filters with Constrained Magnitude Response in Sound Reproduction Martin Schneider, Emanuel Habets [Abstract] Filter coefficients determined according to a least-squares criterion are frequently used in applications related to sound zones and adjustable directivity. Without further constraints, the obtained filter coefficients can exhibit very large frequency-domain magnitudes whenever the underlying optimization problem is ill-conditioned. To avoid distortion in the loudspeakers during reproduction, the frequency responses of the reproduction filters can be limited in their magnitudes. However, solving the resulting optimization problem is computationally expensive, which constitutes a problem when large filter lengths or a large number of loudspeaker channels are considered. In this contribution, an efficient previously proposed algorithm is modified such that the filter’s magnitude response is constrained. The proposed algorithm uses an approximation in the discrete Fourier-transform domain to yield time-domain filter coefficients. The accuracy of the proposed algorithm is measured by comparing to a state-of-the-art approach for convex optimization considering a free-field scenario. Furthermore, the applicability of the results to real-world scenarios is investigated considering measured impulse responses.
11:06	Processing of Time Variant Multiple Input Multiple Output Room Impulse Responses Johannes Klein, Marco Berzborn, Michael 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.

Organisation:

M. Schneider, Hochschule für Technik Stuttgart, Stuttgart A. Meier, Müller-BBM GmbH, Planegg

14:20	Stand der Regelung - Schallschutz gegen Außenlärm in DIN 4109 Andreas Meier [Abstract] Die vorhandenen Regelungen rund um den Schallschutz von Gebäuden gegen Außenlärm werden derzeit kontrovers diskutiert. Neben dem Berechnungsverfahren in DIN 4109 wird in der Praxis oftmals die VDI 2719 herangezogen. Darüber hinaus finden Regelungen der 24. BImSchV Anwendung. Für die DIN 4109 sind aktuell Änderungsblätter mit abgestimmten Anpassungen im Entwurf erschienen. Der Beitrag gibt einen Überblick über die unterschiedliche Zielsetzung der Regelungen, erläutert die Hintergründe und vorgeschlagenen Anpassungen für die DIN 4109. Erforderliche Forschungsbereiche werden aufgezeigt.
14:40	Baulicher Schallschutz in der Bauleitplanung Frank Rudloff, Andreas 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.
15:00	Baulicher Schallschutz gegen Außenlärm an Schienenwegen Rudolf Liegl, Manfred Liepert, Ulrich Möhler [Abstract] In DIN 4109-2:2016-07 wird das Verfahren zum Nachweis des Schallschutzes gegen Außenlärm geregelt und die Berechnung der Beurteilungspegel für Schienenverkehrswege beschrieben. Nach Abschnitt 4.4.5.3 sind die Beurteilungspegel nach der 16. BImSchV zu bestimmen, wobei zur Bildung des maßgeblichen Außenlärmpegels jeweils 3 dB(A) zu addieren sind. Der Verweis auf die 16. BImSchV erfolgt undatiert, weshalb formal die derzeit geltende, durch Artikel 1 der Verordnung vom 18. Dezember 2014 geänderte Fassung maßgebend ist. Dort ist die Korrektur für die geringere Störwirkung des Schienenverkehrslärms nicht mehr enthalten und die Berechnungsvorschrift Schall 03 wurde grundlegend überarbeitet. Nach Abschnitt 4.4.5.2 in DIN 4109-2:2016-07 können die Beurteilungspegel aber auch mithilfe der älteren Nomogramme in DIN 18005-1:2002-07, A.3 ermittelt werden. Die Auswirkungen der Anwendung beider Methoden auf die resultierende Schalldämmung der Außenbauteile werden vergleichend dargestellt. Weiterhin wird dargestellt, welche unterschiedlichen Innenraumpegel zu erwarten sind, wenn die in der Anlage 2 der 16. BImSchV in Oktavbändern von 63 Hz bis 8.000 Hz zu berechnenden Immissionspegel für verschiedene Streckentypen (z.B. Güterstrecken, Nahverkehrsstrecken) in Bezug zu den frequenzabhängigen Schalldämmeigenschaften repräsentativer Außenbauteile gesetzt werden.
15:20	Schallfelder in Innenhöfen im Vergleich zwischen Simulation, Berechnung und Maßstabsmodellversuch Alexander Lee, Jean Marc Wunderli [Abstract] Städtebaulich wird mit der Blockrandbebauung eine Erhöhung der Bevölkerungsdichte im urbanen Raum realisiert. Die dabei um einen Innenhof angeordneten Gebäude schirmen diesen unter anderem vor Schall ab, der vom angrenzenden Straßenverkehr ausgeht. Dadurch kann im Innenhof eine lärmgeschützte Zone entstehen, die der zum Hof angrenzenden Gebäudeseite die Möglichkeit zu einer Quiet façade bietet. Im städtischen Umfeld ist die Schallausbreitung von der Straße in einen Innenhof sehr komplex. Neben Mehrfachbeugungen und -reflexionen haben die Gebäude verschiedenste Fassaden mit Öffnungen zum Innenhof, die ebenfalls unterschiedliche Geometrien besitzen. Für verschiedene Innenhofmodelle werden in einem Vergleich die Ergebnisse aus Simulation, Berechnung und Maßstabsmodellmessung gezeigt. Die Simulationsergebnisse stammen von einem Programm für die Raumakustik, die Berechnungsergebnisse von einer Software für die Lärmkartierung. Für die Vergleichsinnenhöfe wurden die Fassadenöffnung, die Hofgröße und die Straßenentfernung variiert.
15:40	Luftschalldämmung von Vorhangfassaden Joachim Hessinger, Bernd Saß [Abstract] Vorhangfassaden werden heute vielfach in Büro- und Verwaltungsgebäuden eingesetzt. Sie müssen in dieser Funktion oftmals auch den Schallschutz gegenüber Außenlärmbelastungen gewährleisten. Im Gegensatz zu Lochfensterkonstruktionen, für die in DIN 4109 und Produktnorm EN 14351-1 einfache Tabellenverfahren zum Nachweis der Schalldämmung existieren, gibt es bei Vorhangfassaden bislang noch kein solches Nachweisverfahren. In einem im Rahmen der Forschungsinitiative Zukunft Bau geförderten Forschungsvorhaben sollte im ift Rosenheim neben der Flankenschalldämmung auch die Luftschalldämmung von Vorhangfassaden gegen Außenlärm untersucht werden. Über die Flankenschalldämmung dieser Konstruktionen wird in einem weiteren Beitrag zu dieser DAGA berichtet werden. Da für die Luftschalldämmung von Vorhangfassaden bereits viele Erkenntnisse aus Laborprüfungen vorliegen wurde die Analyse im Rahmen von Literaturrecherche sowie einer Auswertung bestehender Messdaten durchgeführt. In dem Forschungsvorhabens sollte dabei auch die Möglichkeit eines Tabellenverfahrens für die Schalldämmung dieser Konstruktionen geprüft werden. Ergebnisse dieser Untersuchungen sollen in diesem Beitrag vorgestellt werden.
16:00	Verkehrslärm im Rhein-Main-Gebiet: Willingness to pay für weniger Lärmbelastung Kerstin Giering, Rainer Guski, Tobias Klein, Ulrich Möhler, Dirk Schreckenberg [Abstract] Im Rahmen des Arbeitspakets1 ”Lärmbelästigung und Lebensqualität der Wohnbevölkerung” der NORAH-Studie wurde eine Befragung von 9.244 Bewohnern zur Zahlungsbereitschaft für Maßnahmen zur Verringerung des Verkehrslärms durchgeführt. Berücksichtigte Lärmquellen sind Flug-, Straßen- und Schienenverkehr. Die Zahlungsbereitschaft (”Willingness to pay” - WTP) wurde durch die Frage ”Welchen Betrag sind Sie bereit, in den nächsten fünf Jahren für Lärmminderung monatlich zusätzlich an Wohnkosten zu zahlen?” für jede Lärmart erhoben. In der Datenanalyse wurden 6.700 gültige Antworten berücksichtigt. Für jeden Befragten war aus dem akustischen Datensatz der NORAH-Studie die individuelle Belastung je Verkehrslärmquelle bekannt, ebenso der individuelle Grad der quellenspezifischen Lärmbelästigung gemäß ICBEN-Skala. Es wurde der Zusammenhang der WTP mit der Verkehrslärmbelastung sowie mit den Belästigungsaussagen analysiert. Die WTP-Angaben umfassten die große Spanne von 0 bis > 500 pro Monat, mit einer Häufung bei bis zu 50 pro Monat. Die WTP zeigte in Abhängigkeit zu den berechneten Lärmpegeln keinen (linearen) Zusammenhang. Für die WTP in Abhängigkeit von der Belästigung (”highly annoyed”) konnte ein schwacher linearer Zusammenhang gefunden werden. Weiterhin wurde der Einfluss des Immobilieneigentumstatus auf die WTP untersucht. Auch Aspekte zur Umweltgerechtigkeit wurden betrachtet. Die in dieser Studie ermittelte WTP erlaubt keine direkte Interpretation als Zahlungsbereitschaft für eine weniger lärmbelastete eigene Wohnung.

Organisation:

K.-W. Hirsch, Cervus Consult GmbH, Willich B. Vogelsang, Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz, Hannover

8:40	Akustik der Waffenknalle – Eine Einführung Karl-Wilhelm Hirsch [Abstract] Zu den Schießgeräuschen gehören alle Schalle, die beim Schießen und Sprengen entstehen. Im Bereich des sportlichen, jagdlichen und polizeilichen Schießens stehen Handwaffen im Vordergrund. Aber auch die Knalle von Feuerwerken spielen grundsätzlich eine Rolle. Beim militärischen Schießen kommen großkalibrige Waffen, Raketen und Sprengungen aller Art hinzu. Im Lärmschutz sind in der Regel lediglich der Mündungsknall, der Explosionsknall und der Geschossknall von Bedeutung; Fluggeräusche von unterschalligen Geschossen oder Raketen aber auch der Einschlagknall (jagdlich der Kugelschlag) spielen eine untergeordnete Rolle. Alle Knalle sind hochenergetische breitbandige stark gerichtete Schallimpulse. Im Nahbereich der Quelle gelten die Näherungen der linearen Akustik nicht. Dennoch gelingt es einfachen Energiemodellen, Signalform und Quellstärke der Knalle häufig hinreichend zuverlässig vorherzusagen. Dies gilt von Kleinkaliberwaffen bis hin zu den Bordkanonen von Panzern und Haubitzen, für kleinste Simulationssprengungen bis hin zu schweren Bomben. Das gilt nicht für die ausgeprägte Richtcharakteristik von Mündungsknallen. Da sind komplexe innenballistische Modelle erforderlich. Die entscheidenden Normen im Zusammenhang mit der Messung und Beschreibung von Schießgeräuschen sind die DIN EN ISO 17201 für Handwaffen und die ISO 17474 für großkalibrige Waffen. Der Beitrag führt in die Akustik de Waffenknalle ein. Ihre Besonderheiten werden anhand von Beispielen vorgestellt und erläutert.
9:00	Akustik der Waffenknalle - Entstehung und Ausbildung der Signalformen Till Kühner [Abstract] Als Knall wird ein sprunghaftes Ansteigen des Schalldrucks bezeichnet. Ursache ist in der Regel sehr schneller Druckanstieg an der Quelle. Bei ausreichend hohem Druck breitet sich dieser nicht mehr als Druckwelle mit Schallgeschwindigkeit aus, sondern als Stoßwelle mit Überschallgeschwindigkeit. Der Bereich der eigentlichen, linearen Akustik ist damit verlassen, die nichtlinearen Effekte dominieren die Druckausbreitung bis der Druck ausreichend gefallen ist, um sich wieder mit Schallgeschwindigkeit auszubreiten. An diesem Punkt ist das Quellsignal ausgebildet, die Schallausbreitung im Sinne der klassischen Akustik beginnt. Der Beitrag stellt für den Fall der Explosion, des Mündungsknalls und des Geschossknalls die Entstehung und Ausbildung der verschiedenen Signalformen vor.
9:20	Das Geschossknallmodell der DIN EN ISO 17201-2: Prognose und Messung Mattias Trimpop, Olaf 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.
9:40	Immissionsschutz beim Betrieb von Schießplätzen der Bundeswehr Bernd Wiedemann, Thomas Daniel, Karl-Wilhelm Hirsch [Abstract] Das Bundesministerium der Verteidigung hat in der Grundsatzweisung für den Umweltschutz der Bundeswehr vorgegeben, Zitat: ”Umweltschutz ist Bestandteil aller Planungen und Handlungen der Bundeswehr in Erfüllung ihres Auftrags.” ...”Die Bundeswehr hat als staatliche Organisation die Pflicht, das Umweltrecht und die umweltpolitischen Vorgaben der Bundesregierung vorbildlich zu erfüllen. Sie bemüht sich um umweltgerechtes Planen und Handeln auch dort, wo rechtliche und politische Vorgaben dieses - noch - nicht fordern”. Nicht zuletzt aus dieser Grundsatzweisung folgt das starke Engagement der Bundeswehr und der Streitkräfte, den Lärmschutz auch durch organisatorische Änderungen nach den Motiven des Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) voranzutreiben. Die Bundeswehr betreibt auch Anlagen, bei denen besondere Geräuschquellenarten wie das Schießen mit großen Waffen und das Üben mit schwerem Gerät oder auch das Schießen mit Handwaffen, wesentlich zur Lärmbelastung in der Nachbarschaft betragen können. Hier werden besondere Konzepte und Vorgaben zur Messung und Beurteilung des Lärms sowie zum einheitlichen Umgang im Rahmen des rechtskonformen Betriebs von Anlagen nach dem BImSchG erforderlich. Mit Blick auf die Besonderheiten, fördert die Bundeswehr zusätzlich nachhaltig die Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet des Lärmschutzes. Der Beitrag gibt einen Überblick über den Lärmimmissionsschutz bei der Bundeswehr.
10:20	Regelwerke und Werkzeuge der Bundeswehr für Schießlärm Thomas Daniel, Bernd Wiedemann, Karl-Wilhelm Hirsch [Abstract] Auf den Schießplätzen der Bundeswehr, insbesondere auf den Truppenübungsplätzen, wird mit großen und kleinen Waffen ausgebildet und geübt. Die einschlägigen Regelwerke des Immissionsschutzes reichen nicht aus oder sind nicht anwendbar, um den dabei entstehenden Schießlärm sachgerecht und Sinne der Motive des Bundes-Immissionsschutzgesetzes zielführend zu beurteilen. Ähnliches gilt auch für die Prognose des Schießlärms von Standortschießanlagen, auf denen ausschließlich mit Handwaffen geschossen wird. Im Beitrag werden zunächst die verschiedenen Arten von Schießplätzen der Bundeswehr vorgestellt und ihr Nutzungskonzept erläutert. Danach werden der grundsätzliche Aufbau der bundeswehr-eigenen Regelwerke sowie der durch die Umweltministerkonferenz den Bundesländern zur Anwendung empfohlene ”Leitfaden für die Genehmigung von Standortschießanlagen” diskutiert. In diesen Regelwerken sind auch Messverfahren festgelegt, die für die Emissionsmessung von Waffenknallen und für die Immissionsmessung anzuwenden sind. Der Vortrag schließt mit einem Überblick über die Programme, welche die Bundeswehr nutzt, um ein Lärmmanagement durchzuführen und um bauliche Schallschutzmaßnahmen auszulegen.
10:40	Bau und Betrieb einer offenen Schießstätte Bernd Soens [Abstract] Offene Schießstätten für Schusswaffen mit Kalibern größer .22 l. r. sind genehmigungsbedürftige Anlagen nach § 4 BImSchG. Schießstätten, mit einem oder mehreren Schießständen, werden nach sportlichen oder jagdlichen Regelwerken sowie im historischen Schießen mit Kurz- und Langwaffen genutzt. Jeder Schießstand ist so zu errichten oder wesentlich zu ändern, dass die Anlage dem Stand der Sicherheitstechnik entspricht (Forderung nach Waffenrecht). Eingesetzte Bauprodukte beispielsweise zur Reduzierung der Schallausbreitung, müssen diesem Standard genügen. Im Genehmigungsverfahren zum Errichten fordert die Behörde eine Schallimmissionsprognose. Bereits in der Entwurfsplanung müssen der Gutachter für Schallschutz und der Schießstandsachverständige eng zusammenarbeiten, damit die unterschiedlichen Aufgabenfelder aufeinander abgestimmt sind. Die Bewertung des Abprallverhaltens von Geschossen erfordert zum Teil tiefgreifende ballistische Kenntnisse. Das Flintenschießen auf Wurfscheiben bedingt zunehmend aus zivilrechtlichen Gründen aber auch aus Gründen des Boden- und Gewässerschutzes eine Begrenzung der Flugweite der Schrote durch Schrotfang. Dieser Schrotfang (beim Trap-Schießen maximal 27 m hoch) hat wesentliche Auswirkungen auf die Schallausbreitung und Richtcharakteristik. Der bauliche Schallschutz auf Schießständen für den so genannten Kugelschuss bietet wegen des stets gleichgerichteten Schießens wesentlich größere Möglichkeiten, als auf Schrotschießständen. Der Beitrag geht insbesondere auf das Abprallverhalten von Einzelgeschossen und daraus resultierender Sicherheitsmaßnahmen ein (z. B. Hoch- und Tiefblenden).
11:00	Die Schallausbreitungsmodelle für Waffenknalle in PROPPER Jürgen Zangers [Abstract] Die Programmsuite PROPPER® wurde im Auftrag des Bundesministeriums der Verteidigung als Werkzeug für die Berechnung der Schallausbreitung für Mündungsknalle von Handfeuerwaffen entwickelt. Die für die Ausbreitungsrechnung relevanten Module sind PROPPER-Ranger und PROPPER-Propagater. Die Prognose-Größe ist in beiden Modulen die akustische Energie. Der Ranger berechnet eine Ersatzschallquelle für den Mündungsknall in einer Schießanlage. Mit Hilfe eines dreidimensionalen Strahlenverfolgungsalgorithmus wird die Schallausbreitung des Mündungsknalls einer Handfeuerwaffe in der geometrisch und akustisch komplexen Schießanlagen- bzw. Schießstandgeometrie abgebildet. Bei der Modellierung der physikalischen Phänomene (Reflexion, Beugung, ...) werden die Besonderheiten der Schießgeräusche, ihre ausgeprägte Richtcharakteristik und ihre Impulshaftigkeit berücksichtigt. Der Ranger rechnet mit Dreiecksstrahlen, so genannten ,Zeltenë. Im Schießstand wird grundsätzlich mit geraden (nicht gekrümmten) Strahlen gerechnet (ruhender Luftkörper mit konstanten Kenngrößen). Das Beugungs-Modell im Ranger basiert auf dem Ersatzschallquellen-Modell für Kantenbeugung von Impulsschall von Svensson. Der Ranger erfüllt die Testaufgabe nach DIN EN ISO 17201-3. Der Propagater berechnet die Schallausbreitung außerhalb der Schießanlage bei gegebener Atmosphäre (3D-Windvektorfeld, 3D-Skalarfelder für die Temperatur und Luftfeuchtigkeit). Die Ausbreitungsberechnung unterliegt dabei nicht den Abstands- und Signalbeschränkungen der DIN ISO 9613-2. Insbesondere setzt sie auch keinen konstanten (5 km) Krümmungsradius der Schallstrahlen voraus. Das zugrunde liegende Ausbreitungs-Modell basiert auf dem Konzept des ”Wellenfront Ray-Tracings” von Pierce.
11:20	Influence of weather conditions on immision levels near an outdoor shooting range Anne-Catherine Witsel, Francis Moiny [Abstract] This study aims to analyse the combined influence of weather conditions and position on perceived noise in the vicinity of an outdoor shooting range. Both acoustic and meteorological data from different measurement campaigns were used. For similar wind speeds, wind direction component in the receiver direction was found to be well correlated with the mean shooting noise exposure level. This correlation depends on the measurement position since the directivity of firearms and the effect of firing sheds on the sound propagation. The noise annoyance rating levels were calculated and compared to the existing legislation.
11:40	Langzeitmessungen in der Umgebung von Schießanlagen Mattias Trimpop [Abstract] In einer Langzeitmessung wurden über zwei Monate Immissionspegel von Schießgeräuschen quellnah als auch in typischen Immissionsentfernungen zwischen etwa 200 m und 600 m in mehreren Ausbreitungsrichtungen erfasst. Parallel dazu wurden die Wind- und Temperaturverläufe gemessen. Diese Messergebnisse wurden so aufbereitet, dass den gemessenen Schussereignissen aufgrund der Nahbereichsmessung bestimmte Emissionssituationen zugewiesen werden konnte. Damit kann die Messung als eine gesteuerte Messung gelten. Über gleiche Emissionssituationen wurden zu den Immissionspegeln statistische Auswertungen durchgeführt, die im Vortrag vorgestellt und diskutiert werden.

Organisation:

K.-W. Hirsch, Cervus Consult GmbH, Willich B. Vogelsang, Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz, Hannover

14:20	Zum Langzeitmittelungspegel bei Schießgeräuschen Karl-Wilhelm Hirsch, Berthold Vogelsang, Philipp Tekampe [Abstract] Der Langzeitmittelungspegel ist die grundlegende physikalisch-akustische Kenngröße in den Beurteilungsverfahren nach TA Lärm. Gegebenenfalls durch Zu- und Abschläge verziert, liefert er den Beurteilungspegel, der mit den Richtwerten der TA Lärm zu vergleichen ist. Der Langzeitmittelungspegel wird im Immissionsschutz in der Regel weder gemessen noch prognostiziert. Bei der Messung begnügt man sich mit Kurzzeitmessungen, bei denen der erfahrene Akustiker günstige Schallausbreitungsbedingungen sicherstellt, die er häufig mit ,Mitwindë bezeichnet. Er zieht 3 dB ab, um den Langzeitmittelungspegel aus dem Mittelwert seiner schallausbreitungsgünstigen Messung zu bestimmen. Bei der Prognose nach der DIN ISO 9613-2 ist das Ergebnis direkt ein Langzeitmittelungspegel, allerdings der für schallausbreitungsgünstige Bedingungen. Auch da wird zur Bestimmung des eigentlichen Langzeitmittelungspegels eine Korrektur abgezogen, nämlich das cmet. Bei Anlagen, mit Einwirkungsbereichen im Geltungsbereich der DIN ISO 9613-2 ist diese Vorgehensweise bewährt und anerkannt. Bei Schießlärm versagt die Vorgehensweise häufig und häufig unbemerkt, weil der Einwirkungsbereich von Schießgeräuschen weit über den Anwendungsbereich der Regelwerke hinausgeht. Auch bei der Messung nach VDI 3745 Blatt 1 werden die normgerecht bestimmten ,Beurteilungspegelë mit zunehmenden Abständen immer unsicherer. Der Beitrag führt das Konzept von Potentialverteilungen ein, die Grundgesamtheit aller möglichen Realisationen des Immissionspegels bei Variation aller Eingangsparameter der Schallausbreitung in Anlehnung an die VDI 4101.
14:40	Belästigung durch Schießgeräusche Dirk Schreckenberg [Abstract] Schießgeräusche sind u. a. gekennzeichnet durch ihre hohe akustische Energie, Impulshaltigkeit, tiefen Frequenzen und ihr intermittierendes Auftreten. Entsprechend zeigen Studien einen höheren Anteil durch Schießlärm belästigter Personen als z.B. - bei gleichem Mittelungspegel - durch Straßenverkehrslärm. Zur Belästigungswirkung von Schießgeräuschen gibt es vergleichsweise nur wenige Feldstudien. Ergebnisse entsprechender in Deutschland durchgeführter sozio-akustischer Feldstudien wurden zuletzt in den 1990er-Jahren veröffentlicht. Vom intensiver beforschten Bereich der Verkehrslärmwirkung lässt sich lernen, dass sich Expositions-Belästigungsbeziehungen über die Zeit verändern: Bei gegebenem Beurteilungspegel ist der Prozentanteil durch Fluglärm belästigter Personen über die Zeit angestiegen. Am vormals postulierten Beeinträchtigungsunterschied zugunsten des Schienenverkehrslärms lassen neue Befunde Zweifel aufgekommen, entsprechend wurde der sog. Schienenbonus abgeschafft. Die Ursachen für diese Veränderungen liegen vermutlich einerseits in der Bedeutung nicht-akustischer Faktoren der Lärmbelästigung (z.B. situative, personenbezogene, soziale Kontextfaktoren). Andererseits gibt es Zweifel daran, ob bestehende Beurteilungspegel (insb. Mittelungspegel) allein ausreichen, um die Belästigungswirkungen des Lärms adäquat zu beschreiben. In diesem Beitrag werden neuere internationale Studien zur Belästigungs- und Störungswirkung von Schießgeräuschen und vergleichend anderer Umgebungslärmarten vorgestellt und die akustischen wie nicht-akustischen Einflussgrößen im Rahmen eines sozialpsychologischen Stressmodells zur Lärmbelästigung diskutiert. Mögliche Konsequenzen für ein Lärmmanagement werden dargelegt sowie ein Ausblick auf mögliche künftige Forschungsthemen gegeben.
15:00	Knalle – ein Trauma der Verwaltungsakustik? Berthold Vogelsang [Abstract] Knalle spielen in der Verwaltungsakustik als Begleitphänomen von Schießen, Sprengungen oder von Feuerwerken eine eher untergeordnete Rolle. Ein direkter Zugang zur Beurteilung ist dem Verwaltungsakustiker verwehrt. Er muss sich der mildtätigen Gaben bemächtigen, die ihm der Gesetz- und Verordnungsgeber an die Hand gegeben hat. So wird ihm die TA Lärm in Verbindung mit dem Bundesimmissionsschutzgesetz zur freudigen Pflichtlektüre. Der Vielfältigkeit der Phänomene von Knallen z. B. als Mündungs-, Explosions- oder Geschossknall versucht der Gesetz- und Verordnungsgeber im Hinblick auf schädliche Umwelteinflüsse durch den Begriff der Anlage ob als genehmigungsbedürftige oder nicht-genehmigungsbedürftige einzufangen. Zur Ermittlung der Emissionen und Immissionen wurde die TA Lärm erlassen. Dort führen die Knalle aber ein Nischendasein. Zum einen sind die Knalle, die auf Schießplätze durch Waffen ab Kaliber 20 mm entstehen können, ausdrücklich vom Anwendungsbereich der TA-Lärm ausgenommen und zum anderen entziehen sich bisher die Knalle, die auf zivilen Schießstände entstehen können, einer qualitätsgesicherten Prognoserechnung. Auch passt das begriffliche wie prozedurale Instrumentarium der TA Lärm nur unzureichend auf Knalle. Sowohl die Schallausbreitung als auch die Berücksichtigung der Vorbelastung oder der Impulszuschlages etc. bereiten erhebliche Schwierigkeiten bei der Anwendung. Der Beitrag stellt die wichtigsten Regelungen bzw. Regelungslücken vor und illustriert die Probleme und Schwierigkeiten anhand von Beispielen.
15:20	Rechtliche Maßstäbe für die Beurteilung von Schießlärm Norbert Kämper [Abstract] Rechtliche Maßstäbe für die Beurteilung von Schießlärm Schießstände und Schießplätze sind nach Maßgabe von Ziffer 10.18 des Anhangs zur 4. BImSchV genehmigungsbedürftige Anlagen. Für Ihre Errichtung und Ihren Betrieb ist eine immissionsschutzrechtliche Genehmigung nach §§ 4 ff. BImSchG erforderlich. Das gilt grundsätzlich auch für militärische Anlagen, wie im Gegenschluss aus §§ 59, 60 BImSchG gefolgert werden kann. Diese Anlagen sind so zu errichten und zu betreiben, dass schädliche Umwelteinwirkungen und sonstige Gefahren, erhebliche Nachteile und erhebliche Belästigungen für die Allgemeinheit und die Nachbarschaft nicht hervorgerufen werden können. Solche schädlichen Umwelteinwirkungen können bei Schießständen und Schießplätzen insbesondere durch den bei ihrem Betrieb verursachten Lärm hervorgerufen werden. Zur Beurteilung von Geräuschimmissionen wird die auf Grundlage von § 48 BImSchG erlassene sechste allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm - TA Lärm) verwendet. Diese ist damit grundsätzlich auch auf Schießstände und Schießplätze anwendbar. Eine Ausnahme enthält die TA Lärm allerdings ausweislich Nummer 1 Abs. 2 lit. d) für Schießplätze, auf denen (auch) mit Waffen ab Kaliber 20 mm geschossen wird. Damit stellt sich die Frage, nach welchen Maßstäben diese Schießplätze - in der Regel Truppenübungsplätze - beurteilt werden können.

Organisation:

K.-W. Hirsch, Cervus Consult GmbH, Willich B. Vogelsang, Niedersächsisches Ministerium für Umwelt, Energie und Klimaschutz, Hannover

16:40	Zum Beitrag zur Vorbelastung für TA Lärm-Anlagen durch den Betrieb von Schießplätzen der Bundeswehr Thomas Daniel, Joachim Vogel, Karl-Wilhelm 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.
17:00	Weiterentwicklung baulicher Schallschutzmaßnahmen auf Schießständen der Bundeswehr Guido Arnold [Abstract] Im Beitrag der Immissionssionsmessstelle der Bundeswehr werden einige Erkenntnisse vorgestellt, die durch Properprognosen gewonnen wurden. Schwerpunkt liegt auf dem Konzept, den Lärm, der auf Schießanlagen entsteht, gezielt in bestimmte Richtungen zu reflektieren, so dass dieser nicht zur Immissionswirkung beitragen kann. Da dieses Konzept hinsichtlich des akustischen Immissionsschutzes sowohl für den Umweltschutz als auch für den Arbeitsschutz Vorteile verspricht, aber vom klassischen Schießstandbau der Bundeswehr nach BFR abweicht, eröffnet sich hier ein Spannungsfeld zwischen drei wichtigen betriebsrelevanten Schutzzielen: - Schießsicherheit - Umweltschutz - Arbeitsschutz. Hier gilt es weitere fundierte Erkenntnisse in praktischen Versuchen zu gewinnen. Als Ergebnis könnte am Ende eine Überarbeitung der BFR stehen, was dazu führen könnte, dass sowohl schießendes Personal als auch Anwohner besser vor Schießlärm geschützt würden.
17:20	Lärmmanagement auf Schießplätzen der Bundeswehr Frank Hammelmann [Abstract] Auf Schießplätzen der Bundeswehr wird ein tägliches Lärmmanagement nach der Zentralvorschrift A1-2031/2-600 (Lärmmanagement - Rahmenbedingungen, Grundlagen und Vorgaben für die Umsetzung auf Schießplätzen der Bundeswehr - LMR) durchgeführt. Ziel und Zweck des Lärmmanagements ist die Sicherstellung der aus dem BImSchG begründeten gesetzlichen Schutzziele im Hinblick auf den Lärmschutz. Der Geltungsbereich der LMR sind Schießgeräusche für Waffen ab Kaliber 20 mm bzw. Sprengungen ab 50 g TNT (große Waffen), die außerhalb des Anwendungsbereichs der TA Lärm fallen. Das Lärmmanagement liefert zum einen eine nachvollziehbare Beurteilung der Lärmsituation anhand von festgelegten Lärmkriterien und zum anderen wird durch den täglichen Planungsprozess der Wille und die Absicht des Betreibers hervorgehoben, den Schießbetrieb so lärmarm wie möglich zu gestalten. Des Weiteren gehören zum Lärmmanagement eine Lärmminderungsplanung, ein Beschwerdemanagement und eine Öffentlichkeitsarbeit. Der Beitrag stellt den flexiblen Regelprozess des Lärmmanagements und dessen Eingangsparameter, als da wären die akustischen Quell- und Ausbreitungsdaten der Waffenknalle, die Lage und die Eigenschaften von Schießanlagen, tagesspezifische Wetterbeobachtungen und Langzeit- Stärkewindrosen, Gebiete, die die Schallausbreitung beeinflussen (u. a. Wälder), Schirmkanten, Richtwertflächen, Kennzeichnungszeiten und Zuschläge und Betriebszahlen, vor.

Organisation:

J. Abshagen, Wehrtechnische Dienststelle 71, FWG, Eckernförde I. Schäfer, Wehrtechnische Dienststelle 71, Eckernförde

8:40	Analyzing Underwater Radiated Noise of a 3600 TEU Containership Dietrich Wittekind, Max Schuster, Nina Landsberg, Lars Greitsch [Abstract] While anthropogenic underwater noise rises on the agenda of environment stakeholders and regulating bodies there is a lack of solid information on the noise generating mechanisms and possible mitigation measures. This concerns in particular the main contribution from commercial shipping. This paper reports on a comprehensive research program to analyze propeller generated noise of a containership. Propeller noise was directly measured on board by hydrophones mounted above the propeller in different operating conditions. The ship has also been measured during its passage through the English Channel under similar conditions as a far field measurement. The results compare favorably. They cast further light on the role of broad band low frequency noise from cavitation and its speed dependence but also new questions arise. In a next step noise is measured in model scale in a cavitation tunnel. For the ongoing program a newly developed towed hydrophone system will be used to measure propeller noise directly from the ship to cover more operating conditions. Further measurements are planned with a sister ship equipped with a different propeller design.
9:00	Zum Unterwasserlärm von modernen Handelsschiffen: Richtcharakteristiken und Lärmpegel Martin Gaßmann, Sean M. Wiggins, John A. Hildebrand [Abstract] Merchant ships radiate underwater sound as an unintended by-product of their operation and as consequence contribute significantly to low-frequency, man-made noise in the ocean. To opportunistically study the underwater noise of modern merchant ships that were tracked by the Automatic Identification System (AIS), an array of seven high-frequency acoustic recording packages (HARPs) with a sampling frequency of 200 kHz was deployed in a primary outgoing shipping lane for the port of Los Angeles and Long Beach. The vertical and horizontal aperture of the array allowed for starboard and portside measurements at all nominal hydrophone depths that are required by the international standard ISO 17208-1:2016, in addition to measurements taken at keel aspect. Based on these underwater noise measurements, radiation patterns and source levels of modern merchant ships were estimated for different speeds, drafts, tonnages and ship types.
9:20	Fragliche hydroakustische Messgenauigkeit von Schiffen Stefan Schäl [Abstract] Der Betrieb von Schiffen und Booten beeinflusst die unmittelbare maritime Umwelt in unterschiedlichen Ausprägungen. Mögliche Reduzierungen und deren Nachweise werden zunehmend je nach Zielaspekten gefordert. Die abgestrahlten Unterwassergeräusche werden an entsprechenden Messstellen aufgezeichnet. Die WTD 71 verfügt in Deutschland über die einzige Messstelle für Wasserschall von Schiffen und Booten. Erfahrungen aus verschiedenen Messkampagnen an verschiedenen Vermessungsorten zeigen Variationen der Ergebnisse in Abhängigkeit von mehreren Einflussfaktoren. Die Festlegung von Grenzwerten für zukünftige Projekte sollte entsprechend diese Faktoren in der Nachweisführung berücksichtigen. In der Präsentation werden anhand von Messergebnissen aus Tiefwasser- und Flachwasservermessungen beispielhaft diese Parameter erläutert.
9:40	The Use of Numerical Prediction Tools inside the 'TSI-Noise and Vibration Comprehensive Management' Methodology to build 'Silent Ships' Publio Beltrán Palomo, Raúl Salinas Mullor, Alfonso 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.
10:00	Identifikation von Wasserschall-Quellen mittels adaptiver stochastischer Modellierung Andreas Galka, Jan Abshagen, Arne Stoltenberg, Volkmar 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.
10:20	Ship Parameter Extraction System Using Passive Acoustic Approach Ammar Aljuhne, Axel Hahn, Oliver 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.
10:40	Numerische Simulation von Synthetic Aperture Sonar Jan Ehrlich, Holger Schmaljohann [Abstract] Sonar mit synthetischer Apertur bietet im Vergleich zu herkömmlichen Seitensichtsonar eine deutlich höhere Auflösung, da die effektive Breite der Auflösungszellen nicht durch die Frequenz, sondern nur die Länge der Antenne bestimmt wird. Mit kurzen Antennen kann somit eine hohe Auflösung erreicht werden. Deswegen wird dieses Prinzip für abbildende Anwendungen wie etwa Minenjagd zunehmend verwendet. Die Auswertung nach dem Synthetic Aperture Verfahren ist jedoch sehr anfällig gegenüber Mehrwegeausbreitung, die die Kohärenz der Daten zerstört. Die Stärke der Mehrwegeausbreitung wird durch die Umgebungsparameter bestimmt und kann numerisch mit Schallausbreitungssimulationen mittels Ray-Tracing modelliert werden. Es werden Aufnahmen von einem Synthetic Aperture Sonar auf einem autonomen Unterwasserfahrzeug SeaOtter MkII und dazu passende numerische Simulationen vorgestellt. Die Daten stammen von einem mittelfrequenten und einem tiefrequenten Sonar auf dem Unterwasserfahrzeug. Die gemessenen und die simulierten Daten für traditionale Seitensichtsonar Verarbeitung und für synthetische Apertur werden miteinander und mit der Simulation vergleichen.
11:00	Adaptives Beamforming – Methoden zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Passivsonaren Gunnar Zindel, Martin Meister [Abstract] Moderne U-Boote werden durch verschiedene neuartige Technologien zunehmend geräuschärmer. Daher ist ein anderes U-Boot häufig die beste Möglichkeit, ein unbekanntes U-Boot aufzuspüren. Um auf Basis von vorhandenen Empfangsantennenarrays eine Detektion mit einer gleichzeitigen Schätzung des Einfallswinkels des detektierten Signals durchzuführen, wird klassischerweise Delay- and Sum- Beamforming eingesetzt. Durch adaptive Verfahren kann die Leistungsfähigkeit des Detektors gesteigert werden. Die Nutzung adaptiver Verfahren erfordert allerdings einen deutlich größeren Rechenaufwand und somit einen erhöhten Platzbedarf und auch einen höheren Energieverbrauch. In einem U-Boot sind aber sowohl der zur Verfügung stehende Platz als auch die nutzbare Energie begrenzt. Durch moderne Prozessoren mit immer größerer Rechenleistung auf kleinem Raum ist die Umsetzung von robusten und leistungsfähigen adaptiven Beamforming-Algorithmen mittlerweile auch realisierbar. Adaptive Beamformingverfahren können, korrekt eingesetzt, die Leistungsfähigkeit eines Systems mit Hinblick auf Rauschreduzierung, Peilungsauflösung und Signaltrennung verbessern, wobei der Unterschied zu konventionellen Beamforming-Verfahren stark vom akustischen Szenario abhängt. Es wird ein verständlicher Überblick über das grundsätzliche Prinzip adaptiver Verfahren im Beamforming gegeben. Zudem werden Ergebnisse in verschiedenen Szenarien unter Nutzung der implementierten adaptiven Verfahren im Vergleich mit den Ergebnissen eines konventionellen Beamformers gezeigt.

Organisation:

J. Abshagen, Wehrtechnische Dienststelle 71, FWG, Eckernförde I. Schäfer, Wehrtechnische Dienststelle 71, Eckernförde

14:20	Untersuchungen von Merkmalen von Kontakten zur Zielverfolgung von Kleinzielen Dietmar Stiller [Abstract] Schiffe und Einrichtungen in Häfen können durch Angreifer aus dem Unterwasserbereich bedroht werden. Mögliche Angreifer sind z.B. Taucher, die in diesem Zusammenhang als Kleinziele gelten und geortet werden sollen. In diesen Untersuchungen folgt nach der Detektion eine Analyse der Kontakte, die auch zur Zielverfolgung verwendet werden. Merkmale werden aus den Kontakten ermittelt und fließen in die Zielverfolgungsalgorithmen ein, um das Track-Ergebnis zu verbessern.
14:40	Fortsetzung der Tiefwassermessungen zum Zielmaß von Testkörpern Edgar Schmidtke [Abstract] In den Jahren 2014 und 2015 wurde auf der DAGA über Zielmaßmessungen von Testkörpern, sowohl im flachen als auch im tiefen Wasser, berichtet. Die Auswertung der Daten konnte nicht alle Fragen - vor allem nicht im tieffrequenten Bereich unter 3 kHz - klären. Im Herbst 2016 konnte eine weitere Messkampagne mit dem Forschungsschiff FS PLANET im norwegischen Bokna-Fjord nahe Stavanger durchgeführt werden, bei der der Bereich tiefer Frequenzen eingehender untersucht werden konnte. Dabei wurden sowohl bekannte Testkörper als auch neue zylindrische Testkörper und auch neue Versuchsgeometrien erfolgreich untersucht. Diese Experimente konnten wieder bei Wassertiefen von etwa 300 m durchgeführt werden, wobei der Versuchsaufbau auf eine Tiefe von etwa 100 m abgesenkt wurde. Die verschiedenen Versuchsanordnungen und erste Ergebnisse werden vorgestellt.
15:00	Akustische Modellierung eines Ringwandlers Ingo Schäfer, Ralf Burgschweiger [Abstract] Unter Wasser werden zur Schallabstrahlung akustische Wandler eingesetzt. Verschiedene Bauformen werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Der in dieser Präsentation vorgestellte Ringwandler soll für niedrige Frequenzen in einem Bereich von ein bis drei kHz untersucht werden. Ein Ringwandler dieser Bauart wurde akustisch und elektrisch vermessen, so dass frequenzabhängig Richtcharakteristik und Leistungsabgabe bekannt sind. Mit Hilfe einer Finite-Elemente-Berechnung kann nun prognostiziert werden, wie sich die Schallabstrahlung bei gleichzeitiger Verwendung von zwei oder drei Wandlern verändert. Zusätzlich wird in dieser Arbeit ermittelt, welchen Einfluss eine Aufnahmeeinrichtung aus Stahl auf die Schallabstrahlung besitzt. Mit Hilfe der Simulationsrechnungen kann prognostiziert werden, bei welcher Tiefe ein problemfreier Einsatz der Wandler auf der Aufnahmeeinrichtung bei Maximalleistung möglich ist. So können Beschädigungen vermieden werden.
15:20	Echoklassifizierung für Aktivsonare Matthias Buß, Stephan Benen, Dieter Kraus, Anton 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.
15:40	Transmission Pattern Optimization for Sonar Antennas that suffer under Mutual Transducer Interactions Christoph Zimmer, Dieter Kraus, Nils Theuerkauf, Anton Kummert [Abstract] To achieve a desired steering direction or beam widths transmit antennas in sonar applications usually apply an optimized amplitude and time-delay or phase shading to the individual transducers. In the calculation of the shading parameters the different transducers are usually assumed as independent. Nevertheless in certain applications, especially if neighboring transducers are spatially close together, the increased interaction results in undesired performance degradations. Hence the aim is to include the interaction of the neighbors into the modeling of the transducer output. In this paper the electrical and acoustical behavior of a transducer is described by an N-gate. Here the acoustical output of a single transducer is not only depending on its electrical input but also on the acoustical impacts caused by the adjacent transducers in the antenna. These are modeled by mutual interaction impedances, which are identified by measurements using a test setup and are incorporated into the determination of the antenna beam pattern. For different example patterns the optimal shading parameters are then calculated by exploiting numerical optimization techniques. To evaluate the influence of the mutual interaction effect, finally, different setups containing the mutual interaction impedance are compared by assessing the performance degradation of the transmit patterns.
16:00	Körperschalloptimierung eines militärischen Echolotes für U-Boote Sten 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.

Organisation:

F. Zotter, Kunstuniversität Graz, Inst. f. Elektronische Musik u. Akustik, Graz R. Höldrich, Kunstuniversität Graz, Inst. f. Elektronische Musik u. Akustik, Graz

14:20	Zur Optimierung der Krümmung von Line Source Arrays Florian Straube, David Albanés Bonillo, Frank Schultz, Stefan 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.
14:40	Adjungierten-basierte Schallfeldsynthese und Beschallung Mathias Lemke, Florian Straube, Jörn Sesterhenn, Stefan Weinzierl [Abstract] Determining an optimal geometric arrangement and electronic drive of Line Source Arrays (LSAs) used for sound reinforcement is usually an ill-posed inverse problem. In practice, the required filter coefficients are either tuned by means of operating knowledge or numerical optimization techniques. However, the used algorithms are mostly proprietary and their parametrisation is hardly documented. An alternative is an adjoint-based approach. Depending on an objective function, that is given by a target sound field, the method allows the optimisation of acoustic sources in time and space. The method is based on the adjoint Euler equations. Both optimal driving functions and positions of the sound sources for the synthesis of a desired sound field can be determined. The adjoint approach allows the consideration of a base flow and it is not limited to smooth boundaries. We will present the fundamentals of the method and its features as well as a first application. Therein, a small, curved line array with 16 cabinets and a preset positioning is examined. Based on this, a synthetic sound field is created. The adjoint approach is used to (re-)identify the reference signals. The method is suitable to identify the positions and the signals of the reference sources.
15:00	Perception-based Investigations on the Monopole Synthesis for Reproduction of Directional Sound Sources Jakob Bergner, Johannes Redlich, Christoph Sladeczek, Sandra 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.
15:20	Basic types of sound sculptures created by the controlled directivity of the IKO Gerriet K. Sharma-Thiel, Franz Zotter, Robert Höldrich [Abstract] A 20-sided, 20-channel compact icosahedral loudspeaker array (IKO) can be used together with spherical beamforming to create beams of narrow, adjustable directivity. When used with sounds in the room, three-dimensional sound phenomana can be composed of different sound material, beam trajectories, and sound layers. This paper discusses the artistic use of the IKO in terms of three basic types of sound sculptures: (i) a kernel plastic, (ii) a spatial plastic, and (iii) kernel-shell plastic. This contribution practically demonstrates these sculptures, and discusses how they are created in various environments, and which effects contribute to their auditory shape.
15:40	Simulation of room transfer functions with directivity patterns on the basis of modes Franz Zotter, Andrés Ureta Staackmann [Abstract] This paper presents ideas and theoretical principles required to simulate room transfer functions with source and receiver directivities on the basis of room modes and with image sources, respectively. The transfer function between a directional source and a directional receiver is provided as a finite sum of image sources or room modes and their individual resonant behavior. The results are directional room transfer functions in rectangular rooms. Further, the directivity patterns are created by a linear combination of multipoles or spherical harmonics. Finally simulations of directional room transfer functions are carried out for both methods and are made available for a comparison and evaluation of their performance. The accuracy of both methods is likely to stand in direct relationship to their truncation either in the space or in the modal domain. The influence of the truncation constitutes the main problem studied in this work.

Organisation:

O. Niebuhr, Mads Clausen Institute, University of Southern Denmark, Sønderborg

14:20	Foreign Accent in the Acoustic Features of Speech Melody - A Danish-German Case Study Nathalie Schümchen, Kerstin Fischer, Lars C. Jensen, Oliver Niebuhr, Maria Alm [Abstract] In a set of experimental studies, we set out to determine the effects of transfer of the speech melody of one’s native language into a foreign language. The independent variables were native-like versus non-native-like melodic contours, while the dependent variables were pragmatic function and suspected speaker characteristics. In particular, we looked at German speech melody imposed on Danish question-statement sequences as compared to Danish originals. The swapping procedure was guided by previous acoustic and phonological analysis of German and realized by means of the PSOLA speech-resynthesis algorithm that is implemented in the PRAAT software package. The resynthesized acoustic stimuli were delivered by two identical robots. First results based on 98 listeners indicate that, contrary to expectations, native speakers of Danish prefer German speech melody over their own. Results are discussed with respect to potential melody-based mis-understandings in cross-linguistic communication settings and universal interpretations of speech melody.
14:40	Measurement of Attitude and Conversational Meaning – Pragmatic Functions of Phrase Final Intonation in German wh-Questions Matthias Hoffmann, Benno Peters, Laura-Marie 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.
15:00	Predicting Effects of Hearing-Instrument Signal Processing on Consonant Recognition and Confusions Johannes Zaar, Torsten 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.
15:20	Effects of pain on vowel production – Towards a new way of pain-level estimation based on acoustic speech-signal analyses Melissa Salinas Rannenberg, Oliver Niebuhr, Miriam Kunz, Stefan Lautenbacher, Plinio Almeida 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.
15:40	Pitch synchrony as an effect of perceived attractiveness and likability Jan Michalsky [Abstract] There are at least two important types of questions to be asked about attitudes and emotions in social interaction. Firstly, what is the emotional/attitudinal state of our interlocutor (Is he/she angry?) Secondly, how is our emotional/attitudinal state perceived by our interlocutor (Does he/she think we are angry?) While there exists a growing body of research on acoustic correlates regarding the former, there is little to no research on the latter. In this study we investigate the impact of perceived attractiveness and likability as aspects of overall impression of an interlocutor on low level acoustic features of 10 female and 10 male speakers in 100 spontaneous dialogues of 15 minutes each in a speed dating setting. The results of the study suggest that 1) overall impressions of an interlocutor such as perceived attractiveness or likability influence a speaker’s prosodic behavior, 2) attractiveness and likability form two separate scales that can and need to be distinguished, and 3) speakers show a high amount of prosodic variability based on the adaptation to their interlocutor’s prosodic behavior. The direct interference of an interlocutor’s prosodic behavior with the primary effects of perceived attractiveness and likability suggests a complex interplay of social and prosodic parameters.
16:00	Strahlt die negative Reputation von Häsitationsmarkern auf ihre Sprecher aus? Kerstin Fischer, Oliver Niebuhr, Eszter Novák-Tót, Lars C. Jensen [Abstract] Folk theories and scientific studies have suggested a relationship between the occurrence of hesitation markers, also called ëfilled pauses’, and cognitive load, associating hesitation markers with nervousness, lack of concentration and lack of knowledge. Scrutinizing this assumption, we carried out two studies. In Study 1, we created human-robot interaction videos in which a person interacted with a humanoid toy robot on various tasks, such as instructing to prepare a dish, organizing one’s e-mail correspondence or playing a board game. The robot’s acoustic speech signal was synthesized using a public domain text-to speech system once with and once without hesitation markers. Results show that participants indeed rate the robot that uses hesitation markers as more interested in getting across to the respective communication partner. Study 2 was an acoustic analysis of the speech signals of famous CEOs of US companies. Results show that the female CEOs used fewer hesitation markers than their male counterparts and that the use of hesitation markers correlates with the speaker’s perceived charisma. In particular, less charismatic CEOs they produced almost no hesitation markers at all. We conclude that one of the mainfunctions of hesitation markers in speech is indeed to express the speaker’s addressee orientation.

Sitzungsleitung:

O. Niebuhr, Mads Clausen Institute, University of Southern Denmark, Sønderborg

11:00	Winning Over an Audience – A Perception-based Analysis of Prosodic Features of Charismatic Speech Stephanie Berger, Oliver Niebuhr, Benno 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.
11:02	Speak, Think, Act: A phonetic analysis of the combinatorial effects of respiratory mask, physical and cognitive stress on phonation and articulation Carina Marquard, Christin Baasch, Michael Brodersen, Oliver Niebuhr, Gerhard 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.
11:04	Phone elasticity in disfluent contexts Jana Voße, Simon Betz, Petra 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.

Sitzungsleitung:

S. Möller, TU Berlin, Quality and Usability Lab, Berlin A. Raake, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau S. Werner, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau J. Skowronek, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau

15:40	Creating realistic stimuli for testing subjective speech quality in noisy conditions Michal Soloducha, Alexander Raake, Stefan Bleiholder, Jan Reimes, Frank 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.
15:42	Modeling the Overall Conversational Quality Based on the Identified Underlying Perceptual Quality Dimensions Friedemann Köster, Sebastian Möller [Abstract] Speech telecommunication systems are usually used by two interlocutors engaging in a conversation. In this context, evaluating the quality of conversational speech is important for system developers to assess their services. In addition, the quality of conversational speech respects all quality elements of telecommunication systems and thus considers listening, speaking, and interactive impairments. In contrast, it is not enough to provide information about the overall conversational quality, but also to provide diagnostic information in terms of pointing out sources for possible low quality ratings. For this, a conversation is separated into three individual conversational phases (listening, speaking, and interaction), and for each phase corresponding perceptual quality dimensions were identified. We present the linear combination of subjective dimension scores to determine the quality of each conversational phase, and the qualities of the three phases, in turn, are combined for overall conversational quality modeling. The developed model shows to provide reliable results on the available data and gives insights into the relation between perceptual quality dimensions, conversational phases, and the overall conversational quality. The presented model forms the basis for developing new instrumental diagnostic conversational quality models and allows deeply analyzing conversational speech quality for diagnosis and optimization of telecommunication systems.
15:44	Dataset of Binaural Room Impulse Responses at Multiple Recording Positions, Source Positions and Orientations in a Real Room Christina Mittag, Stephan Werner, Martina Böhme, Florian 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”.
15:46	Towards the Development of Preference Models accounting for the Impact of Music Production Techniques Janto Skowronek, Lukas Nagel, Christoph Hold, Hagen Wierstorf, Alexander Raake [Abstract] Typical research on the quality of speech and audio technology concerns the impact of system characteristics on the signals, and is often focussing on the transmission and reproduction side. However, less work is reported on the influence of the content creation phase on the quality that the listener is experiencing in the end. This contribution aims to obtain more insights into this rather new area within the Quality of Experience domain. For that purpose, the authors present a feasibility study on the modeling of user preference ratings for different music production techniques. In previous work, different mixes (in terms of compression, equalization, reverb and positioning) of the same popular music piece were generated and user preference ratings in form of paired comparisons were collected. The present contribution continues this work by investigating a number of modelling approaches that predict the preference ratings for the different music mixes. While a general feasibility for such models can be shown, a main limitation of this work is the currently very limited amount of available material for robust modeling.

Organisation:

S. Möller, TU Berlin, Quality and Usability Lab, Berlin A. Raake, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau S. Werner, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau J. Skowronek, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau

8:40	Modellierung der wahrgenommenen Audio- und Sprachqualität Thomas Sporer, Judith Liebetrau [Abstract] Zur Bewertung von Sprach- und Audiocodierungsverfahren wurden in der Vergangenheit Computermodelle erstellt, welche das Ergebnis von Hörtests simulieren sollen. Kern aller dieser Modelle sind psychoakustische oder physiologische Modelle des menschlichen Hörvorganges. Neben der akkuraten Nachbildung des psychoakustischer Größen wie Maskierungsschwellen und Lautheit, spielt die (nichtlineare) Transformation dieser Größen auf eine Qualitätsskala eine entscheidende Rolle. Erst durch eine realitätsnahe Modellierung dieser kontextabhängigen menschlichen Urteilsbildung, können Computermodelle auch die menschliche Qualitätsbeurteilung treffsicher vorhersagen. Dieser Beitrag diskutiert die unterschiedlichen Ebenen der Qualität bei Sprache und Audio, die Rolle von externer bzw. interner Referenz in Bezug auf die Qualitätserwartung sowie die Methoden für Training und Verifikation der Transformation auf eine Qualitätsskala. Anhand von Beispielen wird gezeigt, dass die Ergebnisse von Messverfahren in nicht verifizierten Anwendungsbereichen eine eingeschränkte Aussagekraft haben.
9:00	Human Speech Intelligibility Measurements over VoIP Channels Laura Fernández Gallardo [Abstract] VoIP (voice over Internet Protocol) transmissions are able to deliver wideband (50-7,000 Hz) and super-wideband (50-14,000 Hz) voice, which brings manifold advantages over conventional narrowband speech (300-3,400 Hz). It has been found that, while perceived speech quality, speaker recognition, and automatic speech recognition performance are improved, also human speech intelligibility can benefit from the extended bandwidths. However, it still remains unclear whether the human intelligibility can be enhanced with super-wideband and full-band quality with respect to wideband, and whether it is significantly affected by coded-decoded speech. This paper presents an auditory test conducted with 30 participants where their intelligibility performance was assessed over 27 channels of different bandwidths, codecs, and bit rates. This test was based on a closed set of vowel-consonant-vowel logatomes with eight alternatives. Furthermore, it is shown that the subjective intelligibility scores can be well predicted by instrumental speech quality and intelligibility measures.
9:20	Auditory Assessment of Super-Wideband Echo Disturbances Stefan Bleiholder, Frank 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.
10:00	Quality Aspects of Near-End Listening Enhancement Approaches in Telecommunication Applications Robin Pricken, Marcel Wältermann, Eva Parotat, Michal Soloducha, Alexander Raake [Abstract] To increase speech intelligibility in loud environments, various approaches for near-end listening enhancement (NELE) were published in the last years. Different studies dealt with comparisons of these approaches with regard to speech intelligibility. Algorithms that use dynamic range compression perform as one of the best in large-scale comparison challenges. In these challenges, no speech codecs are usually applied prior to enhancing the speech material. However, in modern telecommunication applications, which is the major use case for such techniques, the audio signal is normally always encoded at the far end and decoded at the near end, leading to audible degradation. While speech intelligibility assessment addresses the main goal of NELE, the associated speech quality is rarely investigated, and is of interest also when additional coding comes into play. In this paper we evaluate the listening speech quality resulting from the two components of a specific NELE approach using dynamic range compression and spectral shaping and a preceding speech coding with different codecs typically used in telecommunication systems.
10:20	Noise Robust Voice Activity Detection Based on an Iterative Approach Gabriel Mittag, Friedemann Köster, Sebastian Möller [Abstract] In this article, we present a new noise robust voice activity detection (VAD) for the application of speech quality estimation. Speech signals that are impaired by strong background noise contain frames with a high level of energy even if the speaker is silent (inactive). Because of this, traditional VADs often detect these silent segments as active. Consequently, quality indicators such as the background noise level are strongly underestimated. To overcome this problem, the proposed method exploits prior knowledge about the amount of speech pauses in the signal. The algorithm is based on the short term power of the signal and a simple iterative approach for finding the decision threshold. The iterative approach increases the threshold until a minimum number of frames is detected as silent. Thus, the method guarantees to find inactive segments even under extreme background noise conditions. To evaluate the method, the algorithm is applied to various databases and compared to other state-of-the-art VAD methods.
10:40	Sprachqualitäts-Modellierung: Von Konversations-Phasen über Gespräche bis zur Dienstqualität Benjamin Weiss, Sebastian Möller, Dennis Guse, Friedemann Köster [Abstract] Bei der Messung und Vorhersage von Telefon-Sprachqualität beschränkt man sich zumeist auf die Betrachtung der reinen Hörsituation. Durch Hörversuche können sowohl die Gesamtqualität als auch einzelne perzeptive Dimensionen quantifiziert und deren Ergebnisse anschließend durch Modelle geschätzt werden. Allerdings ist unklar, wie diese Messungen in der Hörsituation tatsächlich mit der Qualität eines interaktiven Gespräches, oder gar mit der Dienstequalität zusammenhängen. In diesem Vortrag soll eine Kette von Modellen zur Erfassung der verschiedenen Beiträge gebildet werden. Ausgehend von perzeptiven Dimensionen der Hörqualität (z.B. Wältermann), sowie von Dimensionen der Sprech- und Interaktionsqualität (Köster), wird zunächst ein multidimensionaler perzeptiver Raum für die Einzelphasen (Hören, Sprechen, Interagieren) aufgespannt, für die jeweils ein separater Qualitätsschätzer gebildet werden kann. Um den Einfluss der einzelnen Phasen auf die Gesamtqualität zu gewichten bedarf es darüber hinaus einer Simulation von Konversations-Verhalten; bspw. mittels Agenda-basierter Modelle aus der Mensch-Maschine-Interaktion. Dabei ist für die Gesprächsqualität neben dem arithmetischen Mittelwert auch die schlechteste Phasen-Qualität entscheidend (Köster, Weiss). Eine Aggregierung von Gesprächsqualität aus wiederholten Gesprächen zur wahrgenommenen Dienstqualität kann dann durch langzeitige Mittelung und Gewichtung erfolgen (vgl. Guse und Möller). In der Summe ergibt sich somit eine Kette von Vorhersagemodellen von Einzelphasen zum gesamten Dienst. Im Vortrag werden hierfür Ideen aufgezeigt und Forschungslücken benannt.
11:00	Instrumental Assessment of Near-end Speech Quality Jan Reimes [Abstract] Communication in noisy situations may be extremely stressful for the person located at the near-end side. Since the background noise originates from their natural environment, it cannot be reduced for the listener. Thus, the only possibility to improve this scenario by means of digital signal processing is the insertion of speech enhancement algorithms in the receiving terminal. In previous work, a large auditory database was presented for evaluating the trade-off between speech quality and listening effort, which is correlated with speech intelligibility. A balance between speech quality and listening effort is desirable from the user’s point of view. While recent developments already indicate that the instrumental assessment of listening effort is possible, quality aspects have not yet been considered. Common quality assessment methods are not applicable in the given acoustic scenario since they are not designed for near-end speech enhancement and thus do not give reliable results for these approaches. This contribution presents possible approaches and results for the instrumental assessment of perceived near-end speech quality in noisy scenarios. The previously described auditory database is used for the evaluation of the proposed solution.
11:20	A Model for the Perceptual Impact of Time-Clipping on the Discontinuity Dimension of Speech Jovana Vranic, Christian Schmidmer [Abstract] Models for predicting the integral perceptual quality of the transmitted speech represent a reliable way to measure the quality of the telecommunication networks. Even though the overall speech quality represents an easily understood measure, it does not provide enough information about the causes of the speech quality degradations. For that reason, models which predict individual dimensions of speech quality have been under development. Dimensions such as coloration, noisiness, continuity and loudness have been identified. The focus of the present paper is on the continuity dimension, which in previous studies have been shown to carry an important aspect in speech quality degradations. We analyze the influence of the different types of degradations on the continuity dimension of the perceived speech. Among others, the influence of the interruption rate and the interruption ratio in case of packet loss is investigated. The developed model for the continuity dimension was implemented in the POLQA algorithm for assessment of perceptual speech quality and tested on the different speech stimuli degradations.
11:40	Impact of Spatial Audio Presentation on the Quality of Experience of Computer Games Timo Hedke, Jens Ahrens, Justus Beyer, Sebastian 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.

Organisation:

S. Möller, TU Berlin, Quality and Usability Lab, Berlin A. Raake, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau S. Werner, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau J. Skowronek, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau

14:20	Herausforderungen bei der Beurteilung der wahrgenommenen Qualität räumlicher Audiosignale Judith Liebetrau, Thomas Sporer [Abstract] Moderne räumliche Audiocodierungsverfahren nutzen objektbasierte Paradigmen. Audioobjekte bestehen dabei aus dem eigentlichen Audioinhalt (i.d.R. Mono- oder Stereosignale) und zugeordneten Metadaten (z.B. Dauer, Geschwindigkeit oder räumliche Eigenschaften). Ein wichtiger Teil der Metadaten ist die Position eines Audioobjekts in der Audioszene. Durch einen Audioprozessor, welcher Kenntnis über Anzahl und Position der tatsächlichen vorhandenen Lautsprecher im Wiedergaberaum hat, werden die Metadaten analysiert und entsprechende Ansteuersignale für die Lautsprecher berechnet. Das Schallfeld entsteht erst durch die Überlagerung der Signale aller Lautsprecher. Die Erstellung und Übertragung der Tonmischung ist somit unabhängig von dem Wiedergabesystem, was vorteilig gegenüber der klassischen kanalbasierten Tonmischung ist. Standardisierte Hörtestmethoden, wie z.B. MUSHRA, nutzen üblicherweise eine offene Referenz zur Beurteilung der Wiedergabequalität eines Systems. Diese Vorgehensweise erscheint für den Vergleich von objektbasierten Audiocodierungsverfahren ungeeignet. Eine solche Referenz wäre mit einem bestimmten Wiedergabesystem mit fester Lautsprecheranordnung verbunden, was jedoch einer flexiblen Wiedergabe über beliebige Lautsprecheranordnungen wiederspricht. Auch ist die Wiedergabe eines Schallobjektes über einen (zusätzlichen) Referenzlautsprecher nicht zielführend. Zum einen unterschiedet sich der Klang eines Einzellautsprechers von einem synthetisierten Schallfeld, zum anderen können damit keine bewegten Schallobjekte bewertet werden. Dieser Beitrag diskutiert die Probleme der Qualitätsbewertung und zeigt verschiedene Alternativen jenseits der standardisierten Methoden auf.
14:40	Development and Evaluation of Methods for the Synthesis of Binaural Room Impulse Responses based on Spatially Sparse Measurements in Real Rooms Christina Mittag, Stephan Werner, Florian Klein [Abstract] The background for this research is the development of an interactive audio system for a moving listener. It shall be capable of auralizing a real room enriched with auditory perceivable objects by using measured binaural room impulse responses (BRIRs). In order to reduce the costs for the realization of this system, the number of required BRIRs measured in the real room needs to be minimized. For this purpose, synthesis methods are developed that use measurements from one to three positions in the room to generate new BRIRs at defined positions. They make use of adjustment of the perceived distance and spatial interpolation of the BRIRs. By using the synthesized BRIRs for the auralization, spatial subsampling could be avoided and the number of measurements could be reduced. The synthesized BRIRs are compared to measured ones with respect to their technical applicability. Furthermore, a listening test is conducted to analyze the sound quality, the externalization and the number of front- back confusions of the synthesis results in comparison to the measured BRIRs. The tests display a satisfying sound quality and a correlation between the quality of the synthesis results and the combinations of source positions, synthesis positions and measurement positions.
15:00	Sound quality research with TWO!EARS Alexander Raake, Hagen Wierstorf, Christoph Hold, Janto Skowronek [Abstract] The paper presents an overview of the work conducted in the EC-funded FET-Open project TWO!EARS. Starting from general considerations of audio quality assessment, the overall TWO!EARS system architecture as available at the end of the project is presented (www.twoears.eu). The open-source testbed framework enables the scenario-based testing of different bottom-up and top-down auditory modelling modules in the context of differently complex auditory perception and scene analysis tasks. Here, sound quality assessment represents one of the proof-of-concept applications. The paper provides a summary of the different sound quality assessment campaigns conducted in the project. These started with a sound-quality paradigm based on localization and coloration for different audio reproduction and sound-field synthesis techniques such as stereo and Wave Field Synthesis. For the assessment of sound quality in terms of preference for different system configurations, the problem of appropriate reference signals was addressed by creating dedicated mixes. For these, different parametric settings of individual mixing steps were used. The resulting mixes were assessed in different tests using a paired-comparison preference paradigm with presentation over different spatial audio reproduction systems. The test results and available modelling approaches are discussed, as well as future research to be carried out using the TWO!EARS modelling framework.
15:20	Popmusik und Wellenfeldsynthese: Der Einfluss der Tonmischung Christoph Hold, Hagen Wierstorf, Alexander Raake [Abstract] Der Prozess der Tonmischung ist ein häufig unterschätzter Arbeitsschritt in der Produktion von Popularmusik und Content. Diese Phase prägt den Klangeindruck maßgeblich und wirkt sich auf vielen verschiedenen Ebenen aus, somit auch auf die wahrgenommene Qualität oder Präferenz der ZuhörerIn. Aktuell rückt dieses Thema wieder verstärkt in den Fokus, besonders im Kontext von objektbasiertem Audio. Dieser Beitrag untersucht verschiedene übliche Bearbeitungen wie Entzerrung, Kompression und Hall bezüglich ihrer quantitativen Auswirkung auf Präferenz. Als Vergleich wird das Umschalten des Wiedergabesystems zwischen Stereo, Surround und Wellenfeldsynthese (WFS) gegenübergestellt. Die in einer Vorstudie erstellte Referenzmischung erzielte wiedergegeben mittels WFS die höchste systemabhängige Präferenzbewertung. Ausgehend von dieser Referenz, dienen die zugrundeliegenden Einzelsignale des Pop-Stückes als Ausgangspunkt für die folgenden skalierten Parameteränderungen. Wie bereits in ähnlichen Studien im Stereokontext, zeigen sich auch in WFS signifikante Auswirkungen des Mixingprozesses. Dabei erzeugen allerdings die jeweiligen Bearbeitungen eine unterschiedliche Effektstärke auf Präferenz und auch eher subtil scheinende Eingriffe, wie unter Umständen Kompression, erweisen sich als wirksam. Der Effekt auf die Präferenzbewertung hervorgerufen durch die Tonmischungen ist vergleichbar mit jenem hervorgerufen durch die Wiedergabesysteme.

Organisation:

S. Möller, TU Berlin, Quality and Usability Lab, Berlin A. Raake, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau S. Werner, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau J. Skowronek, TU Ilmenau, Institut für Medientechnik, Ilmenau

16:40

Kann durch das Tonkanalformat 3.0 die Sprachverständlichkeit im Fernsehen verbessert werden? Theresa Liebl, Simon Heinz, Christian Hartmann [Abstract] Bei den Bemühungen die Sprachverständlichkeit im Fernsehen zu verbessern wird auch die Einführung eines Tonkanalformats 3.0 diskutiert. Bei einer gelungenen 3.0 Mischung sollte der Center-Kanal möglichst ausschließlich, oder größtenteils Sprache enthalten. Nach ersten Einschätzungen könnte allein hierdurch eine verbesserte Sprachverständlichkeit auf geeigneten Wiedergabesystemen gewährleistet werden. Um zu evaluieren welche Auswirkungen auf die Sprachverständlichkeit dieses Format bei den Zuschauern zu Hause wirklich hat, wurden verschiedene Vergleichstest durchgeführt. Bei diesen Untersuchungen wurde die Sprachverständlichkeit von 3.0-Signalen auf verschiedenen Wiedergabesystemen verglichen. Darunter fallen verschiedene Soundbars und 3.0-Lautsprecheraufstellungen. Außerdem wurde die Bedienbarkeit der verschiedenen Systeme für den Konsumenten untersucht. Ein Aspekt dabei war auch die manuelle Steuerung der Lautstärke des Center-Kanals. Ziel der Untersuchungen war es festzustellen, ob das 3.0-Format eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit bewirkt und welche Wiedergabesysteme in diesem Kontext am besten geeignet sind.

Organisation:

H.W. Gierlich, HEAD acoustics GmbH, Herzogenrath G. Schmidt, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel

14:20	Comparison of Auditory Testing Environments for Car Audio Systems Jan Reimes, Thomas Deutsch, André Fiebig, Michael Oehler [Abstract] For most car drivers and passengers today, the enjoyment of music is an inherent part of their driving experience. In consequence, car audio systems are getting more important from a commercial point of view. Quality investigations of such systems are commonly based on single component or loudspeaker tests. However, the final judgement should always be the sound quality of the complete audio system as perceived by the user. This contribution presents a new framework for auditory tests of car audio systems, which is based on binaurally recorded music tracks. Several cars of different manufacturers including a wide range of audio systems were involved in this evaluation. Since the audience should not be influenced by the interior of a certain car cabin, equalized headphone playback in a defined environment is used. Listening tests can be conducted in a realistic environment, i.e., a driving simulator. While this is recommended from a psychological point of view, the alternative use of a listening studio makes the test process faster and less cumbersome as multiple test subjects can participate simultaneously. To investigate the impact of the testing environment, the test corpus is evaluated in a car cabin as well as in a listening studio.
14:40	An Approach for Instrumental Quality Evaluation of Car Audio Systems Magnus Schäfer [Abstract] The expected sound quality of car audio systems has continually increased in recent years. Systems with particularly high quality for music playback can be found in the luxury class where the audio system is also used as a marketing tool and a unique selling point. No instrumental quality measures which incorporate a perceptually motivated model for the analysis of the complex sound field in the car are available so far for this application scenario. An important aspect in the assessment of perceived audio quality in such a multi-channel scenario is the evaluation of the spatial properties of the sound field. A human listener is easily capable of judging audio systems with respect to their spatial fidelity even if all other characteristics are similar. An approach for the quantification of the spatial properties of the sound field is presented in this contribution which is based on a binaural hearing model. Several parameters are derived from a coincidence-based model and evaluated with respect to their perceptual relevance. The evaluation is based on a recently conducted listening test which consists of music recordings that were made in different cars.
15:00	ITU-T “Whitelist” to Guarantee High Quality Hands-free Performance in Vehicles Marc Lepage, Frank Kettler [Abstract] The influence of mobile phones on overall speech quality performance of vehicle mounted hands-free implementation is discussed since years between the automotive industry and the mobile phone industry. Mobile phones should provide gateway functionality with transparent transmission characteristics in conjunction with a car hands-free system. ITU-T, the Interna-tional Telecommunication Union organizes test events to verify the performance of mobile phones in such connections and maintains a ”whitelist” of mobile phones fulfilling the re-quirements. The basis for these tests are the ITU-T Recommendations P.1100 and P.1110. The contribution discusses the experiences gained after three test events over the period from 2014 to 2016.
15:20	Background Noise Simulation in Cars based on Multiple Input – Multiple Output Equalization Simon Grimm, Jürgen Freudenberger [Abstract] For the evaluation of speech enhancement algorithms in conditions with background noise, often noise simulation environments are used. For such evaluations the proper reproduction of recorded noise signals is essential. In the ETSI EG 202 396-1 V.2.2 standard, the background noise signals are reproduced by several loudspeakers, where one or two target microphones are considered. The acoustic transfer functions from the loudspeakers to the microphones are equalized in third octave bands and the time-difference-of-arrivals are compensated. However, for multichannel algorithms that take the spatial information of the sound field into account, this equalization approach is not sufficient. We propose a Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) equalization approach which is able to reproduce the spatial coherence of the noise signals. A simulation setup is used where the number of loudspeakers is greater than the number of microphones. In the frequency domain, the pseudo-inverse of the acoustic transfer function matrix is calculated and used as a mixing matrix for the input signals. In measurements, the reproduced signals at the microphones show an equal power spectral density as well as a similar magnitude square coherence compared with the input noise signals.
16:40	Influence of Driving Noise Characteristics on Speech Quality in the Presence of Background Noise in Vehicles Udo Müsch, Silvia Poschen, Frank Kettler [Abstract] The assessment of speech quality in the presence of background noise according to ETSI EG 396-202-3 has long been part of test specifications for the performance of hands-free terminals in vehicles like the ITU-T Recommendations P.1100 and P.1110. However, current limits for G-MOS, N-MOS and S-MOS in ITU-T P.1100 and P.1110 roughly consider the in-fluence of driving noise by distinguishing between different speeds but not driving noise levels or spectral shape, in particular caused be additional noise sources like fan noise on the MOS results. Measurements on various devices suggest that the achieved scores of a hands-free terminal significantly depend on the noise characteristic which is applied. This contribution compares and discusses the performance of implementations in narrowband and wideband scenarios depending on the applied noise levels and -spectra.
17:00	Speech Communication in Emergency Call Scenarios for Motorcycles Frank Kettler, Silvia Poschen, Marc Lepage, Radi Serafimov [Abstract] Specifications for speech communication are available for eCall systems in cars, such as the Russian MGS/GOST R55531 Specification or ITU-T Recommendation P.1140. The require-ments within the specifications are challenging but feasible to meet, and both specifications are designed with slightly different focus. A much more challenging topic are eCall systems for powered-two-wheelers (P2W) due to the acoustic environment, stronger limitations on microphone and loudspeakers and in particular the extreme situations in crash scenarios: bikers may be far away from the motorcycle after a crash which dramatically increases the problem of speech communication either from the driver to the emergency call center and vice versa. The advantage of possible speech communication is undisputable; however, rea-sonable requirements are needed for appropriate system design. The most important test case should be the so called ”silent call” scenario which may require a completely different design and tuning strategy of such implementations. The contribution discusses challenges and the derivation of potential limits based on laboratory test results.
17:20	Implementation of a new Method for Noise Suppression in Automotive Environments Tom Maschmann, Marco Gimm, Vasudev Kandade Rajan, Gerhard Schmidt [Abstract] Talking inside a car can be difficult, due to a high amount of background noise while driving. In-car-communication (ICC) systems can be used to solve this problem. However, ICC-systems, as well as hands-free telephone systems or voice-controlled car applications only record a distorted signal, consisting of the users voice and background noise (engine, wind, tire noise, etc.), which degrades speech intelligibility and quality. This contribution proposes an implementation of a new method for noise suppression in automotive environments. Therefore, several approaches are combined, different speech- and speaker-dependent features are used. Furthermore, a conventional Wiener filter is extended by an adaptive spectral floor and overestimation of the background noise. The objective evaluation discloses a noise attenuation of approximately 10 dB and therefore an improvement of speech quality and intelligibility. Also a subjective test confirms this improvement.
17:40	Frequency Domain De-essing for Hands-free Applications Klaus Linhard, Philipp Bulling, Arthur 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.

Sitzungsleitung:

O. Niebuhr, Mads Clausen Institute, University of Southern Denmark, Sønderborg U. Heute, Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Kiel

8:40	Pitch features for speaker tracking Joachim Thiemann, Steven van de Par [Abstract] In a complex acoustic scene with many speakers, a hearing-aid user would benefit if an intelligent hearing aid could distinguish a target speaker from interfering speakers, such that the former can be enhanced and the latter can be suppressed. Thus, an intelligent hearing aid needs to be able to track speakers, to recognize that some target speaker identified previously is speaking again. This task is difficult in hearing aids since it is impossible to have specific speaker models and the acoustic conditions are likely to change, eg. due to head movements or changes in the location of the speaker. Previous research has shown that low-complexity speaker tracking can be obtained using spectral features, requiring speech fragments of at least 3 seconds to achieve reasonable tracking performance. In this research, we examine the additional use of pitch features in order to further reduce the duration of the required speech fragment, so that the hearing aid can be steered more rapidly in real-world scenarios.
9:00	Evaluation von individueller Hörunterstützung im Telefon für Normal- und Schwerhörende Jan Rennies, Tobias Bruns, Andreas Volgenandt, René Asendorf, Yusuf Durukan, Dirk 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.
9:20	Microphone Diversity based Wind Noise Reduction in a Car Environment using MEMS Arrays Simon Grimm, Jürgen Freudenberger, Harald Schnepp [Abstract] Microphones based on microelectromechanical systems (MEMS) technologies enable compact microphone arrays. In this work a wind noise reduction technique for hands-free communication applications in a car environment is proposed. This approach is based on a compact endfire array with omnidirectional MEMS microphones. Even for closely located MEMS microphones, the different signal properties at the microphones can be exploited to achieve a significant reduction of wind noise. A speech reference is acquired that uses power spectral density (PSD) based diversity combining in wind noise affected frequency bins. Based on this reference, two wind noise reduction algorithms are proposed that achieve an improved signal-to-noise-ratio (SNR). The first approach uses a wind noise reference, obtained by a delay-and-subtract beamformer. A spectral damping of wind affected frequency bins is performed based on the speech and noise references. The second approach uses a frequency domain normalized least-mean-square algorithm (NFLMS) to estimate the relative transfer functions (RTFs) between the speech reference and the microphone signals. The estimated RTFs act like filters that pass only coherent signal components and therefore reduce incoherent wind noise. Simulations show that both approaches are capable of improving the signal-to-noise-ratio while keeping the distortion of the speech signal low.
10:00	Verbesserung der Sprachverständlichkeit für Atemschutzmasken mittels Signalbearbeitung mit nichtlinearen Kennlinien Bastian Gröger, Michael Brodersen, Gerhard 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.
10:20	A robust speech preprocessing algorithm based on overlap-masking reduction Julian Grosse, Steven van de Par [Abstract] In daily life we often encounter situation where speech is reproduced over loudspeakers in a non optimal reverberant environment such as e.g. in train-stations or conference halls. In such situations, it is desired to reduce the detrimental effects of reverberation on speech intelligibility. This study proposes a preprocessing technique, based on an approach by [Arai et al., Acoust. Sci. & Tech., vol. 23, no. 4, pp. 229-232 (2002)], that can be applied to the dry source signal before it is rendered in a reverberant environment. Based on prior knowledge of the room impulse response (RIR), the direct and reverberant components can be analyzed separately by using human auditory-based signal representations. This separate analysis allows to determine and reduce the amount of overlap-masking on successive speech segments using a controlled preprocessing of the dry source signal. A speech intelligibility prediction model [Jørgensen et al., J. Acoust. Soc. Am., Vol. 134, 436-446 (2013)] is used to find optimal parameter settings by minimizing predicted speech reception thresholds. Subjective listening tests show an improvement in speech intelligibility across several representative room-acoustical scenarios even when the RIR was measured for at an entirely different place in the room then finally used in the listening tests.
10:40	More Noise, Less Talk – The Impact of Driving Noise and In-Car Communication Systems on Acoustic-Prosodic Parameters in Dialogue Rabea Landgraf, Gerhard Schmidt, Johannes Köhler-Kaeß, Oliver Niebuhr, Tina John [Abstract] Speech communication in a driving car takes place under adverse conditions like high background noises. In-Car Communication (ICC) systems are developed to improve the communication between passengers. In order to evaluate the performance of these systems, we recorded a unique 15-hour speech corpus of SPontaneous In-car Dialogues (SPID) in an acoustic and visual ambiance simulation that was developed at Kiel University. These dialogues were recorded at different noise levels (silence, 50 km/h, and 130 km/h) as well as with and without an ICC system. Speaking in loud environments is well known to trigger the Lombard effect. It makes speakers talk louder, and at higher pitch levels. As our previous data show, the Lombard effect also leads to shorter conversations. Furthermore, we find that an activated ICC system is in fact able to reverse (though not entirely remove) the Lombard effect in all acoustic parameters, except for its reducing effect on the total conversation time. The latter effect is reversed by ICC. We found that ICC systems changes the relative speaking time among the interlocutors in the front and back seats of the car in a way that has implications on how Lombard effect and ICC system actually affect dialogue interaction.

Organisation:

M. Hey, Universitätsklinikum Schleswig–Holstein

14:20	Sprachverstehen in Ruhe bei apparativer Versorgung Ulrich Hoppe [Abstract] Im Vordergrund der Behandlung von Schwerhörigkeiten steht die Wiederherstellung der akustischen Kommunikationsfähigkeit. Hauptziel der Versorgung mit technischen Hörhilfen wie Hörgeräten und Cochlea-Implantaten ist daher die Verbesserung des Sprachverstehens. Inwiefern dieses mit hörverbessernden Techniken tatsächlich erreicht wird, ist für den Betroffenen nicht immer direkt erfahrbar. Daher ist es wünschenswert, dieses mit möglichst reliabel und valide zu messen. Insbesondere das Sprachverstehen in ruhiger Umgebung (SV in Ruhe) lässt sich mit geeigneten Sprachtests messen. Für den Bereich der Versorgung mit konventionellen Hörgeräten existieren sogar Zielvorgaben für das zu erreichende Sprachverstehen. Hierzu werden neben einsilbigen Tests (DIN 45621) auch Zahlentests, Satztests und Reimtests verwendet. In dem Beitrag wird das Sprachverstehen in Ruhe bei Schwerhörigen mit unterschiedlichen Schwerhörigkeitsgraden vorgestellt: 1. Das maximal erreichbare Sprachverstehen mit Kopfhörern 2. Das Sprachverstehen im Freifeld bei 65dB ohne Hörgeräte 3. Das Sprachverstehen im Freifeld bei 65dB mit Hörgeräten 4. Sofern eine Cochlea-Implantat-Versorgung erfolgte: Das Sprachverstehen im Freifeld bei 65dB mit Cochlea-Implantat Die Ergebnisse werden mit den subjektiven Angaben zum Alltagshören verglichen. Durch den Vergleich von Tonhörverlust, Sprachverstehen und subjektiven Angaben lassen sich konkrete, auch im Einzelfall nützliche Informationen für die individuelle Hörgeräteanpassung und die Beratung über erforderliche oder erfolgte Versorgungsoptionen ableiten.
14:40	Algorithmen zur Störschallunterdrückung in CIs Matthias Hey, Britta Böhnke, Patrick Munder, Alexander 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.
15:00	Sprachverstehen und Höranstrengung Inga Holube [Abstract] In der audiologischen Diagnostik und bei der Überprüfung von apparativen Versorgungen werden vor allem Sprachtestverfahren eingesetzt. Neben der prozentualen Verbesserung der Verstehensleistungen in Ruhe wird im Störgeräusch die Verschiebung des Signal-Rausch-Verhältnisses für ein Sprachverstehen von 50% quantifiziert. Kommunikation findet im Alltag jedoch selten bei einem Sprachverstehen von 50% statt. Ein Sprachverstehen von annähernd 100% kann dagegen durch eine apparative Versorgung nicht erhöht, aber nach Betroffenenberichten erleichtert und somit verbessert werden. Eine Definition des Begriffs Höranstrengung hat sich noch nicht allgemein durchgesetzt, aber auf der Basis von Arbeitsdefinitionen widmet sich die experimentelle Hörforschung diesem Phänomen. Höranstrengung kann mit subjektiven Bewertungsmethoden, mit physiologischen Messverfahren (z.B. Pupillometrie, Hautleitwert) oder mit Dual-Task-Paradigmen erfasst werden. Subjektive Bewertungsmethoden sind einfach zu handhaben und können sowohl im Labor als auch im Alltag eingesetzt werden. Physiologische und Dual-Task-Methoden sind dagegen messtechnisch anspruchsvoll und erfordern z.T. aufwändige Untersuchungseinrichtungen. Ein Zusammenhang zwischen subjektiven und objektiven Testmethoden ist nicht eindeutig nachweisbar. Dieser Beitrag stellt verschiedene Untersuchungsverfahren zur Erfassung der Höranstrengung und deren Ergebnisse in alltäglichen sowie alltagsrelevanten Hörsituationen vor. Im Besonderen wird der Zusammenhang von Höranstrengung und Sprachverstehen beschrieben. Ferner wird die Anwendung der Verfahren zur Überprüfung von apparativen Versorgungen kritisch diskutiert.
15:20	Audiologische Verfahren zur Optimierung des Sprachverstehens in Ruhe und im Störschall bei CI-Patienten Alexander Mewes, Matthias Hey [Abstract] Im Rahmen der Nachsorge von Patienten mit einem Cochlea-Implantat (CI) ist es das Ziel, das individuelle Sprachverstehen in Ruhe und im Störschall zu optimieren. Dafür entscheidend ist eine optimale Anpassung der patientenbezogenen Sprachprozessorprogramme, den sogenannten Maps, die den Arbeitsbereich der Elektroden festlegen. Für jede Elektrode muss eine untere und eine obere Grenze der Reizstärke (T- und C-Level) gefunden werden, die den persönlichen Dynamikbereich definieren. Neben elektrophysiologischen und psychoakustischen Messungen können für die Einstellung der Maps auch audiologische Verfahren zum Einsatz kommen. Diese Arbeit soll einen Überblick über das audiologische Methodeninventar geben, welches für die Anpassung und Erfolgskontrolle von CI-Sprachprozessoren Anwendung findet. Für die Festlegung der T- und C-Werte haben sich dabei neben der Messung von Hörfläche und Stapediusreflex-Schwellen besonders sprachaudiometrische Kenndaten als geeignet erwiesen. Hierzu zählen vor allem die Schwelle für fünfzigprozentiges Zahlenverstehen, der Pegel bestmöglicher Einsilberverständlichkeit und der mit dem CI verbliebene Diskriminationsverlust aus dem im deutschen Sprachraum etablierten Freiburger Sprachverständlichkeitstest. Bei Cochlea-Implantat-Systemen der Firma Cochlear scheinen niedrigere T-Level die Sprachverständlichkeitsschwellen in Ruhe und im Störschall wechselseitig zu beeinflussen. Die zukünftige Erweiterung der Sprachverständlichkeits-Messung im Störschall um Real-Life-Situationen kann helfen, den persönlichen Gewinn an Sprachverstehen in realeren Umgebungen zu optimieren.
16:40	Untersuchung des Sprachverstehens bei HG-/CI-Nutzern unter Einsatz virtueller Akustik Tobias Weißgerber, Anja Eichenauer, Uwe 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.
17:00	Optimale akustische Umgebung sichert das Sprachverstehen Carsten Ruhe [Abstract] Die Träger von Hörgeräten und CIs leben weder im Labor noch im Studio, sondern in einer realen gebauten Umwelt. Die akustische Qualität des Umfeldes in Anpassräumen, Wohnungen, Kindertageseinrichtungen, Schulen und öffentlichen (Veranstaltungs)-Räumen wirkt sich maßgeblich auf das Sprachverstehen aus. Hierbei helfen bauliche Schallschutz-Maßnahmen gegen Außenlärm, Nachbarräume und Geräusche technischer Anlagen genauso wie das optimale Zuspiel von Sprachinformationen mittels Induktions-, Funk- oder Infrarot-Übertragung. Digitale Übertragungen sind (noch) nicht in jedem Fall geeignet. Herausragendes Hilfsmittel ist aber in jedem Fall die optimale raumakustische Umgebung. In einer systematischen Übersicht werden längst bekannte Maßnahmen ebenso dargestellt wie neuere Erkenntnisse. Die Neufassung der Raumakustik-Norm DIN 18041:2016-03 berücksichtigt die Inklusion, indem die bisherigen ”ganz besonderen Anforderungen für ganz besondere Menschen” zu Standard-Anforderungen für Alle wurden. Die dazu erforderlichen Maßnahmen sind alle längst bekannt; man muss sie nur (endlich) umsetzen.
17:20	Akustomechanische Eigenschaften xenogenetischer Collagenscaffolds als künstliche Trommelfelle David Pazen, Kamill Gosz, David Schwarz, Maike Nünning, Dirk 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.
17:40	Modeling the sensitivity to interaural time differences in bilateral cochlear-implant listeners Suyash Joshi, Torsten Dau, Bastian Epp [Abstract] Listeners with severe hearing loss in both ears are commonly prescribed with bilateral cochlear implants (BiCI). While CIs can restore certain aspects of hearing, like speech understanding in quiet, other aspects remain challenging, like localization. Specifically, BiCI listeners seem unable to utilize interaural time differences (ITDs) for localization. One possible reason for this could be an insufficient accuracy of temporal coding in the electrically stimulated auditory nerve (AN). To test this hypothesis, the current study presents a model of ITD coding in BiCI listeners. A recently proposed computational model of AN responses to electrical stimulation was used in combination with a neural cross-correlation analysis. The effect of various stimulus parameters, such as the stimulus level, stimulation pulse rate, modulation rate, envelope shape and inter-pulse interval jitter on ITD-JNDs were investigated and compared to psychophysical data. The results show that the proposed model can account for the effects of these stimulus parameters on behavioural ITD-JNDs. The model provides a framework for quantitatively describing the sensitivity to ITDs in the electrically stimulated AN and can be used to develop novel stimulation strategies for CI to improve spatial hearing.

Organisation:

R. Heinecke-Schmitt, SMUL Umweltministerium Sachsen, Dresden D. Schreckenberg, ZEUS GmbH, Hagen M. Jäcker-Cüppers, Arbeitsring Lärm der DEGA, Berlin

15:00

Position des ALD zum geplanten Urbanen Gebiet in der Baunutzungsverordnung Michael Jäcker-Cüppers [Abstract] Gemäß Baugesetzbuch soll die städtebauliche Entwicklung vorrangig durch Maßnahmen der Innenentwicklung erfolgen. Damit soll der Zersiedlung entgegengewirkt, der Flächenverbrauch gesenkt und dem Leitbild der ”Stadt der kurzen Wege” entsprochen werden. Das für Bauen und Umwelt zuständige Bundesministerium BMUB hat im Jahr 2016 zur Erleichterung der Innenentwicklung eine neue Gebietskategorie in der Baunutzungsverordnung vorgeschlagen, das so genannte Urbane Gebiet (MU). Das MU soll einerseits eine dichtere Bebauung und kleinräumigere Nutzungsmischung ermöglichen. Andererseits sollen höhere Richtwerte für die gewerbliche Immissionen (gegenüber Mischgebieten) zulässig sein. Dazu soll die TA Lärm geändert werden. Der ALD hat in seiner Stellungnahmen zwar grundsätzlich die Verdichtung und Nutzungsmischung begrüßte, die Erhöhung der Immissionsrichtwerte aber abgelehnt, weil damit gesunde Wohn- und Arbeitsverhältnisse nicht mehr sicher gestellt sind. Diese Position wird im Detail begründet.

15:20

Lärm als Thema der gesundheitsfördernden Stadtentwicklung Heike Köckler [Abstract] Lärmbelastung im Wohnumfeld ist ein zentrales Thema der gesundheitsfördernden Stadtentwicklung. Hierbei handelt es sich zum einen um ein komplexes Zusammenspiel von objektiver Belastung und subjektiv wahrgenommener Belästigung, die zudem häufig nicht deckungsgleich sind. Ferner ist Lärm nur eine gesundheitsrelevante Immission, die gerade in städtischen Kontexten gemeinsam mit anderen Emissionen derselben Quelle (Verkehr und Gewerbe) oder anderer Quellen auftritt. Zudem kann Lärm vorhandene gesundheitsfördernde Verhältnisse mindern. So wird der Erholungswert von Grün- und Wasserflächen durch Lärm deutlich eingeschränkt. Lärm ist daher ein relevanter Faktor in Ansätzen zur Bewertung von Mehrfachbelastungen. Hinzu kommt, dass häufig sozial benachteiligte Menschen, die besonders vulnerabel sind, von Lärmimmissionen betroffen sind. Gesundheitliche Auswirkungen derselben Lärmbelastung sind bei diesen Menschen stärker ausgeprägt als bei weniger vulnerablen Menschen. Dieser Aspekt wird unter dem Begriff der umweltbezogenen Verteilungsungerechtigkeit gefasst. Der Stadtplanung steht mit der integrierenden Bauleitplanung und den sektoralen Instrumenten des planerischen Umweltschutzes, wie der Lärmminderungsplanung, ein umfassendes Instrumentarium zur Lärmminderung zur Verfügung. In dem Beitrag werden aktuelle Erkenntnisse der gesundheitsfördernden Stadtentwicklung aus stadtplanerischer Perspektive dargelegt, um Erfordernisse und Möglichkeiten des Lärmschutzes aufzuzeigen. Ferner wird Bezug genommen auf die aktuelle Diskussion um die Einführung der Gebietskategorie ”urbanes Gebiet”.

Organisation:

R. Heinecke-Schmitt, SMUL Umweltministerium Sachsen, Dresden D. Schreckenberg, ZEUS GmbH, Hagen M. Jäcker-Cüppers, Arbeitsring Lärm der DEGA, Berlin

16:40	Lärm durch Nutzungsmischung in Innenstädten im historischen Kontext Wolfgang Heitkämper [Abstract] Die Attraktivität von Innenstädten soll aus städtebaulicher Sicht durch eine kleinräumige Mischung unterschiedlicher Nutzungen (Wohnen, Gewerbe, Handel, Gaststätten etc.) erhöht werden. Dieses Mehr an ”Lebendigkeit” führt einerseits vielleicht zu kürzeren Wegen und damit zu weniger Verkehrslärm, andererseits jedoch kann es durch die enge Nachbarschaft von Wohnen und Gewerbe zu erhöhten Geräuschbelästigungen kommen. Stadtplanung hat versucht, durch eine über die Jahre stufenweise Änderung der Baunutzungsverordnung im entsprechenden Baugebiet, nämlich im Kerngebiet (MK), immer mehr Wohnnutzung zu etablieren. Die nach der TA Lärm festgelegte Schutzbedürftigkeit der Baugebiete mit gemischten Nutzungen (MD, MI, MK), denen identische Immissionsrichtwerte zugewiesen wurden, ist daher gut zu begründen. Die Schaffung des derzeit geplanten neuen Baugebiets ”Urbanes Gebiet” mit um drei dB(A) höheren Immissionsrichtwerten im Vergleich zu den anderen Gebieten mit gemischter Nutzung erfüllt weder die Erwartung an mehr Entfaltung von ”Lebendigkeit” im innerstädtischen Raum, noch schützt es die Anwohner angemessen vor überflüssigen Geräuschen technischer Anlagen (Klima und Lüftung), die sich hier ohne Not verstärkt entfalten können. Es soll gezeigt werden, dass andere Überlegungen als das Erhöhen von Immissionsrichtwerten zielführender das Nebeneinander von Wohnen, Gewerbe und Freizeit ermöglichen könnten.
17:00	Lärmschutz als Teil der Städtebaupolitik – „Urbaner Lärmschutz“ als strategisches Gesamtkonzept! Jochen Richard [Abstract] Mit den jüngeren Entwicklungen im Lärmschutzrecht, aber auch mit der dritten Runde der Lärmaktionspläne stellt sich die Frage, ob Lärmschutz in bebauten Bereichen so weitermachen kann wie bisher oder ob er sich neu ausrichten muss. So ist das ”Urbane Gebiet” als Erweiterung der Baunutzungsverordnung zwar im Grundsatz zu begrüßen, aber es ändert nichts an den schädlichen Wirkungen von Lärm - die Tolleranzschwelle wird lediglich nach oben verschoben! Lärmschutz ist bisher stark auf die lokale Beseitigung von Lärmproblemen ausgerichtet (Maßnahmen StVO, lärmmindernde Asphaltdeckschichten, Lärmschutzfenster). Wenn man Lärmschutz nachhaltig (im klassischen Sinn dieses abgenutzten Begriffs) betreiben will, stellt sich zuallererst die Frage nach der Beeinflussbarkeit der Ursachen. Es geht damit anstelle von fachplanungsbezogenen Ansätzen um eine Neuorientierung der Mobilitätspolitik, ein strategisches Vorgehen in der Stadtentwicklung und abgestimmte Konzepte für die Umsetzung - kurz: es geht um einen städtischen Managementansatz. Nicht nur Pegel sind physikalisch zu vernichten, sondern es muss eine neue Stadtqualität geschaffen werden. Es geht um ”urbanen Lärmschutz”. In diesem Zusammenhang wurde die Erhaltung, vor allem aber die Entwicklung ruhiger Gebiete in bebauten Bereichen bisher wenig beachtet. Ihre Bedeutung wird unterschätzt. Beispiele aus dem Inland, vor allem aber bei unseren europäischen Nachbarn zeigen, dass ”urbaner Lärmschutz” keine unerreichbare Vision sein muss.
17:20	Lärmaktionsplanung als integrierter und ganzheitlicher Stadtplanungsansatz mit Bürgerbeteiligung Roozbeh Karimi, Ulrich Möhler [Abstract] Die Lärmaktionsplanung nach der EU-Umgebungslärmrichtlinie präsentiert sich in der Praxis der 1. und 2. Stufe bundesweit auf sehr vielfältige Weise. Es finden sich sowohl sehr kurze, mit geringstem Aufwand erstellte Aktionspläne, die aus schalltechnischer und planerischer Sicht kaum einen Mehrwert beinhalten, als auch sehr kreative und integrierte Aktionspläne. Die EU-Umgebungslärmrichtlinie bietet u.a. mit dem Managementansatz, einer intensiven Bürgerbeteiligung und der Möglichkeit der Einbeziehung verschiedener Lärmarten (z.B. Straße und Schiene) neue Wege und deutlich mehr Gestaltungsmöglichkeiten für die kommunale Planung. Im Rahmen des Vortrages sollen diese Möglichkeiten des Lärmaktionsplanes als Schnittstelle zu der Bauleitplanung und anderen Planungsebenen sowie die integrierte Einbindung aller Themenbereiche (wie z.B. Stadtplanung etc.) und der Bürgerschaft anhand von konkreten Beispielen skizziert und diskutiert werden.
17:40	Urban Sound Planning – Schall(schutz)planung im Städtebau Joachim Scheuren, Beate Altreuther, Sonia 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.

Organisation:

R. Heinecke-Schmitt, SMUL Umweltministerium Sachsen, Dresden D. Schreckenberg, ZEUS GmbH, Hagen M. Jäcker-Cüppers, Arbeitsring Lärm der DEGA, Berlin

8:40	Der urbane Raum in der Akustik als architektonische Gestaltungsgrundlage für leisere Städte Jochen Krimm, Holger Techen, Ulrich Knaack [Abstract] Fassaden und ihre Oberflächeneigenschaften beeinflussen den Lärmeintrag in einen Stadtraum maßgeblich. Die Lage der Fassade zur Lärmquelle und zum Empfänger spielt neben der Oberflächenbeschaffenheit eine wichtige Rolle. Im Gegensatz zur Architektur beschäftigt sich die Forschung in der Akustik schon seit vielen Jahren mit diesen, den Lärmeintrag bestimmenden Faktoren. Im Rahmen des Forschungsprojektes ”Akustisch wirksame Fassaden” wurden die verfügbaren Ergebnisse der letzten Jahrzehnte aus der akustischen Forschung zum Themenkomplex Stadtraum und Fassaden hinsichtlich der verwendeten räumlichen Situation und ihrer Betrachtung des Raumes untersucht. Einen weiteren Schwerpunkt der Untersuchung bildete die Verortung der verwendeten Stadtraumbeispiele in einer virtuellen Stadt. Über die daraus ablesbare Anwendbarkeit der einzelnen Forschungsergebnisse lassen sich Rückschlüsse ziehen auf die Vollständigkeit einer solchen aus akustischen Untersuchungen gebildeten Stadt. Darüber hinaus werden die, jeweils ihrer Disziplin eigenen Raumbegriffe, nebeneinander ablesbar und vergleichbar.
9:00	EU-Umgebungslärmrichtlinie und ruhige Gebiete Matthias Hintzsche, Eckhart Heinrichs [Abstract] Die 2002 in Kraft getretene EU-Umgebungslärmrichtlinie 2002/49/EG regelt die Erarbeitung von strategischen Lärmkarten und die Aufstellung von Lärmaktionsplänen für lärmbelastete Bereiche. Neben der Lärmsanierung dieser Bereiche verfolgt die Richtlinie das Ziel, so genannte ruhige Gebiete zu identifizieren und vor einer Lärmzunahme zu schützen. Der Vorsorgegedanke beim Schutz der ruhigen Gebiete ist ein wichtiger Aspekt der allgemeinen Aufenthaltsqualität, denn wohnungsnahe Erholungsgebiete, in denen man ”zur Ruhe kommt”, sind ein wichtiges Qualitätsmerkmal von Städten. Es gibt jedoch weder auf EU- noch auf Bundesebene allgemeingültige Kriterien für die Auswahl ruhiger Gebiete. Zudem bestehen offene Fragen zur Bindungswirkung und zu möglichen Rechtsfolgen der Festsetzung solcher Gebiete. Daher bestehen bei vielen Gemeinden noch Hemmnisse sich mit diesem Thema verstärkt zu beschäftigen. In diesem Beitrag werden die bisherigen Vorgehensweisen bei der Auswahl von ruhigen Gebieten analysiert und die rechtlichen Rahmenbedingungen dargestellt. Darauf aufbauend werden Handlungsempfehlungen gegeben, um die Ausweisung ruhiger Gebiete zu forcieren und damit die Lebensqualität der Bevölkerung zu erhöhen.
9:20	Effiziente und stadtverträgliche Maßnahmen zur Lärmreduzierung in logistischen Knoten im Binnenland (Duisburger Hafen) im Rahmen eines aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten Forschungsvorhabens Michael Wirtz [Abstract] Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Umsetzung von lärmvermeidenden und -mindernden Maßnahmen unter Berücksichtigung der logistischen Effizienz im Binnenhafen Duisburg auf Basis der messtechnisch bestimmten Lärmemissionen im Bestand. Nutzungskonflikte sind zu minimieren, zukünftige Entwicklungspotentiale bei Beachtung stadtverträglicher Lösungen für typische Konfliktthemen in der Hafen- und Stadtentwicklung sind aufzuzeigen. Der Vortrag befasst sich mit den schalltechnischen Aspekten. Dies erfolgt durch Aufnahme und Beschreibung immissionsrelevanter Prozesse der Akteure im Binnenhafen und dessen Umfeld auf Grundlage von ortsgebundenen Langzeitmessungen und Kurzzeitmessung im Anlagenahbereich sowie mittels eines digitalen Simulationsmodells, welches die immissionsrelevanten Hafenprozesse und deren lärmspezifische Entwicklungspotentiale abbildet. Beschrieben werden die Prozesse inkl. Lärmquellen, die Zuständigkeiten und deren Auswirkungen sowie deren Relevanz und Häufigkeit. Durch die Aufnahme und Analyse relevanter technischer, baulicher und neuer Technologien zur Lärmverminderung sowie die Analyse von bestehenden Maßnahmen und Handlungsmöglichkeiten werden mögliche vorhandene Lärmkonflikte entschärft und / oder schalltechnische Entwicklungspotentiale aufgezeigt.
9:40	Städtebaulicher Lärmschutz und Baulärm Stefan Plangger [Abstract] Die Innenentwicklung geht auch immer mit Bauaktivitäten einher. Daher ist es an der Zeit, die hierzu geltende Rechtsvorschrift, die lange in Vergessenheit geraten schien, zu betrachten. Dazu gehört eine kurze Einführung in die Geschichte der rechtlichen Erfassung von Lärm. Diese begann 1965 mit dem Baulärmgesetz, gefolgt von der Verwaltungsvorschrift TA-Lärm von 1968, der AVV Baulärm von 1970 und schließlich dem BImSchG von 1974. Heute sind als Spezialvorschriften immer noch die AVV Baulärm und die 2. TA Lärm von 1998 in Kraft, welche ausdrücklich nicht für Baulärm gilt. Der Vortrag soll die rechtlichen Rahmenbedingungen der AVV Baulärm aufzeigen, immer mit Blick auf die neuere TA-Lärm und das BImSchG. Des weiteren sollen Möglichkeiten des Umgangs mit Baulärm im Innenstadtbereich aufgezeigt werden, die sich nicht nur zwischen geduldeten Lärmwerten von 80 dB(A) oder Baustopp bewegt. Exemplarisch soll dies an den lärmintensivsten Arbeiten - Abbruch und Tiefbau aufgezeigt werden.
10:00	Nebeneinander von Wohnen und Gewerbe Volker Pischke [Abstract] Die Diskussion um die Verdichtung der Städte führt dazu, dass die Vorgaben der TA Lärm in Frage gestellt werden. Die Regelungen zum Schutz vor Gewerbelärm werden durch die Politik und teilweise durch die Städteplaner als Hemmnis bei der Bereitstellung von preiswertem Wohnraum wahrgenommen. Es wird die Erhöhung von Immissionsrichtwerten und die Anwendung von passiven Schallschutzmaßnahmen diskutiert. Anhand von Beispielen aus der Praxis wird dargestellt, dass es aus der Sicht des Autors keiner grundlegenden Änderung der TA Lärm bedarf, um ein Nebeneinander von Wohnen und Gewerbe auch in verdichteten Städten zu ermöglichen. Durch Nutzung technischer, organisatorischer oder regelungstechnischer Möglichkeiten können Nachverdichtungen unter Wahrung der bewährten Umweltstandards und der Rechtssicherheit der Betreiber und Anwohner realisiert werden. Es soll gezeigt werden, dass die Bestrebungen passive Schutzmaßnahmen gegen Gewerbelärm zu etablieren, häufig auf einem Missverständniss beruhen, das aufgrund der gängigen Einzahlwerte für Außen- und Innenpegel sowie für Schalldämm-Maße bei Laien auftritt.
10:20	Lärmschutz bei Sportanlagen Regina Heinecke-Schmitt [Abstract] Sport und Wohnen sind wichtige Bestandteile des gesellschaftlichen Lebens. Zwischen der Nutzung von Sportanlagen und dem Ruhebedürfnis der Nachbarschaft ist dabei ein fairer Interessenausgleich erforderlich. Seit 1991 ist die Sportanlagenlärmschutzverordnung (18. BImSchV) dafür eine wesentliche Grundlage. Im Interesse der Rechtssicherheit und der Gleichbehandlung setzt sie bundeseinheitliche Maßstäbe für die Beurteilung der von Sportanlagen ausgehenden schädlichen Umwelteinwirkungen durch Geräusche. Sport- und Kommunale Spitzenverbände sowie Teile der Politik sehen diesen Interessenausgleich seit einiger Zeit nicht mehr gewährleistet und fordern angesichts der baulichen Verdichtung im städtischen Raum und gesellschaftlicher Veränderungen eine Überarbeitung der 18. BImSchV. Der Koalitionsvertrag für die 18. Legislaturperiode des Deutschen Bundestages enthält daher das Ziel, ”die Interessen des Sports ... in immissionsschutzrechtlichen Konfliktlagen angemessen zu berücksichtigen” und ”eine Änderung der einschlägigen rechtlichen Bestimmungen (zu) prüfen”. Mehrere Bundesratsinitiativen und Gesetzentwürfe der Bundesregierung werden seither kontrovers diskutiert. Die Forderungen reichen dabei von einer immissionsschutz- und baurechtlichen Privilegierung von Sportanlagen über eine Erweiterung der Kinderlärmprivilegierung auf Sport- und Freizeitanlagen und die Abschaffung von Ruhezeiten bis hin zu einer Länderöffnungsklausel, die eine Abkehr von bundeseinheitlichen Schutzstandards zur Folge hätte. Der Vortrag beleuchtet Hintergründe und Entwicklung der Diskussion und zeigt anhand von Beispielen aus dem Vollzug Möglichkeiten der Konfliktbefriedung auf.

Sitzungsleitung:

S. Becker, Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl f. Prozessmasch. u. Anlagentech., Erlangen L. Enghardt, TU Berlin, Berlin

11:20	Unsteady Lift due to the Interaction of Incidence Turbulence with an Airfoil Sparsh Sharma, Ennes Sarradj, Heiko Schmidt [Abstract] The acoustic signature from an airfoil downstream an incoming turbulent flow is a complex mathematical phenomena which requires one to solve the nonlinear governing equations with higher resolutions. With the advent of high computing resources, it’s possible, but at a cost of higher calculation time. For the preliminary analysis of a 2D profile in context with its acoustic pattern, solving the full Navier-stokes equation would be quite a compromise on time. To have a quick resolution of the problem and a result which can be easily understandable, it’s important to be able to t translate this complex phenomena into accessible and uncomplicated mathematics.
11:22	High Efficiency Low Noise Heatpump Dryer (HELNoise) Chris Eisenmenger, Stefan Frank, Hakan Dogan, Martin Ochmann [Abstract] Bei der Entwicklung von Hausgeräten stehen Funktionalität, Design und Kosten im Vordergrund. Darüber hinaus werden Umweltaspekte immer wichtiger. Niedriger Energieverbrauch und geringe Geräuschemissionen spielen dabei eine zentrale Rolle. Den Lärm der eingesetzten Lüfter bei gleichzeitiger Steigerung der Effizienz zu reduzieren, ist das Hauptziel des Forschungsvorhabens HELNoise: Am Beispiel hocheffizienter Wärmepumpentrockner für Haushaltswäsche soll eine neue Generation von Ventilatoren mit hohem Wirkungsgrad und geringem Geräusch entwickelt und erprobt werden.
11:24	Aeroacoustic sound generation during phonation in a synthetic larynx model Stefan Kniesburges, Alexander Lodermeyer, Matthias Tautz, Michael Döllinger, Stefan Becker [Abstract] The fluid flow within the human larynx plays an essential role in the fluid-structure-acoustic interaction during voice production. This study addresses the supraglottal flow field downstream of aerodynamically driven, synthetic vocal folds based on the M5 model. The larynx replica is designed to provide full optical access to the flow region. Two different approaches based on Particle-Image-Velocimetry (PIV) were applied for measuring the flow: Phase-averaged (PA) and High-speed (HS) PIV. Beside a comparison of the supraglottal flow field, the acoustic sources were calculated based on both PIV approaches. Furthermore, the simulated far-field sound based on the HS-PIV data is compared to experimental results. Within both PIV approaches, the typical asymmetric jet flow was detected. However, transient flow field characteristics as high vorticity and maximal velocities peaks could only be observed in HS-PIV data. A strong aeroacoustic source was found immediately downstream of the glottis for both PIV approaches. However, the sources in the jet region could only be observed in the HS-PIV data owing to the averaging procedure for PA-PIV. The comparison between simulated and measured sound spectrums revealed good agreement. In contrast, subharmonic tones could not be detected hinting to an additional non-aeroacoustic mechanism of sound generation.

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S. Becker, Univ. Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl f. Prozessmasch. u. Anlagentech., Erlangen L. Enghardt, TU Berlin, Berlin

8:40	Simulation von Breitbandlärm mit schneller Multipol Randelementmethode und stochastischen Quellen Nils Reiche, Markus Lummer, Roland Ewert, Jan 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.
9:00	Randbedingungen der Galbrun-Gleichung in komplexen Strömungen Marcus Guettler, Steffen Marburg [Abstract] Im Bereich der Strömungsakustik haben sich eine Vielzahl von unterschiedlichen Formulierungsmöglichkeiten etabliert. Dazu gehören beispielsweise die linearisierten Euler-Gleichungen, die linearisierten Navier-Stokes-Gleichungen oder die Störungsgleichungen. Die weitestgehend noch unbekannte Galbrun-Gleichung stellt eine attraktive Alternative dar. Zur Herleitung wird eine gemischte Euler-Lagrange Betrachtungsweise verwendet. Anstelle der sonst gesuchten Felder, wie Dichte, Druck und Geschwindigkeit tritt nunmehr die Partikelverschiebung als einzig gesuchtes Vektorfeld. Während sich die Behandlung der Randbedingungen für die Galbrun-Gleichung an festen undurchdringlichen Wänden relativ einfach gestaltet, erweist sich deren Behandlung an Ein- und Ausflussgrenzen umso schwieriger. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Ein- und Ausflussbedingungen als Randbedingungen der Galbrun-Gleichung zur Berechnung der Strömungsakustik in komplexen Strömungen.
9:20	Untersuchung verschiedener hybrider CAA-Formulierungen auf Basis des „hydrodynamic/acoustic splitting“ Thorben Schröder, Joscha Piepiorka, Patrick Silkeit, Otto von Estorff [Abstract] Die sogenannten ”hydrodynamic/acoustic splitting”-Ansätze sind eine Klasse von hybriden Verfahren in der numerischen Strömungsakustik (CAA). Sie basieren jeweils auf einer inkompressiblen Strömungssimulation, wobei zeitliche Ableitungen des Druckes als primäre Quellterme fungieren. Die akustischen Modellierungsgrößen sind in allen Fällen kompressible Störungen, wobei die jeweiligen Herleitungen zu unterschiedlichen Differentialgleichungssystemen führen. Damit unterscheiden sich diese Methoden schon in der grundlegenden Trennung von akustischen und hydrodynamischen Anteilen von anderen üblichen Verfahren, die zumeist die akustischen Größen als zeitliche Fluktuationen um einen Mittelwert modellieren. Beispiele für Methoden der oben genannten Klasse bzw. stark verwandte Verfahren sind der ”Expansion about Incompressible Flow”- Ansatz (Hardin und Pope, 1994 bzw. Shen und Sørensen, 1999), die zweite Variante der ”Acoustic Perturbation Equations” (Ewert und Schröder, 2003) und die ”Linearized Perturbed Compressible Equations” (Seo und Moon, 2006). Der vorliegende Beitrag analysiert unterschiedliche Verfahren der Klasse und vergleicht diese anhand von Beispielrechnungen. Im Fokus der Diskussion stehen einerseits eine Analyse der gemeinsamen Eigenschaften sowie die Vor- und Nachteile der einzelnen Formulierungen, andererseits wird ein Vergleich mehrerer Verfahren bezüglich Ergebnisqualität und numerischer Effizienz und Stabilität durchgeführt.
10:00	Eine Kombination aus hybridem Störungsansatz und Kirchhoff Integration zur Simulation von strömungsinduziertem Schall Patrick Silkeit, Thorben Schröder, Otto von Estorff [Abstract] In der numerischen Strömungsakustik spielen, neben der direkten numerischen Simulation des strömungsinduzierten Schalls, vor allem ”hybriden Störungsansätze” und ”Integralmethoden” eine wichtige Rolle. Beide Vorgehensweisen bieten die Möglichkeit, den strömungsinduzierten Schall, aufbauend auf bestehenden Strömungsergebnissen, in einer nachgeschalteten Simulation zu berechnen. Die Verfahren unterscheiden sich allerdings im generellen Prozedere sowie durch ihre Vor- und Nachteile in der Anwendung. Die hybriden Störungsansätze bilden ein Differentialgleichungssystem, das mit Hilfe numerischer Methoden auf einem diskretisierten Gebiet gelöst werden kann und daher eine räumliche sowie zeitliche Darstellung ermöglicht. Die Integralmethoden stellen mit Hilfe von Green’schen Funktionen Oberflächen- und Volumenintegrale auf, deren Lösung der Schalldruck an einem beliebig weit entfernten Punkt außerhalb des Integrationsgebietes ist. Im vorliegenden Beitrag wird eine Kombination aus einem hybriden Störungsansatz in Form der zweiten Variante der ”Acoustic Pertubation Equations” (Ewert und Schröder, 2003) und einer Integralmethode in Form der ”Kirchhoff Integralgleichung” (Morino, 1985) vorgestellt. Ziel ist es eine Möglichkeit zur Berechnung des Schalldruckes im Nah- und Fernfeld zu ermöglichen. Hierzu werden erste Ergebnisse des kombinierten Verfahrens vorgestellt und unter dem Aspekt der Effizienz und Genauigkeit betrachtet.
10:20	Numerical simulations of the acoustic noise radiated by radial fans Hakan Dogan, Martin Ochmann, Chris Eisenmenger, Stefan Frank [Abstract] The reduction of the acoustic noise caused by rotating radial fans is of importance in many engineering applications. In general, a broadband noise spectrum is observed with a major noise component at the blade passing frequency of the fan, and further contributions from the wall reflections and the vortex-induced waves. The unsteady and turbulent physics of the flow implies that the near field propagation should be solved by means of transient computational fluid dynamics methods, for the initial rotations of the fan. Such results regarding the pressure and the velocity variations in the fluid can be then used with the so called ëacoustic analogy’ to estimate the acoustic noise in the far field. In this work, the acoustic noise from a rotating fan used in a household tumble dryer is investigated. For a preliminary analysis, an open field problem (without the housing of the fan) is considered. The near field flow is solved via a commercial software (e.g. COMSOL or ANSYS). The acoustic propagation in the far field is then predicted with two different methods: first, using a boundary integral equation over a virtual Kirchhoff surface near the blades and second, employing the Ffwocs Williams - Hawkings equation.
10:40	Simulation of wall pressure fluctuations for high subsonic and transonic turbulent boundary layers Nan Hu [Abstract] Wall pressure fluctuations beneath zero pressure gradient turbulent boundary layers are simulated in the high subsonic and transonic flow regimes with Reynolds number on the order of 10 million. The fluctuating pressure within the boundary layer is calculated by solving a Poisson equation. Actually, in a compressible turbulent boundary layer the pressure fluctuations are not governed by the Poisson equation, which holds only for incompressible flow. However, results from experiments carried out in the Transonic-Wind-Tunnel Göttingen and on the Advanced Research Technology Aircraft of the German Aerospace Center, show first, the acoustic contribution to the wall pressure fluctuations is negligible compared to the hydrodynamic contribution and second, the measured spectral amplitude fits well with the spectra predicted from Goody model, which was derived from subsonic turbulent boundary layer data. Therefore, we are encouraged to compute the pressure fluctuations via the Poisson equation even for the transonic flow, with which the computation can be more efficiently performed. Synthetic turbulence generated with the Fast Random Particle-Mesh Method is used to describe the source terms on the right-hand of the equation. Both the mean-shear term and turbulence-turbulence term are considered. Results are compared to the experimental results.
11:00	Strömungsakustische Simulation der Umströmung einer Zylinder-Flügelprofil-Anordnung unter Berücksichtigung dreidimensionaler Effekte Joscha Piepiorka, Thorben Schröder, Otto von Estorff [Abstract] Strömungslärm ausgehend von Turbomaschinen spielt eine immer wichtigere Rolle bei der Bewertung von neuen Produkten, deren Spektrum von einer Flugzeugturbine bis zum Lüfter einer Klimaanlage reicht. Eine Möglichkeit zur Vorhersage des entstehenden Schallfeldes bieten die hybriden Verfahren der Strömungsakustik. Die zugehörigen Störungsansätze führen dazu eine Auftrennung der Zustandsgrößen ein, die eine losgelöste Simulation der Strömung und der darauf aufbauenden Akustik ermöglichen. Eines der Hauptprobleme in der numerischen Vorhersage liegt dabei in der Berücksichtigung von dreidimensionalen Effekten. Da eine volle Auflösung der realen Gebietsausdehnungen nicht immer gewährleistet werden kann, ist eine sinnvolle Modellierung dreidimensionaler Effekte unumgänglich. In diesem Beitrag werden strömungsakustische Berechnungen einer experimentellen Zylinder-Flügelprofil-Umströmung (Jacob et al., 2005) durchgeführt, die auf die primären Entstehungsmechanismen von Strömungslärm in Turbomaschinen abzielen. Dazu wird der zu den Störungsverfahren gehörende ”Expansion about Incompressible Flow”-Ansatz (Shen & Sørensen, 1999) verwendet, um eine möglichst umfangreiche örtliche sowie zeitliche Lösung des Schalldruckes zu erhalten. Als Ausgangspunkt werden unterschiedliche numerische Strömungsergebnisse herangezogen und hinsichtlich ihrer Eignung als hydrodynamisches Quellfeld bewertet. Im Mittelpunkt der Analyse stehen die Möglichkeiten zur Berücksichtigung der dreidimensionalen Effekte und der damit einhergehende Einfluss auf die Simulationsergebnisse. Abschließend werden die akustischen Ergebnisse kritisch diskutiert und anhand von gemessenen Daten validiert.

Sitzungsleitung:

L. Enghardt, TU Berlin, Berlin

14:20	Simulation von Hinterkantenlärm an Tragflügelprofilen mit porösen Elementen Lennart Rossian, Roland Ewert, Jan 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.
14:40	Aerodynamic and aeroacoustic wind tunnel tests of a half wing model with a full-span droop-nose leading edge Seiji Adachi, Karlheinz Bay, Peter Brandstätt, Wolfgang Herget, John 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.
15:00	Experimentelle Untersuchung der aeroakustischen Schallabstrahlung von rotierenden Scheiben Andreas Renz, Stefan 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.
15:20	Turbulentes Strömungsgeräusch in einer hydroakustische Antenne mit Querschnittserweiterung Jan Abshagen, Volkmar 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.
15:40	Niedrig-dimensionales Modell des Schalleintrags durch die Seitenscheibe Johannes Kreuzinger, Hironori Tokuno [Abstract] Untersucht wird das System einer KFZ-Seitenscheibe, die von außen aerodynamisch und aeorakustisch angeregt wird und Schall in den Innenraum abstrahlt. Eine Betrachtung der Scheibe als unendliche Platte führt dazu, dass sämtliche durch aerodynamische Konvektion von Druckschwankungen entlang der Scheibe angeregten Schwingungen keinen Schall abstrahlen (evaneszente Moden). Nur Schallanregung von außen führt zur Schallabstrahlung nach innen. Im Gegensatz dazu schwingt eine begrenzte Scheibe auch bei aerodynamischer Anregung nicht nur in evaneszenten, sondern auch in abstrahlfähigen Moden. Dies wird an vereinfachten Modellen der Scheibe - sowohl als Biegebalken als auch als rechteckige Platte - gezeigt. Berücksichtigt man diesen wesentlichen Mechanismus, liefert auch ein Biegebalkenmodell der Scheibe Schallpegel im Innenraum, die mit Windkanalmessungen am SAE-Körper (Hartmann et al., AIAA 2012-2205) vergleichbar sind.
16:00	Wind noise variability of different hearing aid designs and ear geometries Simon Köhler, Eleftheria Georganti [Abstract] Hearing aids are often exposed to air flow, particularly when using the devices outdoors. With the head and hearing aid itself obstructing this air flow, turbulences and corresponding pressure variations occur, which results in disturbing wind noise at the output of the hearing aid microphones. In addition to commonly used wind noise reduction algorithms, an inherent low wind noise sensitivity of the hearing aid design itself is very beneficial. In this work, wind noise sensitivity is investigated across different hearing aid designs and ear geometries. The output of the hearing aid microphones is recorded with the devices placed on a dummy head positioned in the air flow of an aero-acoustic wind tunnel. These measurements are made for various wind directions and flow velocities. Three different in-the-ear (ITE) and behind-the-ear (BTE) hearing aid designs are used. The pinna geometry is varied by using eight different silicone ear models attached to the dummy head. These models were created by extracting and modifying most statistically relevant morphological features of a large ear scan data set, trying to represent the natural variability across human subjects.

Organisation:

M. Kaltenbacher, TU Wien, Inst. f. Mechanik u. Mechatronik, Wien L. Enghardt, TU Berlin, Berlin M. Schneider, ebm-papst Mulfingen GmbH & Co. KG, Mulfingen

8:40	Main Challenges in the Application of Hybrid Aeroacoustic Methods to Rotating Systems Clemens Junger, Manfred Kaltenbacher [Abstract] Hybrid aeroacoustic methods are a widely used tool for the sound prediction of low Mach number flows. These methods are suitable for fan design, as most fans are operated at low Mach numbers and the flow can be considered incompressible. Although these methods yield several advantages, they also include some difficulties in their application. Besides standard challenges, rotating systems like fans contain rotating and stationary domains coupled by non-conforming interfaces, that need special treatment. In this research work, we discuss the main challenges for computational aeroacoustics applied to rotating systems and their solution approaches to achieve reliable numerical results. A whole rotor is considered and the acoustic propagation simulation is performed by solving the perturbed convective wave equation (PCWE) with the finite element research software CFS++. Thereby, we discuss all necessary steps for a hybrid aeroacousticsimulation and address the difficulties in each step from the flow simulation itself over the source term computation to the propagation simulation, including non-conforming interfaces and rotation.
9:00	Tonal fan noise simulation of a V2527 aircraft engine: A quantitative assessment of a best practice mesh Carolin Kissner, Axel Holewa, Sébastien Guérin [Abstract] The rotor-stator-interaction noise in the fan stage of an engine is a major contributor to the overall noise level of an aircraft during the approach phase. Its accurate prediction using high-fidelty simulation techniques is therefore of interest. The focus of this work is the numerical investigation of the tonal noise emitted by the fan stage of an IAE-V2527 aircraft engine. The tonal sound generation in the fan stage, the propagation upstream and downstream of the fan stage, and the radiation into the free field are simulated. The computational domain encompasses the fan stage, the bypass duct, the engine nacelle, and parts of the core duct. The Harmonic Balance technique formulates the unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes equations in the frequency domain and the phase-shift boundary condition allows for a reduction of the computational domain to a single blade passage. Both measures reduce the CPU time significantly. To quantify the sound radiation up- and downstream of the engine, the Ffowcs-Williams-Hawkings integral method is applied to the simulation data. The pressure fields upstream of the fan rotor and downstream of the fan stator are decomposed into eigenmodes using a pressure mode matching technique. An overall plausibility of the simulation results is demonstrated.
9:20	Numerical Analysis of Sound Source Localization for a Ducted Axial Fan Seyed Mohsen Alavi Moghadam, Matthias Meinke, Wolfgang Schröder [Abstract] Numerical simulations of the acoustic field generated by a shrouded axial fan are studied by a hybrid fluid-dynamics-acoustics method. In a first step, large-eddy simulations are performed to investigate the dynamics of tip clearance flow for various tip gap sizes and to determine the acoustic sources. The simulations are performed for a single blade out of five blades with periodic boundary conditions in the circumferential direction on a multi-block structured mesh with 140x10^6 grid points. The turbulent flow is simulated at a Reynolds number of 9.36x10^5 at undisturbed inflow condition and the results are compared with experimental data. The results show the diameter and strength of the tip vortex to increase with the tip gap size and the efficiency of the fan to decreases. In a second step, the acoustic field on the near field is determined by solving the acoustic perturbation equations (APE) on a mesh for a single blade consisting of approx. 1060x10^6 grid points. The results show that the larger the tip gap size the higher the broadband noise level. Detailed results of sound source localization for the various tip gaps will be presented in the conference.
9:40	Anwendung des hybriden APE Lösers DISCO++ zur Berechnung von Schallabstrahlung auf unstrukturierten Gittern Lev Liberson, Markus Lummer, Roland Ewert, Jan 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.
10:20	Automatische Optimierung von Kühler-Lüfter Modulen Stefan Becker, Marcus Becher, Matthias Westermeier, Niels Springer, Michael 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.
10:40	Bewertung der Breitbandlärmanregung eines Axialventilators mittels Radialmodenanalyse Benjamin Pardowitz, Ulf Tapken, Maximilian Behn, Lars 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.
11:00	Experimentelle Untersuchung der Rotierenden Instabilität als Auslöser des Spaltgeräusches von Axialverdichtern Benjamin Pardowitz, Ulf Tapken, Lars Enghardt [Abstract] Turbomaschinen sollen zukünftig effizienter und leiser werden. Gleichzeitig sollen diese Maschinen und die einzelnen Komponenten weite Betriebsbereiche abdecken. Die effizientesten Betriebszustände von Verdichtern befinden sich oft in der Nähe ihrer Stabilitätsgrenze. Für Konfigurationen in Axialverdichtern mit großen Spaltweiten entsteht in diesem Betriebsbereich das Phänomen Rotierende Instabilität (RI), das zu einer erheblichen Steigerung der Lärmemission führt (bekannt als Spaltgeräusch). Im Rahmen eines DFG geförderten Forschungsvorhabens wurde dieser Wirkzusammenhang experimentell an einer axialen Rotor-Stator Stufe untersucht. Mit instationären Druckmessungen wurden die charakteristischen modalen und zeitlichen Eigenschaften der RI nachgewiesen. Unterhalb der Blattfolgefrequenz existiert dabei eine charakteristische spektrale Signatur. Ergebnisse im Nah- und Fernfeld stromauf des Rotors verdeutlichen das Phänomen und den Zusammenhang mit dem Spaltgeräusch. Das Spaltgeräusch existiert im Fernfeld mit hohen Amplituden in einem schmalbandigen Frequenzbereich. Umfangsmodenanalysen belegen, dass als Wirkmechanismus zur Entstehung des Spaltgeräusches eine Interaktion zwischen RI und den Rotorschaufeln und die Anregung von ausbreitungsfähigen Moden verantwortlich ist. Darüber hinaus verdeutlichen Untersuchungen an einer Rotorkonfiguration mit Deckband, dass - bei vergleichbaren Betriebsbedingungen - RI sogar stärker ausgeprägt ist. Erklärungsmodelle aus der Literatur, bei denen instationäre Spaltwirbelsysteme als Auslöser der RI angenommen und interpretiert werden, sind anhand dieser Ergebnisse grundlegend in Frage gestellt.
11:20	Einfluss der Strömungsgrenzschicht in zylindrischen Kanälen auf die Radialmodenanalyse von Turbomaschinenlärm Mirko Spitalny, Ulf Tapken [Abstract] Die Radialmodenanalyse ist die gängige Methode zur Bestimmung der Schallleistung von Rotor-Stator-Interaktionstönen in Turbomaschinen und somit ein wichtiges Werkzeug zur akustischen Bewertung von Turbomaschinendesigns. Mit einer Ausgleichsrechnung werden bei dieser Methode Schallfelddaten an ein Modell für die Schallausbreitung im Kanal angepasst. Eine analytische oder numerische Eigenlösung bildet die modale Basis für das zu lösende Gleichungssystem. Erstere beinhaltet ein konstantes Strömungsprofil, die zweite bildet die Strömung mit einer Grenzschicht ab. In Anwendungsfällen sind Unterschiede von bis zu 10dB in den berechneten Schallleistungen zwischen den Modellen aufgetreten. Es zeigt sich, dass die numerisch berechneten, radialen Eigenformen des Drucks im Gegensatz zum analytischen Fall, abhängig von der betrachteten Freifeldwellenzahl sind. Diese Abhängigkeit wird anhand einer Parameterstudie für ein generisches Grenzschichtprofil gezeigt. Hierbei werden die radialen Eigenformen für verschiedene Grenzschichtdicken bei einem sinusförmigen Grenzschichtverlauf für Wellenzahlen berechnet, die im Bereich der Turbomaschinenakustik relevant sind. Die Unterschiede zwischen den Modellen werden mit steigender Frequenz und zunehmender Strömungsmachzahl größer. Es wird anhand einer Konditionsanalyse untersucht, welchen Einfluss die Berücksichtigung der Strömungsgrenzschicht auf die Radialmodenanalyse bei Verwendung üblicher Mikrofonarraysdesigns aufweist und ob das Arraydesign angepasst werden kann.
11:40	Pulsationen an kavitierenden Kreiselpumpen bei Schaufelpassierfrequenz Christian Lehr, Andreas Linkamp, Andreas 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.