Autorenverzeichnis

Gabbert, U.

• Finite Element Methods for the Analysis of Smart Vibro-Acoustic Systems [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Lefèvre and U. Gabbert
[A]

Over the last few years a lot of scientific work has been done in the field of piezoelectric smart structures. The objective of such active control concepts is to reduce the structural vibrations as well as the radiated sound. Therefore, thin piezoelectric wafers are used as distributed actuators and sensors. An effective engineering design process requires a virtual overall model containing the main functional parts of the system. These are the passive thin-walled structure, the piezoelectric elements, the acoustic fluid (interior and exterior domains), the modelling of the vibro-acoustic coupling and also the controller influence. The paper presents such a numerical overall model, completely based on the finite element method (FEM). Furthermore, model reduction techniques for controller design purposes are taken into consideration. As a test example the behaviour of a smart vibro-acoustic box is presented, which demonstrate the performance of the developed software approach. Finally, optimization methods for the actuator/sensor placement are discussed.

• Active Noise Reduction of Vibroacoustic Systems Using Model Based Control [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Ringwelski, J. Lefèvre, T. Nestorovic and U. Gabbert
[A]

In recent years acoustic noise reduction has become an important concern in many industrial applications. Noise reduction increases the comfort of a system and reduces the noise radiation into the environment. Consequently, the noise level has become a vital development target, since it contributes to product quality and customer satisfaction. The usual way to reduce the sound emission of a structure is the application of additional damping materials. Such damping materials are not very efficient in the lower frequency range and increase considerably the weight of a structure. The application of smart structural concepts is an alternative way to actively reduce the noise emission. A smart structure consists of a passive mechanical structure and integrated active materials, which in connection with a properly designed controller actively reduce unwanted noise emissions.

The paper first presents briefly an overall finite element approach to the modelling of active vibroacoustic systems. Then it is shown how such a model can be used for controller design purposes, with the focus on model based linear quadratic control. The numerical design process is verified by experimental investigations. Therefore an experimental set-up consisting of a rectangular clamped plate with a coupled cavity has been developed. The plate is attached with piezoelectric patch actuators and sensors. The experimental set-up enables the measurement of the controlled and uncontrolled sound level in the cavity. The accuracy and the performance of the numerical design approach are evaluated by experimental results, which show a good agreement between the simulations and measurements.

• A Coupled FEM/BEM Approach for the Modeling of Active Noise and Vibration Control [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Ringwelski and U. Gabbert
[A]

In recent years an increasing attention has been paid to active noise reduction, since it provides an effective way to reduce unwanted noise radiation. An often used concept for actively reducing the sound emission is called active structural acoustic control (ASAC). In this method, a reduction of the radiated sound is achieved by minimizing or changing the vibrational behavior of a structure using additional actuator forces. Piezoelectric ceramics are widely used as actuators, because they can easily be bonded on or imbedded into conventional structures.

The objective of this paper is to present a coupled finite element/boundary element formulation which enables the modeling of piezoelectric smart lightweight structures for predicting the structural vibration and the sound radiation of ASAC systems. At first, the theoretical background of the coupled approach is described in which the finite element method (FEM) is applied for the modeling of the passive vibrating structure as well as the piezoelectric actuators and sensors. The boundary element method (BEM) is used to characterize the corresponding sound field.

In order to verify the developed numerical approach, simulations of a test example are carried out in frequency domain and the results are compared with analytical reference solutions.

Gabi, M.

• Numerical Sound Prediction of Open Rotors: Methods, Results and Perspectives [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  I. Pantle, E. Sorgüven, F. Magagnato and M. Gabi
[A]

The numerical sound prediction of open rotors underlies special requirements due to the complexity of their geometry and flow. As far as one aims to find an overall valid numerical prediction method for aero-acoustics without relying on empirical or semi-empirical data the classical Computational Fluid Dynamics (CFD) approach suggests similar methods tailored to acoustical problems. Presently within the field of the so-called Computational Aero-Acoustics (CAA) there are several methods available. Basically these extract unsteady acoustic sources out of a flow computation and proceed with the computation of the acoustical wave propagation through a fluid. In respect of applying the method to subsonic open rotors such as fans a combination of unsteady Reynolds Averaged Navier-Stokes (URANS) computations or Large Eddy Simulation (LES) together with a form of Acoustic Analogy, preferably the Ffowcs Williams and Hawkings Analogy (FWHA), does not only produce reasonable results but also shows appropriate but nevertheless feasible demand of computing resources. Within this presentation a brief overview of the functionality of the acoustic module implemented in the in-house CFD solver and using FWHA will be shown. There will be presented three case studies, realized by using LES and the FWHA, including a 3-dimensional flow around a circular cylinder, a flow around a combination of a cylinder and an airfoil and a flow through a simple, but completely 3-dimensional, subsonic propeller. The configurations follow experimental settings for the reason of comparing numerical and experimental results and validating this approach.

• CAA Calculations of Aero- and Hydrodynamically Induced Noise [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  I. Pantle and M. Gabi
[A]

The authors aim to use CAA like methods for the prediction of rotating machinery noise induced by its aero- as well as hydro-dynamical flow. CAA - Computational Aero-Acoustics are high order finite difference methods, especially designed for the field-wise computation of aero-dynamically generated wave propagation. The method is well established in aircraft noise investigation, such as noise generated by aircraft wings. However, in the context of rotating machinery, especially when it comes to internal flows, several additional problems arise: The interaction between steady and unsteady parts must be captured properly, as well as the developing modes. From a numerical point of view, special caution has to be taken to apply hybrid CAA for liquid flows. With hybrid CAA, flow solvers are required for the determination of the acoustical sources. Since typical flow solvers for liquids are based on incompressible equations, shock waves can not be captured. However, appearing shock waves in hydraulic systems require compressible equations which need special treatment in the low Mach number region. The liquid flow might have an impact on the casings, which would require flow-structure interaction methods. Effects on the wave propagation are yet to be investigated. CAA uses high accuracy and low dispersive numerical methods for the field-wise acoustic calculation. However, the accuracy of the flow calculation has a major impact on the acoustical calculation. Within this contribution, approaches of using CAA for both aero- and hydro-dynamically generated noise will be presented and will be discussed in the context of fluid machinery.

• Numerischer Ansatz zur Simulation von Strukturbewegung induziert durch Fluidschwingungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  I. Pantle, G. Bardossy and M. Gabi
[A]

Die Untersuchung von strömungsinduzierten Strukturschwingungen und die sich daraus ergebende Wechselwirkung zwischen Fluid und Struktur ist für viele Bereiche der Technik, aber auch der Medizin von Bedeutung. So kann die Schwingungsanregung in Resonatoren, wie beispielsweise beim Auftreten von Brennkammerschwingungen, zur Anregung der Resonatorwände führen. Bei technischen Anwendungen stellt sich sofort die Frage nach Materialbelastung und langfristiger Stabilität. Darüber hinaus kann über die schwingende Struktur Lärm nach außen abgestrahlt werden, was in zunehmendem Maße aus Gründen der Lärmvermeidung und -bekämpfung, aber auch der Effizienz und Wirtschaftlichkeit technischer Geräte möglichst vermieden werden soll.

Um derartige Wechselwirkungen zu untersuchen, wird zunehmend auf numerische Simulationsverfahren gesetzt. Hier gibt es verschiedene Verfahren. Speziell im nieder- bzw. mittelfrequenten Bereich bieten sich, aufbauend auf den klassischen und hocheffizienten Simulationsmethoden von CFD (Computational Fluid Dynamics) und CSD (Computational Structure Dynamics) kombinierte Methoden an: Hier werden aus einer Strömungsberechnung heraus über eine Schnittstelle die relevanten Daten zum CSD-Verfahren und die Ergebnisse wieder zurück zum CFD-Verfahren transferiert. Meist werden hier Interpolationsverfahren benötigt zwischen unterschiedlich aufgebauten Berechnungsnetzen. Hohe Effizienz und Genauigkeit der Interpolationsverfahren stellen eine Herausforderung dar. Im Rahmen dieser Präsentation wird das hybride, von den Autoren entwickelte CFD-CSD-Verfahren vorgestellt. Die derzeitigen Möglichkeiten und geplante Entwicklungsschritte werden zur Diskussion gestellt.

Gabriel, B.

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

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

• Outcome Messungen für moderne Hörsysteme
  M. Schulte and B. Gabriel
[A]

Beitrag für die strukturierte Sitzung ''Moderne Hörtechniken: Signalverarbeitung und Anpassung bei komplexer akustischer Umwelt'' Organisiert von Dr. Jörg Haubold

Moderne digitale Hörsysteme können Signalmanipulationen durchführen, deren Komplexität nur durch den Speicher und die Leistungsfähigkeit des Prozessors begrenzt ist. Diese Technik eröffnet ungeahnte Möglichkeiten für den individuellen Ausgleich einer Hörstörung. Angesichts der komplexen Technik stellt sich allerdings die Frage, ob der Freiburger Test und eine subjektive Befragung des Hörgeräte-Trägers ausreichen, um den Erfolg einer Hörgeräteanpassung sicher zu stellen. Das Vorgehen bei der Überprüfung einer Hörgeräte-Versorgung sollte definiert sein und unter dem Einsatz von audiologischen Meßmethoden zum Nachweis der subjektiven und objektiven Qualität einer Anpassung stattfinden. In diesem Beitrag sollen moderne Messverfahren zur Erfolgskontrolle von Hörgeräte-Anpassungen vorgestellt werden, z.B. zur Erfassung der Lautheitswahrnehmung, des Sprachverstehens in ruhiger und lärmbehafteter Umgebung, des Klangeindrucks und der Höranstrengung. Zum anderen wird ein Fragebogeninventar beschrieben, welches zur Erfassung der subjektiven Zufriedenheit mit dem Hörgerät bzw. der Änderung der Lebensqualität durch eine Hörgeräte-Versorgung eingesetzt werden kann und welches im Rahmen des deutschen Forschungsprojektes HörTech zusammen gestellt und entwickelt wurde.

Gabriel, J.

• Messung der Unterwasser-Schallabstrahlung einer Offshore-Windenergieanlage [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Betke, M. Schultz-von Glahn, A. Petersen and J. Gabriel
[A]

Derzeit laufen Planungen und Genehmigungsverfahren für über 5000 Windenergieanlagen (WEA) in der deutschen ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) in Nord- und Ostsee; jede einzelne Anlage wird 3 bis 5MW Nennleistung haben. Nicht nur die von sehr starken Rammgeräuschen gekennzeichnete Bauphase, auch der reguläre Betrieb der Anlagen kann eventuell eine akustische Belastung der Meeresfauna bedeuten. Schall wird dabei überwiegend durch die von Getriebe und Generator verursachten Biegeschwingungen des Turmmantels ins Wasser eingeleitet. Diese Schallabstrahlung kann theoretisch oder numerisch bislang nur ungenau prognostiziert werden. An einer bestehenden Offshore-WEA der 1.5-MW-Klasse wurden daher die Schwingungen der Turmwand an mehreren Positionen über und unter Wasser gemessen und gleichzeitig der Hydroschall in verschiedenen Abständen zur Anlage registriert. Die Ergebnisse werden mit audiologischen Daten von Meeressäugetieren verglichen.

Gädicke, W.

• Sprachqualität von Telefongesprächen aus dem Fahrzeug – ein noch immer ungelöstes Problem [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Lieb and W. Gädicke
[A]

Im Gegensatz zur üblichen Mobil- oder VoIP-Telefonie hält die Telefonie im Auto noch immer sehr große Herausforderungen bereit, um einen hohen Grad an empfundener Sprachqualität zu erreichen. Im Spannungsfeld zwischen Systemkosten und erzielbarer Leistungsfähigkeit werden beim Fahrzeughersteller verläßliche Testmethoden für Sprachübertragungsqualität benötigt, die über etablierte state-of-the-art Meßverfahren hinausgehen. Mit diesem Paper sammeln wir die Faktoren, die die Sprachqualität im Fahrzeug negativ beeinflussen. Wir beschreiben die Schwierigkeiten bei der Beurteilung subjektiv empfundener Sprachqualität und bei deren Abbildung auf objektive Meßverfahren. Dies führt zu fortschrittlichen Ansätzen in der Sprachqualitätsbewertung.

• Sprachqualitätsbewertung - ein mehrdimensionales Problem? [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Gädicke and M. Lieb
[A]

Es gibt bereits eine Vielzahl von Algorithmen zur automatisierten Sprachqualitätsbestimmung von Telekommunikationsystemen, deren Ergebnisse auf einer eindimensionalen Skala dargestellt werden. Viele dieser Verfahren verwenden hierzu vorzugsweise die MOS-Skala. Neuere Forschungsansätze versuchen automatisierte Verfahren zu entwickeln, die eine differenziertere Bewertung der Sprachqualität erlauben. Hierzu wird das Gesamtqualitätsurteil in Eigenschaften wie Natürlichkeit, Schärfe, Lautheit, Nähe etc. zerlegt. Diese Präsentation soll an die Zusammenhänge, die zwischen den einzelnen Sprachqualitätsmerkmalen bestehen, erinnern und abschließend verdeutlichen, für welche dieser Qualitätsmerkmale weitere wissenschaftliche Untersuchungen lohnenswert erscheinen. Das Ziel dieser Untersuchungen besteht in der Schaffung eines Algorithmus zur automatisierten differenzierten Sprachqualitätsbewertung von Sprachübertragungskanälen.

• Integriertes Konzept zur Evaluierung von Freisprecheinrichtungen im Kraftfahrzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Gädicke
[A]

Das zentrale Qualitätsmerkmal von Freisprechsystemen im Kraftfahrzeug ist bis heute die Sprachqualität, sowohl im Fahrzeug als auch bei dem verbundenen Gepsprächsteilnehmer am fernen Ende. Die Evaluierung der Sprachqualität von Freisprechsystemen ist ein relativ junges Forschungsgebiet. Dennoch sind in den letzten jahrzehnten eine Vielzahl von Formeln und Algorithmen entstanden, die auf eine objektive Quantifizierung der Sprachqualität abzielen. Besonders waren hierbei Verfahren, die sich der bekannten psychoakustischen Modelle der Lautheitswahrnehmung des menschlichen Ohres bedienen. Bekannte Repräsentanten dieser Algorithmen sind PESQ und TOSQA. Viele Versuche wurden unternommen diese Modelle zu verfeinern und zu optimieren. Gerade im Fahrzeug ist das Hintergrundgeräusch von besonderer Bedeutung. Weiterhin müssen auch Situationen bewertet werden, in denen beide Gesprächspartner gleichzeitig sprechen, also Doubletalk. Die Aufgabe besteht hierbei nicht nur darin, einen Algorithmus zu entwickeln, der diese beiden Aspekte der Sprachqualität im Kraftfahrzeug berücksichtigt, sondern auch in einer effizienten und reproduzierbaren Gewinnung von Sprachdaten, sowohl zum Training als auch zur späteren automatischen Evaluierung der Freisprechsysteme.

Gärtner, C.

• Psychophysiologische Bewertung der Geräuschqualität von Kfz-Vorbeifahrtgeräuschen [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Notbohm, C. Gärtner and S. Schwarze
[A]

Das EU-Forschungsprojekt SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise) verfolgt das Ziel, Wege zur Optimierung der Geräuschqualität von Kfz-Außengeräuschen zu erproben. Ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung ist dabei die von Versuchspersonen erlebte Geräuschqualität. Neben Fragebögen zur Geräuschbeurteilung bieten sich auch physiologische Messungen von peripherer Durchblutung und Hautleitfähigkeit an, die sich in der Lärmwirkungsforschung bewährt haben. Für Straßenverkehrsgeräusche wurde diese Kombination subjektiver und physiologischer Maße bereits zur Bewertung der Geräuschqualität eingesetzt. Hier wird über ein Laborexperiment mit 24 Versuchspersonen berichtet, in dem mit dieser Methodik die Wirkung von Vorbeifahrtgeräuschen einzelner PKWs untersucht wurde. Es wurden 9 verschiedene Aufnahmen von jeweils 2 Min. Dauer und einem einheitlichen Leq von etwa 83 dB(A) dargeboten: 3 unterschiedliche Fahrzeugtypen (untere Mittelklasse, Dieselfahrzeug, Limousine) in je 3 unterschiedlichen Betriebszuständen: - Beschleunigung im 2. Gang auf 50 km/h Geschwindigkeit - Vorbeifahrt im 3. Gang mit konstant 70 km/h - Heranfahrt an den Messpunkt mit Bremsen, Leerlauf und Abfahrt mit Beschleunigung. Für jeden Betriebszustand wurden die Reaktionsmuster auf die 3 unterschiedlichen Fahrzeuge miteinander verglichen. Als wesentlichste Ergebnisse sind festzuhalten: - Trotz angeglichener Lautstärke zeigten sich in jedem Betriebszustand deutliche Unterschiede in den Reaktionen auf die drei Fahrzeuge. - Es ergab sich eine Interaktion zwischen Fahrzeugtyp und Betriebszustand: Kein Fahrzeug wurde in allen Betriebszuständen am positivsten oder negativsten bewertet. - Subjektive Beurteilung und physiologische Reaktionen stimmten meistens in den Tendenzen überein. Soweit abweichende Tendenzen auftraten, ist zu diskutieren, ob damit evtl. unterschiedliche Aspekte der Geräuschqualität erfasst wurden.

• Die Geräuschqualität von modifizierten Kfz-Vorbeifahrtgeräuschen im Urteil von Versuchspersonen [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Gärtner, G. Notbohm and S. Schwarze
[A]

Während der 3-jährigen Laufzeit des EU-Forschungsprojektes SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise) wurde unter anderem das Ziel verfolgt, die Geräuschqualität der Vorbeifahrtgeräusche verschiedener serienmäßiger PKWs zu verbessern. Unter Berücksichtigung der Ergebnisse, die in Laborexperimenten zur subjektiven Beurteilung und zu physiologischen Reaktionen auf Vorbeifahrtgeräusche dieser Fahrzeuge gewonnen wurden, entwickelten die beteiligten Partner aus der Auto- und Zulieferindustrie modifizierte Einzelteile für Auspuffanlage, Kraftstoffzufuhr, Motordämmung und Bereifung. Anschließend wurden erneut Vorbeifahrtgeräusche der Fahrzeuge mit allen möglichen Kombinationen dieser technischen Modifikationen aufgenommen. Im Hinblick auf die Außenwirkung der Geräusche wird in einem neuen Laborexperiment untersucht, ob sich in den bereits früher eingesetzten Wirkungsvariablen - subjektive Geräuschbeurteilungen und physiologische Maße wie Fingerpulsamplitude, Herzfrequenz, Hautleitfähigkeit und elektrische Muskelaktivität - eine Auswirkung der Modifikationen auf die von Versuchspersonen erlebte Geräuschqualität nachweisen lässt. Für jedes der beiden modifizierten PKWs (Mittelklassefahrzeuge mit Benzin- bzw. Dieselmotor) werden dazu das ursprüngliche und das komplett modifizierte Vorbeifahrtgeräusch in verschiedenen Betriebszuständen wie Beschleunigung im 2. Gang auf 50 km/h, Vorbeifahrt im 3. Gang mit konstant 70 km/h oder Bremsen, Leerlauf und Abfahrt mit Beschleunigung verglichen. Bei der Auswertung der subjektiven und physiologischen Reaktionen ist zunächst von Interesse, ob naive Versuchspersonen solche technischen Veränderungen überhaupt deutlich wahrnehmen und in der angestrebten Richtung als ''Optimierung'' erleben. Des weiteren wird untersucht, ob sich aus den verschiedenen Variablen spezifische Reaktionsmuster für einzelne Geräusche ergeben, so dass weitere Aufschlüsse über relevante akustische Faktoren für die empfundene Qualität von Vorbeifahrtgeräuschen möglich werden.

• Einflussgrößen für die Bewertung der Geräuschqualität von Straßenverkehr im Laborexperiment [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Notbohm, D. Vjästfjäll, C. Gärtner and S. Schwarze
[A]

Im EU-Forschungsprojekt SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise) wird das Ziel verfolgt, das im industriellen Produktdesign bewährte Konzept ''Geräuschqualität'' auch auf Kfz-Außengeräusche und Straßenverkehrssituationen zu übertragen. Es stellt sich die Frage, welche Methoden zur Erfassung der Reaktionen in solch spezifischen akustischen Situationen (Soundscapes) geeignet sind. In einem Laborexperiment der Universität Düsseldorf (vgl. Notbohm & Schwarze, DAGA 2002) wurden Verkehrsgeräusche von Großstadtstraßen paarweise miteinander verglichen, indem physiologische Reaktionen (Fingerpulsamplitude, Hautleitfähigkeit) während 4-minütiger Exposition und subjektive Beurteilungen per Fragebögen erfasst wurden. Obwohl die Schallpegel aller Geräusche auf ca. Leq = 83 dB(A) angeglichen wurden, ließen sich deutliche Unterschiede in der Stärke der physiologischen und subjektiven Reaktionen auf die einzelnen Geräusche feststellen. Dieselben Geräuschsituationen wurden von einem Projektpartner (Chalmers Universität Göteburg) mit dem Originalschallpegel in Laborexperimenten eingesetzt, in denen die Geräuschqualität mit gleichem Fragebogeninstrumentarium erfragt wurde. Für einige Geräuschpaare ergaben sich ähnliche Reaktionstendenzen wie im Düsseldorfer Experiment, für ein Geräuschpaar jedoch genau entgegengesetzte Ergebnisse. Die gängigen akustischen Parameter geben keine plausible Erklärung für diese Befundlage. Deshalb wurde mit der schwedischen Stichprobe ein weiteres Experiment angesetzt, in dem diese Straßenverkehrsgeräusche ebenfalls bei einem angeglichenen Leq von ca. 83 dB(A) beurteilt werden. Nach Abschluss der Auswertungen sind Schlussfolgerungen zu einer Reihe offener Fragen möglich, z. B.: - Führt die Veränderung des Schallpegels in spezifischen akustischen Situationen zu einer Umkehrung der Bewertung zweier Geräusche? - Erweisen sich die verwendeten Methoden zur Erfassung der erlebten Geräuschqualität in unterschiedlichen experimentellen Settings als reliabel? - Lassen sich kulturelle (bzw. sprachliche) Unterschiede in der Bewertung der Geräuschqualität derselben Verkehrssituationen feststellen?

• Perception of Sound Quality of City Streets: Comparison of German and Swedish Subjects [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Notbohm, C. Gärtner, D. Vjästfäll and S. Schwarze
[A]

The SVEN project (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise) funded by the EC aimed at describing the sound quality of vehicle exterior noise. In three laboratory experiments in Germany and Sweden, factors influencing the subjects' responses to traffic noise were studied. The same set of sound recordings from city streets in Paris was used for assessing the subjective evaluations of the subjects. The sounds were presented pair-wise with the sounds of a pair resembling each other except one specific feature such as type of building or traffic control. The 3 experiments were different with regard to cultural background (Swedish vs. German samples), but also in the variation of the sound pressure level of the stimuli. One tool for the assessment of the subjective evaluation of the sounds was an adjective list consisting of 27 items which had been developed as a questionnaire suited generally to assess the perception of soundscapes. The data of the 3 samples were analyzed by Principal Component Analysis (PCA) separately and also as a joint data pool of 106 subjects. With minor differences, the PCAs show that 4 factors are most important in the evaluation of urban traffic situations which can be understood as ''annoyance and danger'', ''time variation'', ''impact of non-traffic or single sounds'', and ''spatiality''. Index variables were created by averaging over all items belonging to a factor. The means for each component show interesting differences between the 3 samples in the the perception of the traffic noises which ask for interpretation.

• The Importance of Sound Pressure Level in the Assessment of Sound Quality [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Gärtner, G. Notbohm and S. Schwarze
[A]

The joint research project SVEN (Sound quality of Vehicle Exterior Noise) funded by the European Union aims at investigating the possibilities of applying the methodological approach of assessing and optimising sound quality to vehicle exterior noise. In this context a laboratory experiment was carried out in which subjects were exposed to vehicle pass-by noises of two different middle-class cars (petrol or diesel engine) under the driving conditions 70 km/h, 3rd gear, constant speed. Different sound pressure levels were applied: Subjects listened to sounds with the original sound level of about 73 dBA and to the same sounds adjusted to a Leq of 83 dBA. In order to assess the individual's psycho-physiological reaction to the different pass-by noises, physiological measurements were taken continuously during noise exposure. Additionally subjects had to evaluate the sounds subjectively by means of questionnaires. Results indicate that under both sound pressure levels the sound of the car with the petrol engine was evaluated more positively than the diesel car. With regard to sound level, both cars were judged more favourably when presented in the original sound level than compared to the higher adjusted one. For both cars, physiological reactions proved to be much stronger with the adjusted than with the original sound level. However, there was a clear stronger reaction to the sound of the diesel car in both cases. Thus, the validity of the measures used is reinforced, but a sufficiently high sound pressure level is necessary to elicit meaningful differences in physiological responses.

Gaese, B.

• Der Einfluss von Aufmerksamkeit auf die Schallortung [DAGA 2002 (Bochum)]
  B. Gaese, A. Johnen, S. Möller and H. Wagner
[A]

Die akustische Umwelt stellt sich oft als komplexe Szene dar, die Schallsignale aus mehreren Quellen enthält. Die begrenzten Verarbeitungskapazitäten des Gehirns können die dabei aufgenommene Hörinformation nicht vollständig bearbeiten. Räumlich-selektive Aufmerksamkeit ist einer der wichtigsten Mechanismen zur Regulation der Sinnesinformation. Zwei Charakteristika von Aufmerksamkeit sind dabei entscheidend: 1. Aufmerksamkeit ist selektiv und fokussiert damit die Verarbeitungskapazitäten auf einen Teil der aufgenommenen Information. 2. Dieser als verhaltensrelevant angesehene Teil der Sinneseindrücke wird ausgewählt und kann dann detaillierter analysiert werden. Nachdem in letzter Zeit räumliche-selektive Aufmerksamkeit im Hörsystem auf der Ebene von Psychophysik und Verhalten untersucht wurde, bearbeiten wir nun neurophysiologische Grundlagen des Phänomens. Dazu wurde die Aktivität einzelner Nervenzellen im Mittelhirn von Eulen und Ratten untersucht, während die Tiere in einem Aufmerksamkeitsparadigma trainiert wurden. Bei Ratten konnte gezeigt werden, daß ein Großteil der Neurone im Mittelhirn (Colliculus superior) unter dem Einfluß von Aufmerksamkeit eine erhöhte allgemeine Aktivität hatten. Akustische Reize wurden allerdings von den Neuronen in diesem Zustand eher schlechter beantwortet, obwohl die Tiere auf diese Reize (im Verhalten) bevorzugt reagierten. Bei Eulen konnte ebenfalls gezeigt werden, daß die Neurone im Mittelhirn (Tectum opticum) eine erhöhte allgemeine Aktivität unter dem Einfluß von Aufmerksamkeit hatten, und zusätzlich besser auf akustische Reize reagierten. Damit konnte ein modulierender Einfluß von Aufmerksamkeit auf der Verarbeitungsebene von Hörinformation gezeigt werden, der für die Orientierungsbewegungen hin zu lokalisierten Schallquellen von wesentlicher Bedeutung ist. Finanziell unterstützt durch die DFG (SPP 1001 ''Sensomotorische Integration'')

Gätjen, B.

• Was ist so schön am linken Ohr - oder: Warum wird die Geige links gehalten? Anmerkungen zur Hemisphärenverteilung bei Rechts- und Linkshändern und deren Auswirkungen auf die Musikproduktion [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  B. Gätjen
[A]

Eine Voraussetzung für die Untersuchung der akustischen Eigenschaften von Musikinstrumenten ist ein fester Bezugspunkt zur Aufnahme des Schallsignals der Musikinstrumente. Nur die Normierung auf eine Aufnahmerichtung kann reproduzierbare und vergleichbare Klangaufnahmen garantieren. Zwar wird bei vielen Untersuchungen zur Klangfarbe der Musikinstrumente die Hauptabstrahlrichtung oder die Richtung ,,vorne'' zur Aufnahme der Musikinstrumentenklänge gewählt, diese Richtungen sind jedoch insbesondere zur Klärung des Einflusses der Musikerinnen und Musiker ungünstig. Die Hauptabstrahlrichtung, hier definiert als diejenige Richtung, in die das Musikinstrument die meiste Schallenergie abstrahlt, hat bei vielen Instrumenten mit dem von irgendeinem Zuhörer gehörten Schall recht wenig gemein, die Richtung vorne, unter diesem Aspekt bereits günstiger, wird so wenigstens von einigen Zuhörerinnen und Zuhörern so wahrgenommen. Auch die Untersuchungen von MEYER, die die Schallabstrahlung der Musikinstrumente stark vereinfacht darstellen, zeigen, daß die Schallabstrahlung der meisten Musikinstrumente - bedingt durch ihre Form und Schwingungseigenschaften - recht kompliziert ist. Daher ist es grundsätzlich sehr schwierig, einen für alle Instrumente vergleichbaren Ort zu finden. Aus diesem Grunde erscheint der Ansatz, die Musikinstrumente am Ohr der Musikerinnen und Musiker aufzunehmen, für viele musikinstrumentenakustische Fragestellungen fast unausweichlich /l/.

• Und es ist doch der Anregungsvorgang... Anmerkungen zum Unterschied zwischen Hammerklavier und modernem Flügel [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  B. Gätjen
[A]

Die Ursache für den akustische Unterschied zwischen Cembalo und Hammerklavier liegt im wesentlichen im Anregungsvorgang. Die Unterschiede zwischen Hammerklavier und modernem Flügel scheinen auf den ersten Blick aufgrund der unterschiedlichen Anlage der Instrumente erheblich größer. Auf der DAGA 1986 in Oldenburg wurde von uns behauptet, daß das Hammerklavier in bestimmten Fällen aufgrund der besonderen Art der Saitenanregung ähnlich dem modernen Flügel klingt und daß hierfür bestimmte Saitenbewegungsformen ein Indiz sind. Die Art der Saitenanregung, die bei den Klavierinstrumenten aufgrund zeitlicher Gegebenheiten gleichzeitig eine Saitenbedämpfung sein muß, die von der Art des Hammerkopfes abhängt, ist inzwischen sehr genau analysiert. Die Auswirkung der einzelnen Aspekte der Saitenanregung mittels eines Klavierhammers läßt sich in den Klangspektren deutlich zeigen. Das Resonanzsystem als passives Glied in der Schallübertragungskette scheint - im Vergleich zum Anregungsvorgang - nur einen relativ geringen Einfluß auf den Klavierklang zu haben.

Gätke, J.

• Clamp-on-Doppler-Meßsysteme – Schallfeld und örtliche Amplitudenempfindlichkeit [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Gätke, O. Specht and M. Panicke
[A]

Die eingriffsfreie Meßtechnik erlangt zunehmend Bedeutung. Zu den Prinzipien, die sich dafür besonders eignen, gehören auch die Meßverfahren auf akustischer Basis. Akustische Verfahren haben sich einen festen Platz in der rohrgebundenen Durchflußmeßtechnik erobert. Während in der medizinischen Anwendung das akustischer Dopplerverfahren dominant ist, hat in der technischen Anwendung das akustische Laufzeitverfahren sich eindeutig gegenüber dem Dopplerverfahren behauptet. Die Gründe dafür wurden bisher vor allem in der schwierigen Dopplersignalanalyse gesucht. Sie hat bis heute zu keinen befriedigenden Ergebnissen geführt. Einige Untersuchungen haben sich nun auf die Signalentstehung bei Doppleranordnungen an technischen Gebilden konzentriert, um daraus Schlüsse für die Meßsignalbewertung im Hinblick auf Durchflußwerte zu erhalten. Im Vortrag werden Ergebnisse verglichen, die sich aus theoretischen Untersuchungen des Schalldurchgangs durch (metallische) Rohrwandungen und aus exakten Dopplermessungen ergeben. Die Erkenntnisse werden anhand von schlierenoptischen Aufnahmen eindrucksvoll untermauert. Auf dieser Grundlage werden Aussagen über die Konzeption von Clamp-on-Doppler-Anordnungen für industrielle, technische Anwendungen gemacht.

Gaggl, W.

• Hörvergleich von alternativen binauralen Aufnahmesystemen mit einem Kunstkopfsystem [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  G. Graber, F. Graf and W. Gaggl
[A]

Ein leicht kalibrierbares, binaurales Aufnahmesystem, das aus zwei Kugelmikrofonen mit verschiedenen Trennkörpern besteht, wurde für akustische Meßzwecke entwickelt. Dabei wurden in einem ersten Schritt für verschiedene Trennkörper durch Rechnersimulation die Frequenzgänge für verschiedene Schalleinfallsrichtungen berechnet. In einem zweiten Schritt wurden die drei Trennkörper mit den besten Simulationsergebnissen aufgebaut und akustisch vermessen, wobei gute Übereinstimmung zwischen Rechnersimulation und Messung zu beobachten war. Ebenso wurden drei handelsübliche Kunstkopfsysteme vermessen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit bezieht sich auf die in einem dritten Schritt durchgeführten Hörvergleiche mit Musik, bei denen die drei realisierten Aufnahmesysteme mit den verschiedenen Trennkörpern und die Kunstkopfsysteme untersucht wurden. Die Hörbeispiele wurden sowohl für Kopfhörerwiedergabe als auch für Lautsprecherwiedergabe von jeweils denselben Versuchspersonen beurteilt. Die Durchführung der Versuchsreihen und die Ergebnisse werden präsentiert.

Garcia-Schürmann, M.

• Ultrasonic multifeature tissue characterisation for prostate diagnostics [DAGA 2002 (Bochum)]
  U. Scheipers, H. Ermert, A. Lorenz, A. Pesavento, H. Sommerfeld, M. Garcia-Schürmann, K. Kühne, T. Senge and S. Philippou
[A]

The incidence of the prostate carcinoma is one of the highest cancer risks in men in the western world. Its position in cancer mortality statistics is also among the highest. The prostate carcinoma is only curable at an early stage. Therefore, early detection is extremely important. The different types of diagnostics that are used today lack reliability and are therefore not sufficient. Diagnosis of the prostate carcinoma using multifeature tissue characterization in combination with ultrasound allows the detection of tumors at an early stage. Radio-frequency ultrasonic echo data of the prostate is captured during the usual examination of the patient with standard ultrasound equipment. The data is transmitted to a PC and subdivided into up to 1000 segments per prostate slice. Up to 40 spectral and texture parameters are calculated for each segment. Two fuzzy inference systems working in parallel classify and separate the segments into two classes (negative/positive). The results of the two fuzzy inference systems are combined to build a malignancy map, which consists of a traditional B-mode image in which areas of a high cancer probability are marked in red. The malignancy map is presented to the physician during the examination on a PC screen. During a clinical study, radio-frequency ultrasonic echo data of 100 patients have been recorded. Prostate slices with histological diagnosis following radical prostatectomies act as the gold standard. The ROC curve area is between A=0,76 and A=0,83. Sensitivities and specificities, which depend on each other, can be chosen freely.

Garwon, M.

• Adaptive and Robust Control for the Reduction of Tonal Noise Components of Axial Turbomachinery with Flow Control [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Garwon, J. Schulz, B. Satriadarma, R. King, M. Möser and W. Neise
[A]

This paper presents results of a research project using robust and adaptive feedback control algorithms for the reduction of tonal noise components of an axial fan by flow control. The active noise control is achieved by specific distortions of the flow conditions near the impeller blade tips which results in an aeroacoustic secondary field. This can be realised by blowing air into the blade tip region through nozzles in the casing wall. An extremum-seeking controller is used to find the optimal mass flux, which determines the amplitude of the secondary sources. The phase was controlled by geometrical parameters.

The experimental investigations demonstrate the performance of the proposed controller for higher order mode sound fields. To investigate the robustness of the closed-loop disturbances such as changing operating points, non-uniform inflow conditions and a 33% deviation of the revolution of the fan were simulated. In all cases the controller reacted on the changed operating conditions and determined the optimal mass flux, achieving a blade passage frequency level reduction of 15dB for the tested configuration.

The radiated sound of the tonal noise components in the far field is mainly determined by the dominant azimuthal duct modes generated by the rotor-stator interaction. Therefore a robust H-controller based on black-box modelling of the non-linear process dynamics was synthesised additionally, to suppress the dominant mode. Further experiments will focus on a controller including the adaptation of both, amplitude and phase of the aeroacoustic secondary field.

This study was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (German Science Foundation).

Gassmann, B.

• Anwendung von Kontrastmitteln zur Diagnose
  B. Gassmann
[A]

Ultraschallkontrastmittel werden venös injiziert. Die Mikroblasen verteilen sich im gesamten Blutkreislauf. Die anschließende Ultraschalluntersuchung wird mit speziellen Geräteeinstellungen durchgeführt. Wenn das Ziel der Untersuchung die Lokalisation des Kontrastmittels ist, wird mit hoher Sendeleistung gearbeitet; dies führt zur Zerstörung der Mikroblasen. Ist das Ziel die Beobachtung einer Kinetik in einem Organ oder einer Läsion, sind daraus Rückschlüsse auf die Pathologie abzuleiten. In diesem Modus wird mit geringer Sendeleistung gearbeitet. Nichtlineare Effekte der Mikroblasen tragen zur Bildgebung bei. Auf diese Weise liefert die Kontrastmittelsonographie einen wichtigen Beitrag zur Differenzialdiagnose von soliden und diffusen Leberherden, Befunden in der Milz, dem Pankreas und der Nieren. Auch in der Echokardiographie unterscheidet man die Anwendung zur Volumetrie der Herzhöhlen von der Untersuchung des Herzmuskels mit Kontrastmitteln. Für die Gefäßdiagnostik stellt die Kontrastmittelsonographie einen erheblichen Fortschritt dar. Im Vergleich zur nativen Sonographie gelingt die transkranielle Darstellung intrakranieller Gefäße mit Kontrastmittel deutlich verbessert. Anhand von Fallbeispielen für die diversen Einsatzgebiete wird der Zugewinn an Information bei der Diagnosefindung demonstriert.

Gassner, G.

• The Space-Time Expansion Discontinuous Galerkin Method [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Gassner and F. Lörcher
[A]

In this paper the recently developed space-time expansion discontinuous Galerkin (STE-DG) approach for the two dimensional unsteady compressible Navier-Stokes equations is presented. The base of the scheme is a new weak formulation of the Navier-Stokes equations, where special care of the second order terms is taken. The spatial polynomial of the DG approach is expanded in time using the so called Cauchy-Kowalewskaya (CK) procedure. With a polynomial of order N in space the CK procedure generates an approximation of order N in time as well yielding a scheme of order N+1 in space and time. The locality and the space-time nature of the presented method gives the interesting feature that the time steps may be different in each grid cell. Hence, we drop the common global time steps and propose for a time-accurate solution that any grid cell runs with its own time step determined by the local stability restriction. In spite of the local time steps the scheme is conservative, fully explicit, and as in the DG approach the polynomial order could be chosen arbitrarily, the scheme is theoretically of arbitrary order of accuracy in space and time for transient calculations.

Gatignol, P.

• Numerical Simulation of Bounded Acoustic Beams by the Fourier Integral Method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Gatignol and N. Bedrici
[A]

A bounded acoustic beam, such as the one generated by a finite transducer, may be classically described by plane wave superposition. In the monochromatic case, the pressure field is then obtained in the form of a spatial Fourier integral. Analytical expressions of such integrals are out of reach in general and only asymptotic or numerical evaluations are available. The numerical evaluation of Fourier integrals is usually performed by the FFT algorithm. This procedure requires to introduce a regular discretization of the integration variables and a corresponding set of values of the conjugate variables. The pressure field is thus obtained for a particular set of points in the space. Moreover, the regular discretization results in an artificial periodization of the solution. A direct numerical evaluation of Fourier integrals by classical methods such as Lagrange method avoids to prescribe specific positions of the points in the physical space, but the periodization phenomenon is not overcome. We propose a method based on partial exponential integration of the Fourier integrals. The acoustic beam is then obtained in any point of the physical space without any periodic artefact. This kind of numerical simulation of a bounded acoustic beam is relevant of those problems where the beam interacts with a multilayered structure, with long range propagation effects, in particular when a modal wave is generated in the structure.

• Numerical Description of the Generation of Modal Waves by Bounded Acoustic Beam [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Bedrici and P. Gatignol
[A]

The generation of the (generalized) Rayleigh wave by a bounded acoustic beam has been first shown experimentally by Neubauer. The first numerical approach of the phenomenon goes back to Ngoc and Mayer who gave the pressure values of the reflected field on the fluid/solid interface. Using a numerical simulation method for the description of the acoustice beam, we show the generation in plane layered structures of so-called 'modal waves' such as the Rayleigh wave, the Scholte-Stoneley or the Stoneley wave at the fluid/solid or solid/solid interface, guided waves in a fluid layer and finally Lamb waves. In the two-dimensional case, cartographies for the pressure or the stress fields are given in each medium of the structure, allowing to visualize the generation phenomenon. The generation of the interface waves is observed when the beam crosses a first fluid ot solid layer, with a specific incidence angle, before it reaches the relevant interface. The setting up of each guided wave, as the incidence angle varies, is also well understood.

Gatzwiller, K.B.

• Practical aspects of successful Laser Doppler Vibrometry based measurements [DAGA 2003 (Aachen)]
  K.B. Gatzwiller, K.B. Ginn, A. Betts and S. Morel
[A]

Laser Doppler Vibrometry provides for highly accurate and versatile non-contact vibration transduction in applications where it is impossible or undesirable to mount a vibration transducer onto a vibrating object. Typical applications include vibration measurements on: rotating surfaces, targets submerged in water, lightweight structures, remote targets and targets behind layers of glass. Use of Laser Doppler Vibrometry in such applications requires attention to a number of practical issues that are of paramount importance for a successful result. This paper will discuss these issues in detail and show how to deal with them such that measurement accuracy, precision and reliability are maximized. Furthermore, practical single point Laser Doppler Vibrometry applications will be used to highlight the theoretical discussions.

Gauduin, B.

• Equalization and fidelity of a sound environment simulator [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Gauduin and P. Boussard
[A]

The aim of a sound environment simulator is to reproduce, in a studio, all the acoustical elements of a ''real environment''. The fidelity of such system may be seen through the ability of reproducing: the spatialisation / localisation of sounds the loudness of sounds the spectral content of sounds

Nowadays, there is no perfect way to record and reproduce all these elements: microphones and loudspeakers may degrade some of them. Hence, special treatments must be applied to the recorded signal in order to achieve the best compromise at the reproduction.

We will discuss about the way to deal with the three points of fidelity listed previously. The reproduction of spatialisation and localisation of sounds is linked to the method used by the simulator: Binaural, Transaural, Stereo Dipole, Ambisonics... The loudness reproduction of sounds can be corrected by a gain factor in the simulator The reproduction of the spectral content of sounds can be corrected by filters which will decrease the coloration introduced by the microphones and the loudspeakers.

In order to obtain the gain factor and filters that have to be applied, two methods are at disposal: The coupled equalization consider the microphones and loudspeakers as a whole system. The decoupled equalization consider the microphones and loudspeakers as separate systems.

Measurement sessions have to be conducted. They can significantly improve the fidelity of the sound environment simulator.

Gauger, M.

• Schrittweitensteuerung zur qualitätserhaltenden Stereo-Echounterdrückung [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Gauger
[A]

Die Unterdrückung akustischer Echos für Mono-Anwendungen kann als ein weitgehend gelöstes Problem angesehen werden. Werden jedoch an die Realitätsnähe einer Anwendung erhöhte Anforderungen gestellt, bietet sich der Einsatz von Stereo-Übertragungen an. Im Stereofall ist aber durch das sog. Nichteindeutigkeitsproblem die korrekte Einstellung der verwendeten adaptiven Filter sehr viel schwieriger. Gängige Ansätze verzerren daher das Eingangssignal mehr oder weniger stark. Die vorliegende Arbeit versucht, diese Verzerrung zu minimieren oder ganz zu vermeiden, indem die Schrittweite der Adaption in Abhängigkeit der Eigenschaften des Eingangssignals vermindert wird. Im Beitrag wird zunächst eine kurze Einführung in die Problematik gegeben. Dabei werden einige gängige Adaptionsalgorithmen kurz vorgestellt, ihre Erweiterung auf mehrkanalige Eingänge besprochen und dann das Nichteindeutigkeitsproblem dargelegt, das zu falschen Lösungen führen kann. Im Anschluss werden die wichtigsten bis jetzt erprobten Ansätze aufgezeigt, die alle auf einer Verzerrung des Eingangssignals (durch Modifikation von Betrag und/oder Phase oder durch Addition von Rauschen) basieren. Schließlich wird die adaptive Schrittweitensteuerung eingeführt, die bei schlecht konditionierten Eingangssignalen die Adaption deutlich verbessert bzw. Fehladaptionen verhindert, ohne dass das Signal dazu notwendigerweise verändert werden muss. Dabei wird die Korrelation zwischen den Eingangskanälen als naheliegendes Maß herangezogen. Experimentelle Ergebnisse mit mehreren verschiedenartigen Signalen bestätigen den Ansatz und werden im Beitrag auszugsweise dargestellt.

Gauger, U.

• Zur Simulation des Bremsenquietschens mit unsicheren Parametern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  U. Gauger, M. Hanss and L. Gaul
[A]

In der numerischen Simulation von Systemen werden Modellparameter häufig auf einen scharfen Wert festgelegt, obwohl sie einen möglicherweise hohen Grad an Unsicherheit aufweisen. Werden diese Parameter jedoch durch einen fuzzy-arithmetischen Ansatz modelliert, kann ihre Unsicherheit berücksichtigt werden und so direkt in die Simulation des Systems einfließen. Eine praktische Implementierung bieten die Transformationsmethode und die Interpolation auf dünnen Gittern, die einen fuzzy-arithmetischen Ansatz durch Rückführung auf die Arithmetik scharfer Zahlen erlauben. Diese Verfahren werden auf die Simulation des Bremsenquietschens für ein komplettes Bremsensystem mit unsicheren Parametern angewandt. Die berechneten Ergebnisgrößen des Systems stellen zweidimensionale Fuzzy-Zahlen dar, für deren Darstellung und Analyse neue Ansätze vorgestellt werden. Die Analyse erlaubt eine Wertung des Einflusses der Unsicherheiten der jeweiligen Modellparameter auf die Unsicherheit des Ergebnisses.

Gaul, L.

• HBEM simulation of noise radiation from rolling tires [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  L. Gaul and M. Fischer
[A]

The noise radiation from rolling bodies is studied numerically by using a sequential finite element - boundary element approach of the field equations. The equations of motion for the rolling wheel are developed in the frame of an Arbitrary Eulerian Lagrangian description which provides a time independent formulation for steady state rolling and a spatial description of vibrations. The noise radiation caused by the vibration modes of a steady state rolling wheel is computed by a boundary element approach. An outlook on the simulation of acoustic radiation due to tire - road interaction is given.

• Ein Konzept zur Schwingungs- und Schallabstrahlreduktion unter Ausnutzung des direkten piezoelektrischen Effekts [DAGA 2003 (Aachen)]
  O. Fein and L. Gaul
[A]

Die Leichtbauweise hat bereits in viele Ingenieurdisziplinen Einzug erhalten. Im Automotiv- sowie Luftfahrtsektor hat die Reduktion des Bauteilvolumens direkte Auswirkungen auf verschiedene Aspekte wie beispielsweise Energieverbrauch und Kostenreduktion. Andererseits treten bei Leichtbaustrukturen aufgrund der Reduktion der Masse bzw. Steifigkeit oftmals Schwingungsprobleme auf. Zur Reduktion der Strukturschwingungen werden bereits erfolgreich aktive Maßnahmen angewendet. Der Einsatz von Aktuatoren, Sensoren sowie einer Reglereinheit ist jedoch mit hohen Kosten verbunden. Alternativ zum aktiven Konzept stellt dieser Beitrag ein passives piezoelektrisches Konzept vor, welches den technologischen Aufwand signifikant reduziert. Hierzu wird piezoelektrisches Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) auf die Strukturoberfläche appliziert. Durch sorgfältige Auswahl der Applikationsorte kann eine gezielte Reduktion bestimmter Schwingungsmoden erzielt werden. Aufgrund der Strukturschwingung erfährt das piezoelektrische Element eine Dehnung; dies führt zu einer Generierung von elektrischen Ladungen. Werden nun die Elektroden des PZTs über ein passives elektrisches Netzwerk kurzgeschlossen, so kommt es zum Stromfluß. Die im Netzwerk integrierte Ohmsche Last stellt eine Energiesenke dar, so daß dieses Konzept aufgrund der Energiedissipation zu einer Schwingungsreduktion führt. Das Konzept ist im Experiment verifiziert worden. Hierzu wurden PZT-Elemente auf eine Platte appliziert. Damit wird eine gezielte Erhöhung der Strukturdämpfung für bestimmte Moden erreicht. Messungen zeigen eine signifikante Reduktion der Strukturschwingung, die mit der Minderung des abgestrahlten Schalls einhergeht.

• Enhanced Simulation of Hydroacoustics in Flexible Structures by Substructuring and Model Reduction [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Maess and L. Gaul
[A]

The paper discusses aspects of simulating hydroacoustic vibrations and wave propagation of compressible fluids enclosed in flexible containers such as pipe assemblies or tanks. The two-field simulation models are coupled at fluid-structure interfaces. A coupled finite element model of substructure segments containing the fluid is used for modal and transient analysis. The dynamic equations using the acoustic pressure as field variable in the fluid render both non-symmetric mass and stiffness matrices due to the FSI-coupling. However it is possible to achieve a symmetric representation by introducing the velocity potential as field variable. The existing matrices are transformed into a symmetric system representing the coupling by a damping-like matrix. Based on these two formulations, model reduction and component mode synthesis are performed for FSI-coupled substructures. Hereby, the coupling interface between substructures does not only represent a structural interface but also contains a hydroacoustical partition. Therefore, implicit scleronomic constraints hold for both the nodal displacements and the nodal pressures at the interface, and they are used to generate transformation matrices for the coupling. The substructures are reduced with respect to their interface degrees of freedom mainly to guarantee sufficient accuracy for the coupled model. The model reduction bases for the coupled system are obtained from the uncoupled fluid and structure domains (indirect model reduction). Results for vibrations and wave propagation in composed FSI-coupled piping systems are presented.

• Fast BEM - FEM Coupling for the Simulation of Acoustic-Structure Interaction [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Fischer and L. Gaul
[A]

BEM-FEM coupling is widely used for the simulation of the interaction between structural vibrations and radiated acoustic fields. Employing the FEM for the structure and the BEM for the acoustic field, exploits the specific advantages of the two methods. However, the efficiency of BEM-FEM simulations suffers from the fully populated BEM matrices. In recent years, fast algorithms have been developed that allow a sparse representation of the BEM systems. In the presented paper, the fast multipole BEM is outlined and a coupling scheme is developed that accounts for the properties of the fast BEM. The coupling algorithm is based on Lagrange multipliers and provides high flexibility in the choice of discretizations. For the solution of the resulting saddle point problem, an approximate Uzawa algorithm is employed. Simulations in the medium frequency range require an adapted preconditioning of the system. Numerical examples show the performance of a multilevel preconditioner as well as of the entire coupling algorithm.

• Vibration Reduction of a Car Component by a Semi-Passive Piezoelectric Concept [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Gaul, O. Fein and A. Siefert
[A]

Lightweight structural design is often accompanied with a reduction in structural stiffness. This can result in an increase of structural vibrations. Viscoelastic damping layers can be efficiently applied to reduce these unwanted vibrations. However, such a measure adds significant mass per area to the structure. Alternatively, a semi-passive concept, realized by piezoceramics with an impedance in parallel, can be employed. This measure is also known as 'shunted piezo technique'.

The paper at hand investigates the implementation of the semi-passive technique to a hood of a car. Piezoceramic patches (PZT) are applied at positions, which yield high strain energy. A passive electrical network (PEN) is implemented and connected to the electrodes of all PZT components. The resulting damping capability is similar to that of viscoelastic material. Thus, the generated electrical energy is partially dissipated as heat. By shifting the resistor value of the PEN the dissipated energy can be maximized. The modal parameters of the car structure are determined from experimental modal analysis. Cubic splines are used to interpolate the resulting eigenforms to allow for continuous differentiation in order to determine the strain distribution. The positions of the PZTs are optimized by taking into account the ratio of strain energy of all PZTs to the total strain energy. Finally, experiments are conducted to investigate this concept; structural response with semi-passive damping is compared to the response without.

• Dispersion in fluid-Filled Pipes by Analyzing Finite Elemente Models [DAGA 2005 (München)]
  M. Maess and L. Gaul
[A]

Der Wellenausbreitung in fluidbefüllten Rohrleitungen kommt in einigen Anwendungen wie der Transferpfadanalyse, der Schwingungsanalyse oder der zerstörungsfreien Bauteilprüfung eine hohe Bedeutung zu. Dabei stellen die Leitungen eindimensionale Wellenleiter dar. Analytische Modelle und numerische Methoden wie beispielsweise die ''Waveguide''-Finite-Elemente-Methode werden hierbei genutzt, um Dispersionskurven, Gruppengeschwindigkeiten und Energieverteilungen von Wellenmoden zu berechnen. Eine neue Methode wurde kürzlich von Mace et al. vorgestellt, die Standard-FE-Matrizen nutzt, um Dispersionsdiagramme in Wellenleitern zu generieren. Hierzu wird lediglich ein Scheibenmodell des Wellenleiters benötigt. Diese neue Methode wird auf fluidbefüllte elastische Rohrleitungen angewandt, wobei Rohrwand und Fluid über ein Akustik-Struktur-Interface voll gekoppelt sind. Anschließend wird die nichtsymmetrische dynamische Steifigkeitsmatrix in Form einer Übertragungsmatrix partitioniert. In Ausbreitungsrichtung wird ein periodisches Verhalten der Feldgrößen und der Flüsse an den Knoten angenommen, so dass sich für jede Frequenz ein Eigenwertproblem formulieren lässt. Aus den Eigenwerten werden die Wellenzahlen berechnet, wohingegen die Eigenvektoren der räumlichen Verteilung der Wellenmoden entsprechen. Somit lassen sich Dispersionsdiagramme gewinnen, die in guter Übereinstimmung mit Ergebnissen anhand analytischer Modelle sind. Eine nachgeschaltete Berechnung der Eigenpaare ergibt neben den Gruppengeschwindigkeiten auch Energiedichten und Leistungen der Wellenmoden.

• Schnelle Multipol-Randelementmethode für Akustiksimulationen [DAGA 2005 (München)]
  M. Fischer and L. Gaul
[A]

Die Multipol-Randelementmethode ist ein effizientes Simulationswerkzeug für die Berechnung der Schallabstrahlung von schwingenden Strukturen. Der große Vorteil der Randelementmethode (BEM) für Akustiksimulationen ist die einfache Behandlung von Außenraumproblemen. Es muss nur die Oberfläche der schallstrahlenden Struktur diskretisiert werden, was einen sehr geringen Aufwand für die Netzerstellung bedeutet. Die Anwendung der BEM für große Modelle wird jedoch durch die vollbesetzten Systemmatrizen beschränkt, da die Rechenzeit und der Speicheraufwand quadratisch mit der Anzahl der Randelemente ansteigen.

Die schnelle Multipol-BEM ermöglicht die Auswertung der Matrix-Vektor-Produkte der BEM mit einem quasi-linearen Aufwand. Diese Effizienzsteigerung wird durch ein hierarchisches Cluster-Verfahren und die Multipol-Entwicklung der Fundamentallösung erreicht. In Zusammenspiel mit einem iterativen Löser können so BEM-Simulationen mit mehr als 100.000 Elementen durchgeführt werden. Die Generalized Minimal Residual (GMRES) Methode und Mehrgitter-Verfahren sind sehr geeignet für die Lösung der BEM-Gleichungssysteme. Ein Approximate Inverse Vorkonditionierer wird für beide Ansätze entwickelt und reduziert die benötigte Anzahl von Iterationen. Durch die Vorkonditionierung kann die Multipol-BEM effizient für Simulationen bei hohen Frequenzen und auf feinen Diskretisierungen angewendet werden.

• Acoustic Simulation of an Idealized Exhaust System by Coupled FEM and Fast Multipole BEM [DAGA 2005 (München)]
  M. Junge, M. Fischer, M. Maess and L. Gaul
[A]

Abgasanlagen und Belüftungskanäle sind mitunter starken Druckpulsationen ausgesetzt. Diese können trotz des hohen Impedanzunterschiedes zwischen der ausströmenden Luft und den Wänden der Abgasleitungen zu Strukturschwingungen der Abgasleitungen führen. Der dadurch entstehende Körperschall trägt daher neben der Endöffnung der Abgasleitung mit zur Schallabstrahlung des gesamten Abgassystems bei. Zudem kann die Übertragung des Körperschalls in den Rohrleitungswänden die Effektivität von in der Abgasleitung eingebauten Schalldämpfern merklich mindern. In dieser Arbeit wird das Schallabstrahlverhalten einer idealisierten Abgasrohrstruktur analysiert. Dazu wird ein FE-Modell der Abgasanlage verwendet, in der das akustische Innenraumproblem über ein Fluid-Struktur-Interface an die Struktur der Abgasanlage gekoppelt ist. Die Schnelle auf dem Rand der Abgasanlage wird in einer nachgeschalteten Berechnung als Randbedingung für das akustische Außenraumproblem genutzt. Eine sehr schnelle und effiziente Berechnung ist hierbei mit Hilfe der 'Fast Multipole Boundary Element Method' möglich. Insbesondere wird der Einfluss der Schallabstrahlung der schwingenden Rohrstruktur gegenüber der Abstrahlung der Endöffnung betrachtet.

• Experimental and numerical acoustic modal analysis of a hydroacoustic testbasin [DAGA 2005 (München)]
  F. Blum and L. Gaul
[A]

In diesem Beitrag wird ein Verfahren vorgestellt, das eine experimentelle Identifikation von akustischen Eigenschwingungsformen und den zugehörigen Eigenfrequenzen eines Hydroakustik-Versuchsbeckens ermöglicht. Um dies zu erreichen, muss die Frequenzantwort experimentell ermittelt werden, d.h. der gemessene Schalldruck muss mit dem Anregesignal korreliert werden. Eine verlässliche Messung des Anregesignals - im Falle der Hydroakustik ist dies die Volumengeschwindigkeit - gestaltet sich sehr schwierig. Das vorgestellte Verfahren umgeht diese Probleme, indem die Messungen auf das Eingangssignal der Anregung bezogen werden. Dies erlaubt eine Aussage über die Eigenfrequenzen und Eigenmoden des Hydroakustikbeckens. Die Verifikation der Messergebnisse mit einer Finite-Elemente Simulation liefert eine sehr gute Übereinstimmung.

• Finite-Element Based Design of Structures with Shunted Piezoelectric Patches for Structural Vibration Damping [DAGA 2005 (München)]
  J. Becker, M. Maess, O. Fein and L. Gaul
[A]

Piezoelektrische Patches, die parallel mit einem passiven elektrischen Netzwerk beschaltet sind, werden oft zur Schwingungsreduktion an flexible Strukturen angebracht. Dieses Konzept, kurz 'shunted piezo'-Konzept genannt, hat gegenüber aktiven Regelungskonzepten den grossen Vorteil der garantierter Stabilität im regelungstechnischen Sinn und der Einfachheit in der Anwendung. Zur effizienten numerischen Behandlung solcher gekoppelter Strukturen auf Basis von Finite-Elemente-Modellen werden reduzierte Strukturmodelle hergeleitet, die sowohl die piezoelektrischen Kopplungseffekte als auch die zustätzliche elektrische Dynamik der anschlossenen passiven elektrischen Netzwerke berücksichtigen. Die durch die Anbringung passiv beschalteter Patches erhaltene Erhöhung der modalen Dämpfungswerte kann durch Lösen des zugehörigen Eigenwertproblems direkt bestimmt werden. Diese stellen die wichtigen Kriterien im Entwurfsprozess der Schwingungsdämpfung dar. Durch flexible Kopplungsalgorithmen ist es möglich, Ort und Größe der piezoelektrische Patches sowie die Bauteilparameter des elektrischen Netzwerkes flexibel zu variieren. Im Gegensatz zu analytischen oder halbanalytischen Ansätzen werden dabei auch lokale Versteifungseffekte der Basisstruktur durch die aufgebrachten Patches berücksichtigt, wodurch eine exakte Vorhersage der Eigenfrequenzen und der zugeordneten modalen Dämpfungen möglich ist. Auch das Dämpfungsverhalten piezoelektrischer Strukturen mit komplexer Geometrie kann durch die Finite-Elemente basierte Methode leicht modelliert und berechnet werden. Insbesondere sind Modifikationen an der Struktur und systematische Untersuchung von Parameterabhängigkeiten der erreichbaren Dämpfung leicht möglich, wie z.B. die Abhängigkeit bestimmter modalen Dämpfungswerte von der Dicke des angebrachten piezoelektrischen Patches. Zur Validierung wird die vorgestellte Methodik anhand einer Beispielstruktur mit dem bekannten Verzerrungsenergie-Ansatz verglichen. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse wurden experimentell überprüft. Die experimentell bestimmten modalen Dämpfungswerte stimmen gut den numerisch berechneten Werten überein und demonstrieren den Nutzen der vorgestellten Methode auf.

• Räumliche dynamische Simulation von Leitungssystemen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Maess, L. Gaul, M. Fischer and H.-G. Horst
[A]

Durch gestiegene Anforderungen an das akustische Verhalten von Fahrzeugen rücken auch verstärkt Einzelkomponenten in das Blickfeld der dynamischen Untersuchungen. Leitungen von hydraulischen Systemen im Fahrzeug stellen hierbei mögliche Übertragungspfade dar. Durch Ventilbetätigung oder Pumpenbetrieb breiten sich stark gekoppelte Wellen im Fluid und in der Leitungsstruktur aus, die auch angrenzende Strukturkomponenten zu unerwünschten Schwingungen anregen können. Bei der Berechnung der Leitungsdynamik werden prinzipiell zwei Anforderungen an eine Simulationsmethode gestellt: Zum einen sollen transiente Analysen ermöglicht werden. Außerdem sollen räumliche Berechnungen bei möglichst hohen Frequenzen erfolgen, was die üblichen Probleme eines Diskretisierungsverfahrens in 3D nach sich zieht. Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird eine Substrukturtechnik vorgeschlagen, bei der typische fluidbefüllte Leitungskomponenten als reduzierte dynamische Modelle im Zeitbereich aus vollen 3D-FE-Modellen erstellt werden. Diese Vorgehensweise gestattet es, neben den Leitungskomponenten auch geometrisch komplexere Komponenten wie Lager und angrenzende Strukturkomponenten in die Leitungsmodelle einheitlich zu integrieren. Außerdem können mehrfach existierende Substrukturen wiederholt eingebaut werden. Diese neue Simulationsmethode wird zur Zeit zur dynamischen Analyse von Benchmarks verwendet. In Zukunft soll das Tool insbesondere gezielte Transferpfadanalysen an fluidbefüllten Leitungen unterstützen. Darüber hinaus sollen effizientere Variantenrechnungen und Optimierungsstrategien vor dem Hintergrund der passiven Schallminderung ermöglicht werden.

• Numerische Analyse von Dispersionseigenschaften in Wellrohren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Herrmann, M. Maess and L. Gaul
[A]

In industriellen Anwendungen werden flexible Wellrohre zur Förderung von Flüssigkeiten verwendet, beispielsweise als Kraftstoffzuleitung im Automobilbau. Unter akustischen Gesichtspunkten besitzen diese periodischen Leitungsstrukturen Wellenleitereigenschaften, die mittels einer WaveGuide-FE-Methode bestimmt werden. Hierbei werden FE-Modelle aus Standard-Programmen ausgewertet, um Dispersionsdiagramme zu berechnen. Durch die Annahme periodischen Verhaltens in Ausbreitungsrichtung wird die freie Wellenausbreitung entlang des Wellenleiters als Eigenwertproblem beschrieben. Es ist daher ausreichend, nur ein einzelnes, sich periodisch fortsetzendes Teil des Wellrohres zu betrachten. Rohrwand und Fluid sind dabei über ein Akustik-Struktur-Interface voll gekoppelt. Aussagen über die laterale Form der Wellenmoden sowie über deren Energiedichten und Energieverteilung werden in einer Nachschaltberechnung gewonnen und sind von praktischer Bedeutung.

• Randelementmethoden für gekoppelte Feldprobleme [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  L. Gaul
[A]

Boundary element methods (BEM) are widely used for the simulation of acoustic fields involving infinite domains. The key idea of the multipole method is to approximate the fundamental solution at some distance from the source point by a multipole series expansion. The boundary elements are combined in a cluster tree, allowing the efficient evaluation of the matrix-vector product. The resulting complexity of the algorithm is quasi-linear, and thus, much faster than the traditional BEM. However, the application of the fast multipole BEM for the simulation of acoustic field-structure interaction problems poses new demands on the solver for the coupled systems: direct approaches are not applicable and iterative schemes suffer from ill-conditioning. The presentation gives an introduction to the fast multipole BEM for acoustics and extends its application to the simulation of acoustic-structure interaction. The fast multipole BEM is coupled to a finite element formulation for Kirchhoff plates. The coupling algorithm is of mortar type in which the interface pressure is interpolated as the Lagrange multiplier and thus allows the coupling of non-matching grids. For the iterative solution of the resulting saddle point problem, an approximate Uzawa-type algorithm is proposed. The generalized minimal residual method (GMRES) is used for the outer iterations on the reduced equation for the Lagrange multiplier. The inner FEM and BEM subsystems are approximated with conjugate gradient and GMRES iterations, respectively.

• Full Coupling of the Finite Element and Fast Boundary Element Method for Structural-Acoustic Problems [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Brunner, M. Fischer, C. Cabos and L. Gaul
[A]

Structural vibrations lead to the emission of acoustic sound resulting in a significant reduction of comfort during the use of a product. Therefore the simulation of structural-acoustic behavior is of great importance to predict the vibro-acoustic behavior of the system. In this contribution, thin structures are modelled by means of the finite element method (FEM). The system matrices are set up by a commercial finite element program and are then automatically imported into the research code Calsonitus, where the surrounding fluid, which is governed by the Helmholtz equation, is modelled by the boundary element method (BEM). In case of thin and flexible structures and fluids with high densities, the influence of the acoustic pressure on the excited structure must not be neglected. In such applications the acoustic field must be fully coupled to the vibrating structure. The total system matrix, containing both the FE- and BE-matrices is solved with an iterative GMRES solver, which is accelerated by a block preconditioner. The main bottleneck in terms of memory and computing time is the BE matrix, which for standard BEM is fully populated. To overcome this restriction the fast multilevel multipole algorithm is used to compute the matrix-vector product required by the solver. The applicability of the proposed method is discussed by an example problem comparing the simulated results with an analytical solution.

• Fast Multipole BEM for Acoustics in Automotive Applications [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Fischer, D. Brunner, M. Junge and L. Gaul
[A]

Numerical simulation is essential for acoustic optimization of products in early development phases. In automotive industry, challenging targets very often require to simulate acoustics on a system level. For example, sound radiation from engine block and oil pan including high frequency excitation by the fuel system. The classical boundary element method (BEM) is not applicable to such large models due to its fully populated matrices. The fast multipole boundary element method reduces the cost of the BEM to quasi-linear in the number of degrees of freedom, allowing simulations with more than 100k boundary elements on standard desktop computers. In the presented paper, efficiency of the fast multipole boundary element method in combination with a preconditioned iterative solver is ilustrated on the simulation of sound radiation from an engine structure.The boundary element model of the engine is provided by LMS as a real-world benchmark example. The simulations demonstrate the straigt-forward usability of the fast multipole boundary elment method to engineering applications.

• Simulation der Wechselwirkung von Fluidschall und Körperschall in flexiblen Leitungssystemen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  L. Gaul, M. Maess, M. Junge and J. Herrmann
[A]

In fluidgefüllten Leitungssystemen führen Ventilbetätigungen und Druckschwankungen durch Pumpenförderung zu hydroakustischen Wellen, die sich in Leitungen ausbreiten, und die Leitungsstruktur sowie angekoppelte Strukturelemente zu Schwingungen anregen. Diese Schwingungen können in ungünstigen Fällen zu Dauerbrüchen oder Funktionsversagen der Struktur führen. Außerdem rufen sie eine unerwünschte Schallemission in den Außenraum hervor. Diese Gründe motivieren die Entwicklung von effizienten Simulationswerkzeugen zur Untersuchung der Hydroakustik in Leitungssystemen, die im Gegensatz zu üblichen eindimensionalen Modellen auch räumliche Vorgänge beschreiben können. Um die Anregung von Strukturschwingungen der Leitungswand über das Fluid mit einzubeziehen, werden diskretisierte Fluid- und Strukturmodelle über ein akustisches Fluid-Struktur Interface (FSI) voll gekoppelt. Als Diskretisierungsmethode wird die Finite Elemente Methode (FEM) verwendet. Simulationen von komplexeren Leitungssystemen führen jedoch zu großen Modellen mit hohem Rechenaufwand, weshalb Techniken der Substrukturierung und Modellreduktion verwendet werden, um die Anzahl der Freiheitsgrade zu reduzieren. Die Substrukturtechnik basiert auf einer Vorgehensweise, die eine Adaption der CraigBampton-Methode auf voll FSI-gekoppelte Modelle darstellt. Hierbei erfolgt im wesentlichen eine Modellreduktion im Modalraum. Insbesondere wiederholt auftretende Strukturkomponenten wie Leitungsabschnitte und Rohrlagerungen lassen sich somit effizient behandeln. Ein weiterer Reduktionsschritt wird hinsichtlich bestehender akustischer Transferpfade durchgeführt, wobei akustische Quellen als Eingänge und Strukturverformungen als Ausgänge betrachtet werden. Anschließend kann die Schallabstrahlung von den Leitungssystemen und angehängten Komponenten in Luft mittels einer schnellen Randelementmethode (Fast-BEM) berechnet werden. Die Integration der Multipol- und Multilevel-Techniken in die Galerkin-BEM bewirkt eine starke Modellreduktion und einen starken numerischen Effizienzgewinn. Die Akustikberechnungen werden aufgrund des großen Impedanzunterschieds zwischen Luft und Leitungsstruktur als Nachschaltrechnung durchgeführt. Im Vortrag wird der Einsatz dieser effizienten Simulationswerkzeuge für voll gekoppelte Leitungssysteme an industriellen Problemstellungen aufgezeigt.

• Sound Radiation of an Expansion Chamber due to Pressure Induced Structural Vibrations [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Junge, F. Schube and L. Gaul
[A]

Exhaust systems are exposed to large pressure pulsations due to the periodically blown out exhaust gas. These large pulsations may lead to structural vibrations of the exhaust system, by the transfer of energy from the acoustic fluid to the structural parts of the exhaust system. The vibrating structural parts of the exhaust system contribute to the sound radiation in addition to the sound at the orifice and thus degrading the performance of the system. This phenomenon is experimentally investigated on a production-model expansion chamber. A loudspeaker is used as an acoustic source and the two-microphone method is employed to determine the exact input signal on the inlet. It is found that for some frequencies the structural parts of the expansion chamber are heavily excited by this acoustic path. Those frequencies are close to some structural resonance frequencies, which are determined by an experimental modal analysis (EMA). The ability of the structure to radiate sound varies between all resonance frequencies and depends mainly on the geometry of the structure. In order to be able to predict, evaluate and optimize the sound radiation of an exhaust system in an early development stage this research aims for the development of a simulation tool employing a fluid-structure coupled finite element model for the description of the interior problem and a fast multipole boundary element model for the exterior problem.

• Acoustic-Structure Simulation of Passive Fluid Pulsation Dampers [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Koreck, M. Maess and L. Gaul
[A]

This work investigates the simulation of noise reduction in piping systems by passive pulsation dampers. Two methods are applied to model both inline and side-branch resonators, namely the transfer matrix method (TMM) in 1D, and the finite element method (FEM) in 3D. The FE models include a full acoustic-structure coupling in order to accurately include the coupling between sound waves in the fluid path and structural waves in the piping structure. This work compares the insertion losses for the damper elements, and it is shown that the results agree for most frequencies. However, the TMM models do neither have the capacity of including the influence of structural resonances nor acoustic-structure coupling on the sound transmission through the pipe. At some frequencies, considerable errors occur by using TMM models. For these reasons, the FE models allow more accurate predictions for tuning purposes and damper design. Moreover, it is possible to integrate attached structural components consistently into the FE models, such as mounts or attached panels. This possibility supports the simulation of sound and vibration phenomena of piping systems in combination with their environment. As a result, the insertion loss is evaluated directly for structural responses, which are a main reason for undesired airborne sound radiation and structural failure.

• Semi–active Control of Friction Dampers for Structural Vibration Control [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Becker and L. Gaul
[A]

Reduction of structural vibrations is of major interest in mechanical engineering in order to lower sound emission of vibrating structures, im- proving accuracy of machines and increasing durability. Besides design optimization and passive damping treatments, active structural vibra- tion control techniques become more and more important as lightweight constructions evolve. In this contribution, two semi-active control laws for control of friction dampers are derived and investigated. Thereby, semi-active control has the conceptual advantage that it yields intrinsi- cally stable closed-loop systems. Furthermore, they possess low power consumption compared to active vibration control because they rely on passive system properties. In the experimental implementation, the con- trol make use of piezoelectric stack actuators to apply adjustable normal forces between structure and attached friction damper elements. For that purpose, the control uses acceleration and normal force measurements. Roughly speaking, the normal forces are controlled accordingly to the measured structural vibrations in order to achieve optimal damping ef- fect. Experimental results of the control algorithms for a beam test struc- ture with an attached friction damper with one adjustable normal force show the effectiveness of the algorithms. The control laws are evaluated with respect to their effectiveness, need of actuator bandwidth, applicable frequency bandwidth and energy consumption.

• Zur Simulation des Bremsenquietschens mit unsicheren Parametern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  U. Gauger, M. Hanss and L. Gaul
[A]

In der numerischen Simulation von Systemen werden Modellparameter häufig auf einen scharfen Wert festgelegt, obwohl sie einen möglicherweise hohen Grad an Unsicherheit aufweisen. Werden diese Parameter jedoch durch einen fuzzy-arithmetischen Ansatz modelliert, kann ihre Unsicherheit berücksichtigt werden und so direkt in die Simulation des Systems einfließen. Eine praktische Implementierung bieten die Transformationsmethode und die Interpolation auf dünnen Gittern, die einen fuzzy-arithmetischen Ansatz durch Rückführung auf die Arithmetik scharfer Zahlen erlauben. Diese Verfahren werden auf die Simulation des Bremsenquietschens für ein komplettes Bremsensystem mit unsicheren Parametern angewandt. Die berechneten Ergebnisgrößen des Systems stellen zweidimensionale Fuzzy-Zahlen dar, für deren Darstellung und Analyse neue Ansätze vorgestellt werden. Die Analyse erlaubt eine Wertung des Einflusses der Unsicherheiten der jeweiligen Modellparameter auf die Unsicherheit des Ergebnisses.

• Hysteresis and Creep Compensation For Piezoelectric Actuators Applied to the Feedforward Control Command of Flexible Structures [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Becker, T. Krämer and L. Gaul
[A]

Piezoelectric materials exhibit nonlinear effects if they are operated outside the small signal regime. These hysteresis and creep effects degrade structural control, especially feedforward control approaches. This is found in experiments of a feedforward control application, where the control is applied to steer the tip of a cantilever beam with piezoelectric patch as actuator from initial to a prescribed desired final deflection. Hereby, the feedforward control design is performed based on the utilization of the notion of flatness in combination with modal analysis to the partial differential equations describing the flexible beam.

The nonlinear effects arize mostly in the electrical transfer path of the piezoelectric patch, which allows to recast the overall nonlinear system model in an Hammerstein form, i.e. as a series connection of an input nonlinearity and the linear model of the flexible structure. Hence, a nonlinear inverse filter is designed to compensate the nonlinear piezoelectric effects. This inverse filter is based on polynomial approximations of the hysteresis loops and on application of the physically motivated Madlung rules. Their parameterization is performed by an initial identification step.

Various conducted experiments verify the simulation results and show the applicability of the feedforward control approach.

• Model Reduction Techniques with Additional Interface Reduction for an Efficient FE/BE Coupling [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Junge, J. Becker, D. Brunner and L. Gaul
[A]

For the finite element method model reduction techniques exist to represent the dynamic behavior of component substructures. Depending on the type of reduction method, the reduction basis is populated either by free or fixed interface modes and augmented by constraint or attachment modes. They are computed for all degrees of freedom on an interface. The interface can either be defined by adjacent substructures or by coupling interfaces to other physical domains. A large interface thus leads to an increased size of the reduced order model and limits standard model reduction techniques to applications with small interfaces. In the case of FE/BE coupling for vibro-acoustic computations, the interface includes all degrees of freedom at the numerous nodes in contact with the acoustic fluid. In this work interface reduction methods are investigated. Here, the size of the reduced order model is decreased by reducing the number of retained interface modes, while marginally increasing the reduction error. A direct reduction method based on strain-energy considerations is presented. Additionally, an iterative reduction scheme is proposed which only adds a basis vector to the reduction basis, if the spanned subspace is sufficiently enlarged. The applicability of the proposed methods is shown for an example structure.

• FE-BE Coupling for Partly Immersed Bodies [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Brunner, M. Junge, C. Cabos and L. Gaul
[A]

The legal noise level limits of ships are continuously reduced. Ships should be quiet onboard for people's comfort and the underwater noise pollution is to be minimized, since the water is the living environment of marine mammals. Simulation of the vibro-acoustic behavior of ships needs dealing with fluid-structure coupled problems, since the surrounding water has a significant influence on the vibration behavior. For the structural part, namely the ship, the finite element method (FEM) is used. The commercial finite element package ANSYS is applied for setting up the mass and stiffness matrices. The surrounding water is modelled with the fast multipole boundary element method (FBEM). For the partially immersed case a special halfspace formulation is applied to incorporate the pressure boundary condition of the infinite water surface. Iterative preconditioned solvers are employed and the numerical efficiency is discussed. The applicability of the coupling scheme is demonstrated using a realistic model problem.

• Experimentelle Untersuchung der Hydroakustik in Kfz-Leitungssystemen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Herrmann, T. Haag, L. Gaul, K. Bendel and H.-G. Horst
[A]

In fluidbefüllten Leitungen im Fahrzeugbau wird aufgrund von Pumpenförderung und Ventilbetätigungen Hydroschall erzeugt, der wiederum die Leitungsstruktur sowie angekoppelte Strukturelemente zu Schwingungen anregt. Um unerwünschte Schallemissionen zu minimieren, wird zunächst ein genaues Verständnis über das Systemverhalten und mögliche Übertragungspfade im fluidmechanischen System angestrebt. Dazu wird ein Kfz-Leitungsprüfstand mit einer innovativen Pulsationsquelle vorgestellt und auf das akustische Übertragungsverhalten eines Leitungssystems eingegangen. Die experimentellen Ergebnisse werden mit Simulationen verglichen, die die Fluid-Struktur-Kopplung mit einbeziehen. Dabei kommen Techniken zur Modellreduktion und Substrukturkopplung zum Einsatz, um dreidimensionale Leitungsbewegungen mit Hilfe der Finiten Elemente Methode effizient zu beschreiben. Von besonderem Interesse ist die Auswirkung von Druckpulsationen auf die Leitungsstruktur und Anbauteile. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sollen auf die Verbesserung der Leitungsanordnung und Aufhängung in der Praxis im Hinblick auf Schwingungs- und Geräuschreduktion angewendet werden.

Gaupp, O.

• Modellbasierte Sprachsegmentierung [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Herbig, O. Gaupp and F. Gerl
[A]

Der Einsatz automatischer Spracherkennung in einer stark gestörten Umgebung erfordert eine robuste Segmentierung der aufgenommenen Äußerungen in Sprache des Benutzers und überlagerter Hintergrundgeräusche. Die Bestimmung von Anfang und Ende einer Äußerung reduziert im Training die Empfindlichkeit des Spracherkenners gegenüber der Charakteristik der Störung und ermöglicht zur Laufzeit eine höhere Erkennungsrate. Viele bestehende Verfahren basieren auf einer Bewertung des zeitlichen Verlaufs der Signalenergie sowie der Sprachgrundfrequenz. Ein typisches Szenario stellt die Bedienung eines Spracherkenners in einer verhallten Umgebung mit einem Benutzer im Vordergrund des Systems umgeben von interferierenden Sprechern im Hintergrund dar. Mit den bestehenden Verfahren können derartige Störungen bei geringem Signal-zu-Rausch Abstand nicht mehr zuverlässig vom aktuellen Benutzer unterschieden werden, da diese nicht über a priori Wissen über den Benutzer beziehungsweise den akustischen Hintergrund verfügen. Es wird ein Algorithmus zur Segmentierung basierend auf einer statistischen Modellierung von Sprache unterschiedlicher Benutzer sowie Störungen im Hintergrund vorgestellt. Realisiert wird dieses Verfahren durch Gaußsche Mischverteilungen (GMMs), die für verschiedene Umgebungen trainiert und zur Laufzeit auf den akustischen Hintergrund adaptiert werden. Durch geeignete Normierung der Likelihood sowie einer Nachverarbeitung wird eine zuverlässige Segmentierung mit geringer Verzögerung erreicht.

Gauterin, F.

• Hybridmethode zur Bestimmung der Betriebsschwingung von Reifen [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Ropers, E.-U. Saemann and F. Gauterin
[A]

Mit der Methode der akustischen Holographie (STSF im Frequenzbereich und NS-STSF im Zeitbereich) wurde die sehr komplizierte Struktur der Schallquellenverteilung und der frequenzabhängigen Abstrahlcharakteristik von Reifen aufgezeigt. Aufbauend auf diese Ergebnisse wird im Rahmen des EU Projektes ACES (N GRD1-1999-1120) ein Werkzeug zur Anpassung der Schallabstrahlung des Reifens an die Luftschallempfindlichkeit des Fahrzeug entwickelt. Die Methode basiert auf einer Kombination der NS-STSF Datenerfassung und einer neuen robusten Inversen Boundary Element Methode. Die Anzahl der virtuellen Quellen zur Repräsentation der realen Schallquellenverteilung wird durch einen Satz äquivalenter Schallquellen minimiert. In Verbindung mit gemessenen Frequenzgängen kann so das akustische Verhalten des Reifens in jedem Punkt mit vertretbarem Aufwand beschrieben werden. Es wurden mehrere Versuchsreifen mit unterschiedlicher Komplexität des Schallfeldes vermessen und es werden erste Ergebnisse vorgestellt. Neben der modalen Anpassung der Schwingungen des Reifens an das Fahrzeug steht der Automobilindustrie somit auch ein Werkzeug zur Luftschallanpassung der Reifen zur Verfügung. Eine weitere Anwendung findet die Methode bei der Verifizierung von FEM Modellierungen des Reifens, für die bisher keine Schnelleverteilungen auf der Oberfläche des drehenden Reifens zur Verfügung standen.

• Untersuchung/Optimierung von LKW-Reifen hinsichtlich der Geräuschemission: Status und Fortschritt des Teilprojekts im Leisen Straßenverkehr 2 [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E.-U. Saemann, H. Schmidt and F. Gauterin
[A]

Für eine Geräuschreduzierung schwerer Nutzfahrzeuge über Maßnahmen an Reifen und Fahrbahnen muss reifenseitig das Hauptaugenmerk auf die Hinterachsbereifung gelegt werden. Vorderachsreifen sind bereits ausgesprochen geräuscharm, gleiches gilt für diemeisten Trailerreifen. Ihr Rollgeräusch weist meist nur geringfügig höhere Schalldruckpegel als Glattreifen auf, bei denen die wichtigsten Geräuschentstehungsmechanismen auf Profilklotzaufschlag, Ausschnappen der Profilklötze aus der verspannten Bodenaufstandsfläche und Luftverdrängung aus Profilrillen entfallen. Eine weitere Geräuschminderung dieser Reifen wäre zum einen aufwändig und würde andererseits keinen nennenswerten Beitrag zur Verkehrsgeräuschreduzierung liefern. Hinterachsreifen für schwere Nutzfahrzeuge im Güterverkehr sind aus Traktionsgründen üblicherweise stark profiliert, weisen ausgeprägte Querrillen auf und regen daher beim Abrollen die Reifenstruktur sehr viel stärker zum Schwingen an. Maßnahmen zur Geräuschminderung müssen daher am Profil angreifen. Optimierungen der Konstruktion des Reifens, die das Schwingungsverhalten des Reifens und dessen Schallabstrahlungsverhalten beeinflussen sind demgegenüber bei Antriebsachsreifen von untergeordneter Bedeutung. Neben der Selbsterregung des rollenden Reifens spielt die Fahrbahnoberfläche eine wichtige Rolle, deren Textur die Reifenoberfläche verformt und so Schwingungen im Reifen erzeugt. Auch die Griffigkeit der Fahrbahn, die die Schlupfverhältnisse und die Erzeugung von Slip-Stick-Vorgängen in der Bodenaufstandsfläche beeinflusst, die Makrostruktur der Oberfläche, die für die Luftverdrängung zwischen Reifen und Fahrbahn bedeutsam ist und die Fähigkeit der Fahrbahn, Schall zu absorbieren sind bedeutsame Fahrbahneigenschaften hinsichtlich der Geräuschentwicklung. In diesem Beitrag wird der Anteil von der Continental AG am Forschungsverbund ''Leiser Verkehr 2'' beschrieben und Fortschritt und Ergebnisse aufgezeigt.

Gautier, F.

• An experimental study of the acoustic radiation of a concert harp using Nearfield Acoustic Holography [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Dauchez, J.-H. Thomas, F. Gautier and J.-C. Pascal
[A]

Planar Nearfield Acoustic Holography (NAH) [1] is used to provide acoustic features of the radiation of a concert harp [2]. The acoustic pressure fields are measured from two planes in the nearfield of the soundboard and the soundbox holes while a stationary mechanical excitation is placed at one string location. NAH provides a reconstruction of the pressure field and the normal velocity on the source planes by solving an inverse problem. Acoustic intensity vectors are computed from the measurements. A detailed description of the acoustic intensity field radiated by the sounboard surface and the soundbox holes is performed. Calculations of acoustic power radiated by the two sources allow us to quantify their relative importance. In three frequency ranges, it is shown that soundbox holes radiate more than the soundboard. In the first range, it is suggested that the acoustic radiation of the instrument can be described by two monopoles implying that in this range the harp acts as an equivalent elastic Helmholtz resonator.

[1] J. D. Maynard, E.G. Williams and Y.Lee, Nearfield Acoustic Holography: I. Theory of generalized holography and the development of NAH, J. Acoust. Soc. Amer. 78, 1395-1413 (1985) [2] F. Gautier, N. Dauchez, Acoustic intensity measurement of the sound field radiated by a concert harp, submitted to Applied Acoustics, (2003)

• Study of the input acoustic impedance of a vibrating cylindrical shell: consequences on clarinet-like instrument [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Pico Vila, F. Gautier and J. Gilbert
[A]

The influence of the wall vibrations on the acoustic behavior of wind instruments is an open question. The first aim of this paper consists on providing a model of the input acoustic impedance of a vibrating cylindrical shell. The second aim is to estimate the consequences of wall vibrations on clarinet-like instruments oscillations, taking into account the impedance in time-domain simulations. The standpoint is the development of a vibroacoustic model of the instrument, assuming that it can be approximated to a simply-supported thin-walled cylindrical shell. This model provides an expression of the input acoustic impedance of the vibrating cylinder from the shell motion equation and an integro-modal expansion of the inner pressure field. The wall vibration effect can be interpreted as a small correction of the acoustic input impedance of a rigid shell with similar geometrical and mechanical features and similar boundary conditions. A simplified model of clarinet-like instruments permits simulating the self-sustained oscillations. The input acoustic impedance of the instrument, calculated by means of the vibroacoustic model constitutes the numerical entrance of the time-domain. Results corresponding to different configurations defined by a parametrical study are compared with the 'rigid reference'.

Gautier, P.-E.

• T.G.V. disk brake squeal : a dynamic instability ? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  X. Lorang, Q.S. Nguyen, F. Foy and P.-E. Gautier
[A]

Disc brakes squeal noise of railway rolling stocks is a source of discomfort for both passengers on trains and customers in stations. New research studies are necessary to understand this phenomenon. Various investigations show that squeal is a self excited vibration of the brake and that the emitted noise ranges from frequencies of 5000 to 20000 Hz. It has also been shown that no thermal coupling needs to be considered and that the phenomenon is highly increased when the train comes to a stop. In this paper, recent results based on a numerical model of the T.G.V. brake are presented and compared with running tests data. The numerical study takes into account the Coulomb Friction Law with a constant friction coefficient which is sufficient to describe the vibrations of the brake. The chosen method based on a modal approach allows to highlight flutter instability of the steady sliding solution of pads on the disc. It is shown that unstable modes are responsible for the evolution of the dynamic solution: from a sliding solution to a more complex solution. Indeed, non-linear vibrations which propagate as waves and are characterised by a stick-slip-separation cycle on the contact zone, seem to be responsible for the emitted noise.

Gautier-Turbin, V.

• Assessment of Different Loudness Models for Perceived Speech Quality [DAGA 2008 (Dresden)]
  N. Côté, V. Gautier-Turbin, S. Möller and A. Raake
[A]

Quality of transmitted speech is based on auditory perception and judgment processes. In a listening test, a subject compares the speech stimulus (i.e. the related auditory event) to an internal reference. This internal reference may be decomposed into several perceptual dimensions which correspond to attributes of the speech quality. The influence of loudness as an attribute of the speech intelligibility was well studied for eighty years [e.g. H. Fletcher]. However, modeling of loudness is still a topic under study. As a result, only few evidence exists on the impact of loudness on the overall quality of transmitted speech. To assess the quality of speech stimuli, auditory experiments are commonly carried out where stimuli are normalized to the same active speech level. This speech level is set to 79 dB SPL for a monaural presentation. After a brief description of loudness models amongst which the one used in the parametric quality prediction model ''E-model'' [ITU-T, Rec. G.107], we will describe the derivation of auditory loudness impairment factors (Ie,loud) based on results of an overall quality auditory experiment. Using several loudness models, we will compare the estimated loudness impairment factors to the auditorily derived ones, for narrow-band and wideband transmission scenarios.

Gauvreau, B.

• Outdoor sound propagation modelling in complex environments: A new PE code coupled with a micrometeorological code [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Lihoreau, B. Gauvreau, T. Penelon, I. Calmet, M. Bérengier and P. Blanc-Benon
[A]

In complex environments the modelling of outdoor sound propagation implies to take into account the mixed influence of ground characteristics (topography, obstacles, impedance, etc.) and atmospheric conditions (refraction and turbulence). We have developed a new PE code coupled with a micrometeorological code in order to calculate the sound propagation above a non flat ground in such realistic outdoor situations.

Numerical resolution have been developed using the paraxial approximation of the wave equation in bidimensionnal configurations with a split-step Padé marching scheme. In our approach the effects of the topography are modelled using rotated systems of coordinates in order to treat the ground as a succession of flat domains. Our code can deal with different boundary conditions like the introduction of impedance jumps or thin screens which lead to diffraction of the acoustic energy. It also includes scattering effects due to atmospheric turbulence through the discrete random Fourier modes technique. The atmospheric turbulence is considered as isotropic, homogeneous, and essentially due to temperature scalar fluctuations.

Predicting long-range sound propagation over a non-urban site with complex propagation media requires the knowledge of micrometeorological fields in the lower part of the atmospheric boundary layer. Thus our modelling is coupled with a dedicated micrometeorological code (SUBMESO) which simulates wind and temperature fields over moderately complex terrain with high resolution. Its output data are used as input data for our PE code through a suited routine.

• Meteorological effects on long-range propagation: evaluation of the long term sound level using statistical analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Ecotière, B. Gauvreau and Y. Brunet
[A]

The temperature and wind gradients influence on long-range sound propagation is a well known subject. But at present, it is very difficult to estimate a reliable long term sound level from one measured on a short period. This paper presents some statistical distribution properties of theoretical sound levels created by a point source over 29 years. The method is based on the coupling of a meteorological model with a model of sound propagation. A serie of standard micrometeorological data, either provided by local meteorological offices or measured on a long term monitoring experimental site (St Berthevin, France), is used to simulate hourly profiles of sound celerity vertical gradients over a very long period, and their set of hourly sound attenuations. The statistical distribution of equivalent sound levels is studied for different periods of reference over a long period (29 years): one day, one night, one hour. The analysis provides typical cumulative statistical distribution of sound levels which can be used to appreciate the 'long term quality' of experimental data (for measurement conditions close to the theoretical ones). A regression statistical model, based on a polynomial decomposition of the sound energy, is also obtained and supplies some help on estimating a long term equivalent sound level from the value of one of the reference period.

• Long term monitoring site at Saint-Berthevin (France-53) : a tool for traffic noise characterisation using space and time statistical variability of acoustical and meteorological events [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. Baume, B. Gauvreau, M. Bérengier, F. Junker and F. Lauzin
[A]

The large influence of atmospheric conditions and ground irregularities on noise level calculation is well known from theoretical approaches or numerical developments. For instance, computing the propagation of traffic noise has held great efforts since then but those works were based on approximate environmental conditions. This paper deals with further investigations for realistic situations using statistical analysis.

We aim at introducing our long term monitoring site that was settled for new research developments. The double objective of this important equipment is to validate of our numerical models for acoustical (PE based model) and meteorological (SUBMESO) predictions, and to lead to a statistical approach. Thanks to facilities supported by the Ponts et Chaussées laboratories network and specifications of Saint-Berthevin valley - complex topography, sound source from road and railway traffic - a great tool for such analyses is available.

A software which verifies output data from this long term monitoring site (10s sampling) is currently in progress. It leads to a wide validated database of road traffic, acoustical and meteorological measurements controlled from corrupting events in non-urban areas. Then we explore new statistical theories and tools for both space and time correlation of those experimental figures, including multi-dimensional analysis. The purpose is to estimate the variability of noise levels for several time scales, from short term (10s duration) to long term (10 years) analysis to appreciate the ''long term quality'' of experimental data.

Gaviot, E.

• Thermoacoustic Refrigeration : Optimal Particle Velocity Vs Acoustic Pressure [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Lihoreau, P. Lotton, E. Gaviot, M. Bruneau and V. Gusev
[A]

Classical thermoacoustic refrigerators mainly consist of a thermoacoustic core (a stack of plates with heat exchangers at both ends) strategically located in an acoustic standing wave resonator (half- or quarter-wavelength). In this resonator, the acoustic pressure p and the particle velocity v are not independent, and their relative phase phi is equal to pi/2 (for pure standing wave). Practically, for a given acoustic excitation, the acoustic field (p, v, phi) used for the thermoacoustic process is essentially governed by the geometry of the device and then does not necessarily optimises the thermodynamic properties. The aim of this work is to study the theoretical behaviour of a thermoacoustic device in which p, v and phi are considered as independent and adjustable (using adapted shapes for example). The expressions of the thermoacoustic quantities of interest (namely the temperature difference between the ends of the stack, the thermoacoustic energy flux and the coefficient of performance) are written and discussed in order to reach the optimum of the quantities of interest for the application considered. A comparison with the case of a classical standing wave refrigerator is done. It is shown that the standing wave device operates with a velocity which is closed to the theoretical optimal one only for a high drive ratio. At lower level, the parameters which permit an optimisation are discussed. Moreover, it is shown as well that the optimal value of the relative phase between pressure and velocity is never equal to pi/2.

Gawrysiak, J.

• Verteilung der Schallintensität eines Richtungswandlers in Medien mit einem Geschwindigkeitsgradienten [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Gawrysiak and A. Raganowicz
[A]

The usual assumption made in sound ray tracing is that the beam pattern will be conic. Approximation of the actual beam pattern using a conic beam is a way to simplify the maths. At the same time, it reinforces what is a false view, namely that side lobes have no effect on the detection capabilities of hydroacoustic systems. The article presents a short description of the sound ray density method which apart from eliminating the problem of computing field intensity in caustics area also enables the inclusion of actual beam patterns of ultrasound transducers. Further in the article, several examples are given of field intensity distribution generated by real transducers. The effect of non-homogeneous media on the distortion of the beam pattern is discussed, too.

Gazda-Miarecka, S.

• Anwendung akustischer Sensoren – Von Molekülen zu Zellen [DAGA 2003 (Aachen)]
  F. Dickert, P. Lieberzeit, O. Hayden, R. Bindeus and S. Gazda-Miarecka
[A]

Akustische Sensoren, wie QCMs und SAWs, wurden als universelle Transducer zur Detektion komplexer Gemische und Analyte unterschiedlicher Dimension von ca. 1 Nano- bis 10 Micrometer eingesetzt. So können etwa durch Verankerung von Silylverbindungen über eine zweidimensionale Selbstorganisation oder das kovalente Anbinden von Kavitäten an Quarzoberflächen Dämpfe von aromatischen oder halogenierten Kohlenwasserstoffen über SAWs nachgewiesen werden. Verwendet man funkabfragbare Bauteile, so ist gleichzeitig eine Sensor-Identifizierung möglich. Monolagen lassen sich auch in flüssiger Phase einsetzen, etwa Thiole unterschiedlicher Kettenlänge auf Goldoberflächen zur selektiven Detektion von Tensiden. Ein besonders universelles Verfahren sensitive Schichten zu generieren, besteht im molekularen Prägen von organischen Polymeren oder keramischen Materialien. So werden über Template geeignete Kavitäten hergestellt, die den Analyten wieder einlagern und somit den massensensitiven Nachweis erlauben. Es kann mit einzelnen Molekülen - Lösungsmitteln, halogenierten und aromatischen Kohlenwasserstoffen, aber auch mit Gemischen unbekannter Zusammensetzung geprägt werden und so Degradationsvorgänge, wie die Alterung von Speiseölen und Motorenölen verfolgt werden. Zum massensensitiven Nachweis biologischer Partikel, wie Enzyme, Viren, Bakterien oder Hefen verwenden wir Oberflächen-Prägungen über Stempelverfahren oder speziell bei Enzymen und Viren Selbstorganisationprozesse in ultradünnen Schichten. Mit QCMs und SAWs kann die Anlagerung von Enzymen Viren und Zellen an Oberflächenstrukturen verfolgt werden. Auch einzelne Zellen lassen sich so nachweisen. In den Kavitäten fest fixierte Viren und Zellen liefern eine Frequenzerniedrigung, während sich aus der freien Beweglichkeit eine anomale Frequenzerhöhung ergeben kann, ein Phänomen, das sich mit Ergebnissen aus der Kraftfeldmikroskopie korrelieren läßt.

Gazengel, B.

• Study of a dome shaped PVDF loudspeaker [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Duclos, B. Gazengel, N. Lhermet and G. Milot
[A]

This work studies the acoustic radiation of a dome shaped PVDF loudspeaker. The PVDF loudspeaker consists of a circular PVDF thin film, clamped around, dome shaped by means of a static pressure which is applied at the back. A time variable voltage applied between the two faces of the film enables to produce a acoustic pressure by means of the piezoelectric effect.

The first part of the study focuses on the static behaviour of the speaker. The static deformation is calculated using models found in literature and is measured by means of a displacement sensor. Results enable to estimate the Young modulus of the PVDF material used in the experiment.

The second part focuses on the dynamic behaviour of the speaker. At first, analytical models found in the literature are used for predicting the acoustic pressure radiated. Secondly, a finite elements model is used for calculating the acoustic pressure radiated in the near field of the speaker. Finally, an experiment is conducted for measuring the pressure response of the speaker. Results show that results obtained by means of finite elements and experimental results agree well. However, the analytical model does not enable to estimate the acoustic radiated pressure. This difference is explained by the fact that the analytical model does not take into account the coupling between the film and the air.

• Characterization of a dipole radiation by Laser Doppler Velocimetry [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Souchon, B. Gazengel, O. Richoux and A. Le Duff
[A]

This work concerns the use of a Laser Doppler Velocimetry (LDV) technique for measuring the acoustic particle velocity in free field condition. The aim of the study is to characterise the radiation of an acoustic dipole. First, pressure measurements are performed in a anechoic room in order to estimate the dipole moment used in a radiation model. Pressure measurements are also performed in the LDV experimental room (semi-anechoic room) using the same experimental protocol. In this case, results highlight the great influence of the environment (room and experimental system acoustic properties), especially at low frequency.

In a second time, acoustic velocity measurements are performed in the semi-anechoic room using the LDV system and a sound intensity probe.

The study points out two major results : - As shown by the pressure measurements performed in the preliminary study, velocities deduced from the sound intensity probe and from the radiation model does not agree for low frequency, the room being not anechoïc.

- The acoustic velocity estimated by means of the LDV bench and by the sound intensity probe agree for medium frequency (1 kHz). For low frequency, the acoustic velocity can not be estimated by means of the LDV system because of the natural convection that exists in the room.

The presented results show that it is possible to estimate the acoustic particle velocity in free field condition with a flow velocity in order of 20 mm/s and acoustic velocity in order of 4 mm/s with a frequency of 1000 Hz.

Gebauer, I.

• Faserverbundwerkstoffe aus Naturfasern - Anpassung der akustischen Eigenschaften durch Variation des Aufbaus und der Oberflächen [DAGA 2005 (München)]
  D.H. Müller, C. König and I. Gebauer
[A]

Zunehmende Anforderungen an das Bauteilgewicht, sowie Umweltverträglichkeit und Recyclingfähigkeit der eingesetzten Werkstoffe erfordern innovative Lösungsansätze bei der Bauteilgestaltung. Unter diesen Gesichtspunkten wächst das Bestreben Glasfasern durch Naturfasern zu substituieren. Naturfasern bieten im Verbund mit polymeren Matrices durch Aufbau, Verarbeitung und Anordnung verschiedener Layer erhebliche Kombinationsmöglichkeiten bei der Bauteilgestaltung. Heimische Naturfasern, wie z.B. Flachs- und Hanffasern, zeichnen sich durch ihr geringes Gewicht und ihre ökologische Verträglichkeit aus. Eine thermoplastische Matrix aus Polypropylen weist gute Flies- und Verarbeitungseigenschaften auf. Ein multifunktionaler Charakter ist bei der Entwicklung neuer Sandwichmaterialien zunehmend von Interesse. So ist durch Kombination von unverpressten Vlieslayern mit unterschiedlich stark verpressten Faserverbundlayern, neben der erwünschten Steifigkeit der Sandwichstruktur die Möglichkeit gegeben, die akustischen Eigenschaften entsprechend dem späteren Nutzen des Endproduktes zu modifizieren. Durch gezieltes Einstellen der Faserparameter, der Hybridvliesdaten, des Schichtaufbaus und insbesondere der Variation der Bauteiloberflächen können die akustischen Absorberwirkungen breitbandig ab einer bestimmten Grenzfrequenz oder schmalbandig für bestimmte Frequenzbereiche erreicht werden. Der Anwendungsbereich der präsentierten Ergebnisse konzentriert sich auf Innenverkleidungsteile im Fahrzeug zur Erzielung einer definierten akustischen Umgebung.

Gebler, A.

• Richtcharakteristik der Lautgebung des Haushundes [DAGA 2002 (Bochum)]
  K.-H. Frommolt and A. Gebler
[A]

Am Beispiel des Haushundes sollte die Richtcharakteristik der Lautgebung eines in akusti- scher Hinsicht nicht spezilisierten Säugetieres ermittelt werden. 3 verschiedene Lautkategorien (tonales Bellen, atonales Bellen, Jaulen) wurden untersucht. Die Lautäußerungen wurden simultan aus 6 Position (0, 30, 90 und 180 Azimuth, sowie 30 und 90 Elevation) in einem reflexionsarmen Raum aufgezeichnet. Für alle Lautformen konnten deutliche Unterschiede zwischen ''vorn'' und ''hinten'' in einer Grössenordnung von 6 bis 14 dB ermittelt werden. Auf der Grundlage der Pegeldifferenzen in den Lautspektren konnte die Frequenzabhängigkeit der Richtcharakteristik gezeigt werden. Die Pegeldifferenz zwischen vorn und hinten steigt von 6dB (bei 600 Hz) auf 20 dB (2500 Hz). Für die meisten Lautäußerungen wurde eine maximale Schallabstrahlung in Richtung 30 Elevation gemessen. Erörtert wird die Bedeutung der Richt- charakteristik für die innerartliche akustische Kommunikation.

Geers, R.

• Zur Rauhigkeit von automobilen Abgasmündungsgeräuschen [DAGA 2005 (München)]
  J. Krüger, F. Castor and R. Geers
[A]

Beim Kauf eines Automobils spielen emotionale Komponenten neben technischen und wirtschaftlichen Aspekten meist eine ebenso bedeutende Rolle. Zu diesen emotionalen Komponenten gehört auch der Klang der Abgasanlage. Da der Vorbeifahrtspegel durch den Gesetzgeber limitiert wird, ist eine Betonung der Sportlichkeit durch eine ausschließliche Pegelanhebung meist nicht möglich. Dieser Beitrag beschäftigt sich daher mit dem Einfluß der objektiv meßbaren psychoakustischen Größe Rauhigkeit und der subjektiv wahrgenommenen Rauhigkeit der Abgasmündungs-geräusche auf die empfundene Sportlichkeit. Hierzu wurden physikalische Meßgrößen und psychoakustische Parameter mit den subjektiven Geräuschbeurteilungen verglichen. Im Rahmen eines umfangreichen Hörversuches beurteilten Probanden diverse Rollenprüfstandsmessungen von Mündungsgeräuschen verschiedener Fahr-zeuge mit 6- und 8-Zylindermotoren. Neben diesen Originalgeräuschen wurden auch gezielt veränderte Sounds mit modifizierten Rauhigkeiten auf gleichem Pegelniveau dargeboten. Im subjektiven Höreindruck wurde jeweils zwischen Rauhigkeit und Sportlichkeit differenziert und eine statistische Auswertung vorgenommen.

Gegenmantel, E.

• Speech Recognition for Mass-Production Vehicles [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Rohrer and E. Gegenmantel
[A]

In many areas speech is a considerable choice for user interfaces to devices and services. In a vehicle, speech control has specific value: It is a true additional channel to the many already existing buttons and displays. Speech control does not need the hands, they can stay at the steering wheel, and with an acoustic feed back, the eyes are not forced to a display and remain on the road. A new way of control is available for navigation systems, telephone, car audio, on-board computer and many more.

There are high demands on speech control in vehicles: The noise level is comparably high, the underlying electrical devices have to fulfil high physical requirements, and the cost pressure is very tough when targeting the mass market.

This presentation will describe how modern speech recognition technology fulfils these requirements already today. It will give an overview how the combination of microphone position and direction, and electronic and algorithmic filters copes with the acoustical conditions. The presentation will also show that mature digital signal processors fulfil the physical requirements at low cost, however, at another price: Sophisticated software engineering is needed to prepare complex speech recognition and filter algorithms in a way that - despite limitations of memory space, computing power and precision - the required quality of speech control is still ensured.

Gehrke, M.

• Spoken Dialog Access to Web Content in the Car [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Schachtl, M. Gehrke, M. Schuster, H.-U. Block, A. Berton and P. Regel-Brietzmann
[A]

Der Vortrag skizziert Verfahren zur Bereitstellung von Internet-Inhalten im Kfz über einen natürlichsprachlichen Dialog. Neben einem Sprachzugang zu Webservices wird die automatische Generierung von Sprachapplikationen aus Internet-Inhalten und ihre Verteilung über digitalen Rundfunk dargestellt.

Gehrmann, T.

• Rhythmusbasierte Audiomerkmale und Anwendungen in der Musikerkennung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  F. Kurth, T. Gehrmann and M. Müller
[A]

Die Beschreibung von Audiosignalen durch Merkmale mit zeitlich lokalem Bezug ist in vielen Anwendungen im Bereich des Music Information Retrieval von großer Bedeutung. Meist kommen hier spektrale Merkmale zum Einsatz, die etwa die Harmonizität, die Tonhöhe oder die Klangfarbe des Signals an einer Zeitposition beschreiben. In unserem Beitrag stellen wir demgegenüber eine neue Klasse von Signalmerkmalen vor, die in Anlehnung an den musikalischen Rhythmusbegriff entworfen wurde. Genauer beinhaltet jedes solche Merkmal für den betreffenden Signalausschnitt eine Schätzung des lokalen Tempos, des Rhythmus sowie des Metrums. Hierbei übertragen wir das aus dem Bereich der tonhöhenbasierten Merkmale bekannte Konzept der Chromaklassen auf den Tempobereich. Als Anwendung zeigen wir, wie diese rhythmusbasierten Merkmale zur Erkennung zeitlich skalierter Audiosignale eingesetzt werden können, wobei ein höherer Grad an Robustheit erreicht wird, als bei bislang vorgeschlagenen Verfahren.

Geib, W.

• Fahrzeugakustik – Komplexität, Zielkonflikte, Potentiale [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Geib
[A]

Beim Automobil hat es der Akustiker mit einem Objekt zu tun, bei dem die Anzahl möglicher Geräuscherreger so groß ist, wie die Anzahl aller bewegten Teile des Kraftfahrzeuges. Jeder Kolben, jede Welle, jedes Zahnrad verursacht Schwingungen, jede Schwingung kann sich durch Körperschall und/oder Luftschall fortpflanzen und Geräusche erzeugen, auch dort, wo man es am wenigsten vermutet. Von den mehr als 10.000 Fahrzeugbauteilen sind immerhin 200 akustisch/schwingungstechnisch relevant und stehen in komplexen Wechsel-wirkungen zueinander. Sie bestimmen Innen- und Außengeräusch sowie den Schwingungskomfort, mit zum Teil erheblichen, physikalisch bedingten Zielkonflikten: Auswirkungen ergeben sich auf Fahrdynamik, aktive und passive Sicherheit, Festigkeit, Gewicht, Kosten usw. Hinzu kommt noch der Mensch als besonders komplexes Schwingungsgebilde mit unterschiedlichstem subjektiven Empfinden. Die ganzheitliche Betrachtung ''als System'' ist daher bei der Fahrzeug-Entwicklung zwingend erforderlich. In charakteristischen Beispielen veranschaulicht der Beitrag die vielfältigen technischen Zusammenhänge und Wechselbeziehungen zwischen Bauteil- und System-Eigenschaften sowie die komplexen Auswirkungen auf das Geräusch- und Schwingungsverhalten im Gesamtfahrzeug. Ausgehend von einem ''Schallfluß-Blockschaltbild'' wird der Übergang von einer bauteilorientierten Arbeitsweise hin zu einer modulierten orientierten Akustik/Schwingungstechnik im Entwicklungsprozeß aufgezeigt.

Geier, H.

• Einfluss des Telefon-Übertragungssystems auf das Sprachverstehen von Schwerhörigen [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Feneberg and H. Geier
[A]

Moderne Übertragungsverfahren für Sprache verwenden verstärkt Verfahren zur Datenreduktion, insbesondere bei der mobilen Telekommunikation. Eines der effektivsten Verfahren sind die bei der GSM-Übertragung eingesetzten CELP Codec Standards. Zu deren Auslegung wurden u.a. die Eigenschaften des (gesunden) menschlichen Gehörs und psychoakustische Grundlagen herangezogen. Die Fragestellung zur vorgestellten Untersuchung lautete nun, inwieweit auch schwerhörige Menschen mit unterschiedlichen Telefonsystemen gleichwertig telefonieren können. Es wurden hierzu eine digitale Fernsprechverbindung (ISDN) sowie eine Mobiltelefonverbindung (GSM 900 MHz mit Enhanced Full Rate) vergleichend untersucht. Insgesamt 27 Probanden mit normalem Gehör sowie mit unterschiedlichen Arten und Graden von Schwerhörigkeit nahmen an der Untersuchung zur Bestimmung der Sprachverständlichkeit teil. Weiterhin beurteilten die Testpersonen die subjektiv empfundene Sprachqualität. Es werden Methoden, die Durchführung der Untersuchung und die Ergebnisse vorgestellt und diskutiert. Darüber hinaus werden Aspekte zur Kompatibilität von Hörgeräten mit GSM oder DECT Telefonen behandelt.

Geier, M.

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

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

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

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

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

Geiger, K.

• Modulation von Bremsen-Eigenfrequenzen – eine Maßnahme gegen Bremsen- Quietschen? [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Helber and K. Geiger
[A]

Bremsenquietschen stellt ein hartnäckiges Problem sowohl für die Automobilhersteller als auch deren Zulieferer dar, nicht zuletzt aufgrund der zahlreichen Erscheinungsformen der Phänomene. Bei Fahrzeugen im oberen Marktsegment tritt Bremsenquietschen vorzugsweise im Frequenzbereich von 2 kHz auf. In diesen Fällen werden die am Quietschen beteiligten Bremsscheiben zu K(0,3)-Schwingungen angeregt. Dieser Beitrag befaßt sich mit diesem 3 kHz-Phänomen. Folgende Arbeitshypothese wurde aufgestellt und überprüft: Eine Bremse, deren K(0,3)-Eigenfrequenz sich mit drehendem Rad schnell ändern würde, könnte aus kinetischen Gründen die zum Quietschen führende K(0,3)-Eigenschwingung nicht aufbauen. In einem ersten Schritt wurde eine Serien-Bremsscheibe so modifiziert, daß die K(0,3)-Eigenfrequenz der Bremse mit der Drehung des Rades moduliert wurde - nachgewiesen im Laboraufbau mit Fremderregung der Bremse. In einem zweiten Schritt wurde diese Bremse im Fahrzeug auf der Straße untersucht. Die Arbeitshypothese konnte dabei prinzipiell bestätigt werden. Bei sehr niedrigen Fahrgeschwindigkeiten allerdings, während der letzten Radumdrehungen vor Stillstand des Fahrzeugs, konnte das Bremsenquietschen nicht vollständig unterdrückt werden. Ein weiteres wichtiges Ergebnis der Untersuchung besteht darin, daß zwischen dem fremderregten Schwingungsverhalten der Bremse im Labor einerseits und dem Betriebs-Schwingungsverhalten der Bremse im Fahrzeug andererseits eine hohe Korrelation nachgewiesen werden konnte.

Geiger, W.

• Optical Linear Position Measurements of the Speaker Membrane Displacement - a New, Cheap and Easy Way to Characterize the Speaker Behaviour with High Accuracy [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  W. Geiger
[A]

Manufacturers of speakers characterize the properties of chassis with the Thiele-Small parameters, which are calculated from the electrical impedance. The influence of the mechanical parameters is largest at the mechanical fundamental resonance of the membrane displacement. In additional there are natural resonances of the membrane that influence the quality of the speaker at higher frequencies. All mechanical resonances of the speaker membrane oscillations are detected as electrical impedance peaks, but at higher frequencies the mechanical natural vibrations of the speaker membrane are concealed by eddy current effects and the speaker voice coil impedance. Therefore, it is difficult to calculate the mechanical displacement from the electrical impedance at higher frequencies, which is fundamental for the sound pressure propagations. Until today most developers measure only the mechanical resonance of the speaker to characterize all speaker properties.

When a Position Sensitive Detector is used, it is possible to measure the real displacement with high linearity, a large dynamic range and a signal to noise ratio up to 90 dB even at high frequencies are obtained. The electrical impedance can be calculated from the voice coil displacement transfer function with the lumped element model. The comparison of the calculated data with the measured electrical impedance shows an excellent correspondence. The sound pressure can be predicted from the mechanical displacement of the speaker membrane with a simplified lumped rigid piston model. The linearity of the measurement system makes it possible to control the speaker membrane displacement in a real time closed loop system

Geiser, B.

• Beyond Wideband Telephony - Bandwidth Extension for Super-Wideband Speech [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Geiser and P. Vary
[A]

Driven by the market success of high-quality Voice over IP technology, the introduction of wideband telephony with an acoustic bandwidth of at least 7 kHz is meanwhile also forseen for ''traditional'' digital voice communication services such as ISDN, DECT, or UMTS. While wideband speech addresses the basic requirement of intelligibility (even for meaningless syllables), the perceived ''naturalness'' and the experienced ''quality'' of speech can be further enhanced by providing an even larger acoustic bandwidth. Thus, the next logical step towards true ''Hi-Fi Telephony'' could be the rendering of ''super-wideband'' speech signals with an acoustic bandwidth of at least 14 kHz.

In this contribution, we review previous and current standardization activities with this focus. Moreover, a method for artificial bandwidth extension (BWE) of wideband speech signals towards ''super-wideband'' is presented and evaluated. It is shown that improved naturalness and speech quality can be attained by a purely receiver-based modification of wideband terminals.

Geisler, R.

• Early stage of bubble dynamics and luminescence in water in a converging shock reflected by a free surface [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Sankin, R. Mettin, R. Geisler, V. Teslenko and W. Lauterborn
[A]

Die Dynamik von Kavitationsblasen, die im Fokus konvergenter Stosswellen oder (nach schallweicher Reflektion) Zugwellen in Wasser auftreten, wird mit Hochgeschwindigkeitsfotografie untersucht. Ausserdem ist das Auftreten und der Zeitpunkt von Lumineszenz von Interesse.

• Erzeugung und Dynamik elongierter Kavitationsblasen [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Geisler, T. Kurz and W. Lauterborn
[A]

Der im Fokus des Pulslaserstrahls entstehende optische Durchbruch kann eine Flüssigkeit aufreißen und so Kavitationsblasen erzeugen. Die Größe der so erzeugten Blasen liegt bei Nanosekundenpulsen typischerweise im Millimeterbereich. Deutlich kleinere Blasen, die denen der akustischen Kavitation entsprechen, können jedoch nicht erzeugt werden. Abhilfe schafft hier der Übergang zu Kurzpulslasern, die höhere Intensitäten bei gleichzeitig geringeren Pulsenergien liefern. Die extremen Intensitäten führen bei diesen Lasern dazu, dass nichtlineare Effekte eine verstärkte Rolle spielen. So tritt an die Stelle des beugungsbegrenzten Fokus ein durch Selbstfokussierung gebildeter, zylinderähnlich langgezogener Fokalbereich. Die daraus resultierenden elongierten Kavitationsblasen entwickeln eine komplexe Dynamik einschließlich Jetbildung. Neben der grundlegenden Dynamik wurde der Einfluss von Grenzflächen sowie die Abstrahlung von Stoßwellen und die Lichtemission untersucht. Für die Messungen im Nanosekundenbereich wurden Hochgeschwindigkeitskameras, ein rauscharmer Photomultiplier mit Monochromator und ein faseroptisches Hydrophon eingesetzt.

• Messungen zur Suche nach kavitationsinduzierter Neutronenemission [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Geisler, W.-D. Schmidt-Ott, T. Kurz and W. Lauterborn
[A]

Beim Kollaps von Kavitationsblasen können im Blaseninneren extreme Drücke und Temperaturen entstehen. Diese Bedingungen führen u.a. zur Emission kurzer Lichtblitze im Augenblick des Kollapses (Sonolumineszenz oder Kavitationslumineszenz). Diese Tatsache hat seit Jahren zu Spekulationen um die Möglichkeit einer kavitationsinduzierten Kernfusion (''Sonofusion'') geführt. Eine von Taleyarkhan et al. (Science 295, 1868 (2002)) veröffentlichte Messung einer Neutronenemission in kavitierendem deuterierten Aceton, die korreliert mit dem Auftreten von Sonolumineszenz sei, wurde kontrovers aufgenommen und konnte bisher nicht reproduziert werden (D. Shapira and M. Saltmarsh, Phys. Rev. Lett. 89,104302 (2002)). In diesem Beitrag werden Untersuchungen an transienten Einzelblasen vorgestellt, die durch optischen Durchbruch im Fokus eines Pulslasers in verschiedenen deuterierten Flüssigkeiten erzeugt wurden. Diese Messungen unter definierten Bedingungen sollen zur Klärung der Frage beitragen, ob in den hierbei realisierten Kavitationsblasen Sonofusion auftritt.

• Determination of the upper boundary in the energy distribution involved in the collapse of sonoluminescing bubbles
  T. Lepoint, F. Mullie, S. Labouret, C. Pétrier, D. Kefting, R. Geisler, R. Mettin, T. Kurz and W. Lauterborn
[A]

Multibubble sonoluminescence (MBSL) spectra of solutions containing noble gas consist of a continuum which extends from ~250 to ~1000 nm. For nm, there is no observable emission. With Kr or Xe as the dissolved gas, small-intensity lines are observed in the 700 - 950 nm wavelength range. By comparison with appropriate lamps, we attributed them to and electronic transitions. This means that energy levels of 11.3-12.1 eV are populated in the case of Kr and ~9.9 eV in the case of Xe. When Ar is the dissolved gas, no Ar lines (which would involve a populating in levels characterized by energies of 12.9-13.3 eV) are observed. Given the absence of emission below 250 nm, these observations show that the upper boundary in the distribution of energu released to the intracavity medium upon the collapse of sonoluminescing bubbles is ~12 eV. These observations enable to understand the reason of the absence of the hydrogen 'Balmer' series in water MBSL. Indeed, transitions leading to , and lines requires electronic excitations over a range of 12.10-13.11 eV. Moreover, the absence (or negligible) emission below 250 nm discards thermal or plasma origins for MBSL. The ~12 eV upper boundary in the energy distribution associated with the collapse of sonoluminescing bubbles indicates that MBSL spectra are mainly molecular.

• Optic Cavitation in an Ultrasonic Sound Field [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Kröninger, T. Kurz, R. Geisler and W. Lauterborn
[A]

The dynamics and luminescence of transient bubbles produced by optical breakdown in a standing ultrasonic field are investigated experimentally. For this purpose, single laser pulses of 130 fs duration and of adjustable energy are focused at the center of a water-filled cuvette insonicated at about 45 kHz. The sound generator and laser electronics are synchronized to be able to generate bubbles at well-defined, adjustable phases of the acoustic cycle. The first few oscillations of the bubbles are photographically recorded to give their radial dynamics and collapse behaviour. Alternatively, they are observed by a photo multiplier to detect possible cavitation luminesence. It is found that by the action of the acoustic field, the collapse time and maximum radius can vary significantly as a function of the initial phase. These parameters also depend on the acoustic pressure and the laser pulse energy. Luminescence has been detected almost exclusively after the first collapse, its intensity also being dependent on the initial phase. The characteristics of cavitation luminescence suggest a strong influence of the sphericity of the generated bubbles. The experimentally observed dynamics are compared with numerical calculations of a spherically symmetric Gilmore model.

Geisreiter, C.

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

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

Geißler, P.

• Brauchen Akustiker ein Qualitätsmanagementsystem? [DAGA 2005 (München)]
  P. Geißler
[A]

Externe Kunden und staatliche Stellen fordern schon immer Nachweise über die Fähigkeiten eines Unternehmens, Forderungen zu erfüllen und Kompetenzen bereitzuhalten. Die Form dieser Nachweise ist im Wandel. Durch internationale Normen wie die ISO 9001 und die ISO/IEC 17025 können Nachweise heute weitgehend standardisiert und damit auch besser vergleichbar als früher erfolgen. Diesem Wandel müssen sich heute auch Ingenieur- und Beratungsbüros stellen: So fordern z. B. in Deutschland die bekannt gebenden Landesbehörden seit 2003 auch von §26-Messstellen im Bereich des Immissionsschutzes die Erfüllung der in der ISO/IEC 17025 für die Kompetenz von Prüflaboratorien genannten Anforderungen. Der Beitrag berichtet über praktische Erfahrungen bei der Einführung, Aufrechterhaltung und Fortschreibung eines Qualitätsmanagementsystems in einem schalltechnischen Beratungsbüro. Es wird dabei aufgezeigt, dass es sinnvoll ist, sich vor allem auf die Beschreibung der tatsächlichen Abläufe zu konzentrieren.

• Akustische Eigenschaften von PKW-Stirnwänden [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Geißler and E. Schröder
[A]

Die Stirnwand ist das akustisch wichtigste Karosseriebauteil zwischen Motorraum und Innenraum. Wie bei anderen Karosseriebauteilen sind Körperschalldämpfung, Dämmung und Abstrahlung die wesentlichen physikalischen Wirkmechanismen. In mehreren Untersuchungen wurden akustische Kenngrößen für diese Wirkmechanismen entwickelt und in standardisierten Prüfeinrichtungen für unterschiedliche Stirnwandkonstruktionen gemessen. Zu den untersuchten Konstruktionen gehörten versickte und unversickte Bleche aus Stahl und Aluminium, mit und ohne Belag, sowie einige Kohlefaserkonstruktionen. Darüber hinaus wurden aus den gemessenen Größen Einzahlwerte entwickelt und berechnet, die als Grundlage für eine Gesamtbewertung der akustischen Eigenschaften der Stirnwände herangezogen wurden. In dem Beitrag werden neben den Mess- und Auswertemethoden auch die ermittelten Wertebereiche für die untersuchten Stirnwandkonstruktionen vorgestellt. Konsequenzen für akustisch vorteilhafte Stirnwandkonstruktionen und für weiterführende Messmethoden werden diskutiert.

Gelbart, D.

• Auditory-based Automatic Speech Recognition [DAGA 2005 (München)]
  M. Holmberg, D. Gelbart and W. Hemmert
[A]

In this paper we evaluate a model of peripheral auditory processing on a standardized automatic speech recognition test. The setup allows us to assess how different steps in the transformation from sound signal to auditory nerve action potentials affect speech recognition in noise. The inner ear model features large dynamic compression (60 dB) and realistic, level-varying filter shapes. The sensory cell model has a limited dynamic range, which requires matching of compression and sensory cell. We also compare this complex model with a simplified, computationally more efficient model of auditory processing. Given the highly non-linear nature of our inner-ear model, speech recognition yields surprisingly high recognition scores, comparable to classical mel-frequency cepstral coefficients (MFCC). One of our conclusions is that adaptation can improve speech recognition, especially in noisy conditions. Adaptation is a basic principle of neuronal processing, which accentuates signal onsets. Applying our simplified adaptation model to a standard feature extraction scheme (MFCC) enhanced recognition accuracy in noise (AURORA task, complex backend, averaged recognition scores) from 56.40 75.6% (clean training condition). This corresponds to a relative improvement of the word error rate by 41%.0 Adaptation outperformed RASTA processing (relative improvement 31%), which is commonly used in handheld devices.

Gelhard, O.

• Entwicklung einer handgehaltenen Signalquelle für Prüf- und Messzwecke [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Wallbrecher, O. Gelhard and J. Peissig
[A]

Es wird die Entwicklung eines handgehaltenen Signalgenerators vorgestellt, der akustisch und elektrisch weißes und rosa Rauschen für den Test von Mikrofonen und Übertragungsleitungen bietet. Der Generator wird in kleinem Abstand vor das zu prüfende Mikrofon gehalten, dessen Signal direkt abgehört wird. So können die spezifischen Eigenschaften des Mikrofons hörbar gemacht werden. Der Signalgenerator kann im Labor als breitbandiges Schalldrucknormal zum Messen und Prüfen von Mikrofonen und der elekrischen Mikrofonübertragungstechnik genutzt werden. Bei Tonaufnahmen kann er eingesetzt werden, um verschiedene Übertragungskanäle akustisch und elektrisch einzupegeln.

Der hier vorgestellte Signalgenerator ist eine akustische Rauschquelle für den batteriebetriebenen mobilen Einsatz. Er dient zum schnellen Testen von Mikrofonen und Übertragungsleitungen. Dazu bietet er weißes und rosa Rauschen sowie einen 1 kHz-Testton. Unmittelbar vor einem zu testenden Mikrofon kann er zur subjektiven Prüfung des Mikrofonfrequenzganges und der Richtcharakteristik verwendet werden. Um einen linearen Frequenzgang des Rauschgenerators zu gewährleisten, wird ein analoges Filterdesign zur Kompensation unerwünschter Gehäuseresonanzen eingesetzt. Wie beim Mikrofon wird ein Helmholtzresonator zur Erweiterung des Frequenzgangs zu tiefen Frequenzen genutzt. Auf diese Weise lässt sich ein Nahfeldfrequenzgang von 300 Hz bis 20 kHz realisieren. Ein XLR-Ausgang ermöglicht die symmetrische elektrische Auskopplung der verschiedenen Testsignale. Der nutzbare elektrische Frequenzgang beträgt 20 Hz bis 20 kHz.

Gembler, R.

• Untersuchungen zu Befindlichkeitsstörungen vor und nach hochpegeligen Impulsschalleinwirkungen [DAGA 2005 (München)]
  S. Siegmann, U. Hofbauer, T. Muth, R. Gembler, K. Siegmund and E. Borsch-Galetke
[A]

Ziel der vorliegenden Untersuchung waren die Auswirkungen von hochenergetischem Schall auf die aktuelle psychophysiologische Befindlichkeit. 152 Probanden wurden in fünf verschiedenen Belastungsgruppen (unterschiedliche Anzahl von Schüssen) vor und nach einer Schießübung an einer Panzerhaubitze mit drei psychologischen Standardskalen untersucht.

Ergebnisse: Zwischen den fünf Belastungsgruppen zeigten sich weder vor noch nach dem Schießen statistisch relevante Unterschiede. Die Werte der Beschwerdeliste (B-L) lagen zwischen 6,8 und 9,3. Bei der Befindlichkeit (Bf-S) reichten die Werte von 11,7 bis 16,2. Im Vergleich Vorher-Nachher wurde für die belasteten Gruppen ein teils deutlich verbesserte Befindlichkeit deutlich. Der Unterschied betrug 1,4 Skalenpunkte (n.s.). Die State-Angst fiel von 39,4 auf 36,8 (t=4,5; p 0,05). Die Summe der akuten Beschwerden nahm von 7,2 auf 6,8 ab (n.s.). Lediglich in der Gruppe mit der höchsten Schussbelastung stieg die durchschnittliche Zahl der Beschwerden von 7,4 (vorher) auf 9,8 (nachher) an (n.s.).

Insgesamt konnte bei der überwiegenden Anzahl der Probanden kein nennenswerter Effekt der Belastung festgestellt werden. Der scheinbar paradoxe Effekt einer Verbesserung im Befinden kann mit der Aufregung vor der Übung und der nachfolgende Entspannung erklärt werden. Andererseits deuten die Ergebnisse der hochbelasteten Gruppe darauf hin, dass es eine Schwelle der Verträglichkeit gibt, die noch näher bestimmt werden sollte.

Genender, P.

• Fahrzeuginnengeräuschsimulation VINS als serienentwicklungsbegleitendes Werkzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  P. Genender, K. Wolff, F. Pichot and G. Eisele
[A]

Kurze Entwicklungszeiten bei steigenden Zielwertanforderungen und wachsender Anzahl von Fahrzeugvarianten erfordern im heutigen Automobilentwicklungsprozess die Nutzung effektiver Technologien und Prozesse. Ein innovatives Werkzeug, welches von der FEV Motorentechnik erstmalig strategisch in der NVH-Entwicklung eines neuen Fahrzeuges angewendet wurde, ist die Vehicle Interior Noise Simulation ''VINS''. VINS basiert auf einer analytischen Methode, das gesamte Fahrzeuginnengeräusch matrixartig einerseits in abhörbare Geräuschanteile verschiedener Pfade und andererseits nach dem akustischen Prinzip in Geräuschquelle und mehrgliedrige Transferfunktion aufzuteilen. In dem hier beschriebenen Fahrzeugentwicklungsprozess wurde der NVH-Entwicklung seitens des Fahrzeugherstellers ein hoher Stellenwert beigemessen. Mit einem neuartigen, serienentwicklungsbegleitenden Einsatz der Fahrzeuginnengeräuschsimulation VINS ist es gelungen, das Gesamtbild des neuen Fahrzeugs positiv mit zu prägen. Die VINS bildet im gesamten Entwicklungsprozess über Konzeptphase, Modulentwicklung und Problembehebung eine leistungsfähige Plattform für eine innengeräuschorientierte und dezidierte Bewertung von Berechnungs- und Messergebnissen, Maßnahmen, Ziel- und Vergleichswerten. Die Systematik der VINS ist auf eine Vielzahl von auftretenden NVH-Optimierungsaufgaben in Entwicklungsprozessen anwendbar und steht derzeit zum Beispiel auch als Fahrzeugaußengeräuschsimulationen VENS und zur Untersuchung von fahrbahninduzierten Innengeräuschen als CHASSIS-VINS zur Verfügung.

Geng, C.

• Eine komparative Studie artikulatorischer Rekonstruktion anhand akustischer Daten [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Geng, B. Pompino-Marschall and R. Winkler
[A]

Es gibt eine Reihe von artikulatorischen Synthesemodellen, deren Einsatz in Studien zur perzeptiven Phonetik jedoch relativ selten zu sein scheint. Das gängigste Synthesemodell ist wahrscheinlich nach wie vor die Formantsynthese. Die Ursache dafür liegt in der einfacheren Parametrisierung der Formantsynthese: Dort gehen Formanten und Bandbreiten direkt als Kontrollparameter für die Sprachschallgenerierung ein. In der artikulatorischen Synthese ist dieser Zusammenhang mittelbarer: Akustische Information muss mit Areafunktionen, welche ihrerseits spektrale Information generieren, in Beziehung gesetzt werden. In dieser Arbeit soll der Frage nachgegangen werden, ob im Rahmen eines artikulatorischen Synthesemodells eine qualitativ mit der Formantsynthese vergleichbare experimentelle Kontrolle von Formant- und Bandbreiteninformation erreichbar ist. Dazu sollen selektiv Ansätze der Inversion von akustischer in artikulatorische Information empirisch verglichen werden. Die artikulatorische Datenbasis besteht aus mittels Magnetresonanztomographie (MRT) vermessenen dreidimensionalen Areafunktionen, das artikulatorische Modell besteht in einer Singulärwertzerlegung der Abweichungen von der durchschnittlichen Areafunkion. Die Ermittlung der Übertragungsfunktion (128 Punkte, 0...10 kHz) erfolgt mittels des Modells von Sondhi und Schroeter [1]. Die Ermittlung der Zentralfrequenzen wird mittels Peak-Picking und parabolischer Interpolation realisiert, zur Bandbreitenextraktion wird ein binärer Suchalgorithmus verwendet. Als zu vergleichende Inversionsmethoden dienen eine mit dem Original vergleichbare Implementation der Technik von Story und Titze [4] und ein Simulated Annealing-Ansatz ([1], zitiert nach [2]). Die konkurrierenden Ansätze werden (a) artikulatorisch anhand der Qualität rekonstriuerter Areafunktionen und (b) akustisch anhand von Distanzen in Formanten und Bandbreiten evaluiert. [1] Kirkpatrick, S., Gelatt, C. D., Jr. und Vecchi, M.P. (1983). Optimization by simulated annealing. Science, Vol. 220(4598),pp.671. [2] Press, W.H., Teukolsky, S. A., Vetterling, W.T. und Flannery, B.P. (1992). Numerical Recipes in C. The Art of Scientific Computing, 2. Ausgabe. Cambridge University Press. [3] Story, B. und Titze, I. R. (1998). Parametrization of vocal tract area functions by empirical orthogonal modes. Journal of Phonetics, Vol. 26, pp. 223-260. [4] Sondhi, M. M. und Schroeter, J. (1987). A hybrid time frequency domain articulatory speech synthesizer. IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing, Vol. 35, pp. 955-967.

Gennisson, J.-L.

• Elastic Nonlinearity of Soft Solids Using Transient Elastography [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Catheline, J.-L. Gennisson, X. Jacob, C. Barrière, D. Royer and M. Fink
[A]

If nonlinearity has long been studied in metals, crystals or rocks, almost no experimental works is found in the literature concerning soft tissues. Thanks to the ultrafast scanner, we present in this paper an overview of three transient elastography experiments that quantify the nonlinear behavior of a soft tissue phantom. In the first one, a static stress is applied on a phantom. The change on the shear wave speed characterizes the nonlinear elastic Landau moduli. The surprising difference found between these constants are thought to be closely related to the huge difference between the linear Lamé coefficients (l ). It is the acoustoelasticity experiment. In the second one, we present the first experimental observation of a shock shear wave. The very weak Young's modulus of the tissue phantom allows one to generate plane shear wave with a Mach number as high as unity. In this extreme configuration, the agreement with the theoretical prediction of the modified Burgers equation is remarkable. It is the finite-amplitude shear wave experiment. At last, the interaction between two plane transverse waves with frequencies w1 and w2 is carefully studied. Harmonics are created during the propagation at the frequencies (3w1, 3w2, w1+2w2, w1-2w2, w2+2w1, w2-2w1). It is the parametric interaction experiment. This set of three experiments involves plane transverse waves. The feasibility of measuring the nonlinear elastic coefficient with non plane shear wave is discussed in the last section.

Genuit, K.

• Virtuelle binaurale Auralisation von Geräuschsituationen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  K. Genuit
[A]

Umweltgeräusche nimmt das menschliche Gehör weitestgehend unbewußt wahr. Sie beeinflussen unser Wohlbefinden. Für hohe Pegel ist natürlich zunächst die A-bewertete Schalldruckpegelmessung ausreichend, um zu erkennen, inwieweit eine Gefährdung oder auch teilweise eine Belästigung des Menschen durch Umweltlärm vorliegt. Aber unabhängig vom Pegel oder auch von Lautheit erzeugen Klangereignisse völlig unterschiedliche Hörereignisse in Abhängigkeit der spektralen Verteilung, zeitlichen Struktur, räumlichen Anordnung und des Informationsgehaltes. Ein Sinfonieorchester bei gleichem Pegel vergleichbar zu einem Preßlufthammer wird sicher als angenehmer empfunden. Zwei räumlich verteilte Schallquellen mit gleichem Pegel wirken sich auf das menschliche Gehör intensiver aus als eine Schallquelle mit 3 dB höheren Pegel. Eine bewegte Schallquelle erzeugt eine stärkere physiologische Reaktion als eine stationäre. Zur Vorhersage der subjektiv empfundenen Geräuschqualität von Umweltgeräuschen ist daher der Einsatz der binauralen gehörrichtigen Wiedergabe empfehlenswert. Inzwischen ist es nicht nur möglich, mit Hilfe der Kunstkopf-Meßtechnik eine hervorragende originalgetreue Reproduktion von Schallereignissen durchzuführen, sondern darüber hinaus besteht die Möglichkeit, mit Hilfe der digitalen Signalverarbeitung auch eine virtuelle binaurale Auralisation zu schaffen oder mit bestehenden Kunstkopfaufnahmen zu verbinden, um neue Schallquellen in eine akustische Umgebung stationär oder auch bewegt zu plazieren. Die subjektive Beurteilung einer Geräuschsituation, deren Beeinflussung durch Hinzufügen oder auch Entfernen von Schallquellen, erfolgt so wirklichkeitsgetreu im Labor, um Auswirkungen auf das subjektive Empfinden vorherzusagen.

• Objective Evaluation of Interior Car Sound – the OBELICS project [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Krebber, M. Adams, F. Brandl, N. Chouard, K. Genuit, T. Hempel, R. von Hofe, G. Irato, P. van der Ponseele, B. Saint-Loubry, B. Schulte-Fortkamp, R. Sottek and R. Weber
[A]

Within the European Brite-EURAM programme the OBELICS project has been performed by a consortium consisting of companies and universities active in psychoacoustics and acoustical engineering on one hand and car manufacturers on the other hand. Auditory perceptual spaces have been explored derived from interior car sounds in order to identify and define validate descriptors that can be used by psychoacousticians, car manufacturers and customers. Different methods for subjective tests have been investigated as well as the correlation between possible objective descriptors and results of subjective tests. In addition, target sounds have been defined. An overview of activities and results will be given. The impact on future sound design will be discussed.

• Probleme bei der korrekten/richtigen Beschreibung einer akustischen Umwelt [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K. Genuit
[A]

Zur Zeit existieren verschiedene Verfahren, die akustische Umwelt - SoundScape - mit Hilfe von aufwendigen Berechnungsverfahren oder aufgrund von Messungen zu bestimmen. Als Ergebnisgröße liegt jeweils der A-bewertete Schalldruckpegel vor. Der A-bewertete Schalldruckpegel ist sicher eine sinnvolle und notwendige Größe zur Beschreibung von Geräuschen. Die Frage, inwieweit er auch hinreichend ist, um die subjektiv empfundene Geräuschqualität oder die Belästigung durch Umweltgeräusche zu beschreiben, wird seit langer Zeit diskutiert. Insbesondere in der Automobilindustrie werden Fahrzeuginnen-geräusche hauptsächlich mit sogenannten gehörbezogenen Geräuschanalysen untersucht. Die gehörgerechte Schallanalyse verwendet auf der einen Seite ein Kunstkopf-Meßsystem, um zum menschlichen Gehör vergleichbar das Schallfeld aufzunehmen, und zum anderen werden gehörbezogene psychoakustische Analysen in Form von Lautheit, Rauhigkeit, Schärfe usw. verwendet, um eine bessere objektive Beschreibung der subjektiv empfundenen Geräuschqualität zu erhalten. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse lassen sich durchaus auch auf allgemeine Umweltgeräusche übertragen. Anhand eines einfachen Beispieles - der sogenannten Pkw-Vorbeifahrt - wird gezeigt, dass zwar einerseits die Veränderung des A-bewerteten Schalldruckpegels relativ einfach in Abhängigkeit der Entfernung berechnet werden kann, die psychoakustischen Größen insbesondere Lautheit und Schärfe jedoch nicht ohne weiteres entfernungsabhängig umgerechnet werden können. Diese Erkenntnisse führen zu der Fragestellung, inwieweit die bisher angewendeten Verfahren, insbesondere basierend auf Berechnungsmethoden, nicht nur nicht richtig, sondern auch nicht korrekt sind?

• Lärmbelästigung durch Straßenverkehr – (k)ein Sound Quality Thema? [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Krebber, K. Genuit and R. Sottek
[A]

Obwohl die Belästigung durch Verkehrslärm in weiten Teilen der Welt erhebliche Auswirkungen auf das Wohlbefinden der Bevölkerung hat, spielen Sound Quality Ansätze für die Bewertung der Schallemission bislang eine untergeordnete Rolle. Die eingeführten Verfahren berechnen lediglich den A-bewerteten Schalldruckpegel unter standardisierten Vorbeifahrtbedingungen (ISO 362), der jedoch in keiner Weise der komplexen Beschallungssituation z.B. in einer Innenstadtstraße gerecht wird. Das europäische Forschungsprojekt SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise, G6RD-CT-1999-00113) verfolgt daher neue Ansätze zur Untersuchung solcher Soundscapes. Dazu wurde zunächst eine Geräuschdatenbank aus Verkehrsgeräuschen in verschiedenen Straßen und Vorbeifahrtaufnahmen einzelner Fahrzeuge zusammengestellt. Diese bildet die Basis für die subjektive Evaluierung. Neue Sets semantischer Differentiale wurden für die Beschreibung von Verkehrsgeräuschen und Einzelvorbeifahrten entwickelt. Darüber hinaus konnten physiologische Auswirkungen von Verkehrsgeräuschen nachgewiesen werden. Signifikante Unterschiede ergeben sich für unterschiedliche verkehrstechnische und architektonische Gestaltung der Straßen. Aus der Sicht von Fahrzeugherstellern und Zulieferern ist dagegen die Frage interessant, auf welche Weise die einzelnen Fahrzeugkomponenten die dominanten Elemente des Soundscapes beeinflussen. Ein Verfahren zur Synthese von Vorbeifahrtgeräuschen aus den einzelnen Komponenten ist in weiteren Beiträgen [1], [2] beschrieben. Die Auswirkungen auf die Soundscapes in Städten werden diskutiert. [1] Roland Sottek, Winfried Krebber, Klaus Genuit: Simulation von Fahrzeugaußengeräuschen. DAGA 2001 [2] Roland Sottek, Winfried Krebber, Klaus Genuit: Simulation des Straßenverkehrsgeräusches in Innenstadtstraßen. DAGA 2002

• Simulation des Straßenverkehrsgeräusches in Innenstadtstraßen [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Sottek, W. Krebber and K. Genuit
[A]

Das Verkehrsgeräusch in einer typischen Innenstadtstraße stellt ein komplexes auditorisches Szenario dar. Will man die Sound-Quality-Aspekte dieses Geräuschszenarios untersuchen, reichen die eingeführten Verfahren zur Messung von Vorbeifahrtgeräuschen nach ISO 362 bei weitem nicht aus. Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise, G6RD-CT-1999-00113) werden daher neue Ansätze verfolgt. Ein wichtiges Element ist dabei die Synthese von Vorbeifahrtgeräuschen aus den einzelnen Komponenten (Motor, Reifen, Abgasanlage, etc.). Ein mögliches Konzept einer solchen Synthese wurde bereits auf der DAGA 2001 vorgestellt: Aus den Nahfeldaufnahmen an den einzelnen Komponenten wird eine virtuelle Umgebung um einen virtuellen Hörer am Straßenrand aufgebaut. Die Simulation erlaubt die Untersuchung verschiedener Fragestellungen: Welche Schallquellen am Fahrzeug bestimmen in welcher Fahrsituation die Geräuschqualität? Welchen Einfluss hat die verkehrstechnische und architektonische Gestaltung der Straße? Wie summieren sich die Beiträge der einzelnen Fahrzeuge zu einem Gesamtszenario? Das in SVEN entwickelte Verfahren wird anhand von Beispielen vorgestellt, Möglichkeiten und Grenzen werden diskutiert.

• Beurteilung und Katalogisierung von Störgeräuschen bei Verbrennungsmotoren [DAGA 2002 (Bochum)]
  I. Raubold and K. Genuit
[A]

Störgeräuschen von Verbrennungsmotoren kommt eine hohe Bedeutung zu, da sie unter Wettbewerbsgesichtspunkten eine entscheidende Rolle spielen und im Allgemeinen mit unzureichender Produktqualität gleichgesetzt werden. Insbesondere beim Einsatz von Verbrennungsmotoren in der Automobil- und Zulieferindustrie zeigt sich, dass eine Reduzierung des Schalldruckpegels nicht hinreichend ist, um die geforderte Geräuschqualität zu erzielen. Während einer Datenakquisitionsphase wurden Geräuschbeispiele, die typische Störgeräuschmuster enthalten, gesammelt. In einer ersten Systematisierung gelang eine Unterteilung dieser Beispiele in 51 Störgeräuschmuster. Dabei konnte für jedes Muster ein Referenzgeräusch mit stark ausgeprägtem Störmuster bestimmt werden, das von der Firma Synotec Psychoinformatik GmbH für Hörversuche genutzt wurde. Die Geräuschbeispiele wurden mit Hilfe von physikalisch-technischen Analysen untersucht. Bei der Durchführung der Analysen kamen sowohl Verfahren zur reinen Bestimmung physikalischer Eigenschaften als auch Verfahren zur Berechnung psychoakustischer Parameter zum Einsatz. Es wurden die Analysen ermittelt, welche die speziellen Charakteristika des jeweiligen Störgeräuschmusters am besten herausstellten. Anhand der Ergebnisse der Hörversuche und der physikalisch-technischen Analysen gelang in guter Übereinstimmung eine eindeutige Einteilung der Störgeräuschmuster in insgesamt 18 Gruppen. In diesen Clustern wurden jeweils Störgeräusche mit ähnlichen Eigenschaften zusammengefasst. Die Firma FORWISS entwickelte eine Software für eine multimediale Geräuschdatenbank, die Ergebnisse aus dem Forschungsvorhaben enthält. Außerdem wird es dem Benutzer ermöglicht, ein beliebiges externes Störgeräusch in die Datenbank einzubinden und einem Geräuschmuster zuzuordnen. Die Ergebnisse dieses Beitrages wurden im Rahmen des FVV-Forschungsvorhaben Nr. 720 mit der Unterstützung des BMWi/AiF (AiF-Nr. 11963) ermittelt.

• Neue Aspekte zum Kfz-Außengeräusch? [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Genuit
[A]

Das Kfz-Außengeräusch wird bislang basierend auf der ISO-Vorbeifahrtsmessung bestimmt. D.h. das Kfz-Außengeräusch wird mit einem Einzelwert für einen ganz bestimmten Betriebsmodus definiert. Hinsichtlich des Kraftfahrzeug-Innengeräusches wird innerhalb der Automobilindustrie und deren Zulieferer seit über 2 Jahrzehnten eine sehr viel komplexere Geräuschanalyse angewendet, da hier hinreichend bekannt ist, dass die vom Menschen subjektiv wahrgenommene Geräuschqualität nicht nur mit einem einfachen Zahlenwert und nicht nur für einen ganz bestimmten Arbeitspunkt bestimmt werden kann. Während beim Kfz-Innengeräusch die Zielsetzung im wesentlichen ist, den Fahrer, der i.d.R. auch der Käufer des Produktes ist, hinsichtlich der Geräuschqualität zufrieden zu stellen, richtet sich das Kfz-Außengeräusch an viele Betroffene, die einerseits durch das Außengeräusch belästigt werden können oder aber andererseits durch ein angenehmes Außengeräusch ein positives Interesse bezüglich des Erwerbs eines solchen Produktes erhalten. Das bedeutet, dass für die weitere Betrachtung des Kfz-Außengeräusches Kenntnisse bei der Analyse des Kraftfahrzeug-Innengeräusches hilfreich sind. In diesem Beitrag wird daher versucht, neue Aspekte zum Kfz-Außengeräusch und deren Anwendbarkeit darzustellen.

• Was bestimmt die Qualität des Fahrzeugaußengeräusches? [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Krebber, K. Genuit and R. Sottek
[A]

Im letzten Jahr wurde bereits das europäische Forschungspro-jekt SVEN (Sound Quality of Vehicle Exterior Noise, G6RD-CT-1999-00113) vorgestellt [1]. Dessen Ziel ist die Entwick-lung neuer Methoden zur Bewertung des Außengeräusches von einzelnen Fahrzeugen sowie - in der Summe - des resultieren-den Straßenverkehrslärms. Basierend auf subjektiver Evaluie-rung sowie Messungen physiologischer Reaktionen wurden objektive Deskriptoren entwickelt. Im Vergleich zur üblichen Bestimmung des A-bewerteten Schalldruckpegels unter stan-dardisierten Vorbeifahrtbedingungen (ISO 362) lassen sich damit detailliertere und umfassendere Aussagen über die ''Sound Quality'' des Außengeräusches gewinnen. In [2] wird bereits die Frage behandelt, auf welche Weise die einzelnen Fahrzeugkomponenten die dominanten Elemente des Außenge-räusches beeinflussen. Das bereits vorgestellte Verfahren zur Synthese von Vorbeifahrtgeräuschen aus den einzelnen Kom-ponenten wurde inzwischen anhand modifizierter Fahrzeuge überprüft. Die Ergebnisse und ihre Auswirkungen auf die Zu-kunft des Fahrzeugaußengeräusches werden vorgestellt und diskutiert. [1] Winfried Krebber, Klaus Genuit und Roland Sottek. Lärm-belästigung durch Straßen-verkehr - (k)ein Sound Quality Thema? DAGA 2002 in Bochum. [2] Roland Sottek, Winfried Krebber, Klaus Genuit. Simulation des Straßenverkehrs-geräusches in Innenstadtstraßen. DAGA 2002 in Bochum.

• Auralisation des Vorbeifahrtgeräusches aus einer Multimikrofonaufnahme im Außengeräuschprüfstand [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Hoffsümmer, K. Genuit and U. Müsch
[A]

Bekanntlich korreliert die subjektive Bewertung des Fahrzeugaußengeräusches nicht immer mit dem A-bewerteten Vorbeifahrtpegel, der nach den üblichen Standards ermittelt wird. Für weitere Analy-sen ist jedoch eine - möglichst binaurale - Aufzeichnung des Zeitsignals notwendig. Nur so kann eine Bewertung des Signals in der Art vorgenommen werden, wie das menschliche Gehör es emp-fängt. Auf der Teststrecke stellt eine zusätzliche binaurale Aufzeichnung in der Regel kein Problem dar. Um Kosten zu sparen und von der Witterung unabhängig zu sein, wird jedoch oft anstelle der Teststrecke ein Außengeräuschprüfstand (Rollenprüfstand in einem reflexionsarmen Raum mit einem Mikrofonarray) bevorzugt. Insbesondere für drehzahlbasierte Analysen bietet das Verfahren Vorteile, da die u. U. aufwendige Telemetrie entfällt. Es wurde daher ein Verfahren entwickelt, das aus einer im Außengeräuschprüfstand gewonnenen mehrkanaligen Mikrofonaufnahme zunächst durch Einrechnung des Dopplereffektes das Mikrofonsignal einer realen Vorbeifahrtmessung berech-net. Anschließend wird mittels binauraler Synthese das linke und rechte Ohrsignal bestimmt, um ein räumlich korrektes Vorbeifahrtgeräusch zu erhalten. Das Ausgangssignal entspricht somit der Kunstkopfaufnahme einer realen Vorbeifahrt (unter Vernachlässigung des Windgeräusches). In der Folge können auf das berechnete binaurale Signal alle psychoakustisch motivierten Analysen ange-wendet werden. Es kann auch gefiltert werden, um unangenehme Frequenzanteile zu lokalisieren. So lassen sich die dominanten Geräuschquellen wesentlich einfacher ermitteln.

• SoundScape - Eine Gefahr für Missverständnisse! [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Genuit
[A]

• Simulated Pass-By in Small Rooms Using Noise Synthesis Technology [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Guidati, R. Sottek and K. Genuit
[A]

Pass-by measurements are a standard test procedure for every new vehicle. The test is performed on a test track with a single microphone at a distance d=7.5 m. Since there are only a few test tracks and the measurements depend on the ambient conditions, an indoor test procedure has been developed at HEAD acoustics. Here the vehicle is placed on a chassis dynamometer. The noise is measured with a linear microphone array at d=7.5 m. A binaural time signal of a simulated pass-by measurement is generated by switching between the microphone signals and applying filtering and smoothing algorithms. This procedure cannot easily be adapted for small rooms (d7.5 m). For this purpose HEAD acoustics has developed a new test procedure based on results of the European research project SVEN. Microphones are placed close to the dominant noise sources of the vehicle. The airborne transfer functions between the source microphones and observer positions in a plane at a distance of 4 m are measured reciprocally. The vehicle noise produced on a chassis dynamometer is subsequently measured with the source microphones. A simulation of a binaural time signal measured at an arbitrary position is synthesized by filtering the source microphone signals with the transfer functions and adding the resulting time signals. In this paper first results of vehicle noise measurements on the new HEAD acoustics four-wheel chassis dynamometer and corresponding simulations will be presented. The described technique can also be used to investigate the contribution of single sources to the exterior noise supporting the sound design process.

• Hearing-adequate Description of a Soundscape Based on Standardized Measurement Procedures [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Genuit
[A]

Regarding the soundscape the following approach is needed: the overall effects of noises need to be observed in the context of the sensitivities of the human beings living in that said soundscape. An important task herein consists in the description of the sound events situated within the soundscape according to the requirements of its measurement technology. As it is well known the diminishing of the quality of life through the acoustical ambience may not be registered alone by way of the A-weighted sound pressure level. With regards to the complex signal processing within human hearing at least equally complex procedures of analysis are required such as psychoacoustics parameter like loudness, sharpness, roughness etc. At this point it becomes an issue that, except for the loudness of stationary noise no generally accepted calculation procedures have been specified by standard. Until now no other measurement quantities in order to describe noise annoyance in addition to the existing A-weighted sound pressure level can be requested by government regulations. On the other hand it is possible to deduce parameters based on known, standardized procedures of measurement , which approach the given psychoacoustic quantities more readily and thus allows a greater quality of assertion with regards to noise annoyance than the mere regarding of the A-weighted sound pressure level or of the energy-equivalent sound pressure level respectively. The use of third-octave filters as well as the use of sound pressure level meters that feature variable integration times with constants far below 125 ms enable the user to approximate several psychoacoustic parameters.

• Parameters Influencing the Benchmarking of Vehicle Interior Noise [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Genuit
[A]

The sound quality of vehicle interior noise has become a very important task for the acoustic engineer. As vehicles become more and more quiet, the customer's sensitivity to the acoustical comfort increases. On the one hand no disturbing noises should be heard, on the other the perceived sound quality should fulfill the expectations of the listener with respect to the sound design. For current and future needs the vehicle sound must act as a distinguishing criterion that supports the positive image of a car. In this context the following characteristics of sound are useful:

- sound is informative, it includes information of quality, functionality - sound implies a certain image, such as luxury, sportive or cheap - sound may be identified, it may be used for corporate or product sound purposes

In consequence, sound quality is an essential part of vehicle quality. But besides the sound the contribution of vibration is not negligible. The passenger of a vehicle has to be seen as part of a vibro-acoustical system. Consequently, the subjective judgement of pleasantness or sound comfort is influenced by both sound and vibration. For a task-oriented proceeding in sound design it is absolutely necessary to consider these aspects. The performance of benchmarking tests of vehicles firstly requires an analysis for which market - that means for which relevant customer - and in which competition this vehicle stands. The performance of a simulated modification in real time for the adaptation of the acoustical features to the new target sounds is very important.

• Gesamtgeräuschbeurteilung aus der Sicht der Psychoakustik
  K. Genuit
[A]

Die Gesamtgeräuschbeurteilung erfolgt zur Zeit basierend auf dem A-bewerteten Schalldruckpegel, bzw. daraus abgeleitet auf dem A-bewerteten äquivalenten Dauerschallpegel. Dieses Verfahren ist hinreichend zur Vorhersage, ob eine mögliche physikalische Schädigung des Gehörs durch Schall gegeben ist. Es ist jedoch nicht ausreichend zur vollständigen Beschreibung einer Geräuschbelastung und insbesondere nicht zur Vorhersage, inwieweit sich Betroffene durch das Geräusch belästigt fühlen. Mit Hilfe der Psychoakustik ist es möglich, ein besseres Verständnis hinsichtlich der Geräuschbewertung zur Verfügung zu stellen. Aufgrund einer fehlenden ausreichenden Standardisierung von psychoakustischen Berechnungsverfahren ist ein verbreiteter Einsatz der Psychoakustik für die Gesamtbeurteilung ungeeignet. Die Entstehung und Übertragung von Geräuschen basiert auf verschiedenen physikalischen Gegebenheiten, die Analyse eines Geräusches hängt zusätzlich ab von den psychoakustischen Eigenschaften des menschlichen Gehörs, und letztendlich ist die Beurteilung eines Geräusches verknüpft mit kognitiven psychologischen Aspekten, die darüber hinaus individuell unterschiedlich ausgeprägt sein können. Es wird gezeigt, welche Komplexität einerseits die Gesamtgeräuschbeurteilung beinhaltet und andererseits wie durchaus mit bestehenden bekannten Messverfahren einer der menschlichen Gehörempfindung gerechte Gesamtgeräuschbeurteilung durchzuführen ist.

• „Subjektive Evaluierung hat Methode“ [DAGA 2005 (München)]
  A. Fiebig, M. Bless, B. Schulte-Fortkamp and K. Genuit
[A]

Es wird eine neue Methode vorgestellt und diskutiert, die sich bekannter qualitativer Verfahren aus den Sozialwissenschaften bedient und diese auf das Gebiet der angewandten Psychoakustik transferiert. Die Adaptation qualitativer Verfahren an die Anforderungen einer speziellen Fragestellung im Bereich der Akustik, an die Zusammensetzung des Versuchsklientels und an die Reproduzierbarkeit der Forschungsergebnisse steht dabei im Vordergrund. Durch ein spezielles Analyseverfahren konnten subjektive Aussagen objektiviert und auf eine allgemeingültige Ebene gehoben werden. Mit Hilfe der Genese von speziell auf eine Fragestellung bezogenen Zuordnungsmatrizen, in denen die qualitativ erhobenen Daten mit den physikalischen und psychoakustischen Deskriptoren verknüpft werden, kann die qualitative Analyse untermauert werden. Darüber hinaus eröffnet diese Vorgehensweise die Möglichkeit des Entwurfes situationsbezogener Wahrnehmungsmodelle, die über die rein akustische Wahrnehmung hinausgehen, und liefert umfangreiches Wissen bezüglich der Gestaltung von Geräuschen bzw. umfassender Geräuschszenarien.

• Der Einfluss spezifischer Geräuschmuster auf den Grad der Belästigung - Anmerkungen zur Integration wesentlicher Geräuschphänomene [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K. Genuit
[A]

Die BImSchG legt Immissionsgrenzwerte fest, deren Einhaltung die Vermeidung von schädlichen Umwelteinwirkungen garantieren soll. Die Grenzwerte sind Beurteilungspegel, die auf der Grundlage A-bewerteter Mittelungspegel und mit Hilfe semipauschaler Zuschläge berechnet werden. Aber gestattet das unweigerlich die Annahme, dass diese Angaben tatsächlich die menschliche Wahrnehmung/Belästigung widerspiegeln? Anhand ausgewählter Beispiele soll verdeutlicht werden, dass spezifische Geräuschmuster erhebliche Belästigungen hervorrufen können, die allerdings nicht mit der üblichen Fast-Integrationszeitkonstanten detektiert werden. Das menschliche Gehör besitzt eine zeitliche Auflösung von bis zu 2ms und nimmt spektrale Muster im Kurzzeitbereich wahr. Diese spektralen oder zeitlichen Muster sind im Wesentlichen unabhängig vom Pegel und deswegen über große Entfernungen, trotz der Abnahme des Geräuschpegels, von großer Bedeutung. Die Verringerung der Integrationszeit führt bereits im Hinblick auf die Detektion solch störender Muster insbesondere in Verbindung mit einer frequenzselektiven Messung zu deutlichen Verbesserungen. Diverse Messungen von Industrieanlagen in Nähe von Wohnumgebungen sowie exemplarische Untersuchungen im Bereich von Windkraftanlagen sollen die Notwendigkeit der Berücksichtigung von relevanten Geräuschmustern aufzeigen. Dabei sollen effiziente und praktikable Methoden und Berechnungsverfahren zur Diskussion gestellt werden, die die vernachlässigten wahrnehmungsrelevanten Geräuscheigenschaften bestimmen.

• Tiefe Frequenzen sind nicht gleich tiefe Frequenzen - Tieffrequente Geräuschanteile und deren (Lärm-)Wirkungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Genuit
[A]

Die Bedeutung von tiefen Frequenzen auf das Wohlbefinden von Betroffenen erfährt aktuell eine berechtigte und zunehmende Aufmerksamkeit. Die akustische Umwelt weist auf Grund vielfältiger technischer Geräuschquellen wesentliche Beiträge im tieffrequenten Bereich auf. Zur Beurteilung des subjektiven Empfindens dieser Geräuschanteile stellt sich die Betrachtung der Schalldruckpegel der Terzspektren im tieffrequenten Bereich als unzureichend heraus. Vor allem der in der Regel verwendete A-bewertete Schalldruckpegel unterschätzt die Relevanz der tiefen Frequenzen für das subjektive Empfinden. Auch die Differenzbildung aus unterschiedlichen Frequenzbewertungen und die DIN 45680 (Messung und Bewertung tieffrequenter Geräuschimmissionen) ist nicht ausreichend, werden damit beispielsweise keine zeitlichen Strukturen erfasst. Darüber hinaus können tieffrequente Signalanteile neben dem Höreindruck auch zu subliminalen Effekten führen, die sich in Stress, Übelkeit und Unwohlsein äußern. Folglich unterschätzt die alleinige Betrachtung der gehörmäßigen Belastung ohne die Berücksichtung weiterer induzierter physiologischer Belastungen bei den Betroffenen die Bedeutung der tiefen Frequenzen. Anhand von ausgewählten Beispielen wird gezeigt, wie tonale oder stochastische, modulierte oder unmodulierte tieffrequente Anregungen je nach Spektralbereich unterschiedliche Auswirkungen zur Folge haben können.

• Möglichkeiten zur (akustischen) Beschreibung von Geräuschmustern und die Bedeutung für die Bewertung von Umweltgeräuschen [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Fiebig and K. Genuit
[A]

Die Beurteilung von Schallereignissen hinsichtlich spezieller Bewertungskriterien wie Lästigkeit, Unangehmheit, Angenehmheit, hängt von verschiedenen Eigenschaften des Geräusches ab. Hörversuche, in denen die Lästigkeit von Fahrzeugaußengeräuschen beurteilt wurde, zeigten die Relevanz verschiedener Geräuschcharakteristika für die Geräuschbewertung neben dem Schalldruckpegel oder der Lautheit. Eine wesentliche Geräuscheigenschaft, die signifikanten Einfluss auf die Urteile hat, ist das Merkmal der Musterhaftigkeit. Muster, die im Zeit- wie auch Frequenzbereich vorliegen können, lassen sich aus akustisch-analytischer Sicht unterschiedlich bestimmen und interpretieren. Vom einfachen Zählen der Einzelevents, die definierte Schwellwerte überschreiten, über Perzentilangaben, um zeitabhängige Wahrnehmungseffekte zu berücksichtigen, über die Bestimmung von auffälligen Modulationen oder über Angaben zu Fluktuationen im Kurzzeitbereich sind verschiedene Parameter zur Beschreibung der Musterhaftigkeit eines Geräusches anwendbar. Zur Identifikation wahrnehmungsrelevanter Muster werden Modelle zur Signalverarbeitung des menschlichen Gehörs herangezogen. Der vorliegende Beitrag thematisiert die Möglichkeiten der Schallanalyse hinsichtlich von Geräuschmustern, die für die Bewertung von Geräuschen relevant sind. Dabei sollen Ergebnisse aus Hörversuchen hinsichtlich der dargestellten Fragestellung vorgestellt werden.

Georg, C.

• Ermittlung bioakustisch relevanter Klangmuster zur Modulation von metabolischen und zentralnervösen Funktionen [DAGA 2008 (Dresden)]
  P. Friedrich, T. Flurschütz, C. Georg and B. Wolf
[A]

Aus der funktionalen rezeptiven Musiktherapie sowie aktuellen wissenschaftlichen Publikationen ist bekannt, dass akustische Signale metabolische und zentralnervöse Funktionen modulieren können. Somit rufen Klänge bestimmte physiologische Wirkungen beim Menschen hervor. Ein oft beschriebener Effekt ist die blutdrucksenkende Wirkung von speziellen Musikstücken und iterativen Klangmustern, der von individuellen akustischen Präferenzen abhängig ist. Nach Decker-Voigt handelt es sich dabei um trophotrope Musik. Basierend auf diesem Wissen entwickelt und erprobt der Heinz Nixdorf-Lehrstuhl für Medizinische Elektronik eine akustische Biofeedbacktherapie als Interventionsmöglichkeit bei essentieller Hypertonie. Die Erprobung erfolgt in Form einer telemedizinischen Applikation mittels eines virtual labs. Diese Art einer nichtmedikamentösen Therapie kann eine Alternative zu den klassischen pharmazeutischen Behandlungsformen darstellen. Zur Ermöglichung einer personalisierten und individualisierten Therapie, müssen jedoch die Wirkbestandteile in der eingesetzten trophotropen Musik bekannt sein. Um diese zu ermitteln, werden signaltheoretische Ansätze verfolgt sowie Verfahren der Mustererkennung und Merkmalsextraktion auf die Klänge angewendet. Zur Darstellung der diese Signale bestimmenden physikalischen Parameter werden interaktive Filtersysteme benutzt, um die bioakustisch relevanten Muster zu isolieren. Die verschiedenen eingesetzten Verfahren werden vorgestellt und die Möglichkeiten und Grenzen der jeweiligen Methoden diskutiert. Erste Ergebnisse aus der Ermittlung blutdrucksenkender akustischer Marker sowie den daraus entwickelten überoptimalen Sequenzen wurden bezüglich ihrer Wirkung getestet und deren Resultate präsentiert.

Gepert, M.

• Properties of binary mixtures of alcohols interpreted using the Homomorph Concept [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Gepert and S.M.A. Ernst
[A]

The complexity of interactions in binary alcohol mixtures makes the interpretations of the acoustic properties of those systems difficult. The breaking and creating of hydrogen bonds accompany the mixing process. Although van der Waals interactions in alcohol mixtures play a minor role, they cannot be neglected in theoretical calculations. The separation of specific interaction (quasi-chemical contribution) from the nonspecific ones (physical contribution) is a crucial problem in the interpretation of the thermodynamic and acoustic properties of those systems. Until now, no attempt has been made to determine the physical and chemical contributions to the acoustic properties of alcohol mixtures. In this study a way to determine the physical and quasi-chemical contributions to the excess adiabatic compressibility KSE has been suggested using the homomorph concept. Homomorphs of alcohols are substances similar to alcohols, but unable to associate by hydrogen bondings. Alkanes, in that the methyl group replaces the hydroxyl group, have been used as homomorphs of alcohols. For example, n-hexane was applied as a homomorph of pentan-1-ol and n-nonane as a homomorph of oktan-1-ol. A comparison of the excess adiabatic compressibility of binaries containing alcohols with those of mixtures containing either one or two of the alcohol homomorphs makes it possible to estimate the contributions of breaking and making hydrogen bonds in the alcohol + alcohol system to KSE. Unfortunately, a complete separation of both the contributions is impossible. As expected, the contributions to the excess adiabatic compressibility resulting from the breaking and making of hydrogen bonds are of opposite signs, and can be considered to be the most important interactions in such systems

Gerber, M.

• Coding of Auditory Information into Nerve-Action Potentials [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Hemmert, M. Holmerg and M. Gerber
[A]

Neuronal sound processing requires compression of the dynamic range of acoustical signals to the limited dynamic range which can be coded by neurons. Here I present a compressive inner ear model followed by a realistic inner hair cell model. Frequency analysis was achieved using a wave-digital filter model of cochlear hydrodynamics. Numerically stable dynamic compression was realized by adding second-order resonators at the cochlea's outputs and modulating their quality factors (Q) using a Boltzmann function. Cascading multiple (four) resonators and modulating their Q-values from 10 to 1 accomplished up to 80 dB compression together with reasonably broad response curves. Stereociliary bundles of the inner hair cells were stimulated by fluid forces derived from basilar-membrane displacement. Transduction currents caused an inner hair cell receptor potential, which in turn activated voltage dependent Ca-channels. Elevated Ca-levels caused fusion of synaptic vesicles and finally elicited nerve action potentials. The kinetics of vesicle fusion was modelled according to recent measurements. The model reveals that the dynamic range problem can not be solved by mechanical compression in the cochlea alone. In addition, neuronal feed-back mechanisms have to be introduced, which finely control BM-vibration by efferent feedback to cochlear mechanics and to the afferent synapses terminating of the inner hair cells. The spike trains transmitted by the auditory nerve fibres to the cochlear nuclei and further to the midbrain allow for both spectral and temporal information processing, which is required for robust speech recognition, especially in noisy environments.

Gerbig, C.

• Das TSI-Lärm Referenzgleis: Hintergründe, Notwendigkeit und Anwendung bei der DB AG [DAGA 2008 (Dresden)]
  N. Meunier and C. Gerbig
[A]

Im Rahmen der Umsetzung der EU-Richtlinien 96/48/EG und 2001/16/EG über die Interoperabilität des europäischen Eisenbahnsystems wurden Lärmgrenzwerte für Hochgeschwindigkeits- und konventionelle Schienenfahrzeuge von der ''Noise Expert Group'' der AEIF festgelegt. Die revidierte TSI High Speed Rolling Stock und die TSI Noise schreiben für Neufahrzeuge maximal zulässige Schallpegel im Stand, bei Anfahrt, bei Fahrt und im Führerstand vor. Bei einer Umrüstung oder Erneuerung ist lediglich nachzuweisen, dass die Geräuschemission durch den Umbau nicht erhöht wird. Zusätzlich zu den Grenzwerten beschreiben beide TSI die Fahrzeug- und Messbedingungen, unter denen die Einhaltung der Anforderungen im Rahmen von Typprüfungen (Baumusterprüfungen) zu überprüfen ist. Diese Bedingungen sind insbesondere bei der Messung des Vorbeifahrgeräusches, das anteilig vom Fahrzeug und vom Gleis abgestrahlt wird, von hoher Bedeutung. Da die Grenzwerte der TSI sich nur auf die Schallemission des Rollmaterials beziehen, ist es erforderlich den akustischen Einfluss des Oberbaus während der Messung so gering wie möglich zu halten. Zu diesem Zweck wurde das Konzept des ''Referenzgleises'' eingeführt. Der Vortrag erläutert die Grundlagen dieses Konzeptes, stellt die aktuellen bezogenen Standardisierungsaktivitäten bei der WG3 des CEN TC256 dar und weist auf die Notwendigkeit der Anwendung eines Referenzgleises bei der akustischen Abnahme von Eisenbahnfahrzeugen hin.

Gerges, S.N.Y.

• Anforderungen an die Probeflächengeometrie bei der Messung des Streugrades im Diffusfeld [DAGA 2002 (Bochum)]
  M.H. de Avelar Gomes, M. Vorländer and S.N.Y. Gerges
[A]

Der Streugrad (''Scattering Coefficient'') ist geeignet für raumakustische Simulationen mit Ray-tracing. Er kann relativ einfach durch die Korrelationsmesstechnik im diffusen Feld bestimmt werden. Das experimentelle Verfahren ist sehr ähnlich der Absorptionsmesstechnik im Hallraum. Diese Methode erfordert derzeit Einschränkungen in Bezug auf die äquivalente Absorptionsfläche (die vom Absorptionsgrad der Probefläche selbst und auch von der Luftabsorption abhängt) und in Bezug auf die Geometrie der Probefläche. In dieser Arbeit werden zwei Aspekte zur Sprache gebracht, die mit der Probenform verbunden sind. Zuerst wird der Einfluss der Verwendung von eckigen und runden Probeflächen untersucht und ebenso der Einfluss der Zahl der Perioden (wenn die zu messende Struktur periodisch ist). Es wird festgestellt, dass eckige Probeflächen den Streugrad verzerren können. Die Effekte von eckigen Probeflächen und die Möglichkeiten, die entsprechenden Ergebnisse zu korrigieren, werden vorgeschlagen und diskutiert. In einem weiterem Schritt werden Ergebnisse von Messungen an gleichartigen periodischen Oberflächen verglichen, die in verschiedenen Maßstäben gebaut sind.

Gerhard, H.-M.

• Stand der Verkehrsgeräuschgesetzgebung in der EU und UNO [DAGA 2002 (Bochum)]
  H.-M. Gerhard
[A]

Die Lärmemission von Fahrzeugen wird seit 1970 innerhalb der EU gesetzlich geregelt. Trotz Absenkung der Grenzwerte, nehmen die Klagen der Bevölkerung über Verkehrslärm zu. Untersuchungen zeigen, daß die einstmals dominierenden Geräuschquellen durch andere abgelöst wurden, die nach dem heutigen Typprüfverfahren nicht repräsentativ für den städtischen Verkehr geprüft werden. Einer der wichtigsten Ansätze ist daher eine Revision dieses Prüfverfahrens. Eine wichtige Erkenntnis ist dabei, daß ein moderner PKW bezüglich seines Antriebsgeräusches bereits ein sehr leises Fahrzeug ist und mittelfristig eine weitere Absenkung des Lärmpegels wenig sinnvoll erscheint. Das Hauptproblem ist heute der hohe Anteil des Reifen/Fahrbahngeräusches, wobei Nutzfahrzeuge noch zusätzlich in Beschleunigungssituationen noch einen deutlichen Anteil an Antriebsgeräuschen aufweisen. Ein weiteres Problem stellen Motorräder mit nicht typgeprüften Abgasanlagen dar, die mit zu den Spitzenreitern in der Lärmemission zählen. Die Vorschläge für Typprüfverfahren unterscheiden sich nach Fahrzeugkategorien. Für die PKWs werden Verfahren diskutiert, die genauer den urbanen Teillastbetrieb abbilden, um so eine repräsentative Verteilung der Teilschallquellen zu erhalten. Für die schweren Nutzfahrzeuge wird weiterhin von einem Vollasttest ausgegangen, wobei nun die realen Drehzahlbedingungen berücksichtigt werden. Eine Zwitterstellung nehmen leichte Nutzfahrzeuge ein, die sich in ihrem Fahrverhalten eher wie PKW verhalten. Für die Motorräder wird vorrangig die Frage diskutiert, wie der Betrieb nicht lizensierter Abgasanlagen einzuschränken ist. Trotz aller Bemühungen zur weiteren Einschränkung der Lärmemission von Fahrzeugen, kann damit alleine kein leiser Verkehr sichergestellt werden kann. Dazu ist eine integrierte Betrachtung aller Einflußparameter notwendig, die neben Antrieb, Reifen und Fahrbahn auch Verkehrslenkung, Städteplanung, Verkehrserziehung aber auch Verkehrssicherheit umfasst.

• Neue Aussengeäuschgesetzgebung für PKW [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Volkenborn and H.-M. Gerhard
[A]

Seit Einführung der Aussengeräuschgesetzgebung ECE51.02 im Jahre 1970 wurden im Laufe der Jahre die Grenzwerte für PKW mehrmals gesenkt und das Gesetz an den technischen Fortschritt angepasst. In der Bevölkerung wird trotz Grenzwertsenkungen das Straßenverkehrsgeräusch noch immer als störend empfunden. Nach der letzten Grenzwertsenkung 1995 wurden Untersuchungen von verschiedenen Instituten zum Fahrverhalten von PKW im urbanen Verkehr durchgeführt und führten letztendlich zu den Grundlagen einer kompletten Neufassung der Geräuschgesetzgebung ECE51.03. Die Prüfbedingung ändern sich mit der ECE 51.03 grundlegend, die äußeren Gegebenheiten wie Fahrbahn nach ISO 10844 und Abmaße bleiben jedoch unverändert. Das heutige designabhängige Verfahren wird durch eine performanceorientierte Gesetzgebung ersetzt, bei der die bisherige starre Vorgabe der zu prüfenden Gänge durch die Lösung einer Fahraufgabe ersetzt wird. Während das Verfahren feststeht, sind die neuen Grenzwerte noch nicht festgelegt. Messwerte für die neue Typprüfung werden im Zuge der Geräuschtypprüfung von den typprüfenden Behörden ermittelt und bilden die Grundlage für die Grenzwertvorschläge der EU Kommission. Ergänzend wird für Drehzahlen oberhalb des geprüften Drehzahlbereiches an einem Zusatztest gearbeitet, der die bisher erzielten akustischen Fortschritte im Automobilbau absichern und andererseits Unstetigkeiten im Geräuschverhalten reglementieren soll.

• Langfristige Planungsmaßnahmen zur Minderung der Verkehrsgeräuschbelastung
  H.-M. Gerhard
[A]

Die Entlastung der Bevölkerung von Lärm gehört sicherlich zu den großen Aufgaben der mittleren Zukunft. Steigender Personen- und Gütertransport machen spürbare Fortschritte jedoch nicht einfach. Erschwerend kommt hinzu, dass Lärmminderung eine Mischung aus flächendeckenden und lokalen Maßnahmen darstellt und damit ein Streit vorprogrammiert ist, wie die Verantwortung verteilt werden soll.

Mit diesem Beitrag wird gezeigt, dass Lärmminderung bei einer strukturierten und nüchternen Betrachtung durchaus möglich ist und auch langfristig gesichert werden kann. Die Handlungskette ist dabei einleuchtend: Wo ist Lärm ein Problem? - Welche Ziele müssen gesetzt werden? - Welche Möglichkeiten zur Lärmminderung sind Erfolg versprechend? - Was kosten potentielle Maßnahmen und was bringen sie? - Welche begleitenden administrativen Änderungen sind sinnvoll ?

Alle Möglichkeiten müssen dabei erwogen und auch eventuell mit alten Traditionen gebrochen werden. Dabei zeigt sich, dass nach etwas mehr als 100 Jahren modernen Verkehrs, die Infrastruktur weder auf bestehende Transportbedürfnisse und noch weniger auf künftige vorbereitet ist. Auch bei der Auslegung von Fahrzeugen muss über das Tagesgeschäft hinaus eine Vision erarbeitet werden, wie im Jahr 2050 das berechtigte und unsere Gesellschaft prägende Bedürfnis nach Mobilität und Warenaustausch befriedigt werden kann.

Gerhard-Multhaupt, R.

• Piezoelektrische zelluläre Polypropylenfolien als Mehrschichtwandler: Übertragungsverhalten im hörbaren und Ultraschall-Frequenzbereich [DAGA 2005 (München)]
  S. Bergweiler, M. Wegener and R. Gerhard-Multhaupt
[A]

Piezoelektrische Polymere, wie z.B. Polyvinylidenfluorid (PVDF) und zelluläres Polypropylen (PP), können als Schallsender und -empfänger im hörbaren und Ultraschall-Frequenzbereich eingesetzt werden. Auf Grund ihrer niedrigen akustischen Impedanz erlauben insbesondere die in den letzten Jahren entwickelten zellulären Piezoelektrika (so genannte Ferroelektrete) eine gute Ankopplung an Luft. Gleichzeitig eröffnet die hohe piezoelektrische Aktivität von typischerweise einigen hundert pC/N bzw. pm/V den zellulären Polymerfolien breite Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere für Luftultraschallanwendungen. Durch die Anordnung mehrerer Piezpolymerfolien übereinander kann die piezoelektrische Aktivität des resultierenden Wandlers deutlich erhöht werden, wobei auch dessen Bauhöhe sehr geringe Werte von unter einem Millimeter aufweist. An einem solchen zweilagigen Mehrschichtwandler als Aktor diskutieren wir das lineare und nichtlineare Übertragungsverhalten im Frequenzbereich von 1 bis 80 kHz. Insbesondere werden die Effekte bei gezielt veränderter Phasenlage der Anregungssignale beider Wandlerfolien betrachtet. Im Frequenzbereich unterhalb von 40 kHz kommt es dabei bei gleicher Phasenlage zur Verdopplung und bei gegenphasiger Ansteuerung zur nahezu vollständigen Auslöschung des abgestrahlten Schalldrucks. Gründe dafür, sowie für die Beschränkung des Verhaltens auf den o.g. Frequenzbereich werden an Hand von gemessenen piezoelektrischen Resonanzen erläutert.

• Einschwinggeräusche von Labialpfeifen analysiert mit der Wavelet-Transformation [DAGA 2005 (München)]
  S. Zschernig, S. Bergweiler, R. Gerhard-Multhaupt and M. Holschneider
[A]

Wir haben Unterschiede im Klang von labialen Orgelpfeifen analysiert. Die Pfeifen unterscheiden sich in der Stärke der Resonatorwände. Wir untersuchten Pfeifen mit konischem (bei konstantem Innendurchmesser der Pfeife(!) vom Labium bis zum offenen Ende dünner werdend) und mit gleichmäßigem Wandungsprofil. Ansonsten ist die Form der Pfeifen identisch und sie wurden gleichartig intoniert. Untersucht wurden 16 Pfeifen - acht von jeder Sorte. Somit konnte eine sinnvolle statistische Auswertung erfolgen.

Während Steffen Bergweiler u.a. auf der DAGA 2003 Ergebnisse bezüglich der Spektren des eingeschwungenen Pfeifenklanges vortrug, wird nun über die Analyse der Einschwingvorgänge berichtet. Aufnahmen von Einschwingvorgängen, die sich bei gleichen Druckverläufen in den Pfeifenfüßen ergaben, wurden analysiert und verglichen. Dabei erwies sich die Wavelet-Transformation als praktisches Werkzeug für die Zeit-Frequenz-Analyse nichtstationärer Schwingungen.

Gerl, F.

• Modellbasierte Sprachsegmentierung [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Herbig, O. Gaupp and F. Gerl
[A]

Der Einsatz automatischer Spracherkennung in einer stark gestörten Umgebung erfordert eine robuste Segmentierung der aufgenommenen Äußerungen in Sprache des Benutzers und überlagerter Hintergrundgeräusche. Die Bestimmung von Anfang und Ende einer Äußerung reduziert im Training die Empfindlichkeit des Spracherkenners gegenüber der Charakteristik der Störung und ermöglicht zur Laufzeit eine höhere Erkennungsrate. Viele bestehende Verfahren basieren auf einer Bewertung des zeitlichen Verlaufs der Signalenergie sowie der Sprachgrundfrequenz. Ein typisches Szenario stellt die Bedienung eines Spracherkenners in einer verhallten Umgebung mit einem Benutzer im Vordergrund des Systems umgeben von interferierenden Sprechern im Hintergrund dar. Mit den bestehenden Verfahren können derartige Störungen bei geringem Signal-zu-Rausch Abstand nicht mehr zuverlässig vom aktuellen Benutzer unterschieden werden, da diese nicht über a priori Wissen über den Benutzer beziehungsweise den akustischen Hintergrund verfügen. Es wird ein Algorithmus zur Segmentierung basierend auf einer statistischen Modellierung von Sprache unterschiedlicher Benutzer sowie Störungen im Hintergrund vorgestellt. Realisiert wird dieses Verfahren durch Gaußsche Mischverteilungen (GMMs), die für verschiedene Umgebungen trainiert und zur Laufzeit auf den akustischen Hintergrund adaptiert werden. Durch geeignete Normierung der Likelihood sowie einer Nachverarbeitung wird eine zuverlässige Segmentierung mit geringer Verzögerung erreicht.

Gerlach, A.

• Untersuchungen zum Emissionsschalldruckpegel, bestimmt durch eine Dreikomponentenintensitätsmessung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Gerlach and G. Hübner
[A]

Die von Schallquellen emittierte Luftschallleistung hängt von den meteorologischen Umgebungsbedingungen, dem statischen Druck, der Temperatur und der relativen Luftfeuchte, ab. Für akustische Planungen und insbesondere für den Vergleich von unter verschiedenen Umgebungsbedingungen gemessenen Schallleistungen ist es deshalb zweckmäßig, die Schallleistung auf genormte Bedingungen zu beziehen. Dem wird in den neuerdings überarbeiteten ISO-Messverfahren mit den Messgrößen Schalldruck oder Schallintensität (ISO 3741, 3745, 9614) Rechnung getragen. Diese Korrektur ist physikalisch für aerodynamische Schallquellen und für Körperschallquellen unterschiedlich. Im letzteren Fall können theoretische Überlegungen herangezogen werden, im ersteren basiert die Umrechnung auf experimentellen Untersuchungen. Schließlich werden die Unterschiede der Schallleistungskorrektur für die zwei verschiedenen Schallquellentypen im Vergleich zu den bei ISO verwendeten Mittelwerten diskutiert.

• DFEM-Schallleistungsbestimmung an frei schwingenden Streifenstrahlern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Hübner, B. Kienzle, V. Wittstock and A. Gerlach
[A]

Die Direkte Finite Elemente Methode (DFEM) ist ein Verfahren zur Bestimmung der Schallleistung direkt aus den Quellgrößen und aus der Geometrie der Anordnung. Bislang wurden bei eingebettet schwingenden Streifen- und Plattenstrahlern sowie bei dreidimensional ausgedehnten Quellen mit geschlossenen Oberflächen die abstrahlenden Elemente durch ein Netz von Monopolen ersetzt. Am Beispiel des frei schwingenden Streifenstrahlers, auch höherer Schwingungsordnung, wurde nun eine Dipolanordnung zur Modellierung verwendet. Die erforderliche Diskretisierung der schwingenden Oberfläche wurde in Abhängigkeit von Frequenz und Körperschallwellenzahl ermittelt. Erste experimentelle Ergebnisse zeigen eine gute Übereinstimmung zwischen Schallleistungen, die zum Einen mit dem Intensitätshüllflächenverfahren und zum Anderen mit dem DFEM-Dipolalgorithmus ermittelt wurden.

• Schallquellenortung mit der Zylindrischen Nahfeld-Holographie [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Gerlach, P. Kuhn and H.-P. Grabsch
[A]

Für Aufgaben der Lärmminderung und der Geräuschgestaltung sind in einer ersten Bestandsaufnahme oft die Teilschallquellen des untersuchten Objektes zu ermitteln. Für eine solche Schallquellenortung im Luftschallfeld gibt es verschiedene, bereits erprobte Verfahren angefangen vom ''Überstreichen'' mit einer Schallintensitätssonde bis hin zu einer Schallfeldkartierung (Schalldruck oder Schallintensität). Bei korrelierten Teilschallquellen entsteht durch Superposition ein Interferenzbild, das bei diesen Verfahren eine geometrische Zuordnung von Teilschallquellen schwierig macht. Abhilfe schafft die planare Nahfeld-Holographie, bei der auf einer Ebene der Schalldruck gemessen und auf einer anderen Ebene unmittelbar vor der zu untersuchenden Quelle berechnet werden kann, auf der die Interferenzen weniger ausgeprägt sind. Die planare Nahfeld-Holographie ist ein in der Praxis etabliertes und kommerziell verfügbares Werkzeug, das z. B. für Messungen am Motorraum angewandt wird. Für kleinere kompakte Produkte ist jedoch eine Methode erforderlich, die die Schallabstrahlung in alle Richtungen ermittelt. Dieser Anforderung wird die zylindrische Nahfeld-Holographie besser gerecht, bei der auf einer Zylinderschale das Schallfeld gemessen und auf einer anderen berechnet werden kann. Da es dazu kein kommerzielles Programm gibt, wurde die diesbezügliche Literatur ausgewertet, um eigene Untersuchungen ergänzt und darauf aufbauend die Methode in einem Programm umgesetzt. In diesem Beitrag stellen wir den rechnerischen und messtechnischen Einsatz der zylindrischen Nahfeld-Holographie vor. Am Beispiel einer Quelle mit bekannter Anordnung der Teilschallquellen zeigen wir, wie sich durch Berechnung des Schallfeldes auf einer oberflächennahen Zylinderschale die Ortbarkeit der Schallquellen gegenüber einer Schallfeldkartierung im größeren Abstand verbessert.

• Mapping of fluid pressure fluctuations using a scanning Laser-Doppler interferometer [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Gerlach and K. Bendel
[A]

Mapping sound fields can extend the understanding of sound creation and radiation. For an experimental recording of sound fields, pressure, velocity or intensity values have to be gathered at many measurement positions with great effort. However, the presence of the microphones or anemometers may significantly influence the sound field. When investigating aero-acoustic noise sources the sensors may also disturb the flow and additional noise might be produced. These disturbances can be avoided by using Laser-Doppler interferometers. The method is based on the dependency of the refraction index on the local fluid pressure. The optical path length along the laser beam varying with time according to the pressure variations can be detected by Laser-Doppler interferometry. As a reference signal for the phase of the local pressure fluctuations a microphone outside the measurement field or the driving voltage of the sound source can be used. The method described here has been introduced e.g. by Zipser (DAGA '01). As an example, the method will be demonstrated for an industrial application, the ultrasonic field of a car parking aid. The radiation and propagation of the ultrasound and its scattering at a car bumper will be presented.

• Luftschallmessungen zur Schallerzeugung mit Hilfe eines parametrischen Ultraschalllautsprechers [DAGA 2005 (München)]
  A. Gerlach and M. Fischer
[A]

Bei einem parametrischen Ultraschalllautsprecher wird ein Audio-Nutzsignal einem Ultraschallträger aufmoduliert und abgestrahlt. In der Luft findet durch die für hohe Schalldrücke zunehmend nichtlineare Druck-Dichte-Relation eine Demodulation statt und das Nutzsignal im Audio-Frequenzbereich wird erzeugt. Ein parametrischer Lautsprecher wurde in Bezug auf den Schalldruckabfall des Nutzsignals mit der Entfernung und die Richtcharakteristik messtechnisch untersucht. Eine erste Messung ermittelte im Vergleich mit der Theorie deutlich zu große Schalldruckpegel. Bei näherer Untersuchung stellte sich heraus, dass es durch die Anwesenheit des Messmikrofons im Schallfeld zu einer zusätzlichen Demodulation kommt, die an der Mikrofonmembran einen erhöhten Schalldruck erzeugt. Verschiedene Maßnahmen wurden untersucht, um auch in einem solchen Schallfeld die Schalldrücke korrekt messen zu können. Ergebnisse der Messung werden beispielhaft angegeben.

• Errichtung eines Halbfreifeldraumes und Überprüfung der Eignung für Schallmessungen im Hörfrequenz- und hörnahen Ultraschallbereich [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Gerlach, V. Wittstock and C. Bethke
[A]

Schallmessräume werden überwiegend für den Hörfrequenzbereich bis 16 kHz konzipiert. Für unsere Aufgaben wurde ein reflexionsarmer Halbraum für Messungen im Hörfrequenz- und hörnahen Ultraschallbereich errichtet. Daher haben wir bei der Ausführung auf eine reflexionsarme Gestaltung aller Raumelemente auch im Ultraschallbereich geachtet, insbesondere bei der Tür, der Beleuchtung und den elektrischen Anschlüssen. Einige Details der Gestaltung stellen wir vor. Die Eigenschaften des Schallmessraumes haben wir durch den Vergleich der räumlichen Abnahme des von einer Prüfschallquelle erzeugten Schalldrucks mit dem theoretischen Verlauf in einem idealen reflexionsfreien Halbfeld beurteilt. Bei dieser Abnahmemessung waren gegenüber ISO 3745 Anhang A einige zusätzliche Überlegungen erforderlich. Wir haben eine geeignete Schallquelle ausgewählt und die Einrichtung zum Führen des Mikrofons angepasst. Wir diskutieren ausgewählte Ergebnisse der mit reinen Sinustönen ausgeführten Messungen.

• Beitrag zur Weiterentwicklung der DFEM für die Berechnung der Schallleistung von 3-dimensionalen Körperschallquellen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Gerlach
[A]

Die Direkte Finite Elemente Methode gestattet, die Schallleistung von Körperschallquellen ohne den bei anderen Verfahren üblichen Weg über Feldgrößen zu berechnen. In früheren Arbeiten wurde das Verfahren für 2-dimensionale Schallquellen verifiziert und ein Vorschlag zur Erweiterung auf beliebig gestaltete Körper unterbreitet. Der Beitrag stellt ein Näherungsverfahren zur Erweiterung auf 3-dimensionale Körperschallquellen vor. Dieses wird mit analytischen und messtechnischen Ergebnissen verglichen.

• Akustik-Normen: Anwendung und zukünftige Anforderungen aus der Sicht des industriellen Einsatzes [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Gerlach
[A]

Die Anwendung von Normen auf dem Gebiet der Akustik hat im industriellen Umfeld einen hohen Stellenwert, da Normen einen allgemein anerkannten Stand der Technik beschreiben und vergleichbare Messungen ermöglichen. Bei der Robert Bosch GmbH werden Akustik-Normen v.a. zur Bestimmung der Schallleistung und des Emissionsschalldruckpegels eingesetzt. Obwohl einige Messaufgaben die Anwendung einer Norm nicht zwingend erfordern, ist die Anwendung einer passenden Norm dadurch motiviert, dass darin Messbedingungen definiert sind, eine Vergleichbarkeit sichergestellt ist und die Messunsicherheit benannt werden kann. In diesem Zusammenhang sind Angaben zum Messfehler entsprechend GUM sehr wichtig. Bei der Überarbeitung von Normen gibt es in den letzten Jahren eine Tendenz, die Messbedingungen in Bezug auf mögliche Anwendungsfälle umfassender zu beschreiben. Damit einher geht eine deutliche Zunahme im Umfang der Normentexte. Insbesondere für den 'Gelegenheitsanwender' wird so die Anwendbarkeit einer Norm deutlich erschwert. Der Autor schlägt Möglichkeiten vor, unter Verwendung moderner elektronischer Dokumentformen die Anwendbarkeit von Normen wieder deutlich zu erleichtern. Im Zusammenhang mit der Normungsarbeit wird die abnehmende Bereitschaft zur Mitarbeit von nicht-behördlichen Vertretern bemängelt. Der Autor diskutiert die Zusammenhänge aus Sicht der Industrie und unterbreitet einen Vorschlag, die Situation wieder zu verbessern.

Gerner, C.

• Optimierungsverfahren zur Bestimmung der Aktuator- und Sensorpositionen für ein aktives Schallreduzierungssystem [DAGA 2005 (München)]
  D. Sachau and C. Gerner
[A]

In einigen Fahrzeugen tritt tonaler Lärm im unteren Frequenzbereich (500Hz) mit hohen Schalldruckpegeln auf. Ein typisches Beispiel hierfür sind Propellerflugzeuge, bei denen die Anregungsfrequenz durch die Blattfolgefrequenz und ihre Höherharmonischen gegeben ist. Da die Profile der Propellerblätter ausschließlich unter aerodynamischen Gesichtspunkten optimiert sind, kann es zu hohen Lärmpegeln kommen. Um diese in der Flugzeugkabine auf ein in Bezug auf Komfort und Arbeitsschutz akzeptables Maß zu reduzieren, werden vielfach passive Maßnahmen wie z.B. das Einbringen von Dämmmaterial oder Schwingungsdämpfern ergriffen. Speziell bei tiefen Frequenzen führen diese Maßnahmen zu einer erheblichen und unerwünschten Gewichtsteigerung des Flugzeuges. Um dies zu vermeiden, wurde in den letzten Jahrzehnten verstärkt im Bereich der aktiven Geräuschreduzierung geforscht. Das Resultat sind erste praktische Anwendungen kommerzieller Systeme in kleinen Passagiermaschinen. Bei der Auslegung dieser Systeme spielt die Positionierung der Aktuatoren und Sensoren eine entscheidende Rolle. Folgen einer ungünstigen Positionierung sind höher Leistungsbedarf des Gesamtsystems und/oder eine verminderte Geräuschreduzierung. In diesem Tagungsbeitrag wird ein Verfahren zu optimalen Platzierung der Aktuatoren und Sensoren für ein aktives Geräuschreduzierungssystem vorgestellt. Als Basis dienen die in einem Modell einer Flugzeugsektion gemessenen Übertragungsfunktionen zwischen den möglichen diskreten Positionen für Aktuatoren und Sensoren. Auf der Basis dieser Daten werden sowohl die minimale Anzahl der notwendigen Aktuatoren und Sensoren bestimmt, als auch deren optimale Position ermittelt. Für diese Konfiguration wird die zu erwartende Geräuschreduzierung und die dazugehörige elektrische Leistungstaufname aus den Übertragungsfunktionen ermittelt. Weiterhin wird die ermittelte Konfiguration in das Modell eingerüstet um die Ergebnisse der Optimierung im Experiment zu überprüfen.

Gerretsen, E.

• Prediction of sound insulation in buildings: a tool to improve the acoustic quality [DAGA 2003 (Aachen)]
  E. Gerretsen
[A]

Noise from neighbours is an important item in the acoustic climate in which we live and work. And yet the requirements remain essentially the same as fifty years ago, though the noise situation in and around dwellings has changed. In the past the acoustic performance of a building design could largely be based on the experience gained from existing buildings and the needed knowledge could be developed on the basis of field measurements. But nowadays the building industry is moving more and more towards light and sustainable constructions and the applied materials and meth-ods are changing more quickly. These developments call for a higher acoustic performance level of buildings and for new techniques to evaluate and im-prove this in the design stage. Thus the need for reliable predic-tion methods in Building Acoustics has grown over the past years and the European Construction Product Directive has given an extra push to the developments. These European models (EN 12354) will be explained, indicating the back-ground and restrictions. The need for reliable acoustic data on products to be used as input data will be highlighted.

• Sound insulation quality in Dutch dwellings [DAGA 2003 (Aachen)]
  E. Gerretsen
[A]

• Aspects of the measurement of Kij at junctions of lightweight assembled structures [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Schoenwald, H. Martin and E. Gerretsen
[A]

The EN 12354 is a valuable tool to predict the flanking transmission of air-borne and structure-borne sound between adjacent rooms. Regarding ''heavy'', monolithic structures the model is in-between commonly used in building acoustics, since a lot of data is already available for the vibration reduction index Kij that describes the strength of coupling of two building elements, due to the easy applicable measurement methods that are described in the prEN ISO 10484. The Kij can be determined either by airborne sound measurements or by vibration measurements that can be applied in the laboratory as well as in-situ. However, besides monolithic structures also lightweight, double leaf building elements exists. Unfortunately, in this case the above-mentioned prediction model is not successfully introduced yet mainly due to a lack of available data for the Kij. This is caused by the fact that mostly the indirect measurement procedure with airborne sound (prEN ISO 10484-3) was used successfully so far, which can only be applied in special test facilities for flanking sound transmission. This is a great disadvantage compared to the direct method with structure borne sound measurements. Therefore to get a better understanding of the problem a review of the CEN-model, the measurement methods for the Kij and current research work regarding the flanking sound transmission through lightweight building elements will be presented and examples for the application of the model to lightweight building elements will be given.

• Untersuchung des Schwingungsverhaltens von leichten Ständerwänden [DAGA 2005 (München)]
  S. Schoenwald, H. Martin and E. Gerretsen
[A]

Noch relativ wenig ist leider über das dynamische Verhalten von leichten Ständerwänden bekannt. Dies gilt insbesondere für den Fall von freien resonanten Schwingungen, der bedeutend für die Messung und die Vorausberechnung der Schalllängsleitung ist.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes zur Anpassung der bestehenden Körperschallmessmethode der prEN ISO 10848, der sogenannten direkten Methode, wurde eine Untersuchung dieses dynamischen Verhaltens durchgeführt.

Entsprechend des Frequenzbereichs wurden verschiedenen Messtechniken, wie z. B. die Experimentelle Modale Analyse oder die sogenannte Power-Injection Methode, angewandt.

Als Untersuchungsobjekt dienten zwei geometrisch identische Wände, wovon eine als Holz- und die andere als Metallständerwand ausgeführt war. Im Laufe der Untersuchung wurden die Wände schrittweise erweitert und verändert, um den daraus resultierenden Einfluss auf das dynamische Verhalten zu verdeutlichen.

• Materialeigenschaften von leichten Gipskartonständerwänden [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Schoenwald, E. Gerretsen and H. Martin
[A]

Das dynamische Verhalten von leichten Gipskartonständerwänden ist auf Grund seiner Frequenzabhängigkeit sehr komplex. Es wird vor allem durch die Materialeigenschaften der einzelnen Bauteile - Gipskartonplatten und Ständer - sowie die Art ihrer Zusammenfügung bestimmt. In einer Versuchsreihe an geometrisch identischen Gipskartonständerwänden wurde in-situ auch die Biegesteifigkeit der Beplankung dieser Testwände in verschiedene Situationen gemessen. Die Testwände weisen unterschiedliche Konstruktionsdetails auf, es wurden jedoch die selben Materialien verwendet. Leider sind jedoch genaue Angaben selbst über die Eigenschaften der einzelnen verwendeten Materialien nicht verfügbar. Daher wurden diese teils experimentell parallel zu der ersten Testreihe bestimmt. Ein Vergleich der Materialeigenschaften der einzelnen Bauteile mit denen der Beplankung offenbart den Einfluss der einzelnen Elemente auf die Gesamtstruktur in den jeweiligen Frequenzbereichen in Abhängigkeit von Konstruktionsdetails. Die Ergebnisse dieser Untersuchung können daher als Grundlage für die Bestimmung des dynamischen Verhaltens der Gesamtstruktur sowie deren Modellierung verwendet werden.

• Prediction of the Sound Isolation of Multi-layered Small Sized Elements [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Schoenwald, E. Gerretsen and H. Martin
[A]

In many cases the sound isolation of building elements can not be predicted with a sufficient accuracy. Besides the basic mass law, some analytical models like the one of Sewell or Leppington exist, that are restricted to single leaf homogenous structures of finite dimensions only. For double leaf or multi-layered structures often a simple transfer matrix approach is applied, where the structure is assumed to be infinite in its plane. Some rule of thumb corrections, like the field incidence case of Beranek, have been introduced to improve the agreement of prediction with measurement results. Nevertheless, the accuracy is still not satisfactory, especially in case of small size multi-layered elements, like glazing and lightweight panels. In this paper the transfer matrix approach is used for the prediction. Afterwards the finite extend of the plate was taken into account by applying spatial averaging to the incident sound pressure. Further the diffuseness of the sound field in the source room was included in the prediction by applying a Gaussian weighting to the directional distribution of the incoming sound waves. Predictions with this method show good agreement with measurement results for different types of structures.

• Prediction of flanking sound transmission through gypsum board walls using SEA [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Schoenwald, T. Nightingale, E. Gerretsen and H. Martin
[A]

In der Norm EN 12354-1 ist ein Prognoseverfahren für die Berechnung der Schalldämmung zwischen benachbarten Räumen mit Berücksichtigung der Schallleitung durch die an das Trennbauteil gekoppelten flankierenden Bauteile vorgegeben. Die Meßmethoden zur Bestimmung der Eingangsdaten für das Rechenmodell sind in der Norm ISO 10848 beschrieben. Beide Normen sind für einschalige schwachgedämpfte Bauteile mit einer hohen modalen Dichte entwickelt. Bei diesen ''schweren Bauteilen'' aus Beton oder Mauerwerk liegt die Koinzidenzgrenzfrequenz meist im unteren bauakustischen Frequenzbereich. Unter Annahme dieser Voraussetzungen ist das Prognosemodell identisch mit einem entsprechenden Ansatz in der statistischen Energieanalyse (SEA).

Die obengenannten Voraussetzungen sind jedoch bei mehrschaligen biegeweichen Bauteilen, wie Gipskartonständerwänden, nicht erfüllt. Die Koinzidenzgrenzfrequenz ist hoch, d.h. es muss zwischen freien und erzwungenen Biegewellen unterschieden werden. Die Körperschallübertragung zwischen zwei an einer Stoßstelle gekoppelten Bauteilen erfolgt außerdem auf mehreren unterschiedlichen Übertragungswegen. Die Körperschallabnahme in den Schalen der Wände ist wegen der größeren Bedämpfung in Verbindung mit relativ kleinen Biegewellenlängen ebenfalls sehr groß.

Wegen dieser abweichenden Voraussetzungen wurde auch für diese Situation ein einfaches SEA-Rechenmodell aufgestellt. In dem Beitrag wird das verwendete SEA Modell vorgestellt, die hergeleiteten SEA-Gleichungen werden mit den entsprechenden Ausdrücken der beiden Normen verglichen und Konsequenzen sowie Lösungsvorschläge für die Anwendung des normierten Verfahrens aufgezeigt.

Gervais, Y.

• Optimisation of correlation function models for statistical aeroacoustic noise prediction [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Jordan, R. Wells, Y. Gervais and J. Delville
[A]

The use of statistical approaches for the prediction of acoustic radiation from aeroacoustic systems generally involves modelling the spatiotemporal correlation of some system parameter (velocity in the case of unbounded flows, pressure in the case of systems containing solid boundaires). An intrinsic limitation of all statistical approaches, resulting from the low acoustic efficiency of aeroacoustic systems, resides in the error incurred in modelling such quantities, as an error which can be larger (by as much as an order of magnitude) than the actual acoustic energy radiated. If such approaches are to have any chance in the quantititive modelling of aeroacoustic noise, they need to be extremely accurate.

In this work different analytical models are examined with a view to accurately reproducing the true character of the temporal correlation of the turbulence velocity components implicated in the generation of subsonic jet mixing noise. These models are validated using Laser Dopler Velocimetry measurements performed in the mixing layer of such a jet. Subsequently, using Lighthill's formalism, the models are used to derive expressions for the farfield sound intensity spectra, and these are compared with acoustic measurements performed on the same jet.

This work was supported by the EU research program JEAN (contract no. G4RD-CT-2000-00313).

Gessner, R.

• Lower railway noise and railway noise valuation by information system - The German Railway noise exposure cadastre [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Gessner
[A]

Lower railway noise, and Railway noise valuation by noise information system - - The German Railway noise - exposure - cadastre

Railway noise is created between the rolling wheel and the rail. Freight trains with influence on the environmental noise are most important at nighttime (22.00 - 06.00)

The German Railway will reduce the railway noise where it is created. Source related measures could be a smooth rail surface (acoustic grinding) and a smooth wheel surface. The change of the brake system is one possible solution to reduce the passby noise level of freight trains. The noise reduction is in a range of 8 to 10 dB(A). The rail surface is very importend for the noise reduction. One measure is rail grinding - in Germany we know the ''Besonders überwachtes Gleis'' this is rail grinding and surface control with the sound measurment coach.

In the current noise abatement program on existing railway lines, the measures for noise reduction are noise barriers, insulating windows and rail grinding.

The German Railway Environment Centre has created a noise-exposure-cadastre. It is based on a geographical information system and includes the whole network of the German Railway (37.000 km). It is very important for strategic statements and the benefit of noise reduction measures.

The system gives the German Railway the basic tool to fulfil the EU - directive regarding the assessment and management of environment noise. Strategic noise maps and action plans require only slight modifications.

Getzmann, S.

• The influence of background sounds on the localisation of broadband noise in the median vertical plane [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Getzmann
[A]

In einer Reihe von Experimenten wurde die Lokalisation von maskierten Breitbandrauschsignalen in der vertikalen Medianebene in Abhängigkeit von den räumlichen Positionen von Testschall und Maskierer untersucht. Die Maskierer befanden sich ober- oder unterhalb der Testschalle, die aus fünf verschiedenen Richtungen nahe der Horizontlinie dargeboten wurden. Die Versuchsteilnehmer bestimmten die Position der Testschalle entweder durch manuelles Zeigen oder verbal anhand einer vertikal verlaufenden Zentimeterskala. In beiden Fällen erschienen die Testschalle in Gegenrichtung zur Schalleinfallsrichtung des Maskierers hin verschoben. Dies zeigte sich vor allem bei der Lokalisation von Zielgeräuschen auf und unterhalb der Ohrhöhe. Oberhalb der Ohrhöhe ging der resultierende Kontrasteffekt mit zunehmender Elevation des Zielgeräusches zurück. In einem weiteren Versuch konnte gezeigt werden, dass die Verschiebung auch dann auftrat, wenn der Testschall 1 s nach Ende des Hintergrundrauschens erschien. Diese Ergebnisse stehen in Einklang mit Befunden zur Schall-Lokalisation in der horizontalen Ebene.

• Discrimination of sound source positions following auditory spatial adaption [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Getzmann
[A]

In Anlehnung an Modelle zur räumlichen Adaptation bei der Lokalisation von Geräuschen wurde in der vorgestellten Studie überprüft, ob sich die auditiven Diskrimination zweier Geräuschquellen in der vertikalen Medianebene nach Darbietung eines Adaptergeräusches verbessert. Fünfzehn Versuchsteilnehmern wurden unter reflexionsfreien Bedingungen sukzessive zwei Zielgeräusche (200 ms breitbandiges Rauschen, 500 ms Interstimulus-Intervall) präsentiert, die sich in ihrer vertikalen Position leicht unterschieden. Die Teilnehmer beurteilten, ob sich das zweite Zielgeräusch ober- oder unterhalb des ersten befand. Diese Aufgabe gelang genauer und schneller, wenn unmittelbar vor den Zielgeräuschen ein langes Adaptergeräusch (3 s breitbandiges Rauschen an der Position des ersten Zielgeräusches) dargeboten wurde. Nach einem kurzen Adaptergeräusch (500 ms) verbesserten sich die Leistungen nur unwesentlich im Vergleich zur Kontrollbedingung ohne Adaptergeräusch. Diese Befunde könnten mit früheren Ergebnissen zur auditiven Lokalisation nach Darbietung eines Hintergrundgeräusches (Getzmann, DAGA02) in Zusammenhang stehen. Sie sprechen für die Annahme einer räumlichen Adaptation, bei der sich das auditiven System an die Position vorangehender Geräuschquellen anpasst.

• Wahrnehmung akustischer Bewegungen und visueller Positionen - ein Fall audiovisueller Integration? [DAGA 2008 (Dresden)]
  R.-L. Fischer and S. Getzmann
[A]

Ausgangspunkt dieser Arbeit waren Untersuchungen zu unimodalen Positions- und Bewegungsnacheffekten und zu cross-modalen Wahrnehmungsphänomenen. Es wurde untersucht, ob die Wahrnehmung visueller Positionen durch adaptive Prozesse - hervorgerufen durch eine akustische Bewegung - verändert wird.

Dazu wurden Versuchspersonen in Dunkelheit zuerst bewegte Schallreize und anschließend statische visuelle Reize dargeboten. Nach Erlöschen der visuellen Reize sollten die Probanden deren Positionen manuell lokalisieren.

Im ersten Experiment trat eine Positionsverschiebung der visuellen Stimuli entgegen der Richtung der akustischen Bewegung ähnlich dem bekannten unimodalen Positionsnacheffekt auf. In weiteren Experimenten wurde der Einfluss von Augenbewegungen auf diesen Effekt untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die Postionsverschiebungen deutlich stärker auftraten, wenn die Versuchspersonen die akustischen Bewegungen mit den Augen verfolgten. Sie traten nicht mehr auf, wenn die Bewegung nicht verfolgt, sondern die Augen bei der Lokalisation der visuellen Stimuli auf diese ausgerichtet wurden. Wenn den Probanden generell keine Augenbewegungen erlaubt wurden, trat die Positionsverschiebung dagegen wieder auf.

Die Ergebnisse führten zu der Annahme, dass der Effekt der Positionsverschiebung durch weitere Einflüsse, wie bspw. das Überschießen von Augenbewegungen und periphere Wahrnehmung, überlagert werden könnte. Darüber hinaus werden Ermüdungs- und Lerneffkte als moderierende Variablen diskutiert.

• Repräsentationales Momentum bei der auditiven und visuellen Bewegungswahrnehmung [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Getzmann and J. Lewald
[A]

Das ''Repräsentationale Momentum'' (RM) tritt bei der Wahrnehmung bewegter Objekte auf und beschreibt die Tendenz, den Endpunkt eines bewegten Zielreizes in Richtung der Bewegung zu verschieben. Vorangehende Studien ergaben, dass das RM bei Verwendung auditiver Reize stärker ausgeprägt ist als bei visuellen Reizen. In der vorgestellten Studie wurden Verschiebungen in beiden Modalitäten unter Verwendung vergleichbarer Zielreize und einer manuellen Zeigeprozedur verglichen. In einer dunklen, reflektionsfreien Umgebung wurden Probanden Lichtpunkte, Rauschpulse oder eine Kombination aus beiden Reizen präsentiert, die sich auf Augenhöhe in horizontaler Richtung bewegten. Die Geschwindigkeit war entweder konstant oder variierte unvorhersagbar während der Bewegung. Bei konstanter Geschwindigkeit traten modalitätsunabhängig äquivalente Verschiebungen auf. Unterschiede in der Stärke des RM sind also hauptsächlich auf unterschiedliche experimentelle Settings zurückzuführen. Die Ergebnisse sprechen für den modalitätsunspezifischen Charakter des Effekts. Das RM könnte daher auf höheren kognitiven Prozessen beruhen, deren Funktion die Vorhersage zukünftiger Positionen bewegter Zielreize ist. Bei variabler Geschwindigkeit nahmen die Verschiebungen von auditiven Zielreizen stark ab, während visuelle und audiovisuelle Reize weiterhin verschoben wurden. Einflüsse von Augenbewegungen, die diese Diskrepanz erklären könnten, werden diskutiert.

Gewalt, M.

• Verfahren zur Bestimmung des Schallanteils Karosserieflächen unter Betriebsanregung mittels Doppelpuls – ESPI [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Gewalt and U. Bernhard
[A]

Das Ziel einer Betriebsschwingungsmessung an einer Fahrzeugkarosserie ist es, die Flächen zu identifizieren, die für ein Geräuschproblem verantwortlich sind. Dazu ist es notwendig den Zusammenhang zwischen den gemessenen Schwingungsformen und dem Innengeräusch herzustellen. Im Vortrag wird ein Verfahren vorgestellt, das eine Synthese des Innengeräusches aus den gemessenen Schwingungsformen der Blechflächen und dem akustischen Übertragungsverhalten der Fahrgastzelle erlaubt. Die Schwingungsformen der Karosserieflächen unter Betriebsanregung werden mit DP - ESPI (Doppelpuls - Electronic Speckle Pattern Interferometry) bestimmt. Aus den Daten der einzelnen Flächen wird eine dreidimensionale Gesamtansicht des Schwingungsverhaltens der Karosserie zusammengesetzt. Vorteile dieses Verfahrens sind, dass die Schwingungsformen dreidimensional dargestellt und animiert werden können. Dadurch wird die Beurteilung des Schwingungsverhaltens wesentlich vereinfacht. Das akustische Übertragungsverhalten des Innenraumes (akustische Empfindlichkeit) wird mit einem inversen Verfahren bestimmt. Der Beitrag der einzelnen Blechflächen zum Gesamtgeräusch ergibt sich aus der komplexen Multiplikation der Schwingschnelle und der akustischen Übertragungsfunktion. Die einzelnen Komponenten der Geräuschanalyse werden als Zeiger in der komplexen Ebene oder als Farbdiagramm in dem dreidimensionalen Modell dargestellt. Anhand dieser Darstellungen lassen sich die am stärksten abstrahlenden Flächen identifizieren und die Wirkung einzelner Maßnahmen abschätzen. Die Geräuschsynthese wird am Beispiel eines Fahrzeuges der unteren Mittelklasse gezeigt. Im Vergleich zum gemessenen Innengeräusch werden noch bestehende Probleme des Verfahrens aufgezeigt und deren Lösungsmöglichkeiten diskutiert.

• Spindelempfindlichkeit: Eine Größe zur Beschreibung des Rollgeräuschverhaltens von Kraftfahrzeugen [DAGA 2005 (München)]
  M. Gewalt and V. Grützmacher
[A]

Bei Kraftfahrzeugen werden Geräusche im Fahrbetrieb durch Luft- und Körperschall übertragen, die sich in Brummen, Dröhnen, Rauschen usw. bemerkbar machen. Die wichtigsten körperschallbedingten Fahrgeräusche sind zum einem Geräusche, die durch den Antriebstrang angeregt werden und sich z.B. als Brummgeräusche bemerkbar machen und zum anderen durch das Fahrwerk eingeleitete Rollgeräusche.

Ein Problem bei der Entwicklung des Rollgeräusches von Fahrzeugen ist, dass der Pegel des Innengeräusches stark von der Fahrgeschwindigkeit, der Beschaffenheit der Fahrbahnoberflächen und auch vom verwendeten Reifentyp abhängt. Dadurch ist man für einen Geräuschvergleich bisher gezwungen, Fahrzeuge immer auf der gleichen Fahrbahnoberfläche, mit der gleichen Geschwindigkeit, vergleichbaren Reifen und auch ähnlichen Wetterbedingungen zu messen. Wo dies nicht möglich ist, versucht man über Umrechnungsformeln die Ergebnisse anzupassen.

Mit Hilfe des hier vorgestellten Verfahrens ist es möglich, mit relativ geringem meßtechnischem Aufwand eine Größe ('Spindelempfindlichkeit') zu bestimmen, die das Rollgeräuschverhalten eines Fahrzeuges unabhängig von Reifen und Fahrbahnoberfläche beschreibt. In einem weiteren Schritt wurde untersucht, inwieweit sich das Verfahren auch unter Laborbedingungen auf einem Rollenprüfstand einsetzen läßt.

Es werden Beispiele von Messungen an Fahrzeugen mit unterschiedlichen Achssystemen und Karosserieformen unter verschiedenen Messbedingungen gezeigt und diskutiert.

Geyer, T.

• Messung der Kanaldämpfung von Schalldämpfern in einem erweiterten Kundt'schen Rohr mit Hilfe des Übertragungsmatrixverfahrens [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Geyer, J. Hübelt and E. Kühnicke
[A]

Das im Vortrag vorgestellte Messverfahren in einem erweiterten Kundt'schen Rohr basiert auf der Bestimmung der komplexen Wellenzahl in axialer Richtung des zu prüfenden Schalldämpfers. Dazu werden vier Mikrofone verwendet, je zwei Mikrofone befinden sich vor dem Messgegenstand und zwei dahinter. Damit ist die in den Schalldämpfer eintretende sowie die austretende bzw. transmittierte Schallleistung messbar. Aus der auf diese Art gemessenen komplexen Größe kann die Kanaldämpfung des untersuchten Schalldämpfers bestimmt werden. Dieses Verfahren ermöglicht die Messung von Absorptionsschalldämpfern aller gebräuchlichen Geometrien, wie den Schlitzkanal, den Rechteckkanal oder den Kreiskanal, aber auch von Reflexionsschalldämpfern. Die Ergebnisse dieser Messungen werden verglichen mit herkömmlichen Verfahren zur Messung des Einfügungsdämpfungsmaßes sowie des Durchgangsdämpfungsmaßes in einem Messkanal mit reflexionsarmem Abschluss entsprechend DIN EN ISO 7235.

• Über die Vorhersage der Kanaldämpfung von Absorptionsschalldämpfern beliebiger Kanalquerschnittsform anhand von im Impedanzrohr gemessenen Absorberkennwerten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Hübelt, T. Geyer and E. Sarradj
[A]

Offenporige Strukturen werden sehr vielseitig zur Absorption von Luftschall, z.B. in Schalldämpfern, eingesetzt. Zur Vorhersage der akustischen Eigenschaften dieser Strukturen existiert eine Vielzahl von Absorbermodellen. Diese Modelle benötigen als Eingabewerte Parameter, wie z.B. die Porosität oder den Strömungswiderstand und erlauben die Berechnung von Absorberkennwertpaaren, wie z.B. die komplexwertigen Größen, charakteristische Impedanz und Wellenzahl. Mit Hilfe des Übertragungsmatrixverfahrens ist es möglich, dieses Kennwertpaar messtechnisch zu bestimmen. Dazu wird ein offenporiger Probekörper in einem Rohr angeordnet. Die Messung des frequenzabhängigen Kennwertpaares erfolgt dann mit Hilfe von vier Mikrofonen, zwei vor und zwei hinter der Probe. Im Vortrag wird anhand der ermittelten Absorberkennwerte die Kanaldämpfung eines mit dem untersuchten offenporigen Werkstoff ausgekleideten Absorptionsschalldämpfers vorhergesagt. Die Ergebnisse dieser Berechnungen werden anschließend Messergebnissen zur Kanaldämpfung des betrachteten Schalldämpfers gegenübergestellt.

• Experimentelle Untersuchung der Schallentstehung an porösen Profilen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Geyer and E. Sarradj
[A]

Die Schallentstehung bei der Umströmung von Tragflügelprofilen ist eine der wichtigsten aeroakustischen Lärmquellen. Der Vortrag präsentiert erste Ergebnisse einer Untersuchung des Einflusses einer Porosität auf das Umströmungsgeräusch von Profilen. Zu diesem Zweck wurde ein Profil aus einem porösen Material, charakterisiert durch seine Porosität sowie seine Strömungsresistanz , gefertigt und im aeroakustischen Windkanal untersucht. Der dabei gemessene Schalldruckpegel wurde mit dem Schalldruckpegel bei der Umströmung eines glatten, nicht porösen Profils verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl der Schalldruckpegel als auch die spektrale Zusammensetzung des gemessenen Schalls durch den Einsatz des porösen Materials beeinflusst werden.

• Zur Minderung des Umströmungsgeräusches bei Profilen aus porösem Material [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Geyer, E. Sarradj and C. Fritzsche
[A]

Der bei der Umströmung von Tragflügeln und anderen Profilen vor allem an der Hinterkante entstehende Schall ist eine der untersuchten Schallquellen auf dem Gebiet der Aeroakustik.
Ein mögliches Konzept zur Minderung dieses Umströmungsgeräuschs ist die vollständige oder teilweise Verwendung von offenporösen Materialien zur Fertigung der Profile. Im Beitrag wird der Frage nachgegangen, welche physikalischen Ursachen dieser Minderung zugrunde liegen und wie sich die porösen Materialparameter, insbesondere der längenbezogene Strömungswiderstand , auf das Umströmungsgeräusch auswirken. Dazu wird über die Ergebnisse umfangreicher experimenteller Untersuchungen im aeroakustischen Windkanal der BTU Cottbus berichtet. Dabei wurden Messungen an verschiedenen Modellprofilen identischer Form und Größe, aber aus unterschiedlichen Materialien, durchgeführt. Mit Hilfe akustischer und aerodynamischer Messtechnik wurde die aeroakustische Schallentstehung der einzelnen Profile unter Berücksichtigung der aerodynamischen Effizienz analysiert. Es werden die aus den Ergebnissen abgeleiteten Schlussfolgerungen über die Wirkungsweise des porösen Materials diskutiert. Abschließend werden Arbeiten zur Entwicklung eines Modells vorgestellt, welches die Abhängigkeit der Schallentstehung von den Parametern der porösen Materialien beschreibt.

• Hinterkantengeräusch an einem aerodynamischen Profil [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Fritzsche, E. Sarradj, T. Geyer and J. Giesler
[A]

Hinterkantengeräusch an einem aerodynamischen Profil

Gibbs, B.

• Charakterisierung von technischen Installationen als Körperschallquellen [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Späh, H.-M. Fischer and B. Gibbs
[A]

Die Normenreihe der DIN EN 12354 liefert inzwischen in ihren Teilen 1 und 2 ein erprobtes Prognosemodell für die Vorausberechnung der Luftschall- und Trittschalldämmung im (Massiv-) Bau. Dagegen bestehen bis dato für die Prognose von Schallpegeln, die durch technische Installationen in Gebäuden hervorgerufen werden, keine aussagekräftigen erprobten Verfahren. In den normengebenden Gremien bei CEN werden zur Zeit Ideen entwickelt, die auf ihre Anwendbarkeit und Leistungsfähigkeit sowie gegebenenfalls auf Einschränkungen untersucht und evaluiert werden müssen. In einem vom BBR geförderten Forschungsvorhaben werden an Installationen, z.B. Whirlpools und Spülkästen, Untersuchungen durchgeführt, die zu einer Charakterisierung der Körperschallquellen führen sollen. Die erhobenen Daten sollen in Prognosemodellen , z.B. das der DIN EN 12354 Teil 5, Verwendung finden können, so daß auch für die Körperschalleinleitung von Installationen verlässlichere Prognosen der erzeugten Schallpegel im Gebäude möglich werden.

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

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

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

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

• Measurement of Structure-borne Sound Power of Mechanical Installations [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Späh, H.-M. Fischer and B. Gibbs
[A]

The standard EN 12354 Part 5 is being developed to allow prediction of the sound generated by active building components found in mechanical services in buildings. It is recognised that much of the noise generated by vibrating components transmits as structure-borne sound before radiating as perceived noise in other rooms. However, there are not yet available appropriate laboratory test methods for sources of structure-borne sound and therefore there is not reliable input data for the predictive models being developed. The structure-borne power of a source can be calculated by considering the mobilities of the source, the receiver and the free velocity or blocked force of the source at the contact points. This requires a great amount of data which cannot be obtained for most mechanical installations sources. A reception plate method is investigated as a way of reducing the required data set and simplifying data acquisition. As installations can introduce structure-borne sound into more than one surface simultaneously, a test rig is proposed with three resiliently supported mutually perpendicular plates. The structure-borne power into each plate can be measured separately. The validity of this approach is investigated by comparison of the test-rig results with predicted powers obtained by mobility methods. A case study of a whirlpool bath is presented.

• New Laboratory for Measurement of Structure-Borne Sound Power of Sanitary Installations [DAGA 2005 (München)]
  M. Späh, H.-M. Fischer and B. Gibbs
[A]

Komponenten der Sanitärinstallation können neben dem direkt abgestrahlten Luftschall auch Körperschall in die Gebäudestruktur einleiten. Die dadurch verursachten Schallpegel in angrenzenden (fremden) Räumen sind in der Regel deutlich größer als die durch Luftschallübertragung erzeugten. Die Normenreihe EN 12354 liefert in ihrem Teil 5 (z.Zt. Entwurf) ein Berechnungsmodell, das die durch Körperschallübertragung erzeugten Luftschallpegel in angrenzenden Räumen prognostiziert. Als Eingangsgröße des Modells wird die Körperschall-Leistung der betrachteten Installation benötigt. Zur Charakterisierung von Installationen als Körperschallquelle wird ein einfaches Laborverfahren vorgestellt, bei dem durch Messung an bis zu 3 Empfangsplatten die Körperschall-Leistung von Installationen unter massivbauspezifischen Bedingungen bestimmt werden kann. Diese Daten können in Eingangswerte für das Prognoseverfahren aus EN 12354-5 umgerechnet werden. Damit wird erstmals im Rahmen eines genormten Berechnungsverfahrens die Prognose von Schallpegeln im Bau, die von Körperschallquellen verursacht werden, möglich. Beispielhaft werden Messungen an einem Whirlpool sowie an einem WC-Spülkasten gezeigt und der Vergleich zwischen prognostizierten und gemessenen Schallpegeln in einer bauähnlichen Gebäudesituation vorgestellt.

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

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

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

• Approach for the Characterization of a Wooden Staircase as Structure-borne Sound Source [DAGA 2005 (München)]
  J. Scheck, H.-M. Fischer, B. Gibbs and A. Drechsler
[A]

Derzeit gibt es kein Prognoseverfahren zur Berechnung der Trittschallübertragung von Leichtbautreppen. Zur Adaptierung existierender Verfahren wird eine Charakterisierung der Treppe als Körperschallquelle benötigt. Diesbezüglich wird ein Ansatz verfolgt, bei dem die Treppe unter Berücksichtigung einer externen Anregung als aktive Komponente betrachtet wird. Die Anregemechanismen bei der Anregung des Baukörpers durch die Treppe wurden im Treppenprüfstand untersucht. Im Vortrag wird der aktuelle Stand der Untersuchungen dargestellt.

• Characterisation of a Wooden Stair as Structure-borne Sound Source [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Scheck, B. Gibbs and H.-M. Fischer
[A]

A characterisation of lightweight stairs as structure-borne sound sources is needed to predict the sound transmission in building situations. An approach is followed where a stair is treated as an active component, in a similar manner to that used for vibrating machines. The power flow from a lightweight wooden stair through a single contact into a separating wall was investigated using direct and indirect methods. The components of excitation (forces and moments) could be identified as will be illustrated in the contribution.

• Structure-borne sound transmission in lightweight buildings: Consideration of an equivalent single receiver mobility [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A.R. Mayr, B. Gibbs and H.-M. Fischer
[A]

Recent work, conducted at the University for Applied Sciences Stuttgart and the University of Liverpool, has shown that for heavyweight buildings the structure-borne sound power from a wide range of mechanical installations can be obtained using a single value of source power obtained by a laboratory reception plate method. This value, in combination with a single value of the receiver mobility (the characteristic mobility) gives the predicted power when the machine is installed in the building. However, for other building structures, particularly lightweight framed constructions, such as gypsum board walls and timber joist floors, the point mobility will vary significantly with location. Therefore the equivalent single receiver mobility is considered, which is the average of the effective point mobilities. The equivalent mobility preserves the clarity of a single point excitation even for sources with multiple contact points with the receiving structure. Measurements of point- and effective receiver mobilities are shown and compared for several typical lightweight building constructions.

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

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

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

• Structure-borne sound power from vibrating sources into building elements [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Scheck, B. Gibbs and H.-M. Fischer
[A]

The reception plate method is used to characterise structure-borne sound sources in laboratories. The source power is obtained in terms of the spatial average plate velocity, plate mass and loss factor. The source data then can be used to predict the sound transmission in buildings using parts of EN 12354. The advantage, of the reception plate method, when compared to other methods such as the free velocity and mobility method, is the easy application and handling of the data. So far, reception plates with free edges have been used in laboratories. In the case considered here, the vibrating sources are lightweight stairs. The receiving system was a masonry wall in a special staircase test facility. The wall edges are bonded into surrounding walls and floors to simulate the real building situation. The power into the wall was obtained directly and the wall power was estimated from spatial average velocity. The relationship between the source power and the wall power is investigated in terms of a simplified Statistical Energy Analysis (SEA) model and conditions identified where source and receiver powers can be assumed equal. The presentation will be given in German.

• Spatial variation of the point mobility of a timber joist floor [DAGA 2008 (Dresden)]
  A.R. Mayr, B. Gibbs and H.-M. Fischer
[A]

In wood framed buildings, floors are formed by fastening wood sheathing to joists spaced at a regular interval. The sheathing is typically fastened to the joist using screws so the resulting system is a complicated periodic point-connected plate-rib structure. The point mobility will be expected to vary significantly with location. This paper presents measured and predicted mobilities for a point-excited timber joist floor where a single layer of chipboard forms the sheathing and where the joists are screwed at 350 mm intervals. It is shown that the spatial variation in point mobility is bounded. The characteristic plate mobility (i.e. that of an infinite plate of same material and thickness as the chipboard) defines the upper bound while the characteristic beam mobility (corresponding to a joist of infinite length) defines the lower bound. The plate-rib structure is modelled using the analytical formulation for an assembly of finite-sized plate strips coupled at a series of parallel junctions. Experimental results indicate a general behaviour with respect to the distance to the nearest screw position, normalised with the governing bending wavelength. A master mobility curve is proposed, which is based on infinite beam and infinite plate behaviour, useful for simple prediction of floor response.

Gibiat, V.

• Physical and perceptual point of view on soundscapes: comparing physics, perception and signal processing [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Gibiat and A. Padilla
[A]

Propagating sound waves implicates different analysis levels: the perceptual governs our sensations, the physical explains the acoustic source emission, and linked the geometrical and surface acoustical characteristics describe and bound the propagating medium. These three points have then to be represented through sophisticated signal and perceptual analysis methods. The association of a composer using natural recorded sounds as a musical material and a physicist working with sound waves in their whole complexity, amplitude and phase included, has been our starting point. Eliminating the physical aspect of the source, we concentrated our work on the two other points. We recorded soundscapes, produced in parisian underground (Metro) and Express Regional Network (RER). The recordings have then be described with the words of perceptual musical language when unusual phase spectrograms have been performed in conjunction with amplitude spectrograms or sound level representations. These have been realised through classical Discrete Fourier Transform or Differential Spectral Analysis. We will present the comparison of our diverging and converging analysis and give hints to explain why they diverge or converge. More important we will show that perceptual effects as acoustical emergence of low amplitude signals cannot be detected on signal analysis without the phase of the spectrograms.

Gibkes, J.

• Calibration of infrared signals by the photoacoustic effect [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Gibkes, J. Nzodoum Fotsing, K. Simon, B. Bein and J. Pelzl
[A]

The detection of infrared electromagnetic waves radiated from a heated body has become an important diagnostic tool in material science and in medical application. A problem commonly faced when using infrared cameras or simple infrared detectors for the determination of the sample temperature is concerned with the unknown infrared optical properties of the material under study. Application of conventional optical absorption of reflection spectroscopy mostly require destructive procedures and do not provide locally resolved information. In this contribution we demonstrate the high potential of the simultaneous measurement with photoacoustic effect and photothermal radiometry (PTR) for the non-destructive determination of the relevant optical parameters. Photoacoustic and PTR-measurements have been performed as a function of the modulation frequency at room temperature on fibre re-enforced materials and on standard samples for calibration. The results clearly reveal an optical transparency in the IR and visible region. The data provide values averaged for the wavelength region of the IR-detector. As the IR-camera is supplied with the same detectors the deduced calibration factors can be used for the IR-images obtained by the camera.

Gielen, L.

• Mehrkanalige akustische Gleitsinusanregung und PolyMAX - Bessere vibro-akustische Modalanalyse in kürzerer Zeit
  L. Gielen and S. Pauwels
[A]

Vibro-akustische Modalanalyse stellt durch die oft geringe Qualität der gemessenen Frequenzgänge und die Mischung von Strukturmoden und akustischen Moden eine besondere Herausforderung dar. Frequenzgänge können in vielen Fällen besonders effektiv mit akustischer Anregung gemessen werden. Mehrkanalige Anregung mit Gleitsinus ist ein guter Kompromiss hinsichtlich Messqualität, Messzeit und Hardware- sowie Rechenaufwand. Es wird gezeigt, warum sie in vielen Fällen ein Optimum darstellt und insbesondere bei akustischer Anregung zu spürbaren Verbesserungen führt. PolyMAX zur Bestimmung der Eigenfrequenzen und Dämpfungen ermöglicht nicht nur höhere Modellfreiheitsgrade und breitbandige Auswertung, sondern verbessert auch die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Modalanalyse entscheidend. Anhand von Beispielen wird erläutert, in welchen Situationen diese Überlegenheit des Verfahrens genutzt werden kann.

Giering, K.

• Die EU-Umgebungslärmrichtlinie und ihre Umsetzung in RLP und im Saarland [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K. Giering
[A]

Mit der EU-Umgebungslärmrichtlinie und deren Umsetzung in nationales Recht sind klare Vorgaben für die zeitliche und inhaltliche Durchführung der Lärmkartierung getroffen worden. Das Ministerium für Umwelt und Forsten Rheinland-Pfalz und das Ministerium für Umwelt des Saarlandes möchten den Kommunen bei dieser Aufgabe Unterstützung anbieten. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wird an der FH Trier, Standort Umwelt-Campus Birkenfeld, die Lärmkartierung 2007 für RLP und das Saarland konzeptionell, methodisch und fachlich vorbereitet und unter Zugrundelegung weitestgehend gleichartiger Eingangsdaten bis zum 30.06.2007 durchgeführt. In der 1. Stufe der Kartierung sind weder ein Ballungsraum noch ein Großflughafen zu berücksichtigen. Da die Kartierung der Haupteisenbahnstrecken durch das Eisenbahn-Bundesamt zu leisten ist, kommt auf die Kommunen die Lärmkartierung der Hauptverkehrsstraßen mit einem Verkehrsaufkommen von mehr als 6 Millionen Kfz/a zu. Die dafür notwendigen Daten liegen vor (DGM; ALK; Straßenverkehrs- und Einwohnermeldedaten); bei fehlenden Datenattributen (bspw. Gebäudehöhen) werden plausible Modelle zur pauschalen Abschätzung angewendet. Das Vorhaben umfasst die Entwicklung eines GIS-kompatiblen Softwaretools zur Dateneingabe, Weiterbearbeitung, Schallimmissionsberechnung, Ergebnisdarstellung und Ergebnispräsentation zur Information der Öffentlichkeit via Internet. Im einem Leitfaden werden die erforderlichen Arbeitsschritte dokumentiert und die notwendigen Datenstrukturen und Parameter zusammengestellt. Mit den zu entwickelnden Tools kann auch für nachfolgende Kartierungsaufgaben ein effizientes und einheitliches Vorgehen ermöglicht werden.

• Strategische Lärmkartierung 2007 Rheinland-Pfalz und Saarland [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Giering
[A]

Die Strategische Lärmkartierung gemäß der EU-Umgebungslärmrichtlinie wird in Rheinland-Pfalz und im Saarland im Rahmen eines Pilotprojekts durch die FH Trier, Standort Umwelt-Campus Birkenfeld durchgeführt. Das Vorhaben umfasst die Entwicklung eines GIS-kompatiblen Softwaretools zur Datenbearbeitung und Ergebnispräsentation zur Information der Öffentlichkeit via Internet.

Der Stand der Kartierung wird vorgestellt; insbesondere wird auf die aufgetretenen Probleme (Inhomogenität der Daten), die dabei eingeschlagenen Lösungswege sowie die Datenbearbeitung eingegangen.

Anforderungsspezifika an das Softwaretool und deren Realisierung werden erläutert. Im Rahmen von Messungen wurden stichprobenartig die Berechnungsergebnisse überprüft; erste Ergebnisse werden vorgestellt.

Gierlich, H.W.

• Sprachqualitätsbeurteilung von IP Systemen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H.W. Gierlich, F. Kettler and E. Diedrich
[A]

Im Zuge der Konvergenz von Sprachdaten und Multimediadiensten bekommt die Sprachübertragung über IP basierte Netze immer mehr Bedeutung. Ferner sind immer mehr ''Nicht-Handapparate'' Terminals für die Kommunikation zu erwarten. Derartige Terminals sind schon aus Sicht der reinen Akustik relativ komplex, da alle Signalverarbeitungs-mechanismen, wie sie in Freisprecheinrichtungen zum Einsatz kommen, auch hier wiederzufinden sein werden. Darüber hinaus müssen derartige Terminals über Signal-verarbeitung verfügen, die es erlaubt, den spezifischen Eigenheiten der verwendeten Netzstrukturen Rechnung zu tragen: Delay und Jitter Buffer, verschiedenste Sprachcoder, aber auch Mechanismen wie ''Packet Loss Concealment'' zur Rekonstruktion verloren gegangener Datenpackete sind Beispiele für die Signalverarbeitung. Die verschiedenen sprachqualitätsbeeinflussendenen Parameter bzw. Systemkonfigura-tionen werden vorgestellt. Anhand von ausgewählten Beispielen wird eine erweiterte Meßtechnik erläutert, mit deren Hilfe die verschiedenen sprachqualitätsrelevanten Parameter quantifiziert werden können.

• Läßt sich die Qualität von Freisprecheinrichtungen vorhersagen? Auditive und instrumentelle Beurteilung im Vergleich [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  F. Kettler, W. Krebber, H.W. Gierlich, I. Noll, C. Rademacher and E. Diedrich
[A]

Eine positive Beantwortung dieser Frage würde eine Vielzahl von Problemen erleichtern. Die Implementierung einer Freisprecheinrichtung könnte solange adaptiert werden, bis parallel durchgeführte Messungen die beabsichtigte Qualität anzeigen. Zur Beurteilung der Qualität eines Gerätes werden eine Vielzahl von auditiv empfundenen Parametern herangezogen. Diese sind sicher auch noch benutzerabhängig. Daraus leiten sich aber auch unterschiedliche Ansprüche verschiedener Gruppen oder auch Einsatzgebiete der Geräte ab.

Durch auditive und instrumentelle Tests läßt sich ein sehr genaues Bild eines Freisprechers zeichnen. Sicher ist zumindest, daß implementierte technische Parameter von unterschiedlicher Wichtigkeit sind. Herauszuheben ist hier insbesondere die Gegensprechmöglichkeit, die entscheidend die Natürlichkeit des Gespräches bestimmt /1/. Aus diesem Grund wurden auditive Testmethoden entwickelt, um die Gegensprechsituation gezielt zu erfassen /2/. Im folgenden werden einige Ergebnisse von Konversations- und Gegensprechtests sowie instrumentellen Messungen diskutiert.

• Messungen von Headsets und mobilen Freisprecheinrichtungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H.W. Gierlich, F. Kettler and P. Heider
[A]

Die Bestimmung der empfangsseitigen Übertragungseigenschaften von Headsets erfordert eine reproduzierbare Positionierung vor der Messung. Darüber hinaus sind die Übertragungseigenschaften sicher vom Andruck an das Ohr abhängig. Das gleiche gilt prinzipiell für mobile Freisprecheinrichtungen mit ''intraconcha''-Wandler hier ist die reproduzierbare, realitätsnahe Positionierung von entscheidender Bedeutung. Vergleichende Messungen mit verschieden Geräten wurden mit einem Kunstkopfmeßsystem, ausgestattet mit zwei nach ITU-T empfohlenen künstlichen Ohren (Typ 3.4 mit flexibler Pinnanachbildung) durchgeführt. Ergebnisse und die Reproduzierbarkeit der Messungen werden diskutiert.

• Untersuchung verschiedener Mikrofon – Lautsprecherpositionen im Fahrzeug [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  F. Kettler, H.W. Gierlich and W. Krebber
[A]

In den kommenden Jahren ist nicht zuletzt durch eine zu erwartende veränderte Gesetzeslage der vermehrte Einsatz von Freisprecheinrichtungen im Fahrzeug bei mobiler Kommunikation zu erwarten. Um eine gerade unter Störgeräuscheinfluß optimale Empfindlichkeit des Freisprecher auf die Sprache des lokalen Sprechers zu gewährleisten, ist die Mikrofonposition im Fahrzeug kritisch (geometrischer Abstand zum Sprecher, Richtcharakteristik, Reflexionen in Fahrzeugkabine etc.). Die relative Position zum Lautsprecher ist für die Echocharakteristik relevant. Verschiedene Einbauorte eines Mikrofons (Armaturenbrett, A-Säule, Sonnenblende, Innenspiegel u.a.) und des Freisprecherlautsprechers im Fahrzeug und deren Einfluß auf die Sprachübertragung wurden in einem Fahrsimulator untersucht. Um reproduzierbare Meßbedingungen zu garantieren wurde der Fahrer hierbei durch ein Kunstkopfmeßsystem, ausgestattet mit künstlichem Mund substituiert.

• Echobeurteilung beim Abhören von Kunstkopfaufnahmen im Vergleich zum aktiven Sprechen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  F. Kettler, H.W. Gierlich, E. Diedrich and J. Berger
[A]

Echos treten in der Telekommunikation bei unzureichenden Dämpfungen und signifikanten Signallaufzeiten auf. Unter Gegensprechbedingungen ist die Störung weniger deutlich, da das Gegensprechsignal die Echowahrnehmung für den Teilnehmer teilweise maskiert [1], [2]. Da die Echounterdrückung ein wesentliches Qualitätsmerkmal für Endgeräte ist - besonders für Freisprecheinrichtungen und Netzechokompensatoren, die aufwendige Signalverarbeitung zur Echounterdrückung einsetzen - ist auch die auditive Beurteilung ein wichtiges Testszenario. Typischerweise können Testverfahren angewandt werden, bei denen eine Versuchsperson beim aktivem Sprechen die Echostörung beurteilt. Ein optimiertes, deutlich effizienteres Verfahren stellt die Beurteilung von mittels Kunstkopftechnologie aufgezeichneten Sprachproben in einem Hörversuch dar [1], [3], [4]. Insbesondere für Vergleichstests hat dieses Verfahren aufgrund der Reproduzierbarkeit der Testbedingungen Vorteile. In dem Vortrag werden Testergebnisse beider Verfahren gegenübergestellt und die in beiden Verfahren kritischen Parameter, wie die Animation der Versuchspersonen zum aktiven Sprechen, die Auswahl des Sprachmaterials in den Hörversuchen oder das ''Design'' der Gegensprechsequenzen diskutiert. [1] Echo and Speech Level Variations During Double Talk Influencing Hands-free Telephone Transmission Quality, International Workshop on Acoustic Echo and Noise Control, F. Kettler, H.W. Gierlich, E. Diedrich, Pocono Manor, USA 1999 [2] Transmission Characteristics of Hands-free Telephones, ITU-T Recommendation P.340 [3] Subjective Performance Evaluation of Hands-free Telephones, ITU-T Recommendation P.832 [4] Der Einsatz der Kunstkopftechnologie zur Aufzeichnung von Hörtests und Gegensprechtests für Freisprecheinrichtungen, DAGA 1998, Zürich

• Testverfahren zur Sprachqualitätsbeurteilung von VoIP-Systemen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H.W. Gierlich, F. Kettler and E. Diedrich
[A]

Die Sprachqualitätsbeurteilung von IP-Systemen erfordert sowohl die Adaption von bekannten Analysetechnologien aus dem Bereich der Telefonometrie als auch einige grundlegend neue Analyseverfahren. Während in der klassischen Kommunikationstechnik streng und eindeutig zwischen Endgeräten und Netzen unterschieden wurde, müssen IP-Systeme ganzheitlich betrachtet werden. Aufgrund der nicht fest zugeordnenten Kanalbandbreite während einer Verbindung können unterschiedliche Lastzustände (nicht deterministischen) Einfluß auf die Übertragung der Sprachdaten und damit auf die Sprachqualität haben. Sowohl in Gateways als auch in Routern und Terminals finden sich Signalverarbeitungsverfahren, die das Sprachsignal beeinflussen und damit Einfluß auf die Sprachqualität haben. Neben der Paketgröße, die Einfluß auf die Verzögerungszeit (und im Falle von Paketverlust auch auf die Möglichkeit der Rekonstruktion der Daten) hat, sind Echokompensation, VAD (voice activity detection), die Einspeisung von ''comfort Noise'', sowie PLC (packet loss concealment) und Verfahren zur Störgeräuschreduktion typischerweise in VOIP Konfigurationen zu finden. Die verschiedenen Beeinträchtigungen, die aus Sicht der Sprachqualität auftreten, werden erläutert. Es werden Testkonfigurationen und Testverfahren vorgestellt, die erlauben, die Sprachqualität von VOIP-Konfigurationen detailliert zu untersuchen. Von großer Bedeutung ist hierbei die akustische Ankopplung der Endgeräte in Verbindung mit einer geeigneten Simulation des Netzes und der verschiedenen Lastbedingungen. Besonders diskutiert werden Testverfahren, die die Sprachqualität in der Konversationssituation bestimmen sowie Analysetechniken zur Bestimmung der Übertragungsqualität des Hintergrundgeräuschs.

• VDA-Spezifikation für Kfz-Freisprecheinrichtungen [DAGA 2002 (Bochum)]
  H.W. Gierlich, F. Kettler, W. Balduin, H. Best, M. Dietz, G. Eisner, A. Hanke, B. Heise and M. Schaible
[A]

Die im Rahmen des VDA Arbeitskreises ''Autotelefon'' entwickelte Spezifikation definiert Anforderungen und Messverfahren für Kfz-Freisprecheinrichtungen sowie für Mikrofone zum Einsatz für Kfz-Freisprecheinrichtungen. Sie beinhaltet sowohl die Anforderungen für ab Werk verbaute Einrichtungen als auch für Nachrüstlösungen. Alle Tests dieser Spezifikation werden unter Einbeziehung der akustischen Schnittstelle (Mikrofon/Lautsprecher) durchgeführt. Zusätzlich zu den Standard-Telefonometrie-Parametern werden spezielle Tests beschrieben, die wichtige Parameter in der Gegensprechsituation sowie zur Hintergrundgeräuschübertragung beschreiben. Im Vortrag wird diese Spezifikation erläutert. Das Hauptaugenmerk richtet sich hierbei auf die Beschreibung Testumgebung, der wesentlichen Parameter sowie Erläuterungen zur Ableitung der Grenzwerte.

• Vergleich zweier Kfz-Freisprecheinrichtungen nach VDA-Spezifikation [DAGA 2002 (Bochum)]
  F. Kettler, H.W. Gierlich and F. Rosenberger
[A]

Die VDA-Spezifikation für Kfz-Freisprechein-richtungen definiert Messungen und Grenzwerte unter Einbeziehung der akustischen Schnittstelle (Mikrofon/Lautsprecher). In diesem Vortrag werden am Beispiel zweier Freisprecheinrichtungen Messergebnisse nach dieser Spezifikation verglichen. Ziel des Vortrages ist primär nicht der Qualitätsvergleich der beiden -zufällig ausgewählten- Freisprecheinrichtungen sondern vielmehr die Intension, die Aussagekraft und Leistungsfähigkeit der Spezifikation selbst zu diskutieren. Neben der Erläuterung von Ergebnissen zu Standardparametern werden insbesondere die messtechnisch anspruchsvolleren, aber für die Sprachübertragungsqualität extrem wichtigen Tests zum Gegensprechen und zur Hintergrundgeräuschübertragung demonstriert.

• Comfort Noise und Störgeräuschreduktion zur Verbesserung der Sprachkommunikation aus dem Fahrzeug [DAGA 2002 (Bochum)]
  F. Kettler and H.W. Gierlich
[A]

In der mobilen Kommunikation aus dem Fahrzeug bereitet einerseits der typischerweise sehr hohe Störgeräuschpegel, andererseits die große Entfernung zu dem (oder den-) Mikrofon-(en) entscheidende Probleme. Adaptive Störgeräuschreduktionsalgorithmen zur Verbesserung der Sprachübertragung und Comfort Noise Realisierungen werden zunehmend in Endgeräte wie Freisprecheinrichtungen integriert. Die Hintergrundgeräuschübertragung wird zunehmend zu einem Qualitätsmerkmal. Auditive Tests zeigen, dass diese Komponenten nicht im Sinne einer höchstmöglichen Dämpfung des Hintergrundgeräusches optimiert werden sollen. Vielmehr ist es sinnvoll, die Charakteristik und den Informationsgehalt des Originalgeräusches beizubehalten und -nicht gänzlich vermeidbare- Beeinträchtigungen der Sprache so gering als möglich zu halten. Im Vortrag werden instrumentelle Tests vorgestellt, die konsequenterweise um charakteristische Merkmale zur Störgeräuschreduktion und Comfort Noise Einspeisung erweitert wurden. Der Wichtigkeit dieser Parameter wurde auch im VDA Arbeitskreis ''Autotelefon'' Rechnung getragen. Die dort entwickelte Spezifikation für Kfz Freisprecheinrichtungen definiert ebenfalls Anforderungen und Messverfahren.

• Application of the Relative Approach to Optimize Packet Loss Concealment Implementations [DAGA 2003 (Aachen)]
  F. Kettler, H.W. Gierlich and F. Rosenberger
[A]

The speech transmission quality in packetized data transmission scenarios like VoIP is influenced by various network impairments. Speech quality degradations caused by packet loss as one of these impairments can be reduced by packet loss concealment algorithms at the receiving side. Typical implementations are the repetition of previously received frames or speech interpolation. Signal discontinuities leading to audible disturbances should be minimized. The analysis method Relative Approach is based on a Hearing Model in combination with a suitable test signal and can be used to detect and minimize audible impairments. The application of this test method is described and different packet loss concealment implementations are analyzed.

• 2nd Speech Quality Test Event for Voice over IP [DAGA 2003 (Aachen)]
  F. Kettler, H.W. Gierlich, F. Rosenberger, H. Klaus, J. Berger, O. Eisfeldt, P. Cousin and J.-L. Freisse
[A]

Kfz-Freisprecheinrichtungen werden vermehrt mit Sprachsteuerung ausgestattet. Die Vorteile sind eindeutig, weder zum Telefonieren selbst, noch zur Rufannahme, Telefonnummerneingabe oder der Auswahl von Namen aus dem gespeicherten Telefonbuch ist der Fahrer gezwungen, die Hände vom Lenkrad zu nehmen. Spracherkennungssysteme reagieren sehr empfindlich auf die Charakteristik der gesprochenen Wörter. Die Sprechcharakteristik wird wesentlich durch das Fahrzeuginnengeräusch bestimmt, allgemein als Lombard-Effekt bezeichnet: Durch die veränderte Eigenwahrnehmung in störschallerfüllter Umgebung ändert sich die Sprechweise. Dieser Effekt sollte für die Optimierung und den Test von Spracherkennungssystemen im verwendeten Sprachmaterial berücksichtigt werden. In diesem Beitrag wird ein Aufnahmeszenario dargestellt in dem Testmaterial realitätsnah generiert werden kann. An ausgewählten Beispielen wird das generierte Sprachmaterial vorgestellt.

• Speech Quality “Quick Check” for VoIP Terminals [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Kettler, F. Rosenberger and H.W. Gierlich
[A]

VoIP terminals need to be carefully designed in order to guarantee a high speech quality for the user of this communication scenario. Some of the parameters which have to be considered are comparable to traditional telephonometry like frequency responses, distortions or loudness ratings of the handset. Other parameters have to be adjusted differently due to the IP specific transmission characteristics. One example is the echo delay in IP scenarios which may be significantly higher compared to the traditional telephone network. Consequently the terminals need to provide a higher echo attenuation expressed e.g. by the parameter terminal coupling loss (TCLw). Current standards like the TIA-810 require an echo attenuation of 55 dB instead of 46 dB which is required for ISDN phones. A comparison test was carried out with 5 different VoIP terminals (handsets). The most important parameters were measured (''Quick Check'') and are discussed here. These results demonstrate different implementation strategies of manufacturers and the current quality differences of VoIP terminals.

• Speech Quality - a Multidimensional Problem: An Approach to Combine Different Quality Parameters [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H.W. Gierlich and F. Kettler
[A]

The evaluation and/or prediction of speech quality in modern telecommunication scenarios is getting increasingly complex. Due to a variety of non-linear and time variant signal processing in terminals as well as in networks the description of the perceived speech quality by a single number is a challenging topic. Established procedures like the E-model or the perceptual evaluation of speech quality (PESQ) are either not suitable for non-linear and time variant systems or describe just a part of the overall speech quality.

The presentation will give an overview of the different parameters influencing the speech quality in modern telecommunications systems and their relationship. Approaches how to combine the different values to a single number will be discussed.

• Comparative Speech Quality Evaluation of Mobile Phones Using Advanced Testing Methods [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Kettler, F. Rosenberger and H.W. Gierlich
[A]

The complexity of signal processing implemented in mobile phones has grown continuously over the past years. Echo cancellation, comfort noise injection, noise reduction or dynamic level controlling typically found in hands-free devices are now implemented in mobiles. Therefore the traditional testing methods are no longer sufficient in order to reflect conversational speech quality. More complex testing is necessary. Conventional measurements like frequency responses can be made more realistic by using an artificial head equipped with a more realistic artificial ear which shows the pressure force dependent acoustical leakage comparable to the human ear. This measurement also guarantees more realistic results when determining objective listening quality scores (MOS-LQO according to ITU-T-Recommendation P.800.1). Furthermore the implemented signal processing significantly influences the double talk behavior and the quality of background noise transmission. Consequently appropriate tests and analyses are necessary. This presentation introduces advanced testing methods which offer a high efficiency in gaining a complete picture of the conversational quality of a mobile phone. Comparative results of different mobiles are discussed.

• Challenges in Mobile Hands-free System Optimization [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Kettler, H.W. Gierlich and F. Rosenberger
[A]

Built-in car hands-free telephones may consist of different components consequently leading to a heterogeneous system design. Each component like the microphone (or microphone array respectively), the hands-free unit itself and sometimes the mobile integrated additionally introduce various kinds of signal processing. This may even lead to cascaded algorithms providing the same kind of, or at least comparable signal processing in order to improve speech quality. A typical example is the noise reduction which can be found in the microphone array (beam forming, algorithmic noise reduction), additionally in the hands-free unit and in the integrated mobile. In order to guarantee a good speech quality for the complete system it is absolutely necessary to choose the parameter settings of these algorithms according to the characteristics of the cascaded systems. Typically these cascaded systems have been optimized independently of each other and the combination of the systems do not necessarily lead to a sufficient speech quality of the whole system. This presentation shows some practical examples how single parameters - and as a final result - the complete system can be optimized.

• Test signals and Measurement Procedures for the Evaluation of Modern Hearing Aids [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H.W. Gierlich
[A]

In modern DSP-based hearing aids a variety of signal processing procedures can be found. Basically they can be separated in algorithms, which have long term effects and algorithms which have instantaneous effects, e.g. working on syllables of voice signals. Furthermore most of the procedures work in different frequency bands.

For the evaluation of the system performance -besides speech signals- different test signals are discussed which more reliably may used in order to evaluate the system behavior. Different test signals, providing different speech like properties will be introduced. Based on the different test signals different analysis techniques can be applied which are different to the ones used traditionally for hearing aids. The evaluation of hearing aids using the different test signals and procedures will be shown.

• Speech Quality Assessement for Wideband Systems [DAGA 2005 (München)]
  H.W. Gierlich, S. Völl, P. Jax and F. Kettler
[A]

The integration of wideband communication for future telecommunication systems is of critical importance. Without wideband communication Voice over IP-configurations and future wireless systems might not be able to differentiate from traditional speech services. Besides the use of speech codecs already standardized (AMR-WB, ITU-T G.722) bandwidth extension procedures maybe introduced in order to ''virtually'' increase the perceived bandwidth of the signal. Wideband systems will introduce specific distortions and artifacts which mainly may influence the one way listening speech quality. Furthermore, echo disturbances and background noise are transmitted over the wideband channel. Speech quality determination is more complex than in narrow band systems and needs to consider the different perception of the communication transmitted over the wideband channel. Objective measurements are currently investigated in order to provide appropriate analysis tools for wideband scenarios accordingly. The contribution will discuss new testing procedures and analysis methods with focus on the transmission quality of background noise.

• 3rd ETSI Speech Quality Test Event for VoIP Equipment [DAGA 2005 (München)]
  F. Kettler, F. Rosenberger, H.W. Gierlich, S. Völl and P. Cousin
[A]

ETSI, the European Telecommunication Standards Institute together with HEAD acoustics as test lab organized the 3rd Speech Quality Test Event for VoIP-Equipment this year. These single vendor tests continued the success of the 1st and 2nd SQTE, carried out in 2000 and 2002. Due to the high interest of the VoIP community, especially equipment manufacturers and network administrations in these kinds of tests, the event was organized as a ''twin'' event in June 2004 in Europe and September 2004 in the US. Both, VoIP gateway manufacturers and VoIP terminal manufacturers participated in this anonymous test. The results are anonymously compared providing a benchmark of current implementations. The comparison of results to the previous Test Events provides an interesting view about the speech quality development.

This presentation discusses some results and gives an overview about the current speech quality on this market. For background information the measurement methods used during this test event are briefly introduced.

• One-view visualization of Speech Quality Parameters for Mobile Hands-free Devices [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  F. Kettler, H.W. Gierlich and S. Poschen
[A]

The new Draft Recommendation P.505 provides a new quality representation methodology. The focus is to summarize test results and the representation is easy to use and easy to understand for non experts. It can also serve as a basis for commercial decisions on a management or marketing level. Various hands-free implementations were measured and the results are represented this way. These so called ''quality pies'' are discussed for the different implementations in order to demonstrate how they can be used

- to compare devices under tests,

- to analyse weak and strong points of each device

- and to document an optimization process of a device during develop-ment.

Benefits and limits of this one-view visualization of speech quality parameters are discussed using these practical examples.

• Objective Prediction of Speech Quality for Wideband Communication Scenarios Including Background Noise [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H.W. Gierlich, F. Kettler, S. Poschen and J. Reimes
[A]

In modernen Kommunikationssystemen ist die Sprachqualität bei Störgeräuschen von entscheidender Bedeutung, mobile Terminals aber auch Freisprecheinrichtungen werden zunehmend in störschallerfüllter Umgebung eingesetzt. Bekannte und derzeit standardisierte Sprachqualitätsmaße wie PESQ nach ITU-T P.862 oder TOSQA2001 sind für derartige Anwendungen nicht geeignet. Die subjektiv empfundene Sprachqualität bei Störgeräuschen setzt sich im Wesentlichen aus drei Komponenten zusammen:

- Qualität des übertragenen Hintergrundgeräuschs - Qualität der übertragenen Sprache - Gesamtqualität

Entsprechend ITU-T Empfehlung P.835 können diese Parameter in subjektiven Tests erfasst werden. Eine entsprechende Datenbank für Breitbandkommunikationssysteme wurde für eine Vielzahl von Hintergrundgeräuschen (incl. auch KFZ-Hintergrundgeräuschen), Störgeräuschreduktionsalgorithmen, Sprachcodern und unterschiedlichen Netzbedingungen innerhalb der ETSI in einem STF Projekt erstellt (e. g. 202 396-3). Basierend auf den Ergebnissen dieser Tests wurden verschiedene Verfahren zur objektiven Vorhersage der verschiedenen Parameter untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden vorgestellt und diskutiert. Die Arbeiten werden im Rahmen des zweiten Teils des STF 294 Projektes bei ETSI durchgeführt.

• Untersuchungen zur Verständlichkeit eines Telefonats außerhalb des Fahrzeuges [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  N. Rohrer, F. Kettler, C. Nettelbeck and H.W. Gierlich
[A]

Die Verständlichkeit eines über Freisprecheinrichtungen im Fahrzeug geführten Telefonates außerhalb des Fahrzeuges ist zunehmend Gegenstand der Kritik. Es ist bei vielen heutigen Fahrzeugen ohne weiteres möglich, dem Gespräch außerhalb des Fahrzeuges vollständig zu folgen, zumindest was die Wiedergabe des Empfangssignals betrifft. Relevant hierbei ist die Schallabstrahlung durch die eingebauten Audiosysteme im Fahrzeug, die Sprache der telefonierenden Person im Fahrzeug selbst ist in der Regel außerhalb des Fahrzeuges weder verständlich noch wahrnehmbar. Des Weiteren betrifft es in der Regel nicht das fahrende Fahrzeug, sondern stehende Fahrzeuge z. B. im Stadtverkehr an Ampeln oder Zebrastreifen oder Parkplätzen. Es ist von umso höherer Bedeutung, wenn es sich um Gespräche vertraulichen Inhaltes handelt.

Es werden Untersuchungen zur Schallabstrahlung, gemessen außerhalb des Fahrzeuges, vorgestellt, wenn über die integrierte Freisprecheinrichtung ein Signal in Empfangsrichtung (downlink) wiedergegeben wird. Dies betrifft somit gleichermaßen die Telekommunikationsmesstechnik wie die Schallabstrahlung und Schwingungsanalyse im NVH Bereich. Ziel dieser Untersuchungen ist es, qualitative und quantitative Aussagen zu treffen, z. B. den Luftschallanteil vom Körperschallanteil zu separieren und darauf basierend Möglichkeiten zur Abhilfe abzuleiten.

• New Developments in Car Hands-free Testing - the ITU-T Focus Group FITCar
  H.W. Gierlich
[A]

Since January 2007 ITU-T has established the Focus Group FITCar (from/in/to Car Communication). The goal of this Focus Group is to setup a specification for handset and headset terminals used in car type environments. In the Focus Group the relevant stakeholders coming from the telecom industry, the car industry, the suppliers and universities participate. In the presentation the new specification as developed for car hands-free terminals is introduced. New techniques such as tests based on electrical access points, Bluetooth testing as well as new requirements compared to the well known VDA specification will be introduced.

Giese, R.

• Dauerüberwachung von Umweltlärm – Erfahrungen aus dem praktischen Betrieb am Beispiel der Expo 2000 in Hannover [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  P. Holstein, R. Giese, M. Oehlerking and G. Müske
[A]

Umweltlärm stellt in zunehmendem Maße eine Minderung unserer Lebensqualität dar. Die Erfassung über längere Zeiträume war technisch bisher mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Dank eines modernen Messkonzepts, das auf einer Kombination aus Datenlogger und -server beruht, ist es praktikabel möglich, Messungen über Monate hinweg durchzuführen und detailliert auszuwerten. Am Beispiel der Dauergroßveranstaltung EXPO 2000 in Hannover soll die Technik und Problemstellung erläutert werden. Die Weltausstellung veranstaltete wesentliche Teile ihres Veranstaltungsprogramms im Freien. Um Lärmstörungen der nächstgelegenen Anwohner um das Gelände herum auf ein Minimum zu begrenzen, wurde ein gemeinsames Lärmminderungskonzept ausgearbeitet. Zur Erfassung und Überwachung waren deshalb auf der Expo 2000 in Hannover drei wetterfeste Schallmessstationen sowie eine Wetterstation im Dauereinsatz um Daten zur Lärmbelastung aufzuzeichnen. Im Vortrag werden die Auswahlkriterien für die Messpunkte und die Einsatzzielrichtung unter den Bedingungen der Fernbedienung und Fernwartung diskutiert. Die Stationen dienten der lückenlosen Erfassung von Mittelungs -und Maximalpegeln. Eine Aufgabe war dabei die Zuordnung von Messwerten zu Störgeräuschen an Hand automatischer Tonaufzeichnungen. Die Berechnung von statistischen Pegelgrößen erlaubt die Diskussion der Hintergrundgeräuschanteile in beliebigen Zeitabschnitten. Die Berechnung der Impulszuschläge sowie die Bestimmung der lautesten Nachtstunde (gemäß TA-Lärm) waren Bestandteil des Langzeiterfassungsprogramms. Neben der Erläuterung der technischen Möglichkeiten der Messstationen und der Benennung der Messgrößen werden der Einsatz von Triggerschwellen zur Audioaufzeichnung von ''lärmenden'' Ereignissen sowie die Trennung von Geräuschquellen mit Hilfe von aufgezeichneten Terzspektren diskutiert. Die Umsetzung der Problemstellungen für die EXPO 2000 wird an Beispielen für Messabläufe, Datenrecording im Komplex mit Tonaufzeichnungen sowie Datenaufzeichnung, automatisierte Auswertungen und Archivierung von großen Datenmengen demonstriert.

Giesler, H.-J.

• Geräuschemissionen von S-Bahnen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H.-J. Giesler
[A]

Im Rahmen einer Bestandsaufnahme der Geräuschemission von Schienenfahrzeugen wurden akustische Daten von S-Bahnen in Deutschland ermittelt. In Hamburg und Berlin wurden in den vergangenen Jahren neue Fahrzeuggenerationen in Dienst gestellt. Es handelt sich um die Baureihen 474 (Hamburg) und 481 (Berlin). Diese beiden Baureihen werden der klassischen S-Bahn der ehemaligen Deutschen Bundesbahn, der Baureihe 420, die u.a. im Raum Frankfurt/M. und München verkehrt, gegenübergestellt. Darüber hinaus werden Vergleiche zu den älteren, z.T. aus Vorkriegsserien bestehenden Baureihen gezogen. Die Messergebnisse werden diskutiert in Hinblick auf die Überprüfung der Rechenwerte der Verkehrslärmschutzverordnung bzw. der Richtlinie zur Berechnung der Schallimmission von Schienenwegen, Schall 03.

• Geräuschemission akustisch eeschliffener Gleise [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H.-J. Giesler
[A]

Die Fahrflächen von Eisenbahnschienen werden durch den Fahrbetrieb im Laufe der Jahre unebener, im Wesentlichen bilden sich Riffeln. Daher werden die Schienen in erster Linie zur Erhaltung der Fahrsicherheit im Gebiet der Deutschen Bahn im Durchschnitt alle 6 bis 8 Jahre geschliffen (sogenannter ''Oberbauschliff''). Um ein niedrige Geräuschniveau bei dem ''besonders überwachten Gleis'' erreichen zu können, wird seit 1997 der sogenannte ''akustische Schliff'' angewendet, der eine besonders glatte Schienenfahrfläche herstellen soll. Die Geräuschemission unterschiedlicher Zugarten ist bei Vorbeifahrten auf einer Anzahl von akustisch geschliffenen Gleisen messtechnisch ermittelt worden. Für diese Messkampagne wurden Gleisabschnitte ausgewählt, die im Laufe des Jahres 2000 geschliffen worden sind. Die Auswertung der Messergebnisse soll Aufschluss darüber geben, ob das für das ''besonders überwachtes Gleis'' geforderte Geräuschniveau erreicht wurde und das auf Teststrecken ermittelte Ergebnis, das zur Festlegung des Schleifarbeitsablaufes und der Eingriffsschwelle für einen erneuten akukustischen Schliff führte, bestätigt werden kann. Darüber hinaus wird das Messergebnis von Vorbeifahrten auf akustisch geschliffenen Gleisen dem auf oberbaugeschliffenen Gleisen gegenübergestellt.

• Geräuschemission von Zugvorbeifahrten auf akustisch geschliffenen Gleisen [DAGA 2002 (Bochum)]
  H.-J. Giesler
[A]

Das Eisenbahnbundesamt verfügte 1997, dass die Deutsche Bahn bei der Berechnung der Geräuschemission von Zugvorbeifahrten einen Pegelabschlag von 3 dB(A) in Anspruch nehmen kann, wenn die dafür ausgewiesenen Streckenabschnitte im Abstand von 6 Monaten mit einem Schallmesswagen akustisch überprüft werden und bei Erreichen einer Eingriffsschwelle einen sogenannt ''akustischen Schienenschliff'' veranlasst wird (''besonders überwachtes Gleis''). Der ''akustische Schliff'' unterscheidet sich vom üblichen ''Oberbauschliff'' dadurch, dass mit besonderem Schleifverfahren eine sehr ebene Schienenfahrfläche hergestellt wird, die zu einer niedrigeren Geräuschemission dann führt, wenn auch die Laufflächen der (scheibengebremsten) Räder in einem guten Zustand sind. Die Geräuschemission unterschiedlicher Zugarten ist bei Vorbeifahrten auf einer Anzahl von akustisch geschliffenen Gleisen messtechnisch ermittelt worden. Zur Zeit gelingt es, mit zwei unterschiedlichen Schleifverfahren die Geräuschemission von Zugvorbeifahrten bei Wagen mit scheibengebremsten Rädern auf ein Niveau zu bringen, das der Verfügung des Eisenbahnbundesamtes entspricht. Die akustischen Schleifverfahren werden erläutert und insbesondere das unterschiedliche akustische Verhalten verschiedener Zugarten unter Berücksichtigung der Bremsart sowie der Einfluss der Schieneneinfederung auf die Geräuschemission diskutiert

Giesler, J.

• Modellbildung und Sensitivitätsanalyse des Schwingungsverhaltens einer Kastenstruktur bei hohen Frequenzen [DAGA 2005 (München)]
  J. Giesler and B. Knöfel
[A]

Das Verfahren der Statistischen Energieanalyse (SEA) ermöglicht die Modellierung des Schallübertragungsverhalten von Strukturen bei hohen Frequenzen.

Untersucht wurde das Schwingungsverhalten einer Box, die aus sechs Aluminiumplatten aufgebaut ist. Die einzelnen Platten sind über Winkelleisten miteinander verschraubt. Somit ergeben sich 'Punkt- Linien-Verbindungen', die die Box zusammenhalten.

Die Struktur der Box wurde in verschiedenen SEA-Modellen nachgebildet. Das erste Modell betrachtet eine Linienverbindung. In einem zweiten und dritten Modell wurden die Verbindungslinien des Kastens als Punkt-Linien-Verbindungen mit 10 cm bzw. 5 cm Schraubenabstand abgebildet. In allen Modellen wurde auch der Einfluß der Dämpfungsverlustfaktoren der Platten untersucht.

Für die Sensitivitätsanalyse der Punkt-Linien-Verbindungen wurde eine eigenständige SEA-Routine geschrieben. Die Ergebnisse der SEA-Rechnungen aller Modelle werden mit Meßwerten der Kastenstruktur verglichen, so daß der Einfluß von verschiedenen Faktoren auf die Modellgenauigkeit verdeutlicht und diskutiert werden kann.

• Modifikation am aeroakustischen Windkanal der BTU Cottbus [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Giesler and E. Sarradj
[A]

Für aeroakustische Untersuchungen steht der Juniorprofessur Aeroakustik der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus ein Freistrahl-Windkanal nach Eiffel-Bauart zur Verfügung, der eine hohe Strömungsgüte und ein leises Eigengeräusch aufweist. Letzteres wurde unter anderem durch den Einbau von Schalldämpfern und die getrennte Unterbringung von Messstrecke und Antrieb des Kanals in zwei benachbarten Räumen erreicht.
Die akustischen Bedingungen für Messungen können variiert werden. Im Messraum selbst herrschen akustische Diffusfeldbedingungen. Durch Einsatz einer mobilen schallabsorbierend ausgekleideten Messkabine kann aber auch eine reflexionsarme Messumgebung bereitgestellt werden. Mit verschiedenen Düsen waren bisher Strömungsgeschwindigkeiten bis zu 50 m/s in der Messstrecke des Kanals möglich. Durch Modifikation werden höhere Geschwindigkeiten erreicht.
Im Beitrag wird die Nachrüstung des Windkanals vorgestellt und es werden Messergebnisse zur Strömungsgüte und zur Schallemission des Kanals präsentiert.

• Hinterkantengeräusch an einem aerodynamischen Profil [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Fritzsche, E. Sarradj, T. Geyer and J. Giesler
[A]

Hinterkantengeräusch an einem aerodynamischen Profil

Gilbert, J.

• Period doubling on cylindrical reed instruments [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Kergomard, J.-P. Dalmont, J. Gilbert and P. Guillemain
[A]

Period doubling phenomena are expected to be possible on self-sustained instruments, at least since the famous paper by Mc Intyre et al (1983). Some theoretical papers have been written concerning cylindrical reed (i.e. clarinet-like) instruments, discussing the possibility of period doubling. In 1995 Kergomard has shown that for the simple model based upon the Bernoulli equation, ignoring losses in the resonator, period doubling, tripling... can occur, depending on the dimensionless parameter characterising the fit between reed and resonator. On the experimental point of view, if such a behaviour has been observed on a bassoon, it is difficult to obtain for cylindrical reed instruments. Nevertheless, using a crumhorn with a soft plastic reed, Gibiat and Castellengo (2000) got period doubling. The first aim of this paper is to extend the theoretical analysis when resonator losses are taken into account : analytical calculation when losses are independent of the frequency shows that the range of parameters for which period doubling occurs is small. Above a rather small value of the loss parameter the phenomenon disappears. This fact can explain the difficulty to observe the phenomenon on a clarinet. The second aim is to confirm the previous result by using a real time synthesis method (Guillemain et al, 2003). Moreover synthesis allows to listen sounds and transitions with values of the parameters which are non common in practice : in certain cases even chaos can occur. Auditory examples will be given.

• Study of the input acoustic impedance of a vibrating cylindrical shell: consequences on clarinet-like instrument [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Pico Vila, F. Gautier and J. Gilbert
[A]

The influence of the wall vibrations on the acoustic behavior of wind instruments is an open question. The first aim of this paper consists on providing a model of the input acoustic impedance of a vibrating cylindrical shell. The second aim is to estimate the consequences of wall vibrations on clarinet-like instruments oscillations, taking into account the impedance in time-domain simulations. The standpoint is the development of a vibroacoustic model of the instrument, assuming that it can be approximated to a simply-supported thin-walled cylindrical shell. This model provides an expression of the input acoustic impedance of the vibrating cylinder from the shell motion equation and an integro-modal expansion of the inner pressure field. The wall vibration effect can be interpreted as a small correction of the acoustic input impedance of a rigid shell with similar geometrical and mechanical features and similar boundary conditions. A simplified model of clarinet-like instruments permits simulating the self-sustained oscillations. The input acoustic impedance of the instrument, calculated by means of the vibroacoustic model constitutes the numerical entrance of the time-domain. Results corresponding to different configurations defined by a parametrical study are compared with the 'rigid reference'.

• Study of the brightness of trumpets' sound by analysing impedance curves [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J.-F. Petiot, E. Poirson and J. Gilbert
[A]

In order to isolate and finely control the influencing variables of the timbre quality of brass instruments, we developed a trumpet mouthpiece with a depth that can be easily and continuously adjusted from 'deep' to 'shallow'. Using this device and the same trumpet, we generated a set of instruments with notably different acoustical behaviour, varying only the internal geometry of the mouthpiece. This set of instruments has been evaluated by two ways: - a subjective study of the timbre of the instruments has been carried out via hearing tests with a set of subjects. The sounds have been generated by a trumpet player and by an artificial mouth. The rating of the brightness of the sounds has been asked to the subjects. - the input impedance of each instrument has been measured. In this paper, we present in which extend information extracted from the impedance curves can be used to predict the brightness. For this, the resonance frequencies of the impedance curve are analysed by principal component analysis. The brightness scores are interpreted by the principal components via multiple regression technique. As a result, a very good correlation between the rating of the brightness and the positions in the factorial space is observed.

Gilg, V.

• A New Tool for Evaluation of Sound Quality in Carkit Telephony [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Drascher, V. Gilg and M. Schönle
[A]

The evaluation of sound quality in mobile telephony applications has gained increasing interest during the last years. Target of existing tools like PESQ is to quantify audio quality by MOS values. Thereby only global information can be obtained, important individual subjective impressions are neglected. For the assessment of some typical audio scenarios like double-talk or residual echo these tools are less suited.

We present a new flexible tool allowing the comprehensive assessment of sound quality in a given configuration, e.g. in carkit telephony. The goal is to obtain an end-user assessment with reproducible and statistically reliable results in a relatively short time. The tool provides an ITU-conform test procedure for subjective tests delivering MOS values along with their related statistics. In addition it gives information on most annoying properties that allow a precise diagnostic of sound quality factors. A major advantage of the tool is the wide coverage of audio characteristics, some of them strongly contributing to the overall quality in the carkit use case. Example results obtained during in-situ tests of a carkit as well as first results of double-talk tests are provided.

Gilroy, L.

• Predicting Very Low Frequency Underwater Radiated Noise from Full-Scale Ships [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Gilroy
[A]

Methods for predicting fluid-structure interaction and underwater radiated noise have been under development for a number of years. For very low frequencies, a combined finite element and boundary element technique is often used and such a system (AVAST) is available at DRDC Atlantic. While a variety of structures have been examined, the complete analysis of a full-scale vessel is still relatively rare. There is also a renewed concern to minimize the underwater radiated noise from commercial vessels and, in particular, fisheries research vessels. The International Council for the Exploration of the Sea (ICES) has issued recommendations for maximum radiated noise levels over a broad spectrum. This includes very low frequency (less than 50 Hz) narrowband noise, which is not amenable to prediction with energy-based or empirical methods. This paper will demonstrate the procedure for predicting the very low frequency radiated noise from a generic ship model with excitation provided by sample vibrations measured on engine mounts. The analysis will proceed from a coarse MAESTRO model of the vessel, through to a finite element model where the loads will be applied and the natural frequencies calculated, to a radiated noise prediction using the AVAST software. The resulting prediction will be compared to the ICES recommendations up to a frequency of about 50 Hz. The paper will also discuss the difficulties encountered in such analyses and make recommendations as to an appropriate way ahead.

Ginn, B.

• Practical applications for in-flight and wind-tunnel testing using innovative surface microphone
  B. Ginn, N. Bøgholm and P. Henning
[A]

The measurement of flow induced noise in flight and also in wind-tunnels presents a number of problems. The presence of the measurement device itself in the flow can create turbulence which can interfere with the measurement. Several solutions exist at present including pressure transducers and the insertion of plastic tubing to act as probe microphones. The solution described here is a circular device with a very low profile denoted as a surface microphone. It can be integrated into a fairing to minimise obstruction due to air flow. The device has the usual wide dynamic range of a traditional microphone and can be equipped with TEDS to simplify the installation procedure. The paper describes the innovation design of the construction together with results from practical measurements from in flight and wind tunnel testing.

Ginn, K.B.

• Practical aspects of successful Laser Doppler Vibrometry based measurements [DAGA 2003 (Aachen)]
  K.B. Gatzwiller, K.B. Ginn, A. Betts and S. Morel
[A]

Laser Doppler Vibrometry provides for highly accurate and versatile non-contact vibration transduction in applications where it is impossible or undesirable to mount a vibration transducer onto a vibrating object. Typical applications include vibration measurements on: rotating surfaces, targets submerged in water, lightweight structures, remote targets and targets behind layers of glass. Use of Laser Doppler Vibrometry in such applications requires attention to a number of practical issues that are of paramount importance for a successful result. This paper will discuss these issues in detail and show how to deal with them such that measurement accuracy, precision and reliability are maximized. Furthermore, practical single point Laser Doppler Vibrometry applications will be used to highlight the theoretical discussions.

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

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

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

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

• Evaluating Diesel Noise in the early development stage using an NVH Simulator
  T.G. Nielsen, R. Williams and K.B. Ginn
[A]

It has already been shown that an Interactive NVH Simulator offers significant benefits to the vehicle NVH process. In particular, it enables a broader range of assessors (including non-experts) to evaluate more of the driving envelope in significantly less time than traditional, non-interactive methods. The NVH Simulator is also proving to be a powerful research tool for understanding customer preference and the subjective decision making process as well as helping engineers. This paper will focus on the challenges of simulating Diesel noise in the realistic, interactive NVH Simulator environment.

Ginter, S.

• Nichtlineare Modellierung der Ultraschall-Thermotherapie mit temperaturabhängigen Gewebeparametern [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Liebler, S. Ginter, D. Janisch and R.E. Riedlinger
[A]

Bei der Ultraschall-Thermotherapie (USTT) wird eine thermische Zerst''orung von Tumorgewebe durch Einwirkung von hochintensivem fokussiertem Ultraschall (HIFU) angestrebt. Als Hilfsmittel bei der Therapieplanung kommen Simulationen zum Einsatz. In diesem Beitrag wird ein speziell f''ur die USTT entwickeltes Simulationsprogramm vorgestellt. Ein Vollwellenanalyse-Modell, basierend auf einem FDTD-Algorithmus, beschreibt die nichtlineare Ultraschallausbreitung bei HIFU. In dieses Modell ist eine f''ur Weichgewebe typische frequenzabh''angige D''ampfung integriert, sowie die M''oglichkeit der Ber''ucksichtigung temperaturabh''angiger Gewebeparameter. Die Berechnung der Temperaturverteilung erfolgt mit der Bio-Heat-Transfer-Equation nach Pennes. Simulationen werden mit einer f''ur die USTT typischen Anordnung (Fokusl''ange und Apertur: 8cm, Gewebeschichtung) durchgef''uhrt. Hierbei werden die Einfl''usse der variablen Parameter am Sender (z.B. Anfangsdruck, Frequenz) auf die absorbierte Ultraschalleistung im Gewebe untersucht. Die Ergebnisse verdeutlichen, da3 die im Gewebe induzierte W''armequelle und damit die Temperaturverteilung von den nichtlinearen Effekten bei Ausbreitung und Absorption des Ultraschalls gepr''agt wird. Au3erdem f''uhrt die starke Erw''armung auf ca. 90$^ circ$C durch die Temperaturabh''angigkeit der Gewebeparameter zu einer Selbstbeeinflussung der Therapie, mit einem dominanten Einflu3 des Absorptionskoeffizienten des Gewebes. Beide Effekte m''ussen somit bei einer T herapieplanung ber''ucksichtigt werden.

• Nichtlineare Modellierung der Ultraschallausbreitung in biologischem Gewebe mit FDTD [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Ginter, M. Liebler, T. Dreyer and R.E. Riedlinger
[A]

Hochintensiver fokussierter Ultraschall (HIFU) wird zunehmend f''ur therapeutische Zwecke z.B. zur Tumorzerst''orung in der Ultraschall Thermotherapie (USTT) eingesetzt. Bei der Ausbreitung von HIFU durch biologische Gewebe treten neben linearen auch nichtlineare Effekte wie Aufsteilung und D''ampfung der US Welle auf, die in komplexer Weise miteinander wechselwirken. Um das physikalische Feldverhalten im Gewebe prognostizieren zu k''onnen, sind pr''azise Feldberechnungsmethoden notwendig. In dieser Arbeit wird ein Simulationsmodell f''ur die nichtlineare US Ausbreitung durch d''ampfendes Gewebe vorgestellt. Das Berechnungsverfahren basiert auf einer Kleinsignal-N''aherung der hydrodynamischen Grundgleichung in 2. Ordnung und ist mit einem speziellen FDTD-Verfahren hoher Ordnung algorithmisch umgesetzt. Der Einflu3 der frequenzabh''angigen Gewebed''ampfung wird ''uber einen zus''atzlichen expliziten zeitdiskreten Operator in das Gesamtverfahren integriert. Dieser approximiert die f''ur weiche Gewebe typische Frequenz-Potenz D''ampfung der Form $sim f^ y$ im Bereich von 0.5 - 10 MHz, wobei der Exponent $y$ zwischen 1 und 2 liegt. Die M''oglichkeiten dieser Methode werden durch Vergleich von Simulationsergebnissen mit analytischen L''osungen und Messungen demonstriert. Beispielhaft erfolgt die Anwendung des Simulationsmodells an einer typischen Anordnung zur USTT. Die Ergebnisse verdeutlichen, wie das Feldverhalten im Gewebe durch die Kombination von nichtlinearer Aufsteilung und frequenzabh''angiger Gewebed''ampfung beeinflu3t wird. Die beiden Effekte zeigen pr''agenden Einflu3 auf auf die im Gewebe deponierte US Leistung und m''ussen bei der Therapieplanung ber''ucksichtigt werden.

Gitt-Gehrke, A.

• Numerische Studien zu strömungsinduziertem Lärm von Außenspiegelgeometrien [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Grahs, F. Decker, A. Gitt-Gehrke and M. Kirchner
[A]

Die Reduzierung Strömungsinduzierter Lärm spielt in der Fahrzeugentwicklung eine immer grösserer Rolle. Anhand eines Teilmodells des Volkswagen Passats werden Simulation und Messungen von Lärmquellen miteinander verglichen

Giua, P.

• Neue Methoden für die individuelle Bestimmung der Schalldosis – Das DOSE Projekt [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  W. Krebber, A. Bronkhorst, P. Giua and T. Fedtke
[A]

Die individuelle Lärmbelastung im Alltag kann am besten mit einem Personenschallexposimeter (''Schalldosimeter'') bestimmt werden. Die zur Zeit gebräuchlichen Geräte messen den Schalldruck in der Regel auf der Schulter. Sowohl für die Schädigung des Gehörs als auch für die subjektiv empfundene Lästigkeit von Geräuschszenarien ist jedoch der Schalldruck im Gehörgang entscheidend. Im europäischen Verbundforschungsprojekt D.O.S.E. wird zur Zeit ein portables Schalldosimeter entwickelt, das basierend auf der binauralen Messung im Ohr eine Reihe von Effekten individuell berücksichtigt: (a) Einfluß des Körpers auf das Schallfeld im Ohr, (b) Richtungsabhängigkeit der Schallereignisse (insbesondere bei Impulsgeräuschen kann die Messung auf der Schulter zu erheblich abweichenden Ergebnissen führen), (c) Abschirmung des Ohren durch Kopfhörer oder Gehörschützer, (d) Signifikante Erhöhung der Schalldosis durch Kopfhörerwiedergabe, (e) Reduktion des für die Lästigkeit irrelevanten Beitrags durch die eigene Stimme. In Ergänzung zu den in der IEC 1252 spezifizierten Meßgrößen werden weitere (programmierbare) Parameter verfügbar sein, insbesondere für die Bewertung von Impulsgeräuschen. Das Projekt wird gefördert im EU Programm Standards, Measurement and Testing (SMT).

Glettler, A.

• Entwicklung der Fahrzeugausstattung mit FEM und SEA [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Fankhauser, B. Kastreuz, H.-H. Priebsch, K. Jalics, I. Hauer and A. Glettler
[A]

Der konventionelle Entwicklungsprozeß, wonach Fahrzeugakustik mit dem ersten Prototypen beginnt und mit der Ablieferung eines brauchbaren Akustikpakets endet, ist endgültig überholt. MAGNA Steyr setzt neuerdings auf FEM und SEA Simulationen von der Konzeptphase bis hin zur angelaufenen Serienproduktion. Ziel ist sowohl die optimale Vorauslegung des Akustikpakets hinsichtlich der Hauptkriterien Kosten, Gewicht und Geräuschkomfort als auch ein scharfes Monitoring der Lieferantenumfänge. Dafür wurden mit dem Akustikkompetenzzentrum (ACC) Module zur Berechnung des FEM-Innengeräuschs, speziell für die Hotspot-Analyse der Belchfelder im Fahrzeug und die Empfindlichkeit auf Motoranregung erstellt. Weiters wurde die SEA Modellierung der relevanten Körperschall- und Strukturpfade im Gesamtfahrzeug bei effizienter Elementanzahl entwickelt und durch Messungen am Durchschallungsprüfstand und am Fahrzeug validiert. Der Vortrag zeigt die gesammelten Erkenntnisse und legt einen Schwerpunkt auf die Anwendbarkeit im Entwicklungsprozeß. Die Effizienz der gewählten Verfahren hinsichtlich Treffsicherheit der Aussagen und Kostenreduktion wird mit den Beispielen belegt. www.magnasteyr.com, www.accgraz.com.

• A combined modelling approach for improved SEA predictions in automotive applications [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Bartosch, C. Fankhauser, M. Vorraber and A. Glettler
[A]

For automotive engineers the predictive SEA with tools like AutoSEA and the measuring method of the experimental SEA with e.g. LMS ESEA are often two worlds. SEA prediction is used to check well-known parameters like the sound insulation of a material/layer combination and to detect some of the main sound transmission paths to the driver's ear. The experimental SEA is fundamentally based on transfer functions and allows under certain well-known SEA assumptions the calibration of internal and coupling loss factors between subsystems. A new aspect, which seems very promising, is the combination of the analytical modelling and the experimental modelling in order to gain a better simulation accuracy. This goal can easily be achieved if the experimental and the analytical modelling processes result in an identical subsystem partitioning. On the other hand Magna Steyr's practise shows that this strict modelling instruction cannot be fulfilled in daily work. Therefore special techniques for merging the two worlds are outlined in the following. Besides experimental SEA it is further shown how a new hybrid FEM-SEA approach can be used in order to improve analytical SEA models. This contribution will give a brief overview over applied SEA modelling techniques and then point out the power of combined simulation. A strongly reduced AutoSEA model for airborne as well as structural noise is proposed and the results are discussed. From the authors' point of view the combined analytical and experimental approach is very likely to become the SEA modelling technique of the future.

Glink, A.

• Mindestanforderungen an das Hörvermögen von angehenden Mediengestaltern Bild und Ton [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Völk, H. Fastl, F. Lott, B. Hasford and A. Glink
[A]

Die Eignung des Gehörs von Kandidaten für den Beruf des Tonmeisters / Mediengestalters Bild und Ton wird unter anderem anhand einer Messung des Hörverlustes festgestellt. Allerdings existiert bislang keine Referenzkurve mit Toleranzangaben für maximal zulässige Hörverluste. Die Entscheidung für oder gegen Kandidatinnen oder Kandidaten wird vorwiegend anhand der Erfahrung des Untersuchers und durch Vergleich mit einer überschaubaren Anzahl bekannter Messungen getroffen.

Im vorliegenden Beitrag wird eine, mit statistischen Verfahren anhand einer großen Anzahl von Messergebnissen innerhalb der Zielgruppe, entwickelte Referenzkurve vorgestellt, die Minimalanforderung an das Hörvermögen angehender Tonmeister / Mediengestalter Bild und Ton festlegt. Um diese Referenzkurve wird ein Toleranzschlauch gelegt. Zunächst ist anzustreben, dass alle Messwerte innerhalb des Toleranzschlauches liegen. Bei Vorliegen von ''Ausreißern'' wird das endgültige Urteil durch fachkundiges Personal in Würdigung eventueller spezieller Gegebenheiten getroffen.

Glocker, C.

• Eigenfrequency shift of railway wheels due to wear [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Cataldi-Spinola, C. Glocker, R. Stefanelli and M. Götsch
[A]

The noise emission of railway-wheels plays an important role in curve squealing. Therefore, it is important to know the eigenmodes and frequencies of the wheel. Due to abrasion, wheels need to have regular maintenance reprofiling and this causes a reduction of the wheel-diameter. In the current paper, the effect of diameter reduction on the eigenfrequencies has been studied numerically using a finite element model of the wheel. The numerical results are validated by full scale measurements of the eigenfrequencies and eigenmodes of the wheel. This study has verified that the frequency associated to a specific eigenform may considerably shift during the life of a wheel. Frequency variations up to 12 0x1.632f00000007ep+33ve been found both numerically and experimentally. This indicates that for the investigation of curve squealing, the varying diameter of the wheel should be taken into account because of its influence on the wheel's vibrational characteristics.

Glüer, C.-C.

• Modellbasierte Signalanalyse quantitativer Ultraschallmessungen am proximalen Femur [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Dencks, R. Barkmann, F. Padilla, P. Laugier, G. Schmitz and C.-C. Glüer
[A]

Methoden des Quantitativen Ultraschalls lassen sich zur Bestimmung des osteoporotischen Frakturrisikos benutzen. Hierbei wird ein kurzer Schallpuls mit einer Mittenfrequenz im Bereich von 500-600kHz durch den untersuchten Knochen transmittiert. Innerhalb des EU-Projekts ''FEMUS'' wird diese Technik von peripheren Messorten wie der Ferse auf den zentralen, frakturkritischen Oberschenkelknochen (proximales Femur) übertragen. Bereits ex-vivo Tests zeigten, dass die herkömmliche Signalverarbeitung für die Bestimmung der Standardparameter Speed-of-Sound (SOS) und Broadband-Ultrasound-Attenuation (BUA) auf Grund der Mehrwegeausbreitung des Schalls an diesem Messort häufig versagt. Um die auswertbaren Bereiche im Knochen zu erweitern, wurde folgende neue Methode implementiert.

Die verschiedenen Signalkomponenten der Mehrwegeausbreitung werden durch Schwingungen mit Gaußscher Hüllkurve modelliert, deren Parameter über einen Kleinste-Quadrate Schätzer bestimmt werden. Für Vergleichszwecke wurden zwei verschiedene Algorithmen, Nelder-Mead und Gauss-Newton, getestet. Die Optimierung erfolgt über eine Space Alternating Expectation Maximization (SAGE), die die Schätzung überlagerter Signalkomponenten ermöglicht. SOS- und BUA-Werte werden dann aus den Modellparametern der einzelnen Signalkomponenten für die verschiedenen Ausbreitungswege berechnet.

Die Methode wurde auf die zweidimensionalen Ultraschall-Scans von 35 exzidierten menschlichen Femora angewendet. Während mit der herkömmlichen Signalverarbeitung ca. 40% der Signale nicht ausgewertet werden konnten, betrug bei dieser Methode der Anteil fehlgeschlagener Optimierungen nur 5-6%. Die über einen Scan gemittelten SOS- und BUA-Werte der Hauptsignalkomponente zeigten signifikante Korrelationen mit der Knochenmineraldichte (BMD): Die Korrelation von BUA mit BMD war moderat (r2=0.69), SOS korrelierte stark mit BMD (r2=0.82).

Die neue Methode verbessert die Anzahl der auswertbaren Signale wesentlich und erhöht damit die Glaubwürdigkeit der Korrelationen. Ihre Leistungsfähigkeit bei in-vivo Messungen wird derzeit getestet.

Glugla, M.

• Aktive Schall- und Schwingungsminderung unter Verwendung eines modifizierten LMS-Algorithmus zur Kompensation auftretender Verzögerungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Glugla and R.-K. Schulz
[A]

Der Least-Mean-Square-Algorithmus (LMS-Algorithmus) wird zur aktiven Schall- und Schwingungsminderung wegen seiner Einfachheit und Robustheit als Regelalgorithmus im Zusammenhang mit der Nutzung von Digital Signal Processors (DSPs) häufig verwendet.

In den theoretischen Grundlagen des LMS-Algorithmus wird davon ausgegangen, dass das erzeugte Kontroll-Signal zum nächsten Sample am Aktuator anliegt. Diese Annahme ist bedingt durch Signallaufzeiten nicht erfüllt. So ergibt sich, aufgrund der geometrischen Anordnung von Sensor und Aktuator, immer eine Verzögerung.

Experimente zeigen, dass bereits kleine Verzögerungen im Signalpfad zu Instabilitäten führen. Die Verwendung schnellerer DSPs kann nur die Verzögerungen des elektronischen Signalpfades verkleinern. Die geometrisch bedingten Signallaufzeiten sind nur bis zu einer unteren Grenze minimierbar.

Zur Kompensation dieser Verzögerungen ist eine Anpassung des LMS-Algorithmus notwendig. Eine mathematische Betrachtung des LMS-Algorithmus offenbart den Grund für das divergente Verhalten. Ferner liefert die analytische Betrachtung eine einfache Möglichkeit zur Modifikation des LMS-Algorithmus, welche sich als leicht umsetzbar erweist.

Der Vortrag stellt durch Aufzeigen der Analyse die breite Anwendbarkeit des verzögerungskompensierenden LMS-Algorithmus heraus und gibt einen Ausblick auf weitere mögliche Modifikationen und deren Anwendung.

Gnauck, M.

• Akustische Holografie und Schallintensitätssonde für die Kartierung der Schallintensität im akustischen Nahfeld – Ergebnisse und Diskussion experimenteller Untersuchungen an Plattenstrukturen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Quickert, M. Gnauck, H. Kunze and R. Neugebauer
[A]

Bei der Untersuchung der Schallabstrahlung von Maschinen und Bauteilen ist oft die Frage nach dem Beitrag einzelner Teilbereiche zu beantworten. In der Praxis ist der Einsatz der Kartierung der Schallintensität mit Hilfe einer p-p-Sonde oft anzutreffen. Ein Problem dabei besteht jedoch in dem zu findenden Kompromiss zwischen hinreichender Auflösung der Kartierung und einer Messung im Nahfeld. Ein ausgeprägter reaktiver Anteil des akustischen Nahfeldes verfälscht die Ergebnisse der Schallintensitätsmessung. Die Anwendung der akustischen Holografie mit Hilfe von Mikrofonarrays führt hier zum Ziel. Es werden Ergebnisse experimenteller Untersuchungen an Plattenstrukturen vorgestellt und diskutiert.

• Beamformingmessungen an einer Stanzmaschine zur Ermittlung wesentlicher Teilquellen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Quickert, M. Gnauck and B. Kranz
[A]

Bei der Untersuchung der Schallabstrahlung einer Stanzmaschine wurde festgestellt, dass Frequenzbestandteile oberhalb von 2000 Hz nicht allein durch Schwingungen des Maschinengestells erklärbar sind. Zur Ermittlung der Quellen der höherfrequenten Geräuschbestandteile wurde deshalb das Beamforming eingesetzt. Im Beitrag wird die Anwendung des Beamformings an der Bearbeitungsmaschine dargestellt.

Im Vortrag wird die Versuchsplanung und -durchführung erläutert und weiter wird auf die erfolgreiche Ermittlung der Schallquellen durch A-B-Vergleiche eingegangen.

Abschließend werden die Schlußfolgerungen aus den Versuchsergebnissen hinsichtlich der Lärmminderung an der Maschine diskutiert.

Goebel, J.

• Virtuelle Wirklichkeit als Teil der wirklichen Wirklichkeit
  J. Goebel
[A]

Projektionen von einer virtuellen Wirklichkeit in eine andere Wirklichkeit - schaffen sie eine dritte Wirklichkeit oder bilden beide zusammen eine oder womöglich ''die'' Wirklichkeit? Gibt es gar nur eine Wirklichkeit? Oder ist Wirklichkeit ein sich stets änderndes Konzept? Wie werden Konstanten in der Wahrnehmung von Wirklichkeit definiert? - Qualität kann offenbar nur daran gemessen werden, was unsere Ohren und unser Kopf ''von Natur aus'' wahrnehmen können. Allerdings ist die Qualität unserer Wahrnehmung auch Ergebnis unserer Lebenserfahrung. Wird Qualität und Plausibilität daran gemessen, woran wir gewöhnt sind? - Virtuelle Umgebungen sind Teil unserer Wirklichkeit. Sie sind synthetische Umgebungen, die wiederum nur in der ''wirklichen Wirklichkeit'' mit unseren Sinnen wahrgenommen werden. Da erscheint es sinnvoll, die uns umgebende ''wirkliche Wirklichkeit'' und die ''virtuelle Wirklichkeit'' in ihren Verflechtungen näher zu bedenken.

• EMPAC - Das Zentrum am Übergang zwischen digitalen und wahrnehmbaren Welten
  J. Goebel
[A]

In aller Radikalität wurde in den vergangenen sieben Jahren in den USA ein Zentrum entwickelt und gebaut, das eine einzigartige Brücke zwischen den Qualitäten der menschlichen Wahrnehmung und dem digitalen Potential der Computertechnologie bietet. Die Radikalität liegt darin, dass die Maßstäbe für die baulichen und technischen Spezifikationen auf die Erfordernisse und die Möglichkeiten der menschlichen Sinne ausgerichtet sind. Das Experimental Media and Performing Arts Center des Rensselaer Polytechnic Institute umfasst einen Konzertsaal, ein Theater, zwei große Studios, mehrere Studios für Gastkünstler und Gastforscher und eine professionelle Infrastruktur für Audio, Video und Theatertechnik und kann gleichzeitig mit dem zurzeit weltweit größten Supercomputerzentrum an einer Universität verbunden sein. Die vier großen Aufführungs- und Produktionsräume sind in ebenbürtigem Maße für ''Hören, Sehen und Bewegen'' qualifiziert, so ist etwa selbst das Theater mit Bühnenturm auf NR15 ausgelegt, der Konzertsaal hat eine völlig neuartige akustische Decke und für die großen Studios wurden u.a. neue Akustikpaneelen entwickelt. In dem Vortrag wird dargelegt, in welche Beziehungen Technologie und Wahrnehmung, Kunst und Forschung gebracht werden, wenn wir die Komplexität unserer sinnstiftenden Wahrnehmungsmöglichkeiten zugrunde legen.

Gölzer, H.

• Automatische Schätzung wichtiger Nachhallparameter [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Gölzer and M. Kleinschmidt
[A]

Die Erkennungsleistung aktueller automatischer Spracherkennungssysteme leidet erheblich unter dem Einfluss von Nachhall. Dies gilt bereits für moderate Nachhallsituationen in alltäglicher Umgebung. Für viele Anwendungen steht als Information über die Raumcharakteristik nur die implizit im verhallten Sprachsignal enthaltene Metainformation zur Verfügung. Da eine Enthallung der Signale selbst bei guter Schätzung der zugrunde liegenden Raumimpulsantwort schwer möglich ist, bietet sich stattdessen eine Adaptation der Merkmalsextraktion oder des Klassifikators an. Dazu ist es notwendig, die für die Spracherkennung wichtigen Parameter der Übertragungsfunktion aus dem verhallten Sprachsignal extrahieren zu können. Mit Hilfe des hier vorgestellten Verfahrens kann die Nachhallzeit und das Verhältnis von Direktschall zu Nachhallanteilen auch bei unbekanntem Sprachmaterial abgeschätzt werden. Als Merkmale werden AmplitudenModulationsSpektrogramme (AMS) verwendet, die aus dem kontinuierlichen Sprachsignal extrahiert werden. Zur Schätzung dient ein mehrschichtiges neuronales Netz welches unter Benutzung künstlich verhallter Sprachsignale trainiert wird.

Goenechea, E.

• Aktive Pulsations- und Geräuschminderung an hydraulischen Komponenten und Systemen im PKW [DAGA 2005 (München)]
  E. Goenechea and S. Sentpali
[A]

Die Ansprüche an die akustischen Qualitäten von Kraftfahrzeugen steigen weiterhin stetig an. Diese Entwicklung macht daher auch vor hydraulischen Nebenaggregaten wie der Servolenkung oder aktiven Fahrwerkssystemen nicht halt. Da diese vom Fahrer zumeist als störend empfundenen Geräuschquellen von den leiser werdenden Motoren schwächer maskiert werden, müssen sie leiser werden. Gleichzeitig steigt die installierte Leistung für die schwerer werdenden Fahrzeuge stetig an. Die BMW AG hat daher ein Forschungsprojekt in Auftrag gegeben, um neue Wege zu erforschen, die Schallerzeugung und -weiterleitung in hydraulischen Systemen von Pkw zu mindern.

Hydraulische Systeme übertragen Schall insbesondere als Flüssigkeits- und Körperschall über mittlere Entfernungen. Dieser entsteht vornehmlich in der Pumpe eines Systems als Volumenstrompulsation bzw. Schwingung sowie in den Ventilen und Aktoren zumeist als Druckstöße bzw. Impulse.

In diesem Projekt wurden neue Wege beschritten, um den Flüssigkeitsschall, der in der Pumpe eines hydraulischen Systems entsteht und über die Rohrleitungen und die Karosserie in den Innenraum übertragen wird mittels aktiver Gegenschallmaßnahmen zu mindern. Dazu musste ein Schallerzeuger entwickelt werden, der die notwendige Schallleistung mit bis zu 1000 Hz im Öl zur Verfügung stellt. Dies wurde mittels eines direktgesteuerten piezoelektrischen 2/2-Wegeventils erreicht. Das Aktiv-Steuergerät wurde vom Projektpartner Müller-BBM zur Verfügung gestellt und integriert.

Aus einem von der BMW AG zur Verfügung gestellten Pkw wurden die Dämpfungsmaßnahmen ausgebaut und das experimentelle, aktive System eingesetzt. Damit wurden Reduktionen des Flüssigkeitsschalls um bis zu 25 dB erzielt.

Goerick, C.

• Monaural Speech Segregation Based on Pitch [DAGA 2005 (München)]
  M. Heckmann, F. Joublin and C. Goerick
[A]

Wir stellen eine neuartige Methode zur Trennung von einkanalig aufgenommenen Sprachsignalen basierend auf der Grundfrequenz der Signale vor. Unsere Methode wurde inspiriert durch die Fähigkeit einer Klasse von Neuronen im auditorischen System des Menschen sich in ihrem Feuern an die Phase des Eingangssignals anzupassen (phase locking). Zunächst zerlegen wir das Eingangssignal mittels einer Gammaton-Filterbank in einzelne Frequenzkanäle. Zur Bestimmung, ob es sich bei den Signalen in den einzelnen Frequenzkanälen um Harmonische der gleichen Grundfrequenz, und damit von der gleichen Quelle, handelt, vergleichen wir die Abstände der Nulldurchgänge der Signale. Bei diesem Vergleich werden nur Kanäle berücksichtigt, deren Mittenfrequenzen sich in einem harmonischen Verhältnis befinden. Damit wird zusätzlich zu den Nulldurchgängen auch noch ein für die Trennung harmonischer Signale häufig verwendetes Kammfilter implementiert. Die Bestimmung der Nulldurchgänge ist bei hohen Frequenzen ungenau. Deshalb bedienen wir uns bei Kanälen mit einer hohen Mittenfrequenz der Eigenschaft, dass diese bei Grundfrequenzen im Bereich möglicher Sprachgrundfrequenzen nicht aufgelöste Harmonische zeigen. Dies äußert sich dadurch, dass die Einhüllende dieser Signale mit der zugrundeliegenden Grundfrequenz moduliert. Zur Bestimmung der Grundfrequenz demodulieren wir daher die Signale und berechnen danach wieder die Abstände der Nulldurchgänge. Insgesamt erzielen wir sehr gute Trennungen bei unterschiedlichsten Störsignalen.

Görne, T.

• Einflüsse der Wandgestaltung auf den Klang von Prinzipalorgelpfeifen [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Bergweiler, T. Görne, D. Zscherpel and M. Zierenberg
[A]

Im historischen Orgelbau war das Ausdünnen der Wände des Rohrresonators von prinzipalen Orgelpfeifen eine weit verbreitete Technik zur Gestaltung des Klanges. Messungen an je 10 Orgelpfeifen, die sich nur in diesem Ausführungsmerkmal unterscheiden, liefern Ergebnisse mit einer guten statistischen Sicherheit. Die Messungen wurden einer Fourieranalyse zur Beschreibung von Unterschieden im eingeschwungenen Zustand unterzogen. Eine kontinuierlichen Waveletransformation des Messsignals liefert sehr fein aufgelöste Aussagen über Frequenz- und Zeitverläufe der Klangbestandteile während des Einschwingvorganges. Die aus diesen Signalbetrachtungen abgeleiteten Aussagen wurden mit psychoakustischen Hörtest auf ihre Bedeutung für den Hörer überprüft.

Goertz, A.

• Die meßtechnische Erfassung von Qualitätskriterien bei Leistungsverstärkern im Zusammenhang mit den klanglichen Eigenschaften der Geräte [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Goertz
[A]

Aus verschiedenen Tests mit Leistungsverstärkern konnten eine Reihe interessanter Schlüsse gezogen werden. Eine Vielzahl von Geräten für den Beschallungsbereich und für den Einsatz in der Studiotechnik zum Betrieb hochwertiger Abhörlautsprecher wurde in diversen Meßreihen untersucht. Neben der Messung des linearen Übertragungsverhaltens und der Störabstände wurden insbesondere die nichtlinearen Übertragungseigenschaften berücksichtigt. Im einzelnen sind das, die harmonischen Verzerrungen, die transienten Verzerrungen, die Modulationsverzerrungen und die Differenztonverzerrungen. Des weiteren wurden Untersuchungen über die Leistungswerte mit Signalen unterschiedlichen Crestfaktors angestellt und verschiedene Verstärkerkonzepte gegenüber gestellt. Die Meßwerte konnten anschließend statistisch ausgewertet und in Bezug zu den klanglichen Qualitäten der Leistungsverstärker gesetzt werden.

• Theoretische Grundlagen zur Anwendung von Line-Arrays in der modernen Beschallungstechnik (Teil 1) [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  A. Goertz
[A]

Line-Arrays haben in der modernen Beschallungstechnik seit einigen Jahren eine zunehmende Bedeutung erhalten. Auf der Basis einer Linienquelle agieren diese Systeme in bestimmten Frequenzbereichen als Zylinderwellenstrahler und erlauben es so, auch in akustisch schwieriger Umgebung sehr gezielt bestimmte Bereiche zu beschallen bzw. auszublenden. Dieser Vortrag soll aufzeigen, auf welchen theoretischen Grundlage das Verfahren basiert und wie weit Berechnungen und Messungen des Abstrahlverhaltens übereinstimmen.

• Die praktische Anwendung von Line-Arrays in der Beschallungstechnik und ihre Berücksichtigung in Simulationsprogrammen (Teil 2) [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  A. Goertz
[A]

Line-Arrays für die Beschallungstechnik werden heute von verschiedenen Herstellern in den unterschiedlichsten Ausführungen vom Breitband-Bändchenlautsprecher bis zum 4-Wege PA-System angeboten. Im ersten Teil gibt dieser Beitrag eine Übersicht über den heutigen Stand der Technik. Im zweiten Teil soll ein besonderes Augenmerk auf die Problematik der Berücksichtigung von Line-Arrays respektive Zylinderwellenstrahlern in Simulationsprogrammen gelegt werden.

• Neue Methoden zur Anpassung von Studiomonitoren an die Raumakustik mit Hilfe digitaler Filterkonzepte (Teil 1) [DAGA 2002 (Bochum)]
  A. Goertz and M. Wolff
[A]

Der Beitrag beschäftigt sich mit verschiedenen Verfahren des Einmessens von Studiomonitoren zur Anpassung an die raumakustischen Gegebenheiten eines Abhörraumes. Zunächst werden die Grundlagen der Messtechnik und einige charakteristische Ergebnisse erläutert. Ein besonderes Augenmerk gilt dabei den ursächlichen Zusammenhängen mit den Eigenschaften des Lautsprechers und dessen Abstrahlverhalten. In einem Vergleich sollen verschiedene Lautsprecherkonzepte vom Direktstrahler über Hornlautsprecher bis zur Linienquelle gegenüber gestellt werden. Abschließend werden die Messergebnisse unter dem Aspekt einer elektrischen Vorfilterung betrachtet.

• Neue Methoden zur Anpassung von Studiomonitoren an die Raumakustik mit Hilfe digitaler Filterkonzepte (Teil 2) [DAGA 2002 (Bochum)]
  A. Goertz and M. Wolff
[A]

Basierend auf der Messung von Lautsprechern im Abhörraum können verschiedene Maßnahmen zur Anpassung an die raumakustischen Verhältnisse und zur Ortsanpassung vorgenommen werden. Moderne Studiomonitore erlauben basierend auf digitaler Signalverarbeitung den Einsatz von FIR- und IIR-Filtertypen mit unterschiedlichsten Filtercharakteristika, so dass eine Vielzahl von Möglichkeiten offen steht. Neben der typischen Standortsanpassung sind von einfachen Filterungen gemittelter Raumkurven bis hin zur fein strukturierten Anpassung stark differierende Ansätze denkbar. Anhand einiger Beispiele soll über erste Erfahrungen mit den sehr flexibel einsetzbaren FIR-Filtern berichtet werden.

• Simulation und Auralisation angewandt in der alltäglichen Praxis zur Planung der Raumakustik und von Beschallungsanlagen [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Goertz
[A]

• Optimierung der Tieftonwiedergabe in Tonstudios und Abhörräumen [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Goertz, M. Wolff and L. Naumann
[A]

Kleine und mittlere Hörräume in Tonstudios haben häufig eklatante Mängel bei der Wiedergabe tiefer Frequenzen aufzuweisen. Raumakustische Maßnahmen in diesem Frequenzbereich können mit Hilfe spezieller Resonanzabsorber getroffen werden, die jedoch meist sehr aufwendig, teuer und voluminös sind. Bei sorgfältiger Berechnung und Ausführung solcher Absorber lassen sich die Eigenfrequenzen des Raumes teilweise bedämpfen und das unschöne Dröhnen des Raumes entsprechend reduzieren. Zur weiteren Optimierung der Wiedergabe von Signalen mit tieffrequenten Anteilen kann zusätzlich eine spezielle Lautsprecher- bzw. Subwoofer Anordnung eingesetzt werden, die über einen Controller angesteuert den Einfluss der Eigenfrequenzen des Raumes drastisch zu reduzieren vermag. Das Verfahren wurde zur Tonmeistertagung 2002 in Hannover erstmals vorgestellt. Im Rahmen dieses Vortrages sollen nun erste praktische Erfahrungen und weitere Methode zur Optimierung der Bassarrays präsentiert werden.

• Calculation of Sound Level Distribution and relevant Values for Sound Immission with the Help of Computer Simulation taking a large Sports Stadium as an Example [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Goertz
[A]

In locations and rooms for public events today's standards for sound reinforcement and PA systems are very sophisticated. Not only a certain speech intelligibility is demanded, there are also strict limits for immission control. By taking a large sports stadium as an example, different design concepts of the PA system will be explained. This covers the calculation of sound distribution including audience areas and surfaces relevant for immission.

• Planungen und Simulationen für eine Notfalldurchsageanlage in einer großen und besonders komplexen Industrieanlage [DAGA 2005 (München)]
  A. Goertz, C. Bangert, A. Krahl and H. Nijssen
[A]

Nach den gesetzlichen Vorgaben müssen in bestimmten Industrienanlagen Möglichkeiten für Notfalldurchsagen und akustische Warnhinweise bestehen. Am Beispiel einer sowohl unter sicherheitstechnischen Aspekten wie auch unter akustischen Gesichtspunkten extrem schwierigen Örtlichkeit sollen die Möglichkeiten der Planung einer entsprechende Lautsprecheranlage mit Hilfe von moderner Simulationssoftware und Messtechnik gezeigt werden. Eine Nachhallzeit von 8s und ein Störpegel von 85dB waren die Randbedingungen unter denen großflächig eine mindestens angemessene Sprachverständlichkeit mit einem STI-Wert von 0,45 oder besser erzielt werden sollte.

• Planung und Inbetriebnahme der Beschallungsanlage für die Papstmesse zum Weltjugendtag 2005 auf dem Marienfeld bei Köln [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Goertz, C. Bangert, M. Makarski and T. Schulze
[A]

Für die Papstmesse zum Weltjugendtag in Köln wurde auf einem 4 km großen Geländen eine der weltweit größten Beschallungsanlagen installiert. Für ca. 1 Millionen Pilger diente diese Anlage zur Übertragung der Papstmesse und des peripheren Showprogramms sowie als Alarmierungssystem mit allen erforderlichen Funktionen. Dieser Vortrag stellt das Konzept der Anlage sowie die zugehörigen Planungsarbeiten und die abschließende Inbetriebnahme vor.

• Binaurale Messungen an Studiomonitoren [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Makarski and A. Goertz
[A]

Ein groß angelegter Test von professionellen Studiomonitoren wurde als Anlass genommen, neben den Standardmessungen im reflexionsarmen Raum (Achsenfrequenzgang, Maximalpegel, Paargleichheit, Störabstand und Directivity in horizontaler und vertikaler Richtung) auch einige experimentelle Messungen der Lautsprecher mit einem Kunstkopf in Abhörposition vorzunehmen. Obwohl die Standardmessungen bereits eine gute Korrelation zu Hörtests aufweisen, sind zusätzliche physikalisch messbare Kriterien für die Beurteilung von Lautsprechern unbedingt wünschenswert. Der Einsatz eines Kunstkopfes als Messgerät ist deswegen aussichtsreich, weil die Aussenohrphysik und deren Bedeutung für das räumliche Hören recht gut erforscht ist. Damit enthält eine Kunstkopfmessungen eine Fülle an zusätzlichen Informationen und es besteht die Hoffnung genau hiermit die Beurteilung eines Lautsprechers weiter zu objektivieren. Es werden die Messergebnisse und Auswertungen der Kunstkopfmessungen präsentiert. Im Mittelpunkt des Beitrages steht die Fragestellung, ob der Kunstkopf ein geeignetes Messgerät darstellt, um die Standardmessungen durch einen zweiten Satz binauraler Messungen und Auswertungen ergänzen zu können.

• Lautsprecheranlagen in Straßentunneln [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Schmitz and A. Goertz
[A]

Auf Grund zahlreicher Unfälle und Katastrophen in europäischen Straßentunneln der jüngsten Vergangenheit, werden derzeit erhebliche Anstrengungen unternommen, die Sicherheit in Straßentunneln zu verbessern. Zu den sicherheitsrelevanten Anlagenteilen gehört u.a. auch die Beschallungsanlage, die im Notfall zur Durchsage von Sicherheitshinweisen sowie Evakuierungsanweisungen dienen soll. Die Dimensionierung von Lautsprecheranlagen mit hinreichender Sprachverständlichkeit ist in Straßentunneln jedoch schwierig, weil dort sowohl ungünstige Voraussetzungen hinsichtlich der auftretenden Nachhallzeiten herrschen, aber auch die Störgeräuschsituation durch den Straßenverkehr sehr hoch ist. Anhand eines Beispiels wird gezeigt, welche Probleme bei der Planung und Dimensionierung von Lautsprecheranlagen in Straßentunneln auftreten und wie ggf. zukünftige Anforderungen formuliert und Planungen durchgeführt werden können.

• Entwicklung eines achtkanaligen Lautsprechermoduls für die Wellenfeldsynthese [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Goertz, M. Makarski, C. Moldrzyk and S. Weinzierl
[A]

Die Wellenfeldsynthese erfordert eine große Anzahl kleiner, dicht zueinander angeordneter Lautsprecher. Für diese Anwendung wurde ein spezielles achtkanaliges Lautsprechermodul entwickelt, das als 2-Wege System mit kleinen Breitbandlautsprechern in einem Abstand von 10 cm arbeitet und unterhalb von 200 Hz durch größere Tieftonlautsprechern in 40 cm Abstand ergänzt wird. In vertikaler Richtung sind je drei Breitbandlautsprecher zur Verbesserung des Richtverhaltens übereinander angeordnet. Die Ansteuerung erfolgt über ein integriertes DSP-Endstufen Modul mit reichhaltigen Möglichkeiten der Signalverarbeitung. Für eine möglichst exakte Gleichheit aller Wege werden individuell eingestellte FIR-Filter eingesetzt, die zusätzlich noch eine linearphasige Entzerrung der Lautsprecher ermöglichen. Präzise arbeitende Limiter schützen die Lautsprecher und erlauben eine optimale Auslastung des Systems, ohne dass Verzerrungen wahrnehmbar werden. Neben den rein technischen Aspekten wurde bei der Entwicklung des Moduls auf eine einfache Handhabung und die Möglichkeit der Herstellung zu einem günstigen Preis geachtet.

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

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

• Computer Aided Loudspeaker Design - Entwicklung der Wellenfeldsynthese-Lautsprecher für den H104 Berlin [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Makarski, A. Goertz and C. Moldrzyk
[A]

Die professionelle Entwicklung von Lautsprecheranlagen kann mit numerischen Methoden mit sehr hoher Vorhersagegenauigkeit des Ergebnisses komplett am PC durchgeführt werden. Dabei greifen numerische Abstrahlungsberechnungen, CAD-Daten der Gehäuse und Schallführungen (Hörner), Vierpoldaten der Komponenten, TS-Parameter sowie Tools zur Berechnung der Abstrahlung von Mehrwegesystemen inklusive der Frequenzweichenfunktionen nahtlos ineinander über.

Am Beispiel der kostenoptimierten Wellenfeldboxen für den H104 wird das Verfahren anhand von Berechnungs- und Messergebnissen erläutert.

• Planung von WFS-Systemen am Beispiel der Wellenfeldsyntheseanlage der TU Berlin [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Moldrzyk, A. Goertz and M. Makarski
[A]

Die bisher verfügbaren Werkzeuge, Kriterien und Verfahren als Grundlage für die Planung neuer Wellenfeldsynthesesysteme erlauben nur bedingt qualitativ verwertbare Vorhersagen des erzielbaren Ergebnisses. Daher wird am Beispiel der Planung eines großen Wellenfeldsynthesesystems im Hörsaal H 104 der TU Berlin unter Verwertung der mit dem System bisher gemachten Erfahrungen ein optimierter Planungsprozess beschrieben.

• Messungen an Lautsprecheranlagen für die Wellenfeldsynthese [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Goertz, M. Makarski and C. Moldrzyk
[A]

Zur DAGA 2007 wurde die Entwicklung eines speziellen achtkanaligen Lautsprechermoduls für die Wellenfeldsynthese vorgestellt. Ein integriertes DSP-System erlaubt äußerst vielfältige Möglichkeiten der Systementzerrung mit IIR- und FIR-Filtern. Für eine optimale Einstellung der Filter hat sich eine dreistufige Vorgehensweise als günstig herausgestellt: 1) Einstellung der einzelnen Wege auf einen weitgehend linearen Frequenz- und Phasengang im Freifeld. 2) Nach dem Einbau im Hörraum erfolgt die individuelle Ortsanpassung an das in Abhängigkeit von der Position im Raum wechselnde akustische Umfeld. 3) Kompensation der durch die frequenzabhängige akustische Kopplung der Wege im Tieftonbereich entstehenden Pegelüberhöhung in Abhängigkeit von der Position der Primärquelle. In diesem Beitrag werden die Messverfahren sowie die Ergebnisse der einzelnen Schritte anhand der Wellenfeldsynthese Installation im H104 der TU-Berlin gezeigt.

Gösele, K.

• Zur Schalldämmung von GK-Ständerwänden 1. Wirkung der Hohlraumdämpfung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K. Gösele and R. Kurz
[A]

Man hat seit mehreren Jahrzehnten immer wieder festgestellt, dass durch dickere Mineralfa-sereinlagen die Schalldämmung von GK-Ständerwänden verbessert wird. Durch Messungen des Luftschallpegels im Wandhohlraum wurde nachgewiesen, dass diese Verbesserung nicht darauf beruht, dass der Hohlraum stärker gedämpft ist. Mit Modellmessungen konnte dagegen gezeigt werden, dass die Mineralwolleeinlage auf andere Weise die Übertragung vermindert und dadurch die Schalldämmung verbessert.

• Zur Schalldämmung von GK-Ständerwänden 2. Schall-Übertragung über Blechständer [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K. Gösele and R. Kurz
[A]

Die Übertragung über die Ständer dieser Wände ist schon oft angesprochen, aber bisher sind kei-ne Untersuchungen über die Größe dieser Übertragungen gemacht worden. Mit Hilfe von Kör-perschallmessungen an den Wandschalen kann überraschenderweise gezeigt werden, dass diese Ständer nur eine geringe Körperschalldämmung zwischen den beiden Wandschalen ergeben. Die eigentliche Dämmwirkung beruht auf einem sehr großen Abstrahleffekt der Schale auf der leisen Seite der Wand. Durch Beschweren der Schalen im Hohlraum durch geeignet angebrachte Dämmschichten kann die Dämmung der Wand wesentlich verbessert werden.

• Stark erhöhte Körperschall-Dämpfung von Wandschalen durch geeignete Wärmedämmschichten [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K. Gösele, R. Kurz and D. Groß
[A]

Die Körperschalldämpfung spielte in der Bauphysik bisher eine vernachlässigbare Rolle. Im fol-genden wird ein Weg gezeigt, wie man bei leichten Wand- und Deckenschalen, wie sie im Holz- und Leichtbau verwendet werden durch das geeignete Anbringen von bestimmten Wärmedämm-schichten eine hohe Körperschalldämpfung nach dem im Maschinenbau bekannten Prinzip der 'akustischen Blutegel' erreichen kann. Dadurch kann die Längsleitung entlang der Schalen weit-gehend unterdrückt werden. Ferner kann dadurch die Schalldämmung von Ständerwänden ganz wesentlich verbessert werden.

• 50 Jahre baulicher Schallschutz – Rückblick und Ausblick [DAGA 2002 (Bochum)]
  K. Gösele
[A]

NO ABSTRACT AVAILABLE

Götsch, M.

• Eigenfrequency shift of railway wheels due to wear [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Cataldi-Spinola, C. Glocker, R. Stefanelli and M. Götsch
[A]

The noise emission of railway-wheels plays an important role in curve squealing. Therefore, it is important to know the eigenmodes and frequencies of the wheel. Due to abrasion, wheels need to have regular maintenance reprofiling and this causes a reduction of the wheel-diameter. In the current paper, the effect of diameter reduction on the eigenfrequencies has been studied numerically using a finite element model of the wheel. The numerical results are validated by full scale measurements of the eigenfrequencies and eigenmodes of the wheel. This study has verified that the frequency associated to a specific eigenform may considerably shift during the life of a wheel. Frequency variations up to 12 0x1.632f00000007ep+33ve been found both numerically and experimentally. This indicates that for the investigation of curve squealing, the varying diameter of the wheel should be taken into account because of its influence on the wheel's vibrational characteristics.

• Field Measurements on Curve Squealing - The Influence of the Wheel Diameter [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Stefanelli, J. Dual, E. Cataldi-Spinola and M. Götsch
[A]

Curve squealing is an issue getting more and more important for railway operators. Thus efforts to understand this phenomenon are increasing. In this context ETH Zurich and the Swiss Federal Railways (SBB) initiated a collaboration on this topic. The aim of the collaboration is to understand the causes of the phenomenon. An important part of the studies are field measurements of various types. Correlations between occurrence of curve squealing, running speed, running behavior of each boogie and weather conditions are investigated. Recent research is focusing on the question, which modes of vibration and eigenfrequencies are active during curve squealing. The present essay presents correlations between occurrence and frequency of squealing versus wheel diameter. Therefore squealing behavior of driving trailers of suburban trains was monitored. At the same time wheel diameter, train speed and weather conditions were recorded. This gave the possibility to infer from Finite Element modeling which mode of vibration was involved in curve squealing. First results show that various modes are involved. Results are discussed relating to the importance of the occurrence of curve squealing.

Goetze, S.

• Comparison of speech enhancement systems for noise fields in a car environment [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Goetze, V. Mildner and K.-D. Kammeyer
[A]

For telecommunications in a car environment hand-sets have to be replaced by hands-free units due to an increasing demand for a convenient and natural dialog and for safety in road traffic. The clean speech signal is heavily corrupted by noise from the engine, the air conditioning etc. The noise field in a car is strongly low-pass filtered and can be instationary due to changing driving speeds or opening the window, e.g.

Different multi-channel and single-channel speech enhancement algorithms will be compared for a car-environment in this contribution. Since the well-known Ephraim&Malah algorithm in connection with Martin's Minimum Statistics suppresses the noise without affecting the speech signal too much, multi-channel combinations of beamformers and post-filters can exploit spacial information and are therefor independent of the statistics of the noise field. In contrast many multi-channel post-filter algorithms suffer from poor noise reduction in the lower frequency ranges due to strongly correlated noise in the microphone channels.

Hybrid multi-channel noise reduction schemes have the ability to combine the advantages of both systems. In correlated frequency ranges single channel Wiener-Filters or the Ephraim&Malah-algorithm can be used while the multi-channel post-filters exploit spacial informations in the higher frequencies.

The talk we be held in German language.

• Performance of Text-Independent Speaker Identification considering In-Car Acoustics [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  V. Mildner, S. Goetze and K.-D. Kammeyer
[A]

Hands free operation of communication and information devices in cars is becoming obliged to greater extents. The operated devices reach from mobile phones to systems permanently installed in the car. A major task for such systems is that of speech recognition, for instance handling a navigation system via voice commands only. Algorithms for speaker identification may be used to provide speaker dependent speech recognition systems with the necessary a-priori information. Furthermore, the retrieved information of who is speaking (and operating the car) may be exploited to enable other systems (air conditioning etc.) adapting to the preferences of the driver.

For text-independent speaker identification a system based on Gaussian Mixture Models is used. The models are computed based on clean speech sequences for training. Test-sequences are generated considering the acoustic environment (reverberation and noise) of a car cabin. Post-processing is performed applying single- and multi-channel algorithms to the degraded test sequences. Finally, the test-sequences are compared to the models of all speakers via maximum-likelihood decision and a closed-set speaker identification is performed.

The performance of text-independent speaker identification is measured by the error rate of the system comparing the different possibilities of post-processing.

• Least Squares Equalizer Design under Consideration of Tail Effects [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Goetze, M. Kallinger, A. Mertins and K.-D. Kammeyer
[A]

Least Squares Equalizer Design under Consideration of Tail Effects

• Room Impulse Response Shaping based on Estimates of Room Impulse Responses [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Goetze, M. Kallinger, A. Mertins and K.-D. Kammeyer
[A]

Modern hands-free telecommunication systems have to reduce different acoustic disturbances of the desired speech signal, amongst them echoes of the far-end speaker due to the acoustic coupling between loudspeaker and microphone and room reverberation for the near-end listener caused by reflections at the room boundaries. Common systems for listening room compensation (LRC) try to design an equalization filter which is the inverse of the room impulse response to achieve spectral flatness of the concatenated overall system of equalizer and room transfer function. Such designs need reliable knowledge of the room impulse response (RIR) which is not available in real systems. Furthermore, it can be shown that shaping approaches which preserve the masking effects of room impulse responses lead to perceptually better results especially in case of estimation errors. In this contribution a system for room impulse response shaping is analyzed depending on the influences of realistic RIR estimates, which are obtained by an acoustic echo canceller (AEC).

Gold, P.W.

• Akustische Untersuchungen im Gesamtsystem Verbrennungsmotor-Getriebe [DAGA 2003 (Aachen)]
  P.W. Gold, R. Schelenz and J. Fechler
[A]

Die akustische Optimierung der Einzelkomponenten von Maschinen und Aggregaten ist Gegenstand intensiver Forschung. Aus dem bisher erarbeiteten Kenntnisstand um die inneren Erregermechanismen, die Körperschallleitung und die Abstrahleigenschaften der Einzelaggregate sind Vorgehensweisen zur akustischen Optimierung und die hierfür benötigten Hilfsmittel und Rechenwerkzeuge abgeleitet worden. Deren erfolgreicher Einsatz zeigt sich in der industriellen Praxis durch den Bau immer geräuschärmerer Einzelaggregate. Die getrennte akustische Optimierung an den Einzelaggregaten wirkt sich positiv auf das Geräuschverhalten einer Maschinenanlage aus, die aus mehreren Einzelkomponenten zusammengesetzt ist. Zunehmend werden die Konstrukteure bei steigenden Forderungen an die Geräuschminimierung jedoch mit dem Phänomen konfrontiert, dass die als Einzelkomponenten getrennt entwickelten, optimierten und erprobten Baugruppen im Zusammenspiel unerwünschte bzw. unvorhergesehene Geräusche verursachen. Die Ursache ist darin zu suchen, dass alle Elemente der maschinenakustischen Übertragungskette nicht unabhängige Größen der Einzelaggregate, sondern abhängig von deren Zusammenwirken im Gesamtsystem sind. Für die beiden Teilsysteme Verbrennungsmotor und Getriebe liegt bei den Motoren- und Getriebeherstellern bereits ein umfassendes Wissen für die getrennte akustische Optimierung vor. Für den Gesamtverbund aus Motor und Getriebe, dem so genannten Powertrain, bestehen hingegen nur begrenzte Erkenntnisse im Hinblick auf die akustische Interaktion und das akustische Verhalten beider Komponenten. Der Vortrag stellt ein Verfahren vor, das die maschinenakustische Übertragungskette eines Verbrennungsmotor-Getriebe-Verbunds analysiert und diese Übertragungskette, bestehend aus den dynamischen Anregungen im Antriebsstrang, dem Körperschallverhalten und der Luftschallcharakteristik, rechnerisch abbildet. Gezeigt wird das Vorgehen am Beispiel eines Lkw-Motor-Getriebe-Verbunds sowie eines Pkw-Motor-Getriebe-Verbunds. Ausgehend von den Ergebnissen einer akustischen Vermessung der Versuchsträger werden die Simulationswerkzeuge, die Simulationstechniken und die Strategie aufgezeigt, die zur Abbildung des akustischen Verhaltens notwendig sind.

Goldemund, K.

• Automatisierte Generierung von schalltechnischen Emissionsmodellen von Maschinen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K. Goldemund
[A]

Nach der Richtlinie 2000/14/EG sind für die zur Verwendung im Freien vorgesehenen Geräte und Maschinen die Geräuschemissionswerte zu ermitteln. Der Maschinenhersteller erlangt einen Wettbewerbsvorteil, wenn er darüber hinaus seinem Vertrieb bzw. seinen Kunden noch umfassendere Informationen zur Prognose der Geräuschemission zur Verfügung stellen kann. Dies betrifft z.B. das Frequenzspektrum und die Richtwirkung der Abstrahlung. Möglich ist dies durch die Entwicklung eines parametrisierten Computermodells, das auf Messungen einzelner Maschinentypen und definierter Parameterkombinationen beruht. Die Emissionskenndaten für alle nicht vermessenen Parameterwerte werden durch Interpolation und Regression ermittelt. An der Produktreihe eines Luftkühlers wird gezeigt, wie durch eine derartige ''schalltechnische Variantenkonstruktion'' ca. 3000 zur Immissionsprognose geeignete Emissionsmodelle dieses Produktes automatisch erzeugt und verwendet werden.

Goldschmidt, O.

• Tomographie der Glottis durch Messung der elektrischen Transferimpedanz [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Frauenrath, M. Kob, C. Disselhorst-Klug and O. Goldschmidt
[A]

In der medizinischen Messtechnik ist das Elektroglottographieverfahren ein wichtiges Instrument zur Beurteilung der dynamischen Öffnungsfläche der Glottis. Die Darstellung und Analyse der Amplitude der zur Glottis- Öffnungsfläche invers proportionalen Transferimpedanz wird u.a. als Hilfsmittel zur Diagnose von Stimmstörungen eingesetzt. Die Lage der geöffneten Glottis und damit die Höhe des Kehlkopfes ist jedoch mit diesem konventionellen EGG-Verfahren nicht zu bestimmen. Diese Information ist jedoch sowohl für die Ermittlung der Kehlkopfstellung bei Sängern als auch für die Diagnostik von Kehlkopfpathologien und Schluckbewegungen von Interesse. Mit einer mehrkanaligen Erweiterung des EGG-Verfahrens soll im Zeitmultiplexverfahren die räumliche Bewegung des Kehlkopfes erfasst und dargestellt werden, um im medizinischen Einsatz weitere Symptome zu diagnostizieren die bisher eine invasive Beobachtung oder sehr aufwändige Messtechnik (MRI) erfordern. Unser Ansatz bestimmt die elektrische Transferimpedanz durch den Kehlkopf in verschiedenen Raumrichtungen und ermittelt aus diesen die raum- und zeitaufgelöste Lage der Glottis. In dieser Arbeit werden verschiedene Verfahren zur Impedanzmessung der Glottisposition gegenüber gestellt sowie der Messaufbau erläutert.

• Methode zur simultanen Erfassung von EGG-Signal und Larynxposition [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Kob, O. Goldschmidt, C. Disselhorst-Klug and T. Frauenrath
[A]

Die verbale Kommunikationsfähigkeit des Menschen wird durch die Erzeugung informationstragender Schallsignale realisiert. Das im Kehlkopf generierte primäre Schallsignal kann als Quelle des im Ansatzrohr geformten komplexen Stimm- und Sprachsignals verstanden werden. Die Mehrzahl aller Stimmstörungen kann auf die fehlende oder unphysiologische Tonuseinstellung der intra- und extralaryngealen Muskulatur zurückgeführt werden, welche die für die Schwingung der Stimmlippen nötigen Randbedingungen schafft, wie die Lage und Spannung der Stimmlippen sowie die Position des Kehlkopfes.

In der klinischen Anwendung gibt es bisher noch kein Instrumentarium, um die Zeitdynamik von Öffnung und Verschluss simultan zur Lage der Glottis während der Stimmlippenschwingung in diagnostisch zufriedenstellender Form qualitativ und quantitativ zu objektivieren. Während die bereits als Standard-Methode zur Analyse des glottalen Öffnungs- und Schließverhaltens eingesetzte Elektroglottographie lediglich eine räumlich unspezifische Darstellung erlaubt, wäre die simultane 3-dimensionale Lagebestimmung der Glottis ein neues und wichtiges Verfahren zur Untersuchung der Kehlkopfstellung besonders beim Singen und der Beurteilung der Synchronizität der Organfunktionen bei Schluckstörungen.

Mit der von uns entwickelten Messanordnung können Öffnungszustand und Position der Glottis parallel erfasst und grafisch dargestellt werden, so dass das Verfahren zur ambulanten Diagnostik herangezogen werden kann. Neben dem EGG und der Glottisposition sind eine dynamische Grundfrequenzanalyse sowie Auswertungen des EGG-Signals, wie das Öffnungsverhältnis (Open Quotient), implementiert. Erste Studien an Probanden mit dem neuen Verfahren werden vorgestellt.

Goossens, S.

• About the influence of the reflection coefficient on simulation in room acoustics [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Stumpner and S. Goossens
[A]

In order to assess the acoustical characteristics of studios (broadcast production rooms) being planned it is very useful to make them audible by simulation. Therefore you need a high-quality-auralization of the sound field at a time when the rooms are still being planned and actually do not exist yet. Besides the geometrical room dimensions the properties of sound absorbers determine the room acoustics. Especially in studios an extensive use of sound absorbers is typical. The efficiency of a sound absorber depends on both, the external sound field on its surface and the internal sound field characterized by its impedance. In order to describe the non-diffuse sound field of a studio (according to our aim of the room acoustical simulation) the reflection coefficient itself should not contain information about the external sound field. Hence the use of the reflection coefficient based on diffuse field measurements is unsatisfactory. A better way is to use the complex reflection coefficient which depends on the angle of the sound incidence. Extensive absorber catalogues based on complex measurements are not required. Instead of that the theory of sound absorbers is used to solve the problem. With this method a lot of absorber types and all variations of these can be calculated with sufficient accuracy. The influence of the reflection coefficient on simulation in room acoustics is shown at theoretical calculations and measurements in practice.

• Auralisation of room acoustics - A tool for planning broadcast production rooms? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Goossens and R. Stumpner
[A]

Broadcast sound engineers are very critical users of their production rooms. For an assessment of the acoustical characteristics of rooms being planned you have to make the acoustical characteristics audible by simulation. Therefore you need a high-quality-auralization of the sound field at a time when the rooms are still being planned and actually do not exist yet. The consistency with the physical conditions is particularly important. The sound reflections of the walls must be calculated in magnitude and phase for rooms with a low reverberation time. The sound absorbers - necessary for adjusting the room acoustics - have to be calculated according to the theory of sound absorbers and that is dependent on the angle of the sound incidence. For low frequencies the spreading of spherical waves must be taken into account. Special calculation methods for simulation and auralization have been developed and will be introduced in the lecture.

• Raumakustische Computersimulation zur Optimierung der Abhörqualität bei Tonproduktionen [DAGA 2005 (München)]
  S. Goossens and R. Stumpner
[A]

Regieräume sollen eine gute Abhörqualität mit einem neutralen Klangbild bieten. Bei der Planung solcher Räume kann eine Computersimulation und Auralisierung der akustischen Abhörsituation besonders hilfreich sein. Bereits vor der Fertigstellung kann die Abhörqualität beurteilt und durch Änderungen in der akustischen Gestaltung optimiert werden. Um solche hochwertigen Simulationen und Auralisierungen von Schallfeldern in Produktionsräumen zu ermöglichen, wurde im Institut für Rundfunktechnik zum internen Gebrauch eine spezielle Software (AUVIS) entwickelt, die sich in einigen Punkten deutlich von anderen Simulationsprogrammen unterscheidet. Vor einem Jahr auf der CFA/DAGA'04 wurden die gewählten Berechnungsmethoden dargestellt und begründet. Aus dem praktischen Einsatz liegen neue Erkenntnisse in Bezug auf die Ziele der Optimierung und die Methode der Darbietung von Simulationsergebnissen vor, von denen berichtet werden soll. Am Ende eines Optimierungsprozesses muss man sich zwischen Planungsvarianten entscheiden, deren Unterschiede selbst für professionelle Hörer (Toningenieure) nicht leicht zu beurteilen sind. Es besteht die Gefahr, sich für die effektvollere anstatt für die neutrale Planungsvariante zu entscheiden. Die Computersimulation bietet die Möglichkeit, Darbietungsvarianten zu erzeugen, die den Testhörern eine wichtige Orientierungshilfe sind.

• Impulsquellen zur Nachhallzeitmessung [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Goossens
[A]

Bei der Messung der Nachhallzeit wird durch Anregung des Raumes mit einer Impulsquelle (z.B. Pistolenschuss) gegenüber der Anregung mittels Lautsprecher der Aufwand erheblich reduziert. Allerdings muss der Impuls den jeweiligen Raum auch bei tiefen Frequenzen ausreichend anregen, damit für die unteren Terzbänder des Messbereichs die Nachhallzeit zuverlässig ermittelt werden kann. Es wurden die durchschnittlichen Anregungsspektren zweier Signalpistolen (Kaliber 9mm und 6mm), einer Holzklappe und eines zerplatzenden Folienkissens im Freifeld ermittelt. Daraus kann unter Berücksichtigung des Grundgeräuschspektrums (Grenzkurve), des Raumvolumens sowie der erwarteten Nachhallzeit das unterste Terzband bestimmt werden, für das eine zuverlässige Messung der Nachhallzeit bei Impulsanregung möglich ist. Die Ergebnisse der vier Impulsquellen werden für drei Raumgruppen (kleine, mittlere und große Räume) vorgestellt.

Gorelik, V.

• Hocheffektive breitbandige Ultraschallwandler [DAGA 2003 (Aachen)]
  V. Gorelik
[A]

Ultraschallwandler - Strahler und Mikrofone - finden breite Anwendung in Abstandsmeßgeräten, Flowmeter, Bewegungsmeldern etc. Die erreichbaren elektroakustischen Parameter der Wandler bestimmen weitgehend auch die Möglichkeiten und die Genauigkeit solcher Geräte. In dem vorliegenden Beitrag wird der Aufbau von breitbandigen Sell-Wandler diskutiert. Dank einer neuen Technologie ist die Herstellung von großflächigen - und nicht unbedingt flachen - Wandlern (bis zu ca. DIN A3-Größe) möglich. Je nach der konstruktiven Ausführung des Wandlers ist eine Bandbreite von 20 kHz bis 200 kHz erreichbar. Die optimierte Struktur der Gegenelektrode gewährleistet sehr hohe Schalldrücke. Ein Wandler mit einem Durchmesser 15 mm erzeugt bei 1 m Abstand einen Schallpegel von mehr als 100 dB.

• Flowmeter and audio application of wideband ultrasonic transducer [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Peissig, V. Gorelik and R. Wiggers
[A]

The ultrasonic (US) transducer based on Sell's principle is well known to work invertible as microphone and speaker with a broad-band frequency response. US transducers are used for movement and distance sensors, flow-meters and in parametric transducers where it is important to have a high US sound level in air and also good directivity. Different versions of Sell transducers with different power and directivity properties have been developed and examples of applications are shown. We discuss topics concerning long term stability, electrical and acoustical properties, design of the transducers as well as the electrical driving units for microphone and speaker operation.

Gorges, K.

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

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

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

Goritzka, M.

• Lärmminderung an Schießplätzen unter Verwendung mehrkanaliger Messsysteme [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Goritzka and M. Quickert
[A]

Durch die gleichzeitige mehrkanalige Aufzeichnung und Auswertung von Schußgeräuschen ergeben sich Auswertungsmöglichkeiten, die über die von einkanaligen Schallpegelmessern hinausgehen. Durch die mehrkanalige Mess- und Analysetechnik ist es möglich, einzelne Schallübertragungswege zu identifizieren und hinsichtlich ihres Beitrages zum Beurteilungspegel zu quantifizieren. Diese Ergebnisse erlauben eine effektive Planung und Auslegung von erforderlichen Lärmminderungsmaßnahmen. Praxisbeispiele schließen den Vortrag ab.

Goroll, M.

• SAW-Resonatoren für die fernabfragbare Funksensorik [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Klett, W. Buff, M. Rusko, M. Binhack, J. Ehrenpfordt and M. Goroll
[A]

Im Beitrag werden Probleme und Lösungsansätze zum Einsatz von SAW-Resonatoren in der passiven, funkabfragbaren Sensorik beschrieben. Passive Sensoren benötigen keine eigene Energiequelle in Form von Batterien o. ä. Ihre Anregung und Abfrage erfolgt vorteilhaft über einen Funkkanal. Hieraus ergeben sich Einsatzgebiete an rotierenden bzw. schwer zugänglichen Teilen oder Anlagen (SAW-spezifisch auch bei hohen Temperaturen). SAW-Resonatoren können direkt (Ausbreitung der SAW) oder indirekt (elektrische Ankopplung) durch eine Messgröße in ihrem Frequenzverhalten beeinflusst werden und eignen sich wegen ihrer hohen Güte zur Aufnahme und zum Zwischenspeichern von HF-Energie in passiven Telemetriesystemen. Die gegenwärtigen Arbeiten orientieren sich am lizenzfreiem ISM-Band bei 433,92 MHz und an dessen Restriktionen (Bandbreite, Sendeleistung). Vorgestellt werden die Entwurfsarbeiten zu Temperatur-, Druck- und Dehnungssenoren, ausgeführt nach dem Doppelresonatorprinzip zur Unterdrückung von Störungen im Funkkanal. Zum Problem der Identifikation in multiplen Sensorsystemen wurden drei Varianten (MASCOT, RESTAG und OCC) erarbeitet. Ihre Einsatzmöglichkeiten werden diskutiert. Zur Anregung und zum Auslesen der Sensoren wurde eine spezielle Abfrageeinheit entworfen. Diese Einheit detektiert Frequenzänderungen als Messsignal. Alle angeführten Komponenten reihen sich in ein Gesamtkonzept zur passiven Funksensorik ein.

Gottlob, D.

• Current activities of the European Union concerning harmonised noise indicators and prediction and measurement methods [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  D. Gottlob
[A]

In view of the high exposure of the European population to noise the European Commission has taken the initiative to give noise abatement a higher priority in policy making. The main objective is to elaborate a coherent set of directives which take into account both the emission and the reception of noise. The current activities to limit noise emissions of various sources like vehicles, aeroplanes, and machinery being used outdoors shall be extended. Additionally new activities related to the description, assessment, and reduction of noise exposure are started. To support its new approach the Commission has established several working groups (WGs). WG 1 shall work out proposals for harmonised European noise indicators, WG 3 deals with harmonised prediction and measurement methods. While WG 1 already published its position paper WG 3 is expected to present an interim proposal for prediction methods early 2000 and the final report in 2002. In the lecture, the position paper of WG 1 will be discussed and the current state of discussions in WG 3 will be reported.

• Bericht aus der EU-Arbeitsgruppe 3 „Harmonisierung der Mess- und Berechnungsverfahren für Umweltlärm” – Stand der Arbeiten [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  D. Gottlob
[A]

Die neue Lärmschutzpolitik der Europäischen Kommission sieht vor, einen kohärenten Satz von Richtlinien zu erarbeiten, der Regelungen sowohl zu Geräuschemissionen als auch zu Geräuschimmissionen enthält. In diesem Rahmen die Kommission im vergangenen Jahr den Entwurf einer Richtlinie zur Bewertung und Minderung von Umweltlärm vorgelegt. Dieser Entwurf sieht u. a. vor, in den nächsten Jahren in Europa harmonisierte Verfahren zur Messung und Berechnung von Straßen-, Schienen- und Luftverkehrslärm sowie für Industrie- und Gewerbelärm zu erarbeiten. Zur Unterstützung ihrer Arbeit hat die Kommission die EU-Arbeitsgruppe ''Harmonisierung der Mess- und Berechnungsverfahren für Umweltlärm'' eingerichtet. Im Rahmen des Vortrages soll der aktuelle Stand der Arbeiten dargestellt

• Norm-Entwurf ISO/DIS 1996-1 „Beschreibung, Messung und Beurteilung von Umweltgeräuschen – Teil 1: Grundlegende Begriffe und Beurteilungsverfahren“ [DAGA 2002 (Bochum)]
  D. Gottlob
[A]

Die Internationale Normenreihe ISO 1996 ''Akustik - Beschreibung, Messung und Beurteilung von Umweltgeräuschen'' wird zur Zeit überarbeitet. Für Teil 1 ''Grundlegende Größen und Beurteilungsverfahren'' ist bereits einen Normentwurf veröffentlicht worden, der in Kürze als Weißdruck verabschiedet werden soll. Grundlegende Beurteilungsgröße bleibt der Beurteilungspegel. Gegenüber den früheren Ausgaben von ISO 1996 sind neben dem Impuls- und Tonzuschlag weitere Korrekturen eingeführt worden, z. B. Ruhezeit- oder Nachtzuschläge, quellenspezifische Zu- und Abschläge. Weiterhin werden Vorschläge für die Beurteilung der Situation bei Einwirkung mehrerer Lärmquellen unterbreitet sowie Dosiswirkungskurven zur Belästigung angegeben. Über die Höhe der Zu- und Abschläge wurde im Arbeitsausschuss intensiv diskutiert. Da der Entwicklungsstand von Lärmbeurteilungsverfahren in den Mitgliedstaaten der ISO sehr unterschiedlich ist und in vielen Ländern für bestimmte Quellen verbindliche Verfahren rechtlich festgelegt sind, konnte letztlich keine normative Einigung auf bestimmte Werte erzielt werden. Vielmehr werden in informativen Anhängen Bandbreiten oder übliche Werte angegeben. Somit ist ISO 1996 als Rahmenrichtlinie zu verstehen, die bei der praktischen Anwendung auf nationaler Ebene noch zu konkretisieren ist. Im Rahmen des Vortrages wird der Normentwurf vorgestellt, und es werden kritische Punkte für die internationale Abstimmung erörtert.

Gougeon, S.

• Laser induced thermoelastic excitation of plane shear acoustic pulses [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Mounier, M. Hazmoune, N. Chigarev, T. Pézeril, P. Picart, S. Gougeon, J.-M. Breteau and V. Gusev
[A]

A simple theory is developed and numerical estimates are presented to demonstrate the possibility of directly exciting plane shear acoustic pulses by distributed laser-induced thermoelastic stresses. It should be mentioned that in the most of the experiments conducted until now shear waves are excited not directly through thermoelastic effect but through the mode conversion at the surfaces and interfaces of the longitudinal acoustic pulses (excited due to thermal expansion). The direct excitation of shear waves through thermoelasticity is possible due to anisotropy of the crystal thermal expansion. To use this anisotropy the orientation of the laser-irradiated surface relative to the crystal symmetry axis should be optimised. We analysed in details the case of the hexagonal crystals, where the efficiency of the thermoelastic excitation of the plane quasi-shear, and of the plane quasi-longitudinal waves (launched normally to the irradiated surface) depends on the orientation of the surface relative to the crystal axis. The preliminary results of the experiments in Zn single crystals, where the laser interferometry is used for the detection of the nanosecond shear acoustic pulses thermoelastically excited by nanosecond laser pulses, are also reported.

Gounon, P.

• Source Detection and Localization using Widely Separated Special Arrays : Theoretical Study and Experimental Results [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Hengy, P. Naz and P. Gounon
[A]

In order to improve the soldier's protection and efficiency in hostile environments, the French German Institute of Saint Louis has developed an original array: a head equipment (HE) fitted with one or more microphones, a GPS receiver and a magnetometer. Each man wearing this HE can then be considered as a part of a large global array. Using this kind of array involves several constraints: - the global array has never the same shape due to the movements of the soldiers, - perturbations due to the inaccurate knowledge of the location of the constituting elements must be met, - the ''acoustic shadow'' generated by the HE has to be compensated. First, we studied the behaviour of a large array with sensors spread randomly on a 10,000 square meters surface. In this case, high resolution localization methods like MUSIC are applied using a spherical wave approximation. This allows for the estimation of the Direction Of Arrival (DOA), as well as for the estimation of the exact position of the acoustic source. Then, using numerical simulations, we measured the consequences of an inaccurate knowledge of the microphones location. Measurements in an anechoic room confirmed the results obtained by the simulations. Finally, open field measurements using a large array made up of 2 HE arrays and one classical triangular antenna took place in October 2003. Synthesized vehicule noises (generated by speakers) and actual rifle shots were recorded. The results of the estimation of the localization of the sources are here presented.

Goupell, M.

• Effect of Different Frequency Mappings on Speech Intelligibility for CI listeners [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Goupell, B. Laback, P. Majdak and W.-D. Baumgartner
[A]

The current generation of cochlear implants (CI) is not optimized for sound localization. However, improving sound localization ability should not hinder a cochlear implant's main function, to help the listener understand speech. The Oldenburger Satztest was used to test speech intelligibility in quiet and at different noise levels with CI and normal hearing (NH) listeners using a CI simulation. The experimental parameters that were varied were the number of analysis channels (M) and the number of electrodes or synthesis channels (N). Both ''matched'' (M = N) and ''unmatched'' (M N) conditions were tested. It was found that for the matched conditions the number of electrodes can be decreased from twelve to eight and speech intelligibility is hardly affected, even for the lowest signal-to-noise ratios. It was also found that for the unmatched conditions speech intelligibility was insensitive to small spectral changes but not large ones. The results have implications for new mapping strategies for CI listeners.

• Spectral Profile Analysis in Cochlear Implant Listeners [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Goupell, B. Laback, P. Majdak and W.-D. Baumgartner
[A]

This study determines the feasibility of cochlear implant (CI) listeners to compare relative levels of bands in a wideband spectrum. Three types of profile analysis experiments were performed: detection of a peak or notch in a flat background, discrimination of different peak heights and notch depths, and frequency discrimination of peaks and notches. Several places, bandwidths, and roving ranges were tested. It was found that the listeners were always sensitive to spectral peaks at any bandwidth and place. Notches were more difficult to detect than peaks and level roving significantly decreased performance. Increasing the bandwidth beyond two electrodes showed no significant decrease in the threshold. The effect of place was highly variable between listeners and was highly correlated with intensity discrimination thresholds without a background. These results have comparable trends to those found for normal hearing (NH) listeners (Moore et al., JASA, 1989); however, peak and notch detection is at least two times worse in CI listeners compared to NH listeners. Subsequent modeling showed that one listener was likely performing a profile analysis, while the others could have been using intensity cues only. These results have implications on the ability of CI listeners to localize sounds in vertical planes.

• Binauraler Jitter improves ITD sensitivity of cochlear implantees and normal hearing listeners [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Laback, P. Majdak and M. Goupell
[A]

Interaurale Laufzeitdifferenzen (ITD) in der Feinstruktur eines Signals sind wichtig für die Schallquellenlokalisation und für die Sprachwahrnehmung im Störgeräusch. Mehrere Studien zeigten, dass Cochleaimplantat (CI) Träger bei niedrigen Pulsraten sensitiv für Feinstruktur ITD sind, wohingegen die Sensitivität bei höheren, für die Sprachwahrnehmung wichtigen, Pulsraten abnimmt. Dieser Studie lag die Hypothese zugrunde, dass die Limitierung bei höheren Pulsraten durch binaurale Adaptationseffekte verursacht wird, die infolge der periodischen Stimulation auftreten. Unter der Annahme, dass binaural synchronisierter Jitter (binauraler Jitter) die Periodizität der neuronalen Antwort reduziert und daher binaurale Adaptation vermeidet, wurde der Effekt von Jitter bei fünf CI Trägern untersucht. Ein ähnliches Experiment wurde mit Normalhörenden unter Verwendung von bandpassgefilterten akustischen Klicks durchgeführt.

Konsistent mit der Hypothese zeigten die CI Träger starke Verbesserung der ITD Sensitivität bei höheren Pulsraten (800-1515 pps). Auch die normalhörenden Testpersonen zeigten starke Verbesserung der ITD Sensitivität bei höheren Pulsraten (600 - 1200 pps). Die erzielten Verbesserungen durch binaural synchronisierten Jitter werden darauf zurückgeführt, dass die eingeführte zufällige zeitliche Variation das binaurale Gehör fortlaufend reaktiviert. Binauraler Jitter kann daher zur Verbesserung der ITD Sensitivität von CI Trägern bei höheren Pulsraten eingesetzt werden.

Projekt gefördert von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und dem Wissenschaftsförderungsfond FWF (Projektnummer: P18401-B15)

• Kopf- und Handzeigermethode bei der Lokalisation von Schallquellen
  P. Majdak, B. Laback and M. Goupell
[A]

Studien über die räumliche Lokalisation von Schallquellen erfordern Messmethoden, die die auditorische Leistung möglichst genau widerspiegeln. Die optimale Methode sollte die Untersuchung von Positionen im gesamten 3D-Raum bei möglichst hoher Genauigkeit ermöglichen, kurze Trainingsphasen benötigen und hohen Komfort für die Versuchspersonen bieten.

In dieser Studie wurde der Einfluss von zwei Positionsangabemethoden (Kopf- und Handzeiger) sowie der Einfluss der visuellen Umgebung (Test in Dunkelheit und mit visueller Umgebung) auf die Lokalisationsfähigkeit unter naiver und trainierter Bedingung untersucht. Zur Untersuchung der Lokalisationsfähigkeit wurde eine virtuelle Testumgebung implementiert. Die akustischen Stimuli wurden mit individuellen Außenohrübertragungsfunktionen spatialisiert. Bei der mittels einer Videobrille präsentierten visuellen Umgebung wird die Versuchsperson im Zentrum einer Hohlkugel platziert. Die Versuchspersonen absolvierten ein prozedurales Training, einen visuellen Test, einen akustischen Test und ein abschließendes akustisches Training. Die Bedingungen mit visueller Umgebung führen zu signifikant geringeren Fehlern. Das Training zeigt einen signifikanten Lerneffekt. Die Lokalisationsfehler mit trainierten Versuchspersonen sind vergleichbar mit Literaturdaten (Middlebrooks, J. Acoust. Soc. Am., 1999, 106: 1493-510). Obwohl die Unterschiede zwischen den Zeigermethoden gering sind, liefert die Handzeigermethode genauere Angaben.

Diese Studie wurde unterstützt durch den österreichischen Wissenschaftsfond FWF (P18401-B15).

Gourévitch, B.

• Analysis of reproducibility in auditory evoked responses to amplitude modulation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Gourévitch, R. Le Bouquin Jeannès, G. Faucon and C. Liégeois-Chauvel
[A]

The reproducibility of cortical responses to acoustic stimuli is crucial in order to draw conclusions from stereo-electroencephalographic (SEEG) studies. The present research focuses on the repeated responses to amplitude-modulated noises. A database composed of responses recorded from 20 epileptic patients is used. Preliminary analyses show that neural responses display oscillating features for different auditory cortical areas, and that these oscillations occur at the stimulus' modulation frequency. Estimating parameters in these signals (amplitude, phase, frequency...) depends on both mathematical estimator variance and biological recording variance. More detailed analyses show that the variance observed when measuring amplitude, phase or frequency of the oscillation for the repeated recordings depends only on the level of depth SEEG activity. The recording procedure was such that two different stimuli were recorded in turn randomly. Additional analyses show that the oscillation amplitude remains constant in the course of the recordings: for 16 patients out of 20, more than 50176f leads show a constant amplitude (for 11 patients, the percentage reaches 80%). For the remaining patients, some decreasing linear trends are observed for 2010201431360 8027777743500f leads. These results suggest that the auditory system generates reproducible oscillation amplitude, and that envelopeprocessing time (from the external ear to the cortical areas) is identical for all recordings. This justifies the usual averaging of auditory responses to obtain AEPs.

Goydke, H.

• Positionierung der Raum- und Bauakustik im komprimierten Studium der Architektur [DAGA 2002 (Bochum)]
  H. Goydke
[A]

Die TU Braunschweig hat aktuell 13 000 Studierende, der Fachbereich Architektur umfasst mit fast 10 % den größten Anteil. Eine neue Prüfungsordnung soll erreichen, dass hier das Studium objektiv in der Regelstudienzeit von 10 Semestern innerhalb von 5 Jahren absolviert werden kann und tatsächlich absolviert wird. Dies hat zur Folge, dass die Studienangebote von 11 Instituten mit 15 Universitätsprofessoren anstreben müssen, bei zahlenmäßig deutlich weniger Studienleistungen, die der Studierende nachweisen muss, durch höhere Qualität und Tiefe der Lehrveranstaltungen den Qualitätsanspruch der Ausbildung aufrecht zu erhalten. Um möglichst viele Architekturstudierende nicht ohne vertiefte Kenntnisse der Raum- und Bauakustik in den Beruf gehen zu lassen, wird versucht, eine Wahlpflichtveranstaltung mit 4 Semesterwochenstunden (SWS), verteilt auf zwei Semester, für Studierende nach dem Vorexamen zu etablieren, deren erster Teil alternativ als Wahlfach mit 2 SWS in das Diplom eingebracht werden kann. Hierbei werden frühere positive Erfahrungen mit der engen Anlehnung der Lehrveranstaltung an Entwurfsaufgaben weiter verfolgt. Auch die unmittelbare Einbeziehung von Sitzungen des Fachausschusses Bau- und Raumakustik der DEGA in die Lehrveranstaltung hat sich sehr bewährt.

• Erfahrungen zur Einbindung von Entwurfsaufgaben und Exkursionen in die Lehre der Akustik im Architekturstudium [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Goydke
[A]

Die Lehre der Akustik lässt sich den Studierenden der Architektur heute interessant und eindrucksvoll vermitteln, indem z.B. PowerPoint-Präsentationen mit Video- und Audio-Komponenten eingesetzt werden. Auf vielfältiges Material kann inzwischen auch im Internet zurückgegriffen werden. Erfahrungen aus mehrjähriger Erprobung zeigen, dass sich durch das teilweise Verlagern der Vorlesung in Austiklaboratorien, Prüfanstalten etc. insbesondere aber durch Erläuterungen ''vor Ort'' bei Exkursionen zu attraktiven ausgeführten Baubeispielen der wünschenwerte Praxisbezug herstellen lässt. Darüberhinaus hat sich zusätzlich der Versuch als erfolgreich erwiesen, beim Architekturstudierenden auch Erfahrung in der Anwendung bau- und raumakustischer Prinzipien und eine nachweisliche Durchdringung des Lehrstoffes zu erreichen, indem einschlägige Entwurfsaufgaben angeboten und intensiv betreut werden. Die Effizienz dieser Form der Lehre der Akustik im Architekturstudium wird auf der Basis erpobter Beispiele diskutiert.

• Evaluation of procedures to determine uncertainties in building acoustic measurements
  H. Goydke
[A]

In order to determine uncertainty values according to the GUM of single number quantities being the final results of several building acoustic measurement procedures two basic tasks excist. The one is to establish procedures for the determination of the uncertainty of the single number from the uncertainties of the measurement results in the third-octave or octave-bands from which the single number is dereived. The other is the evaluation of procedures to establish the uncertainty budgets for every measurement result in the different frequency bands. Solving the first task it occures that the Monte-Carlo method is well suited to be used with ''shifting reference curve procedures'' as they are related besides others to the airborne sound insulation index Rw. For the quantities to be used as European harmonized ones (f.i. RA,1 = Rw + C) a much simpler ''linear calculation method'' can be applied as well as the Monte-Carlo procedure. In order to find solutions for the second task results from several international Round Robins and also from national comparison measurements are gathered and analyzed. First results will be shown.

Gozard, P.

• Acoustic simulation in realistic 3D virtual scenes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Cathala, P. Naz and P. Gozard
[A]

The simulation workshop CHORALE is used by government services and industrial companies for multisensor simulations in realistic 3D virtual scenes (in the visible, infrared and EM spectrum and now acoustic signal too). For acoustic simulations, the need is, for example, the detection of moving vehicles in 3D scenes. This article describes the acoustic model in CHORALE. The 3D scene is described by a set of polygons. Each polygon is characterized by its acoustic resistivity or its complex impedance. Sound sources are associated with moving vehicles and are characterized by their spectra and directivities. A microphone sensor is defined by its position, its frequency band and its sensitivity. The purpose of the acoustic simulation is to calculate the incoming acoustic pressure on microphone sensors. CHORALE is based on a generic kernel consisting of functionalities. This kernel possesses original capabilities: computation time is nearly independent on the scene complexity especially the number of polygons, databases are enhanced by precise physical data, special mechanisms of antialiasing have been developed that enable to consider very accurate details. The ray tracer takes into account the wave geometrical divergence, the atmospherical absorption, the attenuation of sound due to trees and forests, the wind and Doppler effects, the sound diffraction by edges (hill, wall, ...) and the sound wave refraction due to air temperature gradients. Finally, the article describes a validation test based on the results of international acoustic detection experiment TG25.

Graber, G.

• Hörvergleich von alternativen binauralen Aufnahmesystemen mit einem Kunstkopfsystem [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  G. Graber, F. Graf and W. Gaggl
[A]

Ein leicht kalibrierbares, binaurales Aufnahmesystem, das aus zwei Kugelmikrofonen mit verschiedenen Trennkörpern besteht, wurde für akustische Meßzwecke entwickelt. Dabei wurden in einem ersten Schritt für verschiedene Trennkörper durch Rechnersimulation die Frequenzgänge für verschiedene Schalleinfallsrichtungen berechnet. In einem zweiten Schritt wurden die drei Trennkörper mit den besten Simulationsergebnissen aufgebaut und akustisch vermessen, wobei gute Übereinstimmung zwischen Rechnersimulation und Messung zu beobachten war. Ebenso wurden drei handelsübliche Kunstkopfsysteme vermessen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit bezieht sich auf die in einem dritten Schritt durchgeführten Hörvergleiche mit Musik, bei denen die drei realisierten Aufnahmesysteme mit den verschiedenen Trennkörpern und die Kunstkopfsysteme untersucht wurden. Die Hörbeispiele wurden sowohl für Kopfhörerwiedergabe als auch für Lautsprecherwiedergabe von jeweils denselben Versuchspersonen beurteilt. Die Durchführung der Versuchsreihen und die Ergebnisse werden präsentiert.

• Aufnahmesysteme für psychoakustische Analysen – Vergleich Kunstkopf vs. Alternativkonzepte [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  F. Graf, M. Pflüger, P. Röpke and G. Graber
[A]

Bei der Messung von Fahrzeuginnengeräuschen sowie im Sound-Design dominiert seit Jahren die sogenannte Kunstkopf-Technik. Bei Kunstkopfsystemen werden Ohrmuschel, Ohrkanal und Torso eines durchschnittlichen Menschen nachgebildet, um eine möglichst originalgetreue stereofone Audioaufnahme zu erreichen. Bei der Anwendung derartiger Systeme ist die Wiedergabequalität im Labor nicht immer befriedigend, d.h. Schallquellen können nicht immer richtig lokalisiert werden und es kann sich ein unnatürlicher Klangeindruck ergeben. Ein Grund dafür ist die Tatsache, daß die Außenohrübertragungsfunktion eines Kunstkopfes immer nur einen Mittelwert über die stark streuenden tatsächlichen Außenohrübertragungsfunktionen verschiedener Personen darstellt. Ein weiterer Nachteil der Kunstkopfsysteme ist darin zu sehen, daß die Aufzeichnungen von unterschiedlichen Kunstköpfen nicht kompatibel sind, d.h. der Aufbau einer Audiodatenbank ist beispielsweise an einen einzelnen Kunstkopftypen gebunden. Das Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines Aufnahmesystems, welches die Vorteile eines Kunstkopfsystems (gute Wiedergabequalität im Labor) und die eines herkömmlichen akustischen Messverfahrens (Kompatibilität, Reproduzierbarkeit, exakte Kalibrierung) vereinen sollte. In der ersten Phase wurde die BE-Methode verwendet, um umfassende akustische Simulationen verschiedener Modelle durchzuführen. In diesen Simulationen konnten die Amplitudengänge aus unterschiedlichen Schalleinfallsrichtungen berechnet und die Wirkung verschiedener Trennkörper auf das umgebende Schallfeld eruiert werden. Aus diesen Erkenntnissen heraus wurden unterschiedliche Prototypen gefertigt. Mittels TDS-Verfahren wurden die Prototypen ebenso wie die kommerziellen Kunstköpfe akustisch vermessen. In Hörversuchen wurden alle Aufnahmesysteme - Kunstköpfe und Alternativkonzepte - sowohl mit Fahrzeuginnengeräuschen als auch mit Musik von Versuchspersonen beurteilt.

• Wissenschaft und Wahrnehmung in der Audiotechnik [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Graber
[A]

Die Audiotechnik/Tontechnik ist ein hochinterdisziplinäres Fachgebiet, in dem sowohl die wissenschaftlich objekitvierbaren Fakten als auch die erlebnisorientierte subjektive Musikwahrnehmung von entscheidender Bedeutung ist. Der Vortrag geht auf Eigenheiten der Hörwahrnehmung ein, die in der praktischen Studioarbeit auf Schritt und Tritt anzutreffen sind, die jedoch kaum bzw. nicht durch die Analyse von Hörparametern beschreibbar sind, da sie sich stets in einem konkreten unwiederholbaren Zusammenhang ereignen. Eine Gruppe der behandelten Phänomene befaßt sich mit der Kommunikation bei der Studioarbeit (Musiker - Musiker bzw. Musiker - Techniker), geht also auf die Hörwahrnehmung bei der intersubjektiven Kommunikation ein. Ein zweite Gruppe von Phänomenen bezieht sich auf die unterschiedliche Wahrnehmung durch ein und dieselbe Person im Verlaufe der Studioarbeit (intrasubjektive Unterschiede). Z. B. weist die Wahrnehmung einer fertigen Abmischung nach einer mehrstündigen intensiven Arbeitssitzung deutliche Unterschiede zur Wahrnehmung desselben Materials nach mehreren Wochen auf. Mit der Einführung des ''Wahrnehmungsraums'' wird zunächst ein intuitives Modell für die Beschreibung der genannten Phänomene vorgestellt. Daran anschließend werden Erkenntnisse aus der modernen Biologie, Biophysik und anderen Bereichen angeführt, die eine sehr hohe Korrelation zum vorgestellten Modell des ''Wahrnehmungsraums'' aufweisen. Dieser Beitrag versteht sich durchaus auch als eine grundlegende Überlegung zum Thema Wahrnehmung mit dem Ziel, eine weiterführende Diskussion anzuregen.

• Untersuchungen zur Lokalisation mit binauralen Aufnahmesystemen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  F. Graf, M. Pflüger, S. Bayer and G. Graber
[A]

Seit einigen Jahren werden binaurale Aufnahmeverfahren zur Aufzeichnung von Geräuschen und Musik verwendet. Diese ermöglichen die Speicherung und anschließende Wiedergabe einer räumlichen Schallfeldsituation über zwei Kanäle. Der Grundidee, das Schallfeld so aufzuzeichnen wie es vom Menschen tatsächlich wahrgenommen wird, kann durch die Verwendung von Kunstkopfsystemen näher gekommen werden. Eines der wesentlichen Qualitätskriterien eines Kunstkopfsystems ist die ermöglichte Schallquellenlokalisation bei Kopfhörerwiedergabe. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Lokalisationseigenschaften unterschiedlicher Kunstkopfsysteme zu untersuchen. Dafür wurden vergleichende Analysen zwischen mehrkanaligen Lautsprecher-Wiedergaben sowie einer Kopfhörer-Wiedergabe im Labor durchgeführt. Als Aufnahmeverfahren wurden sowohl gängige Kunstkopfsysteme als auch das neu entwickelte Aufnahmeverfahren ''SOURCE'' verwendet. Besonderes Augenmerk wurde auf das auf dem Prinzip der Trennkörper-Stereofonie basierende Aufnahmesystem ''SOURCE'' gelegt, da es bisher bei Fahrzeuginnengeräuschen eine ausgezeichnete Wiedergabequalität im Labor erreichen konnte.

• Zur Akustik im Dom zu St. Stephan in Wien [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Fellner, F. Graf, G. Graber, J. Egger and T. Rohde
[A]

Akustik und Aufführungspraxis im Dom zu St. Stephan erfuhren im Laufe der Geschichte einige Veränderungen, die u.a. durch verschiedene musik- und baugeschichtliche Aspekte geprägt sind. Dies führte dazu, dass sich der Liturgiemusizierplatz heute im Friedrichsschiff nahe der Rieger-Orgel befindet. In der Regel ist bei Konzerten der Platz für Chor und Orchester ebenfalls im Friedrichsschiff vorgesehen. Selten wird bei Konzerten vor dem Volksaltar musiziert. Bei kleineren Konzerten ohne Orgel wird auch im Wr. Neustädterschiff musiziert. Die akustische Situation im Friedrichsschiff ist insofern problematisch, als die Schallabstrahlung sowohl für die Ausführenden als auch für die Zuhörenden durch die räumliche Anordnung zu einer ungünstigen Hörsituation führt, da die Klangausbreitung durch Säulen u.ä. stark beeinflusst wird. Dadurch wird sowohl die subjektive Wahrnehmung von Chor, Orchester und Solisten während des Musizierens als auch das Klangerlebnis der Zuhörenden mitunter stark beeinträchtigt. Dir vorgestellten Arbeiten dienten zur wissenschaftlichen Bearbeitung und Dokumentation der gegenwärtigen akustischen Situation im Dom zu St. Stephan, in dem die wissenschaftlichen Grundlagen für eine Verbesserung der akustischen Situation im Dom erarbeitet wurden. Dazu gehört u.a. die Erhebung der verschiedenen Anforderungen sowie eine umfassende musikalisch-akustisch-technische Bestandsaufnahme zur Erfassung der Feinstruktur des Schallfeldes. Dazu wurde ein eigenes Visualisierungs-Tool zum visuellen Vergleich der großen Datenmengen entwickelt. Die Elektroakustik wurde im Projekt nicht betrachtet. Mit Hilfe von akustischen Simulationen wurden Möglichkeiten zur Optimierung der Musizier- und Hörsituation im Dom zu St. Stephan erarbeitet, insbesondere die Musiziersituation im Friedrichschiff. Ziel war die Untersuchung von Maßnahmen für eine bessere Klangabstrahlung. Dazu wurden vorwiegend unterschiedliche Varianten von Podestformen und Podestaufstellungen untersucht.

• Entwicklung eines verputzten Zelluloseabsorbers [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Graber, H. Drotleff, J. Egger, P. Häupl, H. Hengsberger, P. Kautsch, W. Lackner, H. Petzold, R. Plagge, R. Schmied and X. Zhou
[A]

Im Rahmen von abgeschlossenen Forschungsprojekten wurde die überwiegend als Einblasdämmstoff verwendete Altpapierzellulosedämmung zu einem tragfähigen, verputzbaren Wandsystem entwickelt, das als thermische Innendämmung ohne Dampfsperre einsetzbar ist. Dabei wurden die positiven Eigenschaften des Materials weiterentwickelt, so dass ein tragfähiger und mittels Spezialputz verputzbarer Dämmkörper zur Verfügung steht. Der Vortrag berichtet über ein laufendes Projekt, in dem der verputzbare Zellulosedämmkörper zu einem akustischen Absorber weiterentwickelt wird, der vor allem im mitten- und tieffrequenten Bereich wirksam sein soll. Basierend auf dem Prinzip des klassischen Schlitzabsorbers wird auf einer 5 bis 6 cm dicken vor Ort aufgespritzten Zelluloseschicht ein zweischichtiges Putzsystem aufgebracht, das - als Innovation bei Schlitzabsorbern - auch mit einer fugenlosen Oberfläche ausgeführt werden kann. Damit wird dem Bedarf vieler Planer nach 'Unsichtbarkeit' der akustischen Maßnahmen bei gleichzeitiger Bedämpfung tiefer Frequenzen Rechnung getragen. Aufgrund des positiven hygrothermischen Verhaltens kann der verputzte Zelluloseabsorber auch an der Innenseite von Außenwänden eingesetzt werden, wo konventionelle Absorber Probleme mit unzulässiger Wasserdampfkondensation hervorrufen können. Der neuartige Absorber ist auch auf unebenen oder gekrümmten Wänden oder Decken applizierbar. Der Einsatz des verputzten Zelluloseabsorbers zur akustischen Sanierung eines Klassenzimmers wird vorgestellt.

• Übertragung von Audiosignalen über lange Distanzen mittels optischer Netze
  M. Koschier, F. Graf, E. Leitgeb and G. Graber
[A]

In der Audiotechnik gibt es bereits eine Vielzahl an Standards und Möglichkeiten Audiodaten digital zu übertragen. Diese sind jedoch zumeist auf geringe Distanzen (einige Meter) begrenzt. Für viele Anwendungen ist es aber erforderlich, lange Distanzen ohne Qualitätseinbußen zu überbrücken. Eines der derzeit besten Verfahren Signale digital zu übertragen ist die optische Übertragungstechnik, welche Spannungen in optische Signale wandelt und diese über Lichtwellenleiter überträgt. Neben der hohen Geschwindigkeit zeichnet sich diese Übertragungstechnik durch eine hohe Bandbreite, geringe Dämpfung und Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen aus. Es wurden die am Markt befindlichen Übertragungssysteme und Realisierungsmöglichkeiten untersucht und das Preis-Leistungsverhältnis analysiert. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend wurde ein kostengünstiges System zur Übertragung von Audiodaten über ein optisches Netz entwickelt, das es erlaubt, Audiodaten über mehrere Kilometer mit hoher Qualität zu übertragen.

• Die Nachhallakustik großer langgestreckter Räume [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Graber, P. Gutmann, M. Fellner, F. Graf, T. Rohde and J. Egger
[A]

Im Rahmen des Projekts 'Zur Akustik des Doms zu St. Stephan in Wien' wurden umfangreiche raumakustische Messungen durchgeführt. Für die im Projekt notwendige ortsabhängige Darstellung der unterschiedlichen akustischen Parameter wurde eigens ein Visualisierungstool entwickelt. Bei der ortsabhängigen Darstellung der Nahhallzeit ist aufgefallen, dass diese nicht wie erwartet mehr oder weniger im gesamten Kirchenschiff konstant ist - so wie es auch die erste raumakustische Simulation vermuten ließ - sondern dass mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle ein gleichmäßiges Ansteigen der Nachhallzeit zu beobachten war. Der Vortrag zeigt mit den umfangreichen Möglichkeiten des Visualisierungstools wie dieses Phänomen zustande kommt und erklärt werden kann.

• Bedeutung kurzer Nachhallzeiten bei tiefen Frequenzen für die raumakustische Qualität in Unterrichtsräumen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E. Mommertz, P. Reents and G. Graber
[A]

Die Bedeutung der Nachhallzeit bei tiefen Frequenzen auf die Sprachverständlichkeit wird derzeit kontrovers diskutiert. Da hierzu neue wissenschaftlich fundierte Erkenntnisse nicht vorliegen, wurde in der Neufassung der DIN 18041 ''Hörsamkeit in kleinen bis mittelgroßen Räumen'', 05.2004 darauf verzichtet, Anforderungen an die Nachhallzeit unterhalb von 100 Hz aufzunehmen. Um Aussagen über die Erfordernis spezieller tieffrequenter Absorber in Unterrichtsräumen zu erhalten, wurden systematische Hörversuche im Labor mit Hilfe gemessener und simulierter binauraler Raumimpulsantworten durchgeführt. In diesem Beitrag wird über die Vorgehensweise und Ergebnisse der Untersuchungen berichtet.

Grabinger, J.

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

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

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

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

• Numerische und experimentelle Untersuchungen der Schallabstrahlung bei strömungsinduzierten Strukturschwingungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Uffinger, S. Becker, F. Schäfer, S. Müller, J. Grabinger and M. Kaltenbacher
[A]

Neben der Wirtschaftlichkeit nimmt der Fahrzeugkomfort heute eine sehr wichtige Rolle in der Akzeptanz und im Kaufverhalten der Bevölkerung ein. Markant ist hier im Fahrzeuginnern ein lästiges tieffrequentes Geräusch, das resultierend aus der Unterströmung des Fahrzeuges im Unterbodenbereich über Vibrationen der Bodenbleche in das Fahrzeuginnere übertragen wird.

Gegenstand der Untersuchungen ist es, die Ursachen zu verstehen und sie so zu beeinflussen, dass die strömungsbedingten Schallentstehungsprozesse in ihrer Interaktion mit der Struktur gezielt beeinflusst werden können. Die Strömung im Unterbodenbereich erweist sich als sehr komplex. In der Arbeit wird daher ein vereinfachtes Modell benutzt, in denen charakteristische Anströmbedingungen definiert wurden und deren Wirkungen auf das Schwingungsverhalten und die akustische Antwort untersucht wurden. Benutzt wurde eine Grenzschichtströmung über einer ebenen Platte. Die sich hinter einem Zylinder ausbreitende Wirbelstrasse überstreicht somit eine Bodenplatte, in die eine weichere Struktur eingebettet ist. Es wird die akustische Wirkung der durch die Strömung induzierten Strukturschwingung betrachtet aber auch den durch die Turbulenz induzierten Lärm.

Die Ergebnisse dieser experimentellen und numerischen Untersuchungen zeigen einen direkten Vergleich beider Methodiken sowie grundlegende Erkenntnisse darüber, wie sich die Turbulenzstruktur sich auf das Schwingungsverhalten einer elastischen Struktur auswirkt und wie damit die Schallentstehung und Schallabstrahlung aufgrund des Strömungsfeldes der Strukturvibration beeinflusst wird.

Grabsch, H.-P.

• Schallquellenortung mit der Zylindrischen Nahfeld-Holographie [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Gerlach, P. Kuhn and H.-P. Grabsch
[A]

Für Aufgaben der Lärmminderung und der Geräuschgestaltung sind in einer ersten Bestandsaufnahme oft die Teilschallquellen des untersuchten Objektes zu ermitteln. Für eine solche Schallquellenortung im Luftschallfeld gibt es verschiedene, bereits erprobte Verfahren angefangen vom ''Überstreichen'' mit einer Schallintensitätssonde bis hin zu einer Schallfeldkartierung (Schalldruck oder Schallintensität). Bei korrelierten Teilschallquellen entsteht durch Superposition ein Interferenzbild, das bei diesen Verfahren eine geometrische Zuordnung von Teilschallquellen schwierig macht. Abhilfe schafft die planare Nahfeld-Holographie, bei der auf einer Ebene der Schalldruck gemessen und auf einer anderen Ebene unmittelbar vor der zu untersuchenden Quelle berechnet werden kann, auf der die Interferenzen weniger ausgeprägt sind. Die planare Nahfeld-Holographie ist ein in der Praxis etabliertes und kommerziell verfügbares Werkzeug, das z. B. für Messungen am Motorraum angewandt wird. Für kleinere kompakte Produkte ist jedoch eine Methode erforderlich, die die Schallabstrahlung in alle Richtungen ermittelt. Dieser Anforderung wird die zylindrische Nahfeld-Holographie besser gerecht, bei der auf einer Zylinderschale das Schallfeld gemessen und auf einer anderen berechnet werden kann. Da es dazu kein kommerzielles Programm gibt, wurde die diesbezügliche Literatur ausgewertet, um eigene Untersuchungen ergänzt und darauf aufbauend die Methode in einem Programm umgesetzt. In diesem Beitrag stellen wir den rechnerischen und messtechnischen Einsatz der zylindrischen Nahfeld-Holographie vor. Am Beispiel einer Quelle mit bekannter Anordnung der Teilschallquellen zeigen wir, wie sich durch Berechnung des Schallfeldes auf einer oberflächennahen Zylinderschale die Ortbarkeit der Schallquellen gegenüber einer Schallfeldkartierung im größeren Abstand verbessert.

Graf, F.

• Hörvergleich von alternativen binauralen Aufnahmesystemen mit einem Kunstkopfsystem [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  G. Graber, F. Graf and W. Gaggl
[A]

Ein leicht kalibrierbares, binaurales Aufnahmesystem, das aus zwei Kugelmikrofonen mit verschiedenen Trennkörpern besteht, wurde für akustische Meßzwecke entwickelt. Dabei wurden in einem ersten Schritt für verschiedene Trennkörper durch Rechnersimulation die Frequenzgänge für verschiedene Schalleinfallsrichtungen berechnet. In einem zweiten Schritt wurden die drei Trennkörper mit den besten Simulationsergebnissen aufgebaut und akustisch vermessen, wobei gute Übereinstimmung zwischen Rechnersimulation und Messung zu beobachten war. Ebenso wurden drei handelsübliche Kunstkopfsysteme vermessen. Der Schwerpunkt dieser Arbeit bezieht sich auf die in einem dritten Schritt durchgeführten Hörvergleiche mit Musik, bei denen die drei realisierten Aufnahmesysteme mit den verschiedenen Trennkörpern und die Kunstkopfsysteme untersucht wurden. Die Hörbeispiele wurden sowohl für Kopfhörerwiedergabe als auch für Lautsprecherwiedergabe von jeweils denselben Versuchspersonen beurteilt. Die Durchführung der Versuchsreihen und die Ergebnisse werden präsentiert.

• Aufnahmesysteme für psychoakustische Analysen – Vergleich Kunstkopf vs. Alternativkonzepte [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  F. Graf, M. Pflüger, P. Röpke and G. Graber
[A]

Bei der Messung von Fahrzeuginnengeräuschen sowie im Sound-Design dominiert seit Jahren die sogenannte Kunstkopf-Technik. Bei Kunstkopfsystemen werden Ohrmuschel, Ohrkanal und Torso eines durchschnittlichen Menschen nachgebildet, um eine möglichst originalgetreue stereofone Audioaufnahme zu erreichen. Bei der Anwendung derartiger Systeme ist die Wiedergabequalität im Labor nicht immer befriedigend, d.h. Schallquellen können nicht immer richtig lokalisiert werden und es kann sich ein unnatürlicher Klangeindruck ergeben. Ein Grund dafür ist die Tatsache, daß die Außenohrübertragungsfunktion eines Kunstkopfes immer nur einen Mittelwert über die stark streuenden tatsächlichen Außenohrübertragungsfunktionen verschiedener Personen darstellt. Ein weiterer Nachteil der Kunstkopfsysteme ist darin zu sehen, daß die Aufzeichnungen von unterschiedlichen Kunstköpfen nicht kompatibel sind, d.h. der Aufbau einer Audiodatenbank ist beispielsweise an einen einzelnen Kunstkopftypen gebunden. Das Ziel dieses Projektes war die Entwicklung eines Aufnahmesystems, welches die Vorteile eines Kunstkopfsystems (gute Wiedergabequalität im Labor) und die eines herkömmlichen akustischen Messverfahrens (Kompatibilität, Reproduzierbarkeit, exakte Kalibrierung) vereinen sollte. In der ersten Phase wurde die BE-Methode verwendet, um umfassende akustische Simulationen verschiedener Modelle durchzuführen. In diesen Simulationen konnten die Amplitudengänge aus unterschiedlichen Schalleinfallsrichtungen berechnet und die Wirkung verschiedener Trennkörper auf das umgebende Schallfeld eruiert werden. Aus diesen Erkenntnissen heraus wurden unterschiedliche Prototypen gefertigt. Mittels TDS-Verfahren wurden die Prototypen ebenso wie die kommerziellen Kunstköpfe akustisch vermessen. In Hörversuchen wurden alle Aufnahmesysteme - Kunstköpfe und Alternativkonzepte - sowohl mit Fahrzeuginnengeräuschen als auch mit Musik von Versuchspersonen beurteilt.

• Untersuchungen zur Lokalisation mit binauralen Aufnahmesystemen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  F. Graf, M. Pflüger, S. Bayer and G. Graber
[A]

Seit einigen Jahren werden binaurale Aufnahmeverfahren zur Aufzeichnung von Geräuschen und Musik verwendet. Diese ermöglichen die Speicherung und anschließende Wiedergabe einer räumlichen Schallfeldsituation über zwei Kanäle. Der Grundidee, das Schallfeld so aufzuzeichnen wie es vom Menschen tatsächlich wahrgenommen wird, kann durch die Verwendung von Kunstkopfsystemen näher gekommen werden. Eines der wesentlichen Qualitätskriterien eines Kunstkopfsystems ist die ermöglichte Schallquellenlokalisation bei Kopfhörerwiedergabe. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Lokalisationseigenschaften unterschiedlicher Kunstkopfsysteme zu untersuchen. Dafür wurden vergleichende Analysen zwischen mehrkanaligen Lautsprecher-Wiedergaben sowie einer Kopfhörer-Wiedergabe im Labor durchgeführt. Als Aufnahmeverfahren wurden sowohl gängige Kunstkopfsysteme als auch das neu entwickelte Aufnahmeverfahren ''SOURCE'' verwendet. Besonderes Augenmerk wurde auf das auf dem Prinzip der Trennkörper-Stereofonie basierende Aufnahmesystem ''SOURCE'' gelegt, da es bisher bei Fahrzeuginnengeräuschen eine ausgezeichnete Wiedergabequalität im Labor erreichen konnte.

• Measurements of room acoustic parameters in auditoriums by simulating the audience by molton cloth [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Birnstingl, M. Fellner and F. Graf
[A]

Until now several measurements of room acoustic parameters have been published, where concert halls with and without audience have been measured. Hidaka/Nishishara/Beranek (JASA 2001) and Lorenz/Breuer (DAGA 2003) additionally have used a special japanese cloth covering the seats for simulation of the occupied state. In this poster similar measurements using another cloth named molton are published. This cloth is often used for example in theatre and stage design, it is very easy to get and reasonably priced. Room acoustic measurements are made in auditoriums, music rehearsal rooms and concert halls. Results of the occupied, the unoccupied and the ''audience simulated'' state are compared.

• Multichannel Recording and Classifying of Respiratory Sounds [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Graf, G. Wurzinger, U. Kleb, H. Köhler and K. Putz
[A]

The auscultation of the lung by means of a stethoscope is an important and straightforward diagnostic method. It is the simplest and least intrusive technique to determine direct information regarding the structure of the required lung tissue. The variations in the sound of the lungs are in direct relation to the pathological variations of the lung. Based on the variety of the heard lung sounds, it is often difficult to make a precise diagnosis. Therefore a system for multichannel recording and classifying of respiratory sounds was developed. First several kinds of sensors were constructed in order to obtain high-quality respiratory sounds. The data collection was realized with two off-the-shelf data acquisition cards, the upstreamed the voltage supply of the sensors and an aeroplethysmograph. The devices are controlled by a software which has the further purpose to collect additional data for statistical analysis. In a clinical trial more than 60 persons with different kinds of diseases were examined. The analysis and classification was done by using different methods of digital signal processing, statistics and stochastics. The results of the study will be presented.

• Automatische Klassifizierung der Motorisierung von vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  H. Rainer, F. Graf, D. Ludwig, P. Ummenhofer and J. Köstinger
[A]

Im vorliegenden Projekt wurden die Grundlagen für ein System zur automatischen Klassifikation der Motorisierung von vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen erarbeitet. Durch die Kenntnis der Motorisierung kann in Verbindung mit einer entsprechenden Datenbank auf die vom Kraftfahrzeug emittierten Schadstoffe geschlossen werden. Die Klassifikation erfolgt dabei über die Auswertung des Vorbeifahrtsgeräusches, das neben Strömungs- und Reifenabrollgeräuschen sehr stark vom Motorgeräusch dominiert wird. Das abgestrahlte Motorgeräusch kann als Informationsquelle angesehen werden, dessen Charakteristik einerseits vom verwendeten Kraftstoff und andererseits von der Anzahl der Zylinder und weiteren motorspezifischen Parametern geprägt wird. Dadurch erhält man für jeden Motor-Typ einen so genannten ''Fingerprint'', der in Folge mit Hilfe einer Datenbank ausgewertet werden kann. Der von den Kraftfahrzeugen abgestrahlte Schall wird dabei mit speziellen Messmikrofonen detektiert, die auf bereits bestehenden Überkopfbrücken montiert werden können. Die so erfassten Schallsignale werden einer weiterführenden Analyse unterzogen, um in einem hierarchisch aufgebauten Klassifikationssystem den genauen Motortyp zu identifizieren.

• Zur Akustik im Dom zu St. Stephan in Wien [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Fellner, F. Graf, G. Graber, J. Egger and T. Rohde
[A]

Akustik und Aufführungspraxis im Dom zu St. Stephan erfuhren im Laufe der Geschichte einige Veränderungen, die u.a. durch verschiedene musik- und baugeschichtliche Aspekte geprägt sind. Dies führte dazu, dass sich der Liturgiemusizierplatz heute im Friedrichsschiff nahe der Rieger-Orgel befindet. In der Regel ist bei Konzerten der Platz für Chor und Orchester ebenfalls im Friedrichsschiff vorgesehen. Selten wird bei Konzerten vor dem Volksaltar musiziert. Bei kleineren Konzerten ohne Orgel wird auch im Wr. Neustädterschiff musiziert. Die akustische Situation im Friedrichsschiff ist insofern problematisch, als die Schallabstrahlung sowohl für die Ausführenden als auch für die Zuhörenden durch die räumliche Anordnung zu einer ungünstigen Hörsituation führt, da die Klangausbreitung durch Säulen u.ä. stark beeinflusst wird. Dadurch wird sowohl die subjektive Wahrnehmung von Chor, Orchester und Solisten während des Musizierens als auch das Klangerlebnis der Zuhörenden mitunter stark beeinträchtigt. Dir vorgestellten Arbeiten dienten zur wissenschaftlichen Bearbeitung und Dokumentation der gegenwärtigen akustischen Situation im Dom zu St. Stephan, in dem die wissenschaftlichen Grundlagen für eine Verbesserung der akustischen Situation im Dom erarbeitet wurden. Dazu gehört u.a. die Erhebung der verschiedenen Anforderungen sowie eine umfassende musikalisch-akustisch-technische Bestandsaufnahme zur Erfassung der Feinstruktur des Schallfeldes. Dazu wurde ein eigenes Visualisierungs-Tool zum visuellen Vergleich der großen Datenmengen entwickelt. Die Elektroakustik wurde im Projekt nicht betrachtet. Mit Hilfe von akustischen Simulationen wurden Möglichkeiten zur Optimierung der Musizier- und Hörsituation im Dom zu St. Stephan erarbeitet, insbesondere die Musiziersituation im Friedrichschiff. Ziel war die Untersuchung von Maßnahmen für eine bessere Klangabstrahlung. Dazu wurden vorwiegend unterschiedliche Varianten von Podestformen und Podestaufstellungen untersucht.

• Übertragung von Audiosignalen über lange Distanzen mittels optischer Netze
  M. Koschier, F. Graf, E. Leitgeb and G. Graber
[A]

In der Audiotechnik gibt es bereits eine Vielzahl an Standards und Möglichkeiten Audiodaten digital zu übertragen. Diese sind jedoch zumeist auf geringe Distanzen (einige Meter) begrenzt. Für viele Anwendungen ist es aber erforderlich, lange Distanzen ohne Qualitätseinbußen zu überbrücken. Eines der derzeit besten Verfahren Signale digital zu übertragen ist die optische Übertragungstechnik, welche Spannungen in optische Signale wandelt und diese über Lichtwellenleiter überträgt. Neben der hohen Geschwindigkeit zeichnet sich diese Übertragungstechnik durch eine hohe Bandbreite, geringe Dämpfung und Unempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen aus. Es wurden die am Markt befindlichen Übertragungssysteme und Realisierungsmöglichkeiten untersucht und das Preis-Leistungsverhältnis analysiert. Auf diesen Erkenntnissen aufbauend wurde ein kostengünstiges System zur Übertragung von Audiodaten über ein optisches Netz entwickelt, das es erlaubt, Audiodaten über mehrere Kilometer mit hoher Qualität zu übertragen.

• Die Nachhallakustik großer langgestreckter Räume [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Graber, P. Gutmann, M. Fellner, F. Graf, T. Rohde and J. Egger
[A]

Im Rahmen des Projekts 'Zur Akustik des Doms zu St. Stephan in Wien' wurden umfangreiche raumakustische Messungen durchgeführt. Für die im Projekt notwendige ortsabhängige Darstellung der unterschiedlichen akustischen Parameter wurde eigens ein Visualisierungstool entwickelt. Bei der ortsabhängigen Darstellung der Nahhallzeit ist aufgefallen, dass diese nicht wie erwartet mehr oder weniger im gesamten Kirchenschiff konstant ist - so wie es auch die erste raumakustische Simulation vermuten ließ - sondern dass mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle ein gleichmäßiges Ansteigen der Nachhallzeit zu beobachten war. Der Vortrag zeigt mit den umfangreichen Möglichkeiten des Visualisierungstools wie dieses Phänomen zustande kommt und erklärt werden kann.

• Segmentierung von TV-Werbespots für Automatische Spracherkennung und Jingle-Erkennung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Rettenbacher and F. Graf
[A]

Im EU-Projekt 'MediaCampaign' wird ein System zur automatischen medienübergreifenden Erkennung und Beobachtung von Werbe-Kampagnen entwickelt (TV, Presse, Internet). Eine Komponente dieses Systems dient der temporalen Segmentierung des Audiodatenstroms von TV-Werbespots.

In TV-Werbespots treten Sprache und Musik oft simultan auf. Der Segmentierer berücksichtigt diese Tatsache, indem Segmente der Klassen 'Sprache', 'Musik', 'Stille' und 'Sonstige Geräusche' überlappend generiert werden. Ziel ist es, den nachfolgenden Modulen zur Automatischen Spracherkennung und zur Erkennung von Jingles, homogene Sprach- bzw. Musik-Segmente zur Verfügung zu stellen.

Der Segmentierer extrahiert aus dem Audiodatenstrom fensterbasiert Merkmalsvektoren, die anschließend mit Gaussian Mixture Models klassifiziert werden. In einem weiteren Verarbeitungsschritt werden die Klassifikationsergebnisse zur Segmentbildung herangezogen. Die gefundenen Segmente werden als MPEG-7 Metadaten ausgegeben.

Der Trainingskorpus wurde domänenspezifisch basierend auf einer detaillierten Annotation generiert. Die Annotation wurde in MPEG-7 und mit Hilfe eines Mehrspur-Audioeditors durchgeführt. Die Zusammenstellung des Trainingskorpus erfolgt auf Metadatenebene durch Abbildung der Segment-Annotationen auf die Klassen des Segmentierers. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine iterative Optimierung des Trainingskorpus.

Graf, H.

• Akustische Impedanzmessungen in der Hörgerätetechnik [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Stirnemann, H. Graf and H.-E. Meier
[A]

Bei der Entwicklung elektroakustischer Systeme, beispielsweise Hörgeräten, ist die Kenntnis der akustischen Impedanz einzelner Komponenten oder ganzer Teilsysteme von grossem Nutzen. Auf dem Markt existieren keine käuflichen Messgeräte welche zu diesem Zwecke eingesetzt werden könnten. Zwar gibt es verschiedene Apparaturen aus dem Audiologiebereich und der medizinischen Diagnostik, welche impedanzähnliche Grössen liefern, aber bezüglich Frequenzbereich und Genauigkeit der gemessenen komplexen Impedanzen die Anforderungen an ein zeitgemässes Messystem nicht erfüllen. Aus diesem Grunde wurde ein Real - Time - Messverfahren entwickelt und auf einem PC in MATLAB realisiert. Ausgehend vom Thevenin - Ansatz wurde zuerst ein äquivalenter Transfer - Matrix - Ansatz hergeleitet, welcher eine Hörer - Mikrophon - Konfiguration beschreibt. Um auch die Übertragungseigenschaften eines in der Praxis erforderlichen Ankopplungsvolumens zu modellieren, wurde dieser Ansatz zu einem verallgemeinerten Modell erweitert. Die Parameter dieses Modells können mittels bekannter Kalibrierimpedanzen durch auflösen eines überbestimmten Gleichungssystems bestimmt werden. Die erreichten Daten des realisierten Gerätes sind: Frequenzbereich: 100 - 6k Hz, absolute Genauigkeit ca. 3 dB, Wiederholbarkeit 1 dB, Dynamikbereich bei 1kHz: ca. 60 dB (Volumen von 0.01 - 10 ccm), Kalibrierung mit 3 Volumen- und 3 Röhrchenelementen. Die Anwendungen sind vielfältig: Messung des akustischen Widerstandes von porösen Materialien, Eigenschaften akustischer Grundelemente wie Schläuche und Volumen und deren Kombination, akustisches Verhalten von Membranen, Ausgangsimpedanz von elektroakustischen Wandlern. Die Erfahrungen aus den erzielten Resultaten und dem zugrunde liegenden universellen theoretischen Modell lassen sich in Zukunft auch auf weitere Anwendungen übertragen wie etwa die Identifikation allgemeiner elektroakustischer Zweitore.

Graf, J.

• Vibroacoustic Testing of Technical Plastics Components [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Franck and J. Graf
[A]

Due to their often small stiffness and their associated affinity to vibration, plastics components contribute much to sound radiation in many technical systems. An acoustics-aware design of this components is therefore of special importance. Computer simulations of the vibration behaviour only supply a first approximation of the real performance, because complicated material models with often unknown or hard to obtain parameters are necessary to describe the material properties over an acoustically relevant frequency range.

For the vibroacoustic analysis, a 3D laser vibrometry scanner has been combined with a correlation measurement system, providing the mechanical excitation with a shaker. Systematic measurement errors of the setup are compensated with a special calibration approach. An automated data transfer between CAD models, laser vibrometry and post processing applications provides fast adaption to different part geometries.

A matching of the simulation models with the real behaviour therefore requires a vibroacoustic testing of the plastics components. This paper discusses the vibroacoustic testing of several technical plastics components. The necessary steps for a methodically founded comparison between simulation and measurement results are presented. Finally, possible approaches for both the subjective and objective interpretation of simulations, measurements and the acoustical reality are shown.

Graf-Müller, H.

• Voith Silent Technologies - Lärmarmes Design von Papiermaschinen [DAGA 2005 (München)]
  H. Graf-Müller
[A]

Im Zuge der rasanten Industrialisierung wird Lärm zunehmend zu einem Schlüsselthema. Dies gilt insbesondere für die Papierindustrie. Die Planer und Hersteller großtechnischer Anlagen im Papierbereich stehen also stets vor der Aufgabe, lärmarme Konstruktionen entwerfen und bauen zu müssen. Da der Saugwalzenlärm die Schallemissionen der anderen Lärmverursacher meist deutlich überschreitet, spielt die Reduktion des Saugwalzenpfeifens gegenwärtig eine zentrale Rolle bei der effizienten Lärmreduktion von Papiermaschinen. Die Entwicklung von lärmarmen Walzenkonstruktionen basiert im ersten Schritt auf der mathematischen Modellierung der physikalischen Vorgänge in Saugwalzen und im zweiten Schritt auf systematischen Untersuchungsreihen am Saugwalzenversuchsstand sowie an Versuchspapiermaschinen. Im dritten Schritt wird das Verhalten der neuen Technologie an laufenden Papiermaschinen unter normalen Produktionsbedingungen untersucht. Ein Beispiel für ein ''intelligentes'' Produkt zur Reduktion des Saugwalzenlärms ist der SeaLencerTM (''Seal of Silence''), die lärmreduzierende Dichtleiste. Der Fokus in der Entwicklung der SeaLencerTM-Dichtleiste richtete sich auf die Verminderung des abrupten Zusammenbrechens des Vakuums in der Mantelperforation im Bereich nach der Vakuumzone. Die strömungsdynamisch optimierte Form des SeaLencerTM erlaubt eine sanfte ''Wiederbefüllung'' der Mantelperforation mit Luft. Dieser Effekt ist deutlich hörbar. Auch bei Maschinengeschwindigkeiten über 1500 m/min gehen die unangenehmen ''Kreischtöne'' nach einem Umbau auf die SeaLencerTM-Dichtleiste meist um mehr als 3 dB zurück, in einzelnen Frequenzbändern werden Reduktionen bis 12 dB registriert. Gegenwärtig werden die an vielen Papiermaschinen beobachteten höheren Standzeiten und der geringere Energiebedarf bei Einsatz der SeaLencerTM-Dichtleiste systematisch untersucht. Die zukünftige Entwicklung bei Voith weist jedenfalls in Richtung einer ''lärmarmen'' Papiermaschine - zur deutlich spürbaren Verbesserung der Arbeitsplatzqualität.

Grahs, T.

• Numerische Studien zu strömungsinduziertem Lärm von Außenspiegelgeometrien [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Grahs, F. Decker, A. Gitt-Gehrke and M. Kirchner
[A]

Die Reduzierung Strömungsinduzierter Lärm spielt in der Fahrzeugentwicklung eine immer grösserer Rolle. Anhand eines Teilmodells des Volkswagen Passats werden Simulation und Messungen von Lärmquellen miteinander verglichen

Grande, S.

• Messung und Beurteilung der Geräuschbelastung bei Aufpflasterungen zur Verkehrsberuhigung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Grande, F. Heisig, K. Künzel, A. Rothe and D. Schmidt
[A]

Insbesondere in Neubau- und Siedlungsgebieten sowie bei der Rekonstruktion städtischer Wohngebiete werden seit geraumer Zeit verschiedenste Strukturelemente in die Straßenoberfläche eingefügt, um die Verkehrsteilnehmer zur Einhaltung einer vorgeschriebenen Geschwindigkeitsbegrenzung zu zwingen. Neben sehr sinnvollen und gestalterisch interessanten Lösungen gibt es allerdings auch solche, die in der unmittelbaren Wohnnachbarschaft zu erheblichen Belästigungen durch Verkehrsgeräusche (Rollgeräusche) führen, wie von uns meßtechnisch nachgewiesen werden konnte. In diesem Zusammenhang sind speziell Kippschwellen und Aufpflasterungen zu nennen. Die Störwirkung ist sowohl auf den Belagwechsel als auch auf die Überhöhungen in der Straßenoberfläche zurückzuführen. Die Pegelunterschiede gegenüber glattem Straßenbelag können bis zu 5 dB(A) betragen. In einem Posterbeitrag sollen zahlreiche Beispiele vorgestellt und hinsichtlich ihrer zeitlichen und spektralen Struktur analysiert werden.

Granger, C.

• Ultrasonic cavitation in thin liquid layer [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Moussatov, C. Granger and B. Dubus
[A]

The generation of ultrasonic cavitation in a thin liquid layer comprised between a sonotrode and a hard surface and bounded laterally by a gas-liquid interface is investigated. Theoretical analysis predicts that a large amplification of the pressure is obtained with this configuration. Experiments conducted by driving the layer with axisymmetrical resonant transducers (20 kHz) show that ultrasonic cavitation is obtained at very low input intensity and in a broad frequency range. Two types of cavitation are found depending upon the sonotrode vibrational velocity: at low velocity, stable bubble structure takes place along the symmetry axis; at high velocity, transient bubble structures constituted by so-called 'smokers', are observed. Erosion tests on metallic foils demonstrate the existence of an intense mechanical activity which can be localized by controlling the input intensity. Cavitation in thin liquid layers appears to be an attractive approach to scale-up sonoreactors for industrial applications.

• Near-Field Levitation Generated by Ultrasonic Vibrations : Theoretical Analysis and Experiments [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A.-C. Hladky, C. Granger, G. Haw and B. Dubus
[A]

With a view to obtaining particular displacement conditions, such as friction cancellation, higher speed or non contact transportation, film air bearings using piezoelectric bending elements have many advantages in comparison with conventional air bearing systems, because they are autonomous and they take a reduced place. In this paper, the film air bearing is provided by the flexural vibration of a piezoelectric bimorph, made of a passive disk stuck on a piezoelectric disk. The system is excited at the frequency of its first bending mode. For a sufficiently high vibration amplitude, an air bearing appears between the bimorph and the ground. The gas remains stationary and is undergoing periodic cycles of compression and decompression. The acting principle relies upon the acoustic radiation pressure appearing in the air layer. Due to the thermal boundary layer thickness, neither adiabatic nor isotherm conditions have to be used in the air layer and an intermediate condition (equivalent compressibility) is used. With the help of the theoretical model, the thickness of the fluid layer is estimated as a function of the lifted mass, the frequency and the drive level. Several prototypes are then designed using the ATILA finite element code and are built. First experiments show that, if the excitation level is greater than a given level, there are strictly no contact between the bimorph and the ground. The air bearing thickness and its relative variations are measured with the help of the laser vibrometer. Experimental and numerical results are compared and discussed.

Granzow, M.

• Zusammenhang zwischen der Lateralisation aufgrund interauraler Zeit- und Pegeldifferenzen und kortikal evozierten Potenzialen (MMN) [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Damaschke, M. Granzow, H. Riedel and B. Kollmeier
[A]

Mit Hilfe von psychoakustischen und elektroenzephalographischen Meßverfahren wird der Zusammenhang zwischen der wahrgenommenen Lateralisation (aufgrund interauraler Pegeldifferenz (ILD) und interauraler Zeitdifferenz (ITD)) einerseits und der elektroenzephalographischen Größe der Mismatch Negativity (MMN) andererseits untersucht. Dabei stellt sich die Frage, inwiefern diese interauralen Parameter bei den hier erfaßten Stationen der Hörbahn unabhängig voneinander verarbeitet werden oder nicht, d.h. bereits miteinander verechnet werden. Dazu wurden bei den Messungen unterschiedliche Kombinationen aus interauralen Zeit- und Pegeldifferenzen verwendet, die jeweils dieselbe wahrgenommene Lateralisation hervorrufen. Die Ergebnisse zeigen, daß psychoakustisch gleich beurteilte Stimuli unterschiedliche Potentialverläufe generieren können, also eine unabhängige Verarbeitung interauraler Zeit- und Pegeldifferenzen sich andeutet. Andererseits kann eine völlig unabhängige Verarbeitung der Parameter ILD und ITD durch die Ergebnisse ausgeschlossen werden. Der psychoakustisch gemessene Lateralisationseffekt scheint daher auf einer späteren Station der Hörbahn zu entstehen, als durch die MMN erfaßt wird. Zur genaueren Bestimmung der Art der Abhängigkeiten zwischen den Parametern sind weitere Messungen notwendig.

Greaves, M.J.

• The vibro-acoustic influence of a thin fluid layer, sandwiched between two structural skins [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B.A.T. Petersson and M.J. Greaves
[A]

This presentation concerns the vibro-acoustic effects of enclosing a thin fluid layer in a sandwich type structural configuration. The plane, single- or multi-layered structures on either side of the fluid layer are allowed to vibrate and can have different thicknesses. The coupling of the structural layers is principally established employing the full, linearised Navier-Stokes model and is thus valid for arbitrary Helmholtz numbers. It is demonstrated that a broadband enhancement of the dissipation can be achieved and that the different parameters involved can be optimised for various temperatures and ambient static pressures. Moreover, the strong influence of the fluid layer thickness can be controlled by multiple small elastic point connections without degrading the dissipation as shown by experimental results.

Grelowska, G.

• Linear and nonlinear wave propagation in the Southern Baltic [DAGA 2002 (Bochum)]
  G. Grelowska, E. Kozaczka and A. Grelowski
[A]

Recently a group of devices for underwater observation and communication designed on the base of linear theory is completed by the devices designed on the base of nonlinear theory of elastic wave propagation. It involves a visible increase in interest in their range in changeable sea conditions. It is known that sound propagation in shallow water depends on many factors. Changes in the sound speed distribution in shallow water are the main factor influencing propagation of the wave of infinitesimal small amplitude. Propagation of finite amplitude wave in the sea depends moreover on spatial distribution of nonlinear parameter B/A as well as attenuation coefficient. The conditions of acoustic wave propagation in the Southern Baltic are much more complex than in other shallow waters. In typical shallow water appear seasonal changes in acoustical conditions in the upper layer of the depth of about 60-70 m caused by the changes in annual meteorological conditions. In deep water layer most often acoustical conditions are stable throughout the year. However the acoustical conditions in the deep-water layer in the Southern Baltic change during the year. They depend on inflows of highly saline water from the Northern Sea through the Danish Straits, which evoke dense bottom current increasing the salinity at the bottom. The aim of the paper is to characterise the conditions of linear and nonlinear elastic wave propagation in the Southern Baltic. The paper contains the results of experimental and theoretical research based on a large number of in situ measurements.

• Underwater noise produced by ships in shallow water [DAGA 2002 (Bochum)]
  E. Kozaczka and G. Grelowska
[A]

The moving ship is the source of underwater noise. The main sources of the underwater noise are the mechanical activity of the machinery installed inside of a ship hull and the work of auxiliary machine. Especially intense source of underwater noise is the ship propeller working in both the subcavitation range and during the cavitation. The third source of noise is the acoustical activity connected with turbulent overflow of the ship hull. The underwater ship noise is a subject of interest for several reasons. Two of them are worth mentioning. The first reason is the fact that both the merchant and the military shipping constitute a major source of the noise in the sea. The other reason is the important application of the underwater noise features in the underwater warfare. The paper presents summarised knowledge on the underwater sound generated by ships. It is based on the experimental results of investigation carried out in shallow sea.

Grelowski, A.

• Linear and nonlinear wave propagation in the Southern Baltic [DAGA 2002 (Bochum)]
  G. Grelowska, E. Kozaczka and A. Grelowski
[A]

Recently a group of devices for underwater observation and communication designed on the base of linear theory is completed by the devices designed on the base of nonlinear theory of elastic wave propagation. It involves a visible increase in interest in their range in changeable sea conditions. It is known that sound propagation in shallow water depends on many factors. Changes in the sound speed distribution in shallow water are the main factor influencing propagation of the wave of infinitesimal small amplitude. Propagation of finite amplitude wave in the sea depends moreover on spatial distribution of nonlinear parameter B/A as well as attenuation coefficient. The conditions of acoustic wave propagation in the Southern Baltic are much more complex than in other shallow waters. In typical shallow water appear seasonal changes in acoustical conditions in the upper layer of the depth of about 60-70 m caused by the changes in annual meteorological conditions. In deep water layer most often acoustical conditions are stable throughout the year. However the acoustical conditions in the deep-water layer in the Southern Baltic change during the year. They depend on inflows of highly saline water from the Northern Sea through the Danish Straits, which evoke dense bottom current increasing the salinity at the bottom. The aim of the paper is to characterise the conditions of linear and nonlinear elastic wave propagation in the Southern Baltic. The paper contains the results of experimental and theoretical research based on a large number of in situ measurements.

Gretzki, R.

• A New Method For Elevation Panning Reducing The Size Of The Resulting Auditory Events [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Gretzki and A. Silzle
[A]

Panning between two vertically arranged loudspeakers results in an auditory event that can cover almost the whole spanned angle. Additionally, these vertically arranged loudspeakers cause audible comb filtering if listeners are not equally spaced from each loudspeaker (some centimetres displacement is sufficient). Usually, these effects are reduced by increasing the number of loudspeakers. The present method diminishes the spatial extent of the auditory event to a great degree without increasing the number of loudspeakers. Also, the comb filter effects occurring with misplaced/moving listeners are equally reduced.

Greven, L.

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

Emissionskennwerte der fortgeschriebenen Schall 03

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

Greverie, L.

• Low Noise Urban Truck Project
  L. Greverie and B. Favre
[A]

As regards environment, the reduction of noise in urban areas is one of the major concerns of the European Union, and in particular of France.


Michelin, in partnership with Renault Trucks, INSA and Marmonier propose within the framework of a PREDIT project to work on noise reduction of urban trucks.


The objective is to obtain, under urban use conditions, noise characteristics improved from at least 50% compared to existing situation. The originality of this project is on the one hand the wish to treat all the sources (driving, idle, tailgate, tailboard, shocks of handling, refrigerating unit...) and on the other hand to be interested not only in the regulation levels but also in the quality of perceived sound by the residents. This project should end up in 3 years.


Within the framework of this conference, a presentation of the first results, specially regarding the tire, will be made.

Griefahn, B.

• Protecting people against transportation noise – overview over the section 'Noise effects' within the research network 'Quiet Traffic' [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Griefahn
[A]

Within the Research Network 'Quiet Traffic' the section 'Noise Effects' a variable number of partners focus their activities on the solution of four problems: 1) Diurnally varying noise sensitivity. One partner studies residents either exposed to rail or to road noise. Noise levels and acute annoyance are recorded during the day to quantify the temporal responsiveness. Another partner determines the reactions to both noises during sleep. The results are applicable for traffic management. 2) Assessment of frequency spectra. Noise attenuation reduces the level but alters the spectra towards lower frequencies and the temporal structure towards intermittency which both cause stronger effects even during deep sleep. Five partners evaluate the significance of lower frequencies for communication, performance, and sleep. The results are useful for the construction of vehicles. 3) Assessment of noise sources. All partners study the effects of rail and of road noise on various psychophysiological functions. The comparison reveals whether the rail bonus is valid for various activities. 4) Assessment of combined noise sources: It is as yet not possible to evaluate noise emitted from more than one source. Four partners study annoyance while combining systematically various road and rail noises and will develop an appropriate prediction model.

• Acute Annoyance caused by Noise emitted from Rail and Road Traffic [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Leue, M. Schütte and B. Griefahn
[A]

Objectives: The study aims at the determination of dose-response-curves for separately occurring train and road traffic noise in the laboratory. It is supposed that acute annoyance depends on the particular activity a person actually performs. The main question to be answered is, how the dose-response relation is influenced by actually exerted activity.

Method: 24 healthy male and female subjects, 20 to 30 years of age listen to a total of 16 sounds while sitting in a sound proof room. Each sound lasts 3 minutes, the sound pressure levels of road and rail traffic noise are varied from 40 to 82 dB (A) in steps of 6 db(A). The subjects are requested to imagine to be at home. Following each presentation they have to rate the resulting acute annoyance as well as loudness, pitch, dynamics, impulsiveness and pleasantness. Additionally, they rate the annoyance that they expect while performing six different home activities.

Results: Annoyance obtained for the condition ''to be at home'' will be compared with annoyance supposed in case of different home activities. The study is in progress and will be finished at the end of the year 2003.

• Sleep disturbances caused by transportation noise - alterations on the polysomnogram [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Marks and B. Griefahn
[A]

''Leiser Verkehr'' (Quiet Traffic), Project 2311:

Sleep disturbances caused by transportation noise - part 1: alterations on the polysomnogram

Anke Marks & Barbara Griefahn Institute for Occupational Physiology at the University of Dortmund

Objectives: Noises from road, rail, and air traffic are compared concerning sleep disturbances and after effects to derive adequate ''Bonus-Malus''-regulations.

Methods: 32 healthy and normal hearing students (16 male, 16 female, 18 - 30 years) sleep ever 4 nights of three consecutive weeks in the laboratory while exposed to the randomly presented noises. Each set of four nights consists of a control night and 3 nights with Lmax of 62, 68, and 74 dB(A). The same Leq for the 3 noises is achieved by varying the number of events. Dependent variables are the polysomnogram (EEG, EOG, EMG, ECG), subjective assessment, and performance (switch task, go/no-go task, random generation of numbers).

Results: Concerning the polysomnogram, latency, total sleep time, total time spent awake and in deep sleep were evaluated. First analyses of few subjects revealed that irrespective of the type of noise the time awake increases and deep sleep decreases with the sound pressure level. The strongest difference exists between the quiet condition (32 dB(A)) and the maximum noise load (74 dB(A)). Concerning noise quality, the strongest effects in terms of increased time awake were evoked by rail traffic noise. A more detailed evaluation will be presented at the congress.

• Sleep disturbance by traffic noise: after-effects on brain activity [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Schapkin and B. Griefahn
[A]

This study examined the influence of sleep disturbances caused by traffic noise on inhibitory processes underlying the action planning and implementing. Fourteen undergraduates completed both simple and complex Go/Nogo tasks to visual word stimuli after sleep in quiet and after sleep under the influence of aircraft and road traffic noise with Lmax = 74 dB(A). The difference in event-related brain potentials (ERPs) between Nogo and Go trials served as an index of inhibition. After quiet nights, the N2d and P3d components with a maximum over fronto-central brain areas were smaller in amplitude and longer in latency in complex than in simple task, which suggests that they reflect the amount of resources available for inhibition of an intended action and hence for effective regulation of behaviour. In contrast, after noisy nights the clear-cut decrease of the N2d and P3d amplitudes and (to a lesser extent) prolonged latencies were obtained. This effect was greater in the complex task than in the simple one and after sleep disturbance induced by road traffic noise than by aircraft noise. The result suggest that traffic noise can exert its negative effect on brain processes indirectly, through shortening of cognitive resources by sleep disturbance.

Grieser, F.

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

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

Griffiths, J.

• Environmental Noise Guidelines and Sound Management for UK Concerts [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Griffiths
[A]

The UK has seen a steady increase in the demand for staging concerts both inside purpose built arenas to major rock concerts held outside on green field sites. This has focussed the attention to the potential environmental noise impact which is a critical issue in respect of obtaining a public entertainment licence before the event can proceed.
This paper discusses the research leading to the current noise guidelines adopted for the majority of concerts in the UK and highlights the sound management control procedures that have been successfully adopted at many musical events for over 15 years. Engineering measures are also discussed in relation to the design of new or refurbished venues.

Griffiths, S.

• Measure of the group velocity of an acoustic wave in an one-dimensional lattice [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Griffiths, O. Richoux and V. Pagneux
[A]

The aim of this work is the study and the measure of the group velocity of an acoustic wave propagating in a complex medium. This medium is an one- dimensionnal lattice formed by Helmholtz resonators periodicaly connected on a cylindrical tube. This kind of system allows an important scattering illustrated by the appearance of forbidden and allowed bands in the spectral domain. Experimental and theorical results are presented on perfectly waveguide lattice showing the presence of band gaps frequency in which the transmission of sound is forbidden. This property is used to show that the group velocity of an acoustical wave can be more important than sound velocity. A gaussian sound pulse whose frequeny content lies completely with the forbidden transmission region is used to measure the group velocity. Two sorts of procedures to determine the group velocity are used and compared: the time difference of the maximum of the pulse and the time difference for its barycentre before and after the lattice. We show that experimental group velocity can be considerably larger than the speed of sound: with a lattice composed by thirty resonators, the group velocity in the first Bragg stopband is measured between 2000 and 3000 m/s.

Grimault, A.

• Angular spectrum modelling of longitudinal guided wave propagation in a embedded cylinder – Application to the non-destructive evaluation of grouted tendons
  A. Grimault, L. Laguerre and M. Deschamps
[A]

Steel members of civil engineering structures undergo degradations due to corrosion and mechanical fatigue mainly, which can lead to its ruin in a long term. Hence, non-destructive inspection techniques are needed to monitor these structures. In this study, we are more particularly interested in non-destructive evaluation of bridge post-tensioned tendons using longitudinal mechanical guided waves. As by construction, the tendons have a single access to their ends (tendons are embedded over their whole lengths), the use of the guided propagation can have some advantages to inspect a given length from this single point (reflectometry technique). Nevertheless, the conditions of propagation in a waveguide (the tendon) are strongly influenced by its geometry and the embedding material. In order to propose an adapted non-destructive evaluation methodology, a model of propagation is studied. This work is focused on the determination of the exact solution of a cylindrical waves beam propagation, limited in time and space, inside a solid concentric cylinder embedded in a vacuum, liquid or solid (the steel tendon will be considered as a cylinder of same diameter). The model is based on the angular spectrum method and a Fourier-Bessel analysis to predict the spatio-temporal elastodynamic fields. Two types of approaches are then possible. A local analysis which describes the solutions as a partial waves series (Debye's series expansion) for the reflection/refraction of cylindrical waves at the steel/grout interface and thus allows an immediate physical interpretation. A global resolution which presents a condensed mathematical form of the above-mentioned local analysis.

Grimault, N.

• Are fine structure cues an important feature for temporal streaming ? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Grimault
[A]

Alternating sequence of two A and B bursts of sound tends to be perceptually organized in different auditory streams when introducing either a spectral or a temporal difference between A and B. The spectral difference between A and B sounds can be simply a frequency shift for pure tones or a spectral-pitch shift for complex sounds. In general, the channeling theory of streaming predicts that any salient difference between the excitation patterns evoked by A and B sounds would lead to a segregated percept. Some previous studies have however evidenced that a sequence of sounds with similar spectral properties but with different temporal properties can be heard as segregated. In particular, temporal envelope cues are probably responsible for the segregated percept when hearing a sequence of bursts of white noises that are amplitude-modulated at widely different rates. All previous streaming experiments involved stimuli that had frequency components bellow 5000 Hz. As a consequence, the individual contribution of temporal fine structure cues and envelope cues could not be dissociated and remains largely undetermined. The current experiment is dedicated to test further the relative importance of both envelope and fine structure cues to segregate sequences of unresolved harmonic complex tones with different fundamental frequencies. Two high- frequency regions above and bellow 5000 Hz and several phase relationships leading to several temporal peak factors have been used in a subjective streaming task.

Grimm, G.

• Methodenvergleich zwischen Lautheitsskalierung und Lautheitsvergleichsmessung am Beispiel von Messungen der Lautheitssummation [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J.-E. Appell, G. Grimm, J.L. Verhey and V. Hohmann
[A]

Das Phänomen, daß bei gleichem physikalischen Pegel Schalle größerer Frequenzbandbreite von Menschen als lauter beurteilt werden als Schalle mit geringerer Bandbreite, wird als Lautheitssummation bezeichnet. Eine Quantifizierung der Lautheitssummation kann anhand des physikalischen Pegelunterschiedes zweier Signale, welche als gleich laut empfunden werden, vorgenommen werden. In dem Beitrag wird dargestellt, daß solche als Lautheitsvergleichsmessungen bezeichneten Untersuchungen stark von der Meßmethode beeinflußt werden und daß der Einfluß der Meßmethode individuell unterschiedlich stark ausgeprägt ist. Die Ergebnisse werden in Beziehung zu Messungen mit der Methode der kategorialen Lautheitsskalierung gesetzt.

• Lautheit zeitlich fluktuierender Geräusche [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Grimm, J.L. Verhey and V. Hohmann
[A]

Viele Geräusche in unserer Umwelt sind instationär und unterliegen zeitlichen Pegelschwankungen (Modulationen). In der Literatur finden sich widersprüchliche Daten zur Lautheit von instationären Geräuschen. Während ältere Literaturdaten auf eine gegenüber stationären Geräuschen erhöhten Lautheit von langsam schwankenden Signalen hindeuten fanden neuere Studien einen nur geringen Einfluss von Pegelschwankungen auf die Lautheit (z.B. Moore. B.C.J. et al., J. Acoust. Soc. Am. 105(5), May 1999). In diesem Beitrag werden neue Messdaten zur Lautheit modulierter Signale vorgestellt. Die Daten wurden mit Hilfe von Lautheitsvergleichsmessungen bei Normalhörenden erhoben. Es wurden sowohl periodische als auch statistische Modulatoren und Träger verschiedener Bandbreiten verwendet. Unabhängig von der Art der Modulation und der Bandbreite des Trägers zeigen die Messungen eine signifikante Abhängigkeit der Lautheit von der mittleren Modulationsfrequenz. Die Lautheit ist bei einer Modulationsfrequenz von 16 Hz maximal und nimmt zu höheren und niedrigeren Modulationsfrequenzen ab. Ein Lautheitsmodell, das eine zeitliche Integration und nachfolgende Perzentilbewertung beinhaltet, kann die Messergebnisse qualitativ beschreiben.

• Binaurale Störgeräuschunterdrückung für digitale Hörgerätealgorithmen [DAGA 2002 (Bochum)]
  V. Hohmann and G. Grimm
[A]

In der Literatur wurde kürzlich das mathematische Konzept der 'Disjoint Orthogonality' vorgestellt und zur Trennung sich überlagernder Signale ausgenutzt (Jourjine, A., Rickard, S. Yilmaz, O. (2000). 'Blind separation of disjoint orthogonal signals: demixing n sources from 2 mixtures', ICASSP 2000, http://www.math.princeton.edu/ srickard/bss/DUET_ICASSP2000.pdf). Dieses Konzept wurde bisher im Mobilfunk-Bereich und auch für einfache akustische Signalmischungen angewandt. In diesem Beitrag wird nun empirisch untersucht, inwieweit akustische Signale aus komplexen Störschall- Nutzschall-Situationen in der Zeit-Frequenz-Darstellung in diesem Sinne orthogonal sind und sich somit dieses Konzept auch zur Störgeräuschunterdrückung in sprachverarbeitenden Systemen, etwa Hörgeräten, eignen würde. Dazu werden Histogramme des Energieverhältnisses zweier akustischer Signale für verschiedene komplexe Störschall-Nutzschall-Situationen und für verschiedene Zeit-Frequenz-Auflösungen berechnet, um die Orthogonalitätsbedingung empirisch zu prüfen. Aufbauend darauf wird ein Algorithmus zur Schätzung des Kurzzeit-SNR aus binauralen Signalen vorgestellt, der zur Steuerung einer Störgeräuschunterdrückung (Wiener-Filter o.ä.) dienen soll. Ergebnisse zur Güte der SNR-Schätzung im Vergleich zu anderen Kurzzeit-SNR-Schätzern werden vorgestellt.

• Binaurale Störgeräuschreduktion für Hörgeräte [DAGA 2003 (Aachen)]
  V. Hohmann, J. Nix, G. Grimm, T. Wittkop and D. Siemer
[A]

Zur Störgeräuschreduktion in Hörgeräten wurden Algorithmen vorgeschlagen, die Aspekte des binauralen (zweiohrigen) Hörens beim Menschen nachahmen. Basierend auf einem zweikanaligen Eingang ist es theoretisch möglich, eine gerichtete Störquelle sowie diffuses Störgeräusch zu unterdrücken. In der Praxis jedoch wurde bisher in realistischen akustischen Umgebungen mit Nachall und diffusem Störgeräusch keine signifikante Erhöhung der Sprachverständlichkeit durch binaurale Algorithmen erzielt, wenn sie Hörgeräte-typische Adaptationszeiten im Bereich von maximal 50-100 ms aufweisen. Verbesserungen wurden bisher nur für Algorithmen mit deutlich höheren Adaptationszeiten erzielt. Die bisherigen Ergebnisse dazu werden zusammengefaßt und mögliche Gründe für die mangelnde Rauchunterdrückung diskutiert. Basierend darauf wird ein Lokalisationsmodell vorgestellt, was ein robuste Lokalisationsleistung im Störgeräusch basierend auf statistischen Signalmerkmalen erlaubt und Möglichkeiten zur Verbesserung binauraler Algorithmen eröffnet. Mögliche Algorithmen zur Störgeräuschunterdrückung basierend auf dem Modell werden diskutiert.

Grimm, M.

• Evaluierung von natürlichen Emotionen in Sprachsignalen [DAGA 2005 (München)]
  M. Grimm and K. Kroschel
[A]

Die Erkennung von Emotionen im Sprachsignal ist in den letzten Jahren ein wichtiger Bestandteil der Forschung im Bereich Mensch-Maschine-Schnittstelle geworden. Bisher implementierte Erkennungssysteme verwenden meistens Sprachproben, die von Schauspielern gespielte Emotionen enthalten. Da diese jedoch häufig stark übertrieben sind, verfolgen wir den Ansatz, nur natürliche Emotionen zu berücksichtigen, d.h. emotionsbehaftete Sprachsignale, die von nichtprofessionellen Sprechern aufgenommen wurden.

In diesem Beitrag wird die Problematik der Verwendung natürlicher Emotionen behandelt: Da die Emotion des Sprechers nicht bekannt ist, muss eine Schätzung basierend auf den Aussagen mehrerer menschlicher Evaluierer erfolgen. Neben einem geeigneten Evaluierungsverfahren stellen wir auch eine Methode zur unterschiedlichen Gewichtung der einzelnen Evaluierer vor.

Für die Evaluierung selbst wird ein Verfahren aus der Wirtschaftspsychologie verwendet: die Self Assessment Manikins. Mit Hilfe dieser bildlichen Darstellungen von Emotionskomponenten ist es möglich, einen Emotionseindruck weitgehend textfrei zu beurteilen. Die Emotionskomponenten werden dann auf einen dreidimensionalen Merkmalsraum abgebildet.

Anschließend erfolgt die Schätzung der tatsächlich vorhandenen Emotion in der Sprachprobe anhand der Merkmalsvektoren der einzelnen Evaluiereraussagen. Es wird neben dem Maximum-Likelihood-Schätzer auch ein gewichteter Schätzer vorgestellt, der die Zuverlässigkeit der einzelnen Evaluierer berücksichtigt.

Am Beispiel einer Datenbank, die 165 emotionale Sprachsignale enthält, wird die Abbildung auf den Merkmalsraum mit drei emotionalen Basisdimensionen aufgezeigt. Durch die gewichtete Evaluierung ergeben sich zudem Verbesserungen der Statistik, da die Standardabweichung im Mittel um bis zu 11,8% reduziert wird.

• Tracking a Moving Person Based on a Microphone Array and a Stereo Camera [DAGA 2005 (München)]
  K. Kroschel, M. Schlosser and M. Grimm
[A]

kein Abstract vorhanden

• Speaker and Listener Variations in Emotion Assessment [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Grimm, K. Kroschel and S. Narayanan
[A]

In this paper, we discuss both the speaker dependent and the listener dependent aspects in the assessment of emotions in speech. These dependencies form a basis to improve current emotion recognition systems as they can be applied in man-machine interaction, for instance.

For this task, an emotional speech database of the four emotion categories angry, happy, neutral, and sad, spoken by one professional and two non-professional speakers of American English was evaluated by several human listeners. For each of the 680 sentences, the evaluators were asked to rate the values of three emotion primitives valence, activation, and dominance, on a 5-point scale each.

The assessment results were used to calculate the distributions (centroids, covariances) of the emotion classes in the emotion space spanned by the three primitives. The individual classes formed separable clusters in the emotion space.

Based on these results, we analyzed the variations of the emotion clusters as a function of speaker and listener. For the different speakers we found that the main difference was the position of the neutral cluster, being closer to happy for one speaker, and closer to sad for others. For the different listeners we found that their assessments varied most with respect to the scaling of the emotions. While some evaluators perceived extreme emotion intensities, others gave only moderate ratings.

These findings can be used to calculate a baseline for emotion trackers, and to normalize emotion assessments adequately.

• Effects of In-Car Noise-Conditions on the Recognition of Emotion within Speech [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Schuller, G. Rigoll, M. Grimm, K. Kroschel, T. Moosmayr and G. Ruske
[A]

Integration of affective cues is considered a major factor towards future man-machine interaction with respect to more naturalness. Today's in-car interfaces are already enhanced by speech recognition. In this contribution we therefore investigate the effects of in-car noise-conditions on the automatic recognition of emotion within speech. A number of diverse driving situations and car-types are used for overlay over well known public emotion databases. Thereby a categorical emotion model is employed. Results are presented for these different conditions using a variety of static prosodic, articulatory and speech quality features. These are ranked in a closed-loop feature-space optimization with the classifier, namely Support-Vector-Machines, according to the different noise-types. Apart from the analysis of the general impact of noise on the overall reliability we discuss adaptation strategies to partly overcome losses.

• Acoustic Emotion Recognition in Car Environment Using a 3D Emotion Space Approach [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Grimm, K. Kroschel, B. Schuller, G. Rigoll and T. Moosmayr
[A]

In this contribution we propose a method for the automatic recognition of emotions in speech with particular focus on the situation of vehicular background noise. To address the continuum of emotional expressions in spontaneous affective utterances, we describe emotions by continuous-valued positions within a three-dimensional emotion space, consisting of three emotion primitives, namely valence, activation and dominance.

For this task, we analyzed a database of 1018 affective utterances from 47 speakers which was extracted from a TV talk-show. The data was labelled with respect to the emotion primitives by 18 human evaluators using an icon-based, text-free method and an emotion space quantization of 5 values per primitive. The evaluation results of this listening test showed a small standard deviation and a moderate to high inter-evaluator agreement.

Our proposed automatic emotion recognition method consists of 3 steps: 1) Extraction of prosodic features from the speech signal, 2) Feature selection using Sequential Forward Feature Selection technique, 3) Continuous-valued emotion estimation using Support Vector Regression. To assess the automatic emotion recognition under the conditions of environmental noise within a car, we superimposed several different types of in-car noise on the original speech signals (such as highway, country lane, urban environment).

The results suggest that, in general, detecting a driver's emotional state within a driving car is possible, and that such method might be used to automatically assess the driver's satisfaction with the car instruments.

Grimmeissen, J.

• Quash* Sound Management Foam – Ein neues Schallabsorptionsprodukt für Problemanwendungen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Grimmeissen
[A]

Für viele Anwendungen im Bau, in der Industrie und im Transportwesen ist ''Wasser'' sicher eine der häufigsten und am schwierigsten zu lösenden Problemstellungen der täglichen Praxis. Unter ''Wasser'' verstehen wir hier alle seine Erscheinungsformen wie Luftfeuchtigkeit, Dampf, Kondenswasser und flüssiges Wasser.

Die meisten heute üblichen Schallabsorptionsmaterialien bestehen aus porösen Stoffen und nehmen folglich Wasser auf, wenn sie in der täglichen Anwendung mit feuchter Luft, Kondenswasser oder direkt mit Flüssigkeit in Berührung kommen. Selbst wenn die Schallabsorptionsmaterialien mit einer Schutzschicht überzogen sind, ist das Eindringen von Feuchtigkeit oft nur eine Frage der Zeit.

Quash* Sound Management Foam setzt an genau diesem Punkt an. Da Quash* Sound Management Foam aus hydrophoben Polyolefinen hergestellt wird und außerdem eine geschlossene Zellstruktur besitzt, nimmt er nur eine vernachlässigbar geringe Menge an Wasser auf. So behalten Produkte aus Quash* Sound Management Foam ihre volle akustische Wirkung sowie ihre strukturelle Stabilität selbst in Anwendungen mit hoher Luftfeuchtigkeit und hohen Temperaturen. Dagegen verlieren unter diesen Umgebungsbedingungen herkömmliche Materialien wie Mineralfasern, Polyurethan- und Melaminschäume ihre akustische Leistung und ihre Strukturstabilität.

Grömping, U.

• Hauptdimensionen der Dieselgeräusch-Wahrnehmung [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Heinrichs and U. Grömping
[A]

In den letzten Jahren nimmt die Akzeptanz von Dieselfahrzeugen in Europäischen Ländern signifikant zu. Wurden solche Fahrzeuge in der Vergangenheit aufgrund ihres oftmals negativen Images (zu laut, stinken, schwarze Rußwolke, etc.) lediglich von einer begrenzten Minderheit akzeptiert, hat sich dieses Image nicht zuletzt durch die Fortschritte in ihrem akustischen Verhalten deutlich verbessert. Kundenaussagen zur Folge spielt neben dem höheren Pegel vor allem die sogenannte ''Nageligkeit'' eine entscheidende Rolle, die zu der meist negativen Assoziation - Dieselfahrzeug - führt. In diesem Beitrag sollen Dieselfahrzeuge in bezug auf ihr akustisches Verhalten in verschiedenen Betriebszuständen näher beleuchtet werden. Es werden hierbei Ergebnisse aus Feldversuchen vorgestellt, die aus Situationen abgeleitet wurden, in denen sich Probanden auf der Fahrerseite, d.h. aktiv ins Fahrgeschehen eingreifend, als auch auf der Beifahrerseite, d.h. passiv ohne Interaktionen (beschleunigen, bremsen, etc), befanden. Weiterhin werden Ergebnisse die aus Laborsituationen abgeleitet wurden mit denen aus den Feldversuchen verglichen und diskutiert. Bei allen Experimenten wurde neben 7 verschiedenen Dieselfahrzeugen auch ein Benzinerfahrzeug mitgeführt, so dass Aussagen zu der Fragestellung ''Unterschiede Benziner Diesel'' erörtert werden können. Hauptintention dieses Beitrags ist es die wichtigsten auditiven Wahrnehmungsdimensionen bei Dieselfahrzeugen zu ermitteln und zu diskutieren.

Groen, M.

• Innovations in measuring noise levels [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Groen and M. Weber
[A]

Innovatives Messen von Umweltlärm - Ergebnisse für EU-Karten, von stillen Höfen in Rotterdam und Güterzugbrücken

Gröschel, E.

• Reduced-Order Analysis of Turbulent Jet Noise [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Schlegel, B.R. Noack, E. Gröschel, W. Schröder, P. Comte and P. Jordan
[A]

In the present study, subsonic turbulent jet noise is investigated targeting 'least-order' approximations of the key processes. These representations utilize LES and experimental data. The fluctuations of the velocity field, of the Lamb vector as noise source (APE formalism), and of the far-field pressure are investigated with several methods: (i) The streamwise development is characterised by a statistical analysis; (ii) An azimuthal mode decomposition is carried out; (iii) A Fourier analysis is performed; (iv) A proper orthogonal decomposition (POD) is applied to the data; (v) A noise-targeted generalization of the POD is proposed to distill 'loud' and 'quiet' structures in the jet. Thus, the hot-spots of noise production are identified and the most characteristic flow events with respect to the observed far-field pressure are low-dimensionally described.

Groll-Knapp, E.

• Komfort im Flugzeug – Forschungs- und Entwicklungsbedarf der EU am Beispiel HEACE [DAGA 2003 (Aachen)]
  V. Mellert, R. Weber, E. Groll-Knapp, M. Trimmel, B. Schulte-Fortkamp and H. Remmers
[A]

Im 5. Rahmenprogramm der Kommission wird die Schlüsselaufgabe ''new perspectives in aeronautics'' formuliert. Neben vielen anderen Forschungs- und Entwicklungsthemen auf diesem Gebiet sind die bestimmenden Elemente des Komforts und der Beanspruchung im Arbeitsplatz Flugzeug zu untersuchen, der u.a. durch die Umgebungsparameter für die Piloten, die Flugbegleiter und damit auch für die Passagiere mitbestimmt wird. Das EU-Projekt ''Health Effects in Aircraft Cabin Environment'' (HEACE) trägt hier mit der Entwicklung eines ''human response model'' bei. Mit neuen technischen Entwicklungen sollen komfortbeeinflussende Größen weiter optimiert werden. Daher sind auch im 6. Rahmenprogramm von der Kommission eine Reihe passagier-, kabinen- und arbeitsplatzbezogener Forschungsanforderungen, u.a. in Bezug auf Schall- und Schwingungsreduktion identifiziert worden, zu deren Bearbeitung sich ein großes integriertes Projekt (IP) als neues Instrument der europäischen Forschungspolitik eignet. [HEACE wird im EU-Programm GROWTH unter Projekt Nr. GRD1-2001-40118 gefördert].

• HEACE: Simulation von Schall und Vibrationen im Kabinensimulator [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Weber, I. Baumann, M. Bellmann, S. Buss, P. Faulhaber, N. Freese, E. Groll-Knapp, S. Hallmann, C. König, R. Kruse, T. Leitmann, V. Mellert, H. Remmers, A. Röder, B. Schulte-Fortkamp and M. Trimmel
[A]

Gestiegene Kundenerwartungen an den möglichst unverwechselbaren Klang eines Fahrzeugs und an den akustischen Komfort im Innenraum machen eine aufwendige gehörbezogene Analyse der unterschiedlichsten Geräuschphänomene notwendig. Die akustischen Anforderungen variieren zwischen den verschiedenen Fahrzeugtypen und Klassen und haben längst im Zuge der Objektivierung von subjektiven Geräuschwahrnehmungen und -beurteilungen zu einer bedeutenden Nutzung psychoakustischen Know-Hows geführt. Das betrifft einerseits psychoakustische Messmethodik als auch die Anwendung psychoakustischer Signalparameter auf die Klassifizierung und Quantifizierung verschiedenster akustischer Geräusch- und Klangphänomene. Neben der Globalbeurteilung der Innenraumakustik fallen darunter auch die Bewertung einzelner Teilkomponenten, über deren Funktionsweise der Fahrer akustisch orientiert sein muss. Die Bestimmung der Sprachverständlichkeit im Innenraum bei verschienenen Betriebszuständen, der Klang der qualitätsvermittelnden Türschlaggeräusche, die Analyse der Reifengeräusche und der aerodynamischen Windgeräusche usw. verlangen gehörrichtige Bewertungen und Beurteilungskriterien, um bei der Fahrzeugentwicklung richtige Maßstäbe für die Güte des Modells einsetzen zu können.

• HEACE: Versuchsdesign zur Erfassung der Belastung, der Beanspruchung und des Komforts von Passagieren und Crew in einem Kabinensimulator [DAGA 2003 (Aachen)]
  E. Groll-Knapp, I. Baumann, M. Bellmann, S. Buss, N. Freese, S. Hallmann, C. König, R. Kruse, T. Leitmann, V. Mellert, H. Remmers, B. Schulte-Fortkamp, M. Trimmel and R. Weber
[A]

I. Baumann3, M. Bellmann2, S. Buss3, N. Freese3, E. Groll-Knapp4, S. Hallmann3, Ch. König3, R. Kruse3, T. Leitmann1, V. Mellert3, H. Remmers2, B. Schulte-Fortkamp1, M. Trimmel4, R. Weber3 1TU Berlin, 2itap GmbH, 3Universität Oldenburg, 4Universität Wien In einem Kabinensimulator sollen die Auswirkungen variierter und realitätsnaher Umgebungsbedingungen auf die Crew untersucht werden. In diesem Beitrag wird vorgestellt, welche Elemente einer tatsächlichen Flugzeugumgebung während eines simulierten Fluges von Wien nach Alicante mit ''echten'' Passagieren, Flugbegleitern/innen und Piloten realisiert werden. Diese Bedingungen umfassen einmal die objektiven Umgebungsvariablen, wie die simulierten Geräusche, Vibrationen, variiertes Luftklima und die Bewegung (Motion) des Simulators. Zum anderen werden die Belastungen der Kabinencrew und des Piloten zusätzlich durch sehr realitätsnahe Arbeitsabläufe der Flugsituation angenähert und die Wirkungen mit psychologischen, soziologischen und physiologischen Methoden erfasst. Es wird ein Überblick über das Versuchssetting einschließlich des eingesetzten Messinstrumentariums und der erfassten Parameter gegeben. [HEACE wird im EU-Programm GROWTH unter Projekt Nr. GRD1-2001-40118 gefördert].

Gros, L.

• Subjective assessment of time-varying speech quality [DAGA 2002 (Bochum)]
  L. Gros
[A]

New services of telecommunications like Internet or mobile telephony are characterised by time-varying speech quality. Although well suited to constant speech quality, standard methods do not take into consideration these quality fluctuations by presenting to listeners short speech samples of about 8 sec. In order to assess speech quality of un-guaranteed QoS services, new methods and longer speech sequences including more realistic time-varying impairments are needed. A method of continuous judgement was used in order to study the impact of impairments variations on perceived quality at any instant. This method was associated with a standard procedure (ACR) for the assessment of the overall judgement (at the end of the sequence). With this double procedure, the overall quality score can be explained by the evolution of perceived quality during the sequence. A recency effect was found: the perceived overall quality was more influenced by a quality variation placed at the end of the sequence than by a similar quality variation placed at the beginning. Moreover, when only packet-losses impairments were introduced, the overall judgement was found to be similar in a conversational situation and in a listening one. So, the overall judgement is elaborated principally on the basis of time distribution of impairments weighted by memory processes, whatever the situation (passive or interactive). In effect, semantic and verbal contents of the speech were found to have only a weak impact on the quality judgement as well as attentional processes involved in a conversational situation.

• Spatial perception of virtual 3D sound scene: how to assess the quality of 3D audio rendering by WFS? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Nicol and L. Gros
[A]

In the context of the CARROUSO Project, listening tests are carried on, in order to assess the quality of the 3D-audio rendering provided by WFS. The experiment is focussed on WFS rendering, which will be compared with other sound spatialization rendering systems, such as Ambisonics, intensity panning, and 5.1. All these systems are based on 3D-audio rendering provided by loudspeaker array of more or less complexity and the various experiments use a common 3D audio demonstrator, which consists in a circular array of 48 loudspeakers. In order to assess the quality of the 3D-audio rendering, two different, but complementary aspects are considered: first, the localization accuracy provided by the system, second, the overall quality, through different criteria, such as intelligibility, realism or immersion. The localization test focuses on the comparison between WFS and Ambisonic. On the other hand, for the quality test, WFS is compared to several sound spatialization systems, through three experiments: first, a speech intelligibility test, second, a test based on the collection of multi criteria judgment, in terms of naturalness, space impression, envelopment, accuracy and agreement. The third experiment focuses on immersion and consists in evaluating how a subject feels involved into a virtual complex sound scene. By this way, it is also intended to derive innovative and comprehensive test methodologies in order to assess the perceptual aspects of 3D audio system rendering. The paper will detail and discuss the results of the various experiments.

Grosch, J.

• Personalized miniaturized dosimeter (PMD) for an individualized prevention of hearing loss [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Müller, T. Schmidt, J. Grosch and H. Witte
[A]

For prevention of hearing loss, the usefulness determination of fixed and reproducible relations of physio-physical stresses and resulting individual strains are generally underrestimated. These relations often are hypothesized without prove. If proved, their control in the working environment and in daily life is difficult. To support ergonomics in solving this problem, biomechatronics may provide adaptive miniaturized dosimeters. Dosimeters are used for evidence-based prevention of damage so that reproducibility of ''noise-dose-effects'' will be enabled. Noise measuring systems are supposed to transform readings of the same external stresses for different individuals into a measure of individual strains. Using the current progress in MEMS-technologies, biomechatronics is on its way to develop a ''Personalized Miniaturized Dosimeter (PMD)'' for the prevention of noise-provoked damages in hearing. The purpose of the project is to develop a procedure and setup which allows precise quantification of individual stress and strain for an employee exposed to noise. The focus is put on a miniaturized device with personalized adaption for each individual, and high data resolution (e.g. wireless frontend) for precise and comprehensive determination of binaural noise exposure or strain.

Groß, D.

• Druckkammer – einfaches Körperschallmessgerät für Bauakustikmessungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  D. Groß and R. Kurz
[A]

Neben der Bestimmung der Luftschalldämmung und des Trittschallpegels sind bei Bauakustikmessungen häufig auch die Kenntnis der Körperschallschwingungen auf den Bauteilen sinnvoll bzw. erforderlich, um z. B. im Rahmen der Ursachenforschung einen näheren Einblick in die Schallübertragungswege zu erhalten. Solche Körperschallmessungen zur Bestimmung der Biegeschwingungsamplituden erfolgen i. d. R. mit piezoelektrischen Beschleunigungsaufnehmern und den damit verbundenen Schwierigkeiten und Zeitaufwand bei der mechanischen Ankopplung dieser Aufnehmer (siehe z. B. auch Entwurf DIN ISO 5348). Alternativ dazu wird ein einfaches Körperschallmessgerät (''Druckkammer'') vorgestellt, das als Vorsatz vor üblichen 1/2''-Mikrofonen von Bauakustik-Meßsystemen angebracht werden kann und gegen das schwingende Bauteil gedrückt wird. Aufgezeigt wird der prinzipielle Aufbau dieser ''Druckkammer'' sowie anhand von Beispielen die Einsatzmöglichkeiten bei bauakustischen Messungen

• Stark erhöhte Körperschall-Dämpfung von Wandschalen durch geeignete Wärmedämmschichten [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K. Gösele, R. Kurz and D. Groß
[A]

Die Körperschalldämpfung spielte in der Bauphysik bisher eine vernachlässigbare Rolle. Im fol-genden wird ein Weg gezeigt, wie man bei leichten Wand- und Deckenschalen, wie sie im Holz- und Leichtbau verwendet werden durch das geeignete Anbringen von bestimmten Wärmedämm-schichten eine hohe Körperschalldämpfung nach dem im Maschinenbau bekannten Prinzip der 'akustischen Blutegel' erreichen kann. Dadurch kann die Längsleitung entlang der Schalen weit-gehend unterdrückt werden. Ferner kann dadurch die Schalldämmung von Ständerwänden ganz wesentlich verbessert werden.

• Schalldämmende Installationswand – Anwendungen in der Baupraxis [DAGA 2002 (Bochum)]
  D. Groß, R. Kurz and F. Schnelle
[A]

Installationsgeräusche führen immer noch sehr häufig zu Beanstandungen des Schallschutzes im Geschosswohnungsbau. In der Praxis führen vor allem Nutzer- und Hantiergeräusche mit Installati-onsschallpegel von teilweise deutlich über 35 dB(A) zu erheblichen Störungen. Nachdem Gösele mit Hilfe von Modellversuchen aufgezeigt hat, dass durch entsprechende Maß-nahmen an Wänden eine deutliche Erhöhung der Körperschalldämpfung bzw. -dämmung von In-stallationswänden und damit eine Reduzierung der Übertragung von Installationsgeräuschen er-reicht werden kann, wurden im Rahmen einer Forschungsarbeit Untersuchungen an entsprechend ausgebildeten Wänden vorgenommen im Hinblick auf einen möglichen Einsatz in der (Wohn-)Baupraxis zur Verbesserung der Körperschalldämmung bzw. -dämpfung von Installationswänden für eine nachhaltige Reduzierung von Installationsgeräuschen. Über die Ergebnisse der Untersuchungen der durchgeführten Maßnahmen zur Verbesserung der Körperschalldämmung der Wandscheiben und die daraus resultierenden Maßnahmen an Installati-onswänden in der Praxis mit entsprechenden Detailausführungen werden vorgestellt.

Groß, E.

• Sandwichbauteile mit mikroperforierten Deckschichten [DAGA 2008 (Dresden)]
  E. Groß, T. Wassiliou and C. Thomas
[A]

Die Technische Universität Hamburg-Harburg (Institut für Zuverlässigkeitstechnik und Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik) und Airbus (Abteilung Cabin Acoustics) haben verschiedene Möglichkeiten untersucht, die akustischen Eigenschaften von Kabinenverkleidungselementen zu verbessern. Ein Ansatz, der hier vorgestellt wird, besteht darin den aus sogenannten Sandwichpaneelen mit Wabenkern aufgebauten Kabinenverkleidungen als zusätzliche Funktion schallabsorbierende Eigenschaften zuzuweisen. Dabei wurde die Möglichkeit untersucht, die Deckschichten dieser Sandwichbauteile als mikroperforierte Paneele auszuführen. Vorgestellt werden neben einem möglichen Verfahren zur Prototypenherstellung auch der Vergleich zwischen der rechnerischen Perforationsauslegung und Absorptionsmessungen in der Alpha-Kabine sowie sich ergebende Vorteile im Transmissionsverhalten.

Groß, L.

• Einflussgrößen auf die Schallemission von Holzbearbeitungsmaschinen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  U. Heisel and L. Groß
[A]

Im vorliegenden Beitrag werden sowohl die wirkenden Einflussgrößen auf die Schallemission von spanenden Holzbearbeitungsmaschinen als auch die Schallquellen, die mit Hilfe der Schallintensitätsmesstechnik lokalisiert werden, aufgezeigt und bewertet. Als Einflussgrößen werden u.a. der manuelle und automatische Vorschub untersucht, sowie die Eingriffsgröße und der Messerüberstand.

• Geräuschemission von Formatkreissägen [DAGA 2008 (Dresden)]
  U. Heisel and L. Groß
[A]

Formatkreissägemaschinen gehören zu den geräuschintensivsten Holzbearbeitungsmaschinen. Ausgehend von einer konturnahen Schallintensitätsmessung wurden Schallquellen auf der Oberfläche der untersuchten Formatkreissäge lokalisiert. Dabei zeigte sich der Bereich des Sägeblatts als besonders geräuschintensiv. Auf diesen Messungen aufbauend wurden verschiedene Parameter an der untersuchten Maschine variiert und deren Einfluss auf die Geräuschemission der gesamten Maschine bestimmt. Bei der Variation eines Parameters wurden sämtliche anderen Parameter konstant gehalten. Untersucht wurden unter anderem der Einfluss der Drehzahl, des Sägeblattdurchmessers und der Zähnezahl jeweils im Leerlauf und beim Sägen sowie der Materialdicke und des Materials an sich während der Bearbeitung auf die Geräuschemission der untersuchten Formatkreissägemaschine. Für die umfangreichen Versuchsreihen wurde der arbeitsplatzbezogene Emissionsschalldruckpegel mit Hilfe eines Stativs am Arbeitsplatz nach ISO 7960 gemessen. Als Maß für den Einfluss des untersuchten Parameters auf die Geräuschemission wurde die Schwankungsbreite des arbeitsplatzbezogenen Emissionsschalldruckpegels in dB(A) gewählt.

Gross, V.

• Die Wavelet-Transformation zur Analyse von Lungengeräuschen bei Pneumonie-Patienten [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  V. Gross, P. Fachinger, M. Fröhlich, J. Sulzer, T. Penzel and P. von Wichert
[A]

Bronchial-breathing sounds often contain important diagnostic information. A simple method has been developed to extract a parameter from lung-sound recordings that could determine the probability of a developing pneumonia from the detection of bronchial sound patterns at standardised air flow. The lung sounds of 12 patients with one-sided pneumonia were recorded. The exact position of the patient's microphones was chosen by ordinary auscultation based on sufficient sound intensity. A symmetric position to the median-sagital plane was kept in all cases as there own control. All sound signals as well as the airflow were digitally recorded. The respiratory signals were analysed by a discrete wavelet transformation (MATLAB 5.3). The coefficients of the frequency band: 345-690 Hz were computed for each respiratory cycle. We integrated the coefficients over the same time-span inspiratory and expiratory phase. Then we calculated the ratio between these two phases (R=Exp/Insp). The values of the ratio R were computed for both lung sides and were compared. Lung sounds display large inter-individual variations, so every patient needs to be his own control. For all 12 patients, the ratio R was higher on the pneumonia side then on the healthy side. The R-differences between the two lung-sides are significantly higher (p

• Einfluss der subcutanen Fettschicht auf die Schalleitung normaler Lungengeräusche [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  P. Fachinger, V. Gross, M. Fröhlich, J. Sulzer, T. Penzel and P. von Wichert
[A]

Relations between normal lung sounds and subcutaneous fat layer on the back have not been investigated. It was suspected that the fat layer has a filter function for the lung sounds. The lung sounds of 100 volunteers (50 male and 50 female) were recorded with four Sony ECM77 air-coupled-microphones on the back. Skinfold thickness was measured with a Holtain Skinfold Caliper at the same positions as lung sounds were recorded. The absence of lung diseases was checked by lung function. The sounds were prefiltered in an analogue way. The air flow was measured with a pneumotachograph and simultaneously presented on a computer- screen to allow breathing at a standardized flow of 1.5 l/sec. All signals were digitized with 5512 Hz and 12 Bit resolution. A time segment of 0.1 sec with constant flow was used for further frequency analysis with Fast-Fourier-Transformation (Matlab 5.3). The power spectrum was characterized by median frequency and the ratio R of two different frequency bands [f1 = 60-330 Hz, f2 = 330-600 Hz; R = rel. Power(f2) / rel. Power(f1)]. There are no significant changes of breathing sounds with an increase of subcutaneous fat layer on the back. In healthy persons breathing sounds are not dependent on skinfold thickness.

• Die Bioakustischen Langzeitüberwachung von Atemgeräuschen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  V. Gross, C. Reinke, R. Koch, D. Vasilescu, T. Penzel and U. Köhler
[A]

Veränderungen normaler Atemgeräusche und das Auftreten von zusätzlichen Geräuschsymptomen sind ein wichtiger Hinweis auf pathophysiologische Prozesse im Bronchialsystem bzw. Lungengewebe. Seit der Erfindung des Stethoskops durch Leanec im Jahre 1819 wird die Bewertung bioakustischer Signale als Routinemethode der klinischen Untersuchung durch den Arzt angewendet. In der Vergangenheit erfolgte die Erfassung solcher Phänomene meist durch eine zeitlich begrenzte Auskultation mit dem Stethoskop und eine subjektive Bewertung des jeweiligen Untersuchers. Durch den Einsatz moderner Computertechnik sind heutzutage kontinuierliche Aufzeichnungen mit automatischer objektiver Auswertung möglich. Besonders eine nächtliche Langzeitregistrierung und Bewertung von Atemgeräuschen (NLZ-AG) ist sinnvoll, um spezifische Auskultationsphänomene (wie nächtlicher Husten oder nächtliches wheezing) im zeitlichen Verlauf qualitativ und vor allem auch quantitativ zu erfassen und zu dokumentieren. Ein mobiles NLZ-AG System ermöglicht zudem ein nichtinvasives und vigilanzunabhängiges Monitoring im häuslichen Umfeld der Patienten, genau dort wo auch gehäuft die Beschwerden auftreten. Es ist damit besonders geeignet für Patienten die einer normalen Lungenfunktionsdiagnostik nicht zugänglich sind (z.B. Kleinkinder), oder bei denen die Beschwerden gehäuft nachts im Schlaf auftreten. Es kann darüber hinaus auch zur Erfolgskontrolle einer medikamentösen Intervention genutzt werden.

Gross-Thebing, A.

• Wirksamkeit von Massnahmen zur Rollgeräuschreduktion am Fahrweg [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Gross-Thebing, H. Zimmer, F. Fischer and C. Feiss
[A]

Maßnahmen zur Rollgeräuschreduktion (Schienenstegbedämpfung, diskret an der Schiene befestigte Schwingungsabsorber, kontinuierlich an der Schiene befestigte Schwingungsabsorber) werden mit dem rechnergestützten Prognoseverfahren SFE AKUSRAIL bewertet. Die Wirkungsmechanismen aller Maßnahmen und die Randbedingungen für einen wirksamen Einsatz werden aufgezeigt und das Potential zur Rollgeräuschminderung anhand einer Parametervariation überprüft.

Die Bewertungsgröße ist die Minderung des A-bewerteten Schalldruckpegels in 7.5 m und 1,2 m Höhe über SO. Die Minderung berücksichtigt dabei die Ergebnisverbesserung gegenüber einem Referenzzustand, in dem alle Parameter bis auf dem Einsatz der Maßnahme identisch sind.

Um die Prognosefähigkeit zu gewährleisten, werden die Minderungsmaßnahmen sehr detailliert in einem FE-Modell abgebildet, so dass die dynamischen Auswirkungen der Maßnahmen physikalisch zum Tragen kommen. Weiterhin werden durch Messungen validierte Referenzmodelle des Schotteroberbaus und der Betriebszustände aus dem BMBF-Projekt ''Entwicklung SIMTool-Rollgeräusche für Schienenfahrzeuge und Fahrwege und seine meßtechnische Validierung'' verwendet.

Die Minderungsmaßnahmen werden in einem Schotteroberbau mit unterschiedlich hohen Zwischenlagensteifigkeiten eingesetzt, auf dem Güterzüge mit Rädern verschiedener Bauarten verkehren.

Die Rollgeräuschminderung einer Maßnahme hängt stark von dem auf dem Gleis verkehrenden Betrieb ab, der wesentlich durch die Bauart des Rades und die Radrauheit definiert wird. Der kontinuierlich auf der Schiene einwirkende Tilger zeigte sich dabei für die meisten Betriebszustände am wirksamsten.

Großer, J.

• Strömungsakustische Instabilitäten an einer überströmten, nachgiebigen Wand [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Großer and D. Ronneberger
[A]

Um Schallverst''arkungsph''anomene zu verstehen, die in durchstr''omten Rohren mit stark nachgiebiger Wand ($lambda$/4-Resonatoren) beobachtet werden, untersuchen wir die Ausbreitung gef''uhrter Wellen an einer ebenen Wand. Abh''angig von der Str''omungsgeschwindigkeit und der Art der Wandnachgiebigkeit (federartig, masseartig, mit und ohne resistiven Anteil) ergeben sich verschiedene ged''ampfte und r''aumlich angefachte L''osungen. Wir untersuchen insbesondere die Frage, warum nur ein Teil der angefachten L''osungen im Experiment beobachtet werden.

• Auf dem Weg zu einem akustisch regelbaren Strömungswiderstand [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Großer and D. Ronneberger
[A]

Luftdurchströmte Kanalstücke mit resonanzartiger Wandauskleidung verstärken Schall bei Frequenzen oberhalb der Resonanzfrequenz. Damit einher geht ein Druckabfall, der mit der Amplitude der einfallenden Welle anwächst. Wir vermuten, dass diese Verstärkung durch eine stromab laufende hydrodynamische Mode verursacht wird. Die Modellierung dieses Effektes erweist sich als schwierig. Die Betrachtung von Dispersionsbeziehungen einfacher Modelle kann die Lage des Frequenzbandes, in dem Schall verstärkt wird, offenbar nicht erklären. Mit einer Streurechnung und der numerischen Simulation einer turbulenten Kanalströmung sollen die gemessenen Transmissions- und Reflektionsfaktoren mit dem Ziel nachgebildet werden, diesen Verstärkungseffekt für einen akustisch steuerbaren Strömungswiderstand zu nutzen.

Grossmann, C.

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

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

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

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

Grote, M.

• Modeling of Silicon Microphone Systems [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H.-T. Mammen, M. Grote and W. John
[A]

Being an integral part of the product development the simulation of micro systems has become more and more important during the last years. It allows to speed up the development cycles for micro systems, because it helps to reduce the number of necessary prototypes being manufactured. In the intended contribution simulation models will be presented, which describe the transmission behaviour of micro mechanical silicon condenser microphones in the far field. Microphones with omni-directional and bi-directional directivity will be considered as well as microphone arrays. It will be shown how the simulation models can be used to support the development process already in an early stage. The main aims are to begin with to forecast the behaviour of the microphones and secondly to realize quickly how constructional modifications effect the microphones transmission behaviour in order to be able to optimise it more tightly focused. Additionally it is dealt with the demands these two aims make on the modelling process itself, before the implementation of the models in Matlab is presented. The implementation was done in a matter that makes it easy to parameterise and structurally modify the models.

Groth, M.

• Design und Entwicklung von Akustikelementen
  C. Nocke, P. Ruckstuhl and M. Groth
[A]

In den letzten Jahren haben harte Bodenbeläge - Holz, Stein, Linoleum - sowohl im Arbeitsumfeld und in öffentlichen Räumen als auch im exklusiven Wohnbereich an Bedeutung gewonnen, während Teppiche immer unpopulärer wurden. Der Wunsch nach mehr Ruhe und Behaglichkeit in Verbindung mit modernem Design lässt Architekten und Bauherren repräsentativer Objekte - Grossraumbüros, offener Empfangshallen, Restaurants - inzwischen zunehmend nach Möglichkeiten suchen, Schallabsorption quasi unsichtbar bzw. in ansprechender Form im Raum unterzubringen.

Der international bekannte Architekt und Gestalter Matteo Thun (Milano) und die Firma Ruckstuhl hatten bei der in diesem Beitrag vorgestellten Absorberentwicklung den Anspruch, nicht nur eine technisch-akustische Problemlösung zu entwickeln, sondern darüber hinaus ein formschönes und funktionales Element für die anspruchsvolle Innenarchitektur zu kreieren. Neben hohen Absorptionswerten erfüllt das so entwickelte Absorbermodul weitere Funktionen, z.B. als Projektions- und Pinnwand und zur Raumgestaltung als Trennelement. Über die akustischen Eigenschaften sowie Aspekte der Entwicklung wird in diesem Beitrag berichtet.

Grothe, T.

• Formantenbestimmung von Fagottklängen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Grothe, J. Baumgart and R. Grundmann
[A]

Als Formant bezeichnet man einen Frequenzbereich im Spektrum, in dem die Amplituden benachbarter Teiltöne besonders verstärkt werden. Formanten stellen somit Maxima in der Hüllkurvendarstellung eines Klangspektrums dar. Lage und Intensität der Formanten sind charakteristische Merkmale von Instrumentenklängen. Ziel der Untersuchungen war die Analyse von Klangspektren des Fagotts hinsichtlich tonhöhenunabhängiger Formantbereiche, wie sie bei Sängern festgestellt wurden. Zur Tonerzeugung wurde eine Anblasvorrichtung eingesetzt, die es ermöglicht, Töne auf dem Fagott unter definierten Anblasparametern zu erzeugen. Dadurch war eine sehr gute Wiederholbarkeit der Experimente gesichert. Auf verschiedenen Fagotten wurden Töne unterschiedlicher Tonhöhe gespielt und aufgezeichnet. Nach der Spektralanalyse eines kurzen periodischen Teils dieses Klangereignisses wurde ein energetisches Histogramm mit der Bandbreite der Grundtonfrequenz erzeugt. Dabei wurden alle Schallleistungen in einem Frequenzband aufsummiert und dem jeweiligen Partialton zugeordnet. Die Überlagerung dieser diskreten Spektren von Einzelklängen kann durch einen geeigneten Glättungsalgorithmus in eine kontinuierliche, stetige Funktion überführt werden. Diese stellt einen Formantenverlauf dar in dem alle Einzelexperimente berücksichtigt sind. Nach der Normalisierung der Klangspektren der Einzeltöne auf den Gesamtschalldruckpegel zeigte sich im Frequenzbereich über 1 kHz eine deutliche Abhängigkeit der Obertonzusammensetzung von der Grundtonhöhe. Ein gemittelter Formantenverlauf, von dem die Spektren aller aufgezeichneten Klänge im Bereich des Hauptformanten um nicht mehr als 5 dB abweichen, ließ sich bereits durch Auswertung weniger tiefer Töne bestimmen.

• Ein steuerbares Mundstück für Fagotte [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Grothe, J. Baumgart and R. Grundmann
[A]

Das Mundstück des Fagottes besteht aus zwei Schilfrohrplättchen und wird Rohrblatt genannt. Beim Spielen des Instrumentes wird der Ton dadurch erzeugt, dass die beiden Rohrblatthälften gegeneinander schlagen. Das vollständige Schließen verursacht einen negativen Druckimpuls, der durch den Instrumentenkorpus wandert. Es wird eine Erregungsvorrichtung für Fagotte vorgestellt, die die Funktion des Rohrblattes übernimmt. Die Vorrichtung besteht aus einem Druckluftspeicher und einem Einblasadapter mit einem schnellschaltenden Magnetventil. Der Einblasadapter hat das Volumen des Rohrblattes und ist mit einem Drucksensor versehen. Zunächst wurden instationäre Druckmessungen in präparierten Fagottrohrblättern durchgeführt, während professionelle Musiker das Instrument spielten. Während des künstlichen Anblasens wird das Steuersignal des Ventils modifiziert, um die Druck-Zeit-Verläufe von Musikeranspiel bestmöglich zu reproduzieren. Bei Druckamplituden von bis zu 16 kPa lassen sich so ''künstliche'' Drucksignale erzeugen, die mit den ''realen'' Drucksignalen vom Musikeranspiel hoch korrelieren (r = 0,93). Die Vorrichtung ermöglicht daher realitätsnahe, wiederholbare Versuchsbedingungen für ein automatisiertes Anspiel von Fagotten. Die Frequenzspektren der ''künstlich'' erzeugten Klänge wurden analysiert und mit denen von Musikern verglichen.

Gruber, A.

• Teilschallquellenermittlung aus Außengeräuschmessungen, Analyse und Simulation [DAGA 2002 (Bochum)]
  A. Gruber and H.-P. Fingerhut
[A]

Im Rahmen einer Teilschallquellen-Analyse hatten wir uns das Ziel gesetzt, die Anteile der einzelnen Teilschallquellen am Gesamtgeräusch eines schweren Lastkraftwagens zu ermitteln und die Auswirkungen einzelner Maßnahmen auf die Gesamtgeräuschemission zu simulieren. Die Untersuchungen bezogen sich immer auf die ''Beschleunigte Vorbeifahrt'' mit Meßanordnung entsprechend ISO R 362. Es wurde ein Lkw mit einem Höchstgewicht von 18 Tonnen und einer Motorleistung von 280 PS abgasarm nach EURO2 verwendet. Untersucht wurden sowohl das derzeit gültige Meßverfahren 99/101/EG als auch der aktuell diskutierte Vorschlag für ein neues Geräuschmessverfahren, der eine Geräuschmessung bei beladenem Fahrzeug in nur einem Getriebegang vorsieht. Bei dieser Teilschallquellenanalyse gingen wir nach der sogenannten ''Fenstermethode'' vor, bei der sich aus der Differenz der Pegel von ''aufgedeckter'' und ''abgedeckter'' Teilschallquelle der sogenannte ''Teilschallpegel'' (entlang der Wegstrecke des Lkw)ergibt. Es zeigt sich, daß im lautesten Getriebegang die Anteile von Getriebe und Schalldämpferanlage höher liegen als diejenigen des Motors. Für jede Teilschallquelle läßt sich ein ''Theoretisches Geräuschminderungspotential'' definieren als Differenz zwischen ''offener'' und ''abgedeckter'' Teilschallquelle. Für Aussagen bezüglich des Gesamtpegels wird das Geräuschminderungspotential an der Stelle des Maximums des Gesamtpegels als Addition der einzelnen Teilpegel entlang der Meßstrecke betrachtet. Auf Basis der gemessenen Pegelverläufe über der Meßstrecke läßt sich simulieren, wie sich beispielsweise eine Absenkung einer Teilschallquelle oder deren Ersatz durch ein leiseres Aggregat auf die Gesamtgeräuschemission auswirkt. Weiters werden sowohl Szenarios dargestellt, die den erreichbaren Gesamtpegel bei Absenken mehrerer oder aller Quellen entsprechend ihrem gemessenen Geräuschminderungspotential zeigen als auch z.B. die Auswirkungen bei Verwendung eines lauteren Reifens.

Gruber, C.

• Vollduplex-Kommunikation für Consumer- und Automotive-Anwendungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Gruber and D. Hirschfeld
[A]

Die Möglichkeit des Freisprechens ist ein wesentliches Komfortmerkmal in modernen Sprachkommunikationsanlagen. Hierbei kommen unterschiedliche Verfahren zur Echokompensation zum Einsatz (AEC, LEC usw.), mit der sich Rückkopplungen zwischen den einzelnen Funktionskomponenten des Kommunikationssystems reduzieren lassen. Der Beitrag stellt typische Ursachen für Echos in einem Kommunikationssystem vor und erläutert die unterschiedlichen Ansätze zu deren Beseitigung.

Für die Anwendungsbereiche Kfz-Freisprecheinrichtung bzw. vollduplexfähige Gebäudekommunikationstechnik werden praktische Lösungen vorgestellt. Weiterhin werden Maßnahmen beim Systemdesign diskutiert, welche eine gute Audioqualität des Endproduktes sicherstellen.

Als ein drittes Anwendungsbeispiel werden Systeme zur Kommunikation innerhalb von Fahrzeugen (In-Car-Kommunikationssysteme) präsentiert, mit denen sich unter anderem die Sprachkommunikation zwischen Vorder- und Rücksitzen im Pkw bei sehr lauten Umgebungsgeräuschen während der Fahrt bei hoher Geschwindigkeit verbessern lässt.

Der Beitrag stellt die unterschiedlichen Anforderungen an die akustische Echokompensation und das Gesamtsystem dieser drei Zielanwendungen gegenüber, arbeitet die unterschiedlichen praktischen Anforderungen an die Verfahren heraus und vergleicht die Systemarchitektur und die benötigten Komponenten.

Grünewald, M.

• Zwei- und dreidimensionale Schallausbreitung um komplexe Geometrien in Strömungen [DAGA 2003 (Aachen)]
  B. Basel and M. Grünewald
[A]

Die Aeroakustik ist ein Teilbereich der Aerodynamik und befasst sich mit der Entstehung und Ausbreitung von Schallwellen in Fluiden. In der Luftfahrt ist diese noch sehr junge Wissenschaft in den letzten Jahren stetig gewachsen. Neue Lärmschutzverordnungen sowie steigendes Umweltbewusstsein sind an dieser Entwicklung maßgeblich beteiligt. Die Ausbreitung von Schallwellen um komplexe Geometrien in Strömungen ist ein großer Teil derzeitiger Arbeiten. Hierbei werden die lokal linearisierten Euler Gleichungen auf einem speziellen Gitter mit der Finite Volumen (FV) bzw. der Finite Differenzen (FD) Methode gelöst. In der Umgebung des Körpers wird die FV Methode und einige Zellen entfernt vom Körper die FD Methode angewandt. Auf dem FD Gitter wird das DRP Schema verwendet. Die Kopplung zwischen dem FV und dem FD Gitter konnte durch eine neuartige Form der Interpolation zwischen den beiden Gittern realisiert werden. Das Verfahren ist im Raum von zweiter Ordnung im FV Bereich und von vierter Ordnung im FD Bereich genau. In der Zeit ist es von vierter Ordnung genau. Mit dieser Vorgehensweise ist eine dispersionsarme Schallausbreitung um Profile und Tragflügel möglich. An den äußeren Rändern des kartesischen Gitters kommt es bei Anwendung der Finite Differenzen Methode zu Reflexionen. Mit einer in dieser Arbeit vorgestellten partiellen Differentialgleichungen kann die am Rand ankommende Energie absorbiert werden.

• Akustische Windkanalmessungen an generischen Geometrien [DAGA 2005 (München)]
  B. Basel, A. Kolb and M. Grünewald
[A]

Im Rahmen des Projekts 'Leiser Verkehr' wurden im Akustischen Winkanal in Braunschweig (AWB) vorwärtsgeneigte Treppenstufen mit unterschiedlichen Abrundungsradien sowie ein Hohlraum aeroakustisch vermessen. Die Resultate der Fernfeld- sowie der Oberflächenmessungen zeigen beim Hohlraum eine Resonanzfrequenz, welche mit der analytisch berechneten vergleichbar ist. Die genannten Geometrien wurden bei 30,40,50 und 60 m/s angeströmt. Die Auswertung der Array-Messungen sowie der Fern- und Oberflächenmessungen werden in diesem Beitrag analysiert.

• Akustische Windkanaluntersuchungen und numerische Simulationen an einem Hochauftriebsflügel [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Kolb, M. Schneider, P. Faulhaber, J. Reichenberger and M. Grünewald
[A]

Im Rahmen des laufenden Luftfahrtforschungsprogramms FREQUENZ (Forschung zur Reduzierung und Ermittlung des Quelllärms mittels Experiment und Numerik an Zivilverkehrsflugzeugen) werden lärmmindernde Maßnahmen mit numerischen Simulationen und Experimenten im Windkanal an einem modifizierten Hochauftriebsflügel untersucht. Die experimentellen Untersuchungen dienen zur Ermittelung von detaillierten aerodynamischen und aeroakustischen Parametern von Strömungsquellen an neuen Hochauftriebssystemen, insbesondere mit adaptiven Komponenten. Anhand dieser Messdaten und deren parametrischen Abhängigkeiten können numerische Simulationen validiert werden, um in Zukunft die Entwicklung lärmarmer Hochauftriebskomponenten in der Designphase zu ermöglichen. Die Reduzierung der Lärmemission von Verkehrsflugzeugen ist notwendig, um dem steigenden Fluglärm durch den kontinuierlichen Anstieg des Luftverkehrs entgegenzuwirken. Im vorliegenden Beitrag werden auszugsweise akustische Windkanaluntersuchungen an verschiedenen zwei-dimensionalen Hochauftriebskomponenten vorgestellt, die im aeroakustischen Windkanal des DLR in Braunschweig durchgeführt wurden. Die akustischen Untersuchungen an Hochauftriebssystemen wurden mit Fernfeldmikrofonen und im Modell integrierten Oberflächendruckaufnehmern durchgeführt. Das Quellgebiet wurde zusätzlich mit einem Mikrofon-Array zur Quelllokalisierung und Quellquantifizierung abgetastet. Die verschiedenen Modifikationen am Hochauftriebsflügel können somit auf ihre aerodynamische und aeroakustische Wirksamkeit bewertet und parametrische Abhängigkeiten bestimmt werden. Die, im Windkanal vermessenen, Hochauftriebskonfigurationen werden mit numerischen Simulationen verglichen und damit akustische Quellgenerierungsmodelle überprüft.

Grütz, H.-P.

• Laborversuche zur Ermittlung von Unterschiedsschwellen bei der Wahrnehmung von Erschütterungen aus dem Schienenverkehr [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Said, D. Fleischer, H. Fastl, H.-P. Grütz and G. Hölzl
[A]

Durch Laborversuche mit definierten Erschütterungsparametern wurden die Unterschiedsschwellen für die Wahr-nehmungen von Erschütterungen aus dem Schienen-verkehr unter Einfluss des gleichzeitig einwirkenden Innengeräuschpegels mit Probanden untersucht. Es wurden 4 Erschütterungsintensitäten des Fußbodens des Versuchs-raumes in folge einer simulierten Zug-vorbeifahrt (KB = 0.2, 0.4, 0.8 und 1.6) bei 3 verschiedenen Innengeräuschpegeln ( 30 dB(A), 45 dB(A) und 55 dB(A)), also insgesamt 12 Kategoriestufen mit 20 Probanden untersucht. Die Untersuchungen wurden mit dem psychophysikalischen Modell der SDT (Signal Detection Theory) nach der Methode ''Same-Different'' durchgeführt und ausgewertet.

Grützmacher, V.

• Spindelempfindlichkeit: Eine Größe zur Beschreibung des Rollgeräuschverhaltens von Kraftfahrzeugen [DAGA 2005 (München)]
  M. Gewalt and V. Grützmacher
[A]

Bei Kraftfahrzeugen werden Geräusche im Fahrbetrieb durch Luft- und Körperschall übertragen, die sich in Brummen, Dröhnen, Rauschen usw. bemerkbar machen. Die wichtigsten körperschallbedingten Fahrgeräusche sind zum einem Geräusche, die durch den Antriebstrang angeregt werden und sich z.B. als Brummgeräusche bemerkbar machen und zum anderen durch das Fahrwerk eingeleitete Rollgeräusche.

Ein Problem bei der Entwicklung des Rollgeräusches von Fahrzeugen ist, dass der Pegel des Innengeräusches stark von der Fahrgeschwindigkeit, der Beschaffenheit der Fahrbahnoberflächen und auch vom verwendeten Reifentyp abhängt. Dadurch ist man für einen Geräuschvergleich bisher gezwungen, Fahrzeuge immer auf der gleichen Fahrbahnoberfläche, mit der gleichen Geschwindigkeit, vergleichbaren Reifen und auch ähnlichen Wetterbedingungen zu messen. Wo dies nicht möglich ist, versucht man über Umrechnungsformeln die Ergebnisse anzupassen.

Mit Hilfe des hier vorgestellten Verfahrens ist es möglich, mit relativ geringem meßtechnischem Aufwand eine Größe ('Spindelempfindlichkeit') zu bestimmen, die das Rollgeräuschverhalten eines Fahrzeuges unabhängig von Reifen und Fahrbahnoberfläche beschreibt. In einem weiteren Schritt wurde untersucht, inwieweit sich das Verfahren auch unter Laborbedingungen auf einem Rollenprüfstand einsetzen läßt.

Es werden Beispiele von Messungen an Fahrzeugen mit unterschiedlichen Achssystemen und Karosserieformen unter verschiedenen Messbedingungen gezeigt und diskutiert.

• Rollgeräuschanalyse mittels Radkraftidentifizierung und Substrukturverfahren [DAGA 2005 (München)]
  A. Böhm, H. Flötke and V. Grützmacher
[A]

Mit fortschreitender Reduzierung des vom Motor hervorgerufenen Geräusches gewinnt das Rollgeräusch an Bedeutung. Insbesondere beim Fahren auf rauen Fahrbahnoberflächen kann es zu Geräuschproblemen im Frequenzbereich von 80-250 Hz kommen. Da das Rollgeräusch maßgeblich von den an der Radspindel wirkenden Kräften und dem Übertragungsverhalten der Achse bestimmt sein kann, ist es erforderlich, dass bereits bei der Achsauslegung für ein zukünftiges Fahrzeugmodell verlässliche Rollgeräuschanalysen durchgeführt werden können. Es wird die prinzipielle Vorgehensweise zur Identifizierung der an der Radspindel angreifenden Kräfte mittels inverser Kraftbestimmung an einem vorhandenen Fahrzeug vorgestellt. Das Übertragungsverhalten der Achse und der Karosserie wird durch einen hybriden Substrukturansatz beschrieben. Hierzu wird eine FE-Modell basierte Beschreibung der zukünftigen Achse mit einer testbasierten Beschreibung einer Karosserie kombiniert. Unter Anwendung der Radkräfte und des Substrukturansatzes wird gezeigt, wie das Rollgeräusch durch die Mobilitäten an den Achskoppelstellen und die Steifigkeit der Koppelelemente beinflusst werden kann. Es wird diskutiert, wie mittels Transferpfadanalyse eine systematische Zuordnung eines Rollgeräuschproblems auf Achse, Trimmed Body bzw. eingeleitete Radkräfte möglich ist und somit auch eine Optimierung bei der Achsauslegung zukünftiger Faghrzeugmodelle erfolgen kann.

• Audiologische Tests zur Beurteilung der Geräuschqualität im Fahrzeuginnenraum [DAGA 2008 (Dresden)]
  O. Jung, J. Becker-Schweitzer and V. Grützmacher
[A]

Üblicherweise werden audiologische Tests wie z.B. der ''Oldenburger Satztest'' zur Beurteilung des Hörvermögens in einem Störgeräuschumfeld sowie zur individuellen Anpassung von Hörgeräten verwendet. Die Modellannahme dabei ist, daß die Sprache durch ein internes oder externes Rauschen verdeckt wird und dadurch bei niedrigen Pegeln unverständlich wird. Einzahlmaße, wie z.B der Artikulationsindex, deren Berechnungsmethoden auf der Bestimmung eines SNR zwischen einem gemessenen Hintergrundgeräusch und einem als durchschnittlich angenommenen Sprachsignal basiert, werden häufig zur Beurteilung der Geräuschqualität im Fzg.-Innenraum ersatzweise herangezogen. In der hier vorgestellten Arbeit wird die Anwendung sprachbasierter Tests auf die Beurteilung der Geräuschqualität im Fahrzeug unter Betriebsbedingungen erweitert. Hierbei wird das auf Sprachmaskierung ausgelegte originale Hintergrundgeräusch durch typische im Fzg. auftretende Fahrgeräusche bestehend aus Wind-, Abroll- und die durch den Antriebstrang induzierten Geräusche ersetzt, die sich sowohl im Pegel als auch in der spektralen Zusammensetzung erheblich von den in oben genannten audiologischen Tests verwendeten Hintergrundgeräuschen unterscheiden. Es werden erste Ergebnisse vorgestellt, die eine Quantifizierung der Güte des jeweiligen Hintergrundgeräusches erlauben.

Gruhler, G.

• Vorstellung eines mobilen Prüfstandes zur Messung der Akustik von Bedienelementen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Treiber and G. Gruhler
[A]

Auf der Suche nach markentypischem Klang und hoher Bedienungssicherheit arbeiten Kraftfahrzeughersteller (unter Anderem auch) an der akustischen Optimierung der Bedienelemente im Fahrzeug. Um zu gewährleisten, dass Hersteller und Zulieferer vergleichbare Messungen durchführen, müssen neben der Messmethode ebenfalls die akustische Umgebung und die Art, wie das Testobjekt betätigt und gelagert wird definiert sein. Wegen der geringen Abmessungen und der Frequenzen im kHz-Bereich kann jedoch auf einen großen und teuren Messraum verzichtet werden, um Freifeldbedingungen im interessierenden Frequenzbereich zu gewährleisten. In der vorliegenden Arbeit wird ein an der Hochschule Heilbronn entwickelter kompakter mobiler Prüfstand für rotatorische und translatorische Bedienelemente vorgestellt. Dieser ist mit einem geräuscharmen automatischen Betätiger ausgestattet und ermöglicht mit der zugehörigen Software die automatisierte, reproduzierbare Messung und Bewertung von Luft- und Körperschall.

• Subjektive Bewertung der Schaltgeräusche von Bedienelementen im Kraftfahrzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Treiber and G. Gruhler
[A]

In modernen Fahrzeugbedienkonzepten wird der Großteil der Funktionen des Fahrzeugs über ein menübasiertes Interface gesteuert. Diese Interfaces verfügen über relativ wenige Bedienelemente, die jedoch relativ häufig betätigt werden müssen. Um gleichzeitig die subjektiv empfundene Qualität des Fahrzeugs und die Bedienungssicherheit des Systems zu steigern, ist die Qualität sowohl der akustischen als auch der haptischen Rückmeldung der Bedienelemente von Bedeutung. In der vorgestellten Arbeit wurden sowohl reale als auch synthetische akustische Rückmeldungen von rotatorischen Bedienelementen durch Probanden subjektiv beurteilt. Die Subjektiven Beurteilungen werden mit objektiven Messungen verglichen.

Gruhne, M.

• Phoneme Detection for Lyrics Synchronization [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Gruhne and C. Dittmar
[A]

Automated detection of phonemes in polyphonic music is an important prerequisite for synchronizing music and corresponding lyrics. This paper describes a novel approach of automatic phoneme estimation within digitized music pieces. Since there are already a number of publications, aiming at distinguishing singing passages and non-singing passages in music, this paper only concentrates on detecting voiced phonemes in singing passages of music. In a first step, the leading melody of a segment is recognized based on an efficient implementation of a Multiresolution Fast Fourier Transform (MRFFT) and subsequently the harmonics are extracted and a subset is selected for further processing. Thereafter, the harmonics are resynthesized to an audible signal. Finally, different common feature extraction methods are applied and the performance of the classification algorithms Gaussian Mixture Models (GMM), Support Vector Machines (SVM) and Multilayer Perceptron (MLP) is compared in order to detect the phonemes based on a manually established music phoneme database.

Grulier, V.

• Temporal Formulation in the Wave Number Domain of Forward Propagation of Time Evolving Acoustic Pressure Fields [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Grulier, J.-H. Thomas, J.-C. Pascal and J.-C. Le Roux
[A]

The wavenumber method using the FFT algorithm has proven to be a more efficient tool than the Rayleigh integral method for calculating harmonic acoustic fields from planar radiators (Williams, Maynard). However, this method is not adapted when considering non-harmonic acoustic fields. Therefore the aim of this work is to provide a relevant reconstruction of non-stationary acoustic fields using a time domain impulse response formulation of the problem in the wavenumber domain. This formulation, to our knowledge first given by Forbes and Stepanishen, allows a real-time prediction of the acoustic wave propagation in the near-field of vibrating structure or in waveguide for applications in active control.

First the acoustic propagation in the wave number domain described by the temporal wave equation in plane geometry is considered. A two-dimensional Fourier transform is applied to this equation that leads to a differential equation written in a Laplace formalism. The resolution of this equation gives the expression of an impulse response that, convolved with each component of the time-dependant wavenumber spectrum in a mesurement plane, yields the wavenumber spectrum in a forward plane. Then the two-dimensional inverse Fourier transform in space domain provides the instantaneous spatial pressure in the forward plane. Some explanations to reach the formulation are given in the paper.

Numerical simulations are also reported to confirm the validity of this formulation. These simulations deal with sources composed of monopoles and more complex planar radiators whose sound emission fluctuates in time.

Grundke, D.

• Sound-Engineering an Motorrädern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  D. Grundke, W. Foken and G. Bau
[A]

Motorrad-Sound - heute ein wesentliches Kriterium zur Entscheidung über den Kauf eines (welchen?) Motorrades - emotional heiß diskutiert in Biker-Kreisen - mit Begriffen belegt wie ''satt'' oder ''kernig'' - ist gegenwärtig in der Fahrzeugakustik noch eine Karte mit einigen weißen Flecken. Die Erwartungshaltung der potentiellen Käufer an den Motorrad-Sound ist abhängig von der Art der favorisierten Modellgruppe (Chopper, Cruiser, Sportler) über Motoren-Bauformen bis hin zu Unterschieden in den Hubraumklassen. Diesen Erwartungshaltungen zu entsprechen, ist Ziel des Sound-Engineerings. Um Sound-Engineering effektiv zu betreiben, ist einerseits das Wissen um die physikalischen Vorgänge (Anregungs-, Übertragungs- und Abstrahlmechanismen) der akustisch relevanten Baugruppen (Ansaug- und Auspuffanlage, Motormechanik) vonnöten, andererseits sind die ''Ziel-Sound''- Erwartungshaltungen zu objektivieren. Die konstruktive Umsetzung von Sound-Zielgrößen bedingt eine durchgehende Simulation der geräuschrelevanten Vorgänge innerhalb (Anregung, Übertragung) und außerhalb (Abstrahlung) der Hauptschallquellen und deren meßtechnische Verifikation. Sound-Zielgrößen zu objektivieren beinhaltet sowohl die - möglichst gehörgerechte - Aufnahme von Motorradgeräuschen der verschiedensten Motorrad-Klassen als auch die Durchführung von Ranking-Feldversuchen. Im Ergebnis sind Wichtungen von Geräuschkenngrößen zu ermitteln, die bestimmten - noch zu formulierenden - Sound-Attributen am besten entsprechen (z.B. ''sportlich'', ''kraftvoll'' usw.). Zum Stand der Arbeiten möchten wir Ihnen berichten.

Grundmann, R.

• Beitrag der Strömungsmechanik in Blasinstrumenten [DAGA 2005 (München)]
  R. Grundmann
[A]

Die Strömungsakustik in Blasinstrumenten wird heutzutage nur über die akustischen Differenzialgleichungen und über die Instrumentenbauerfahrung realisiert. Tatsächlich wird aber bei Blasinstrumenten ein doch ansehnlicher Volumenstrom durch das Instrument bewegt. Überlagert über dem Volumenstrom, der durch das statische Druckfeld beschrieben werden kann, sind die akustischen Wellen, die wiederum durch das akustische Störungsdruckfeld mit Hilfe der Wellenausbreitungsgleichung erfasst werden können. Das Verhältnis der charakteristischen Geschwindigkeiten zu diesen beiden Druckfeldern beträgt zwei Größenordnungen. Die Wechselwirkung beider kann jeweils durch repräsentative Terme in den beschreibenden Gleichungen erfasst werden, so dass innerhalb eines iterativen Prozesses ein Gleichgewicht ermittelt werden kann. So muss die Wellen-Gleichung durch eine rechte Seite gemäß der Lighthill-Analogie erweitert werden, um die durch die Verdrängungseffekte der Strömung hervorgerufenen geometrischen Veränderungen der aktiven Strömungsquerschnitte einbeziehen zu können. Das Ziel der Untersuchungen ist der Nachweis, dass Rückwirkungen der Grundströmung, wie der Verdrängungsdickeneffekt der Grenzschicht oder wie der von Ablösegebieten auf die Ausbreitung des Schalls von größter Bedeutung sind. So ist eine unvollständige Klappenöffnung bei Holzblasinstrumenten für eine ausgesprochen ''flache'' Klangfarbe des gebildeten Tons verantwortlich. Bei Blechblasinstrumenten wird das ''Kieksen'', was einem Ausreißen des gewünschten Tons in den nächst höheren Naturton des Instruments entspricht, aller Voraussicht nach durch eine instationäre Ablösung und daraus resultierender beschleunigter Strömung im Strahlgebiet verursacht.

• Effiziente Schallfeldberechnung von Blasinstrumenten mithilfe Finiter Elemente [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Baumgart, S. Marburg and R. Grundmann
[A]

Blasinstrumente setzen sich aus einem schallerzeugenden Mechanismus und einem akustischen Resonator zusammen. Für den Klang des Instrumentes ist das Zusammenspiel beider entscheidend. Der Resonator ist für die Tonhöhe und darüber hinaus für die Klangfarbe mitverantwortlich.

Werden nichtlineare Effekte und der Erregungsmechanismus vernachlässigt, kann das akustische Feld um und im Instrument mit der Helmholtzgleichung im eingeschwungenen Zustand beschrieben werden. Zur Diskretisierung dieser Differenzialgleichung wird hier die finite Elemente Methode eingesetzt, mit welcher eine gute Wiedergabe der Geometrie möglich ist. Bei einer Diskretisierung von 6 Knoten pro Wellenlänge stehen zuverlässige Ergebnisse zur Verfügung.

Aufgrund der notwendigen feinen Diskretisierung ist eine effiziente Lösung des Problems notwendig. Iterative Löser können zu erheblichen Zeiteinsparungen führen, wenn sie problembezogen eingesetzt werden. Das hier gestellte Problem lässt sich als Eigenwertproblem formulieren, und da nur wenige Eigenwerte und dazugehörige Moden interessieren, schnell lösen. Alternativ ist bei diesem Typ von Gleichungssystemen der Einsatz der Lanczos-Padé-Approximation möglich, im besonderen, wenn nur Ergebnisse an wenigen ausgezeichneten Punkten interessieren.

Mithilfe eines in Matlab geschriebenen Programmes werden Möglichkeiten der Anwendbarkeit an Beispielen aufgezeigt. Die beiden iterativen Löser werden in ihrer Anwendbarkeit verglichen.

• Numerische Simulation der Wellenausbreitung am Tonloch [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Richter, J. Stiller and R. Grundmann
[A]

Der in Holzblasinstrumenten auftretende akustische Schwankungsanteil des Druckes liegt um Größenordnungen unter dem Anblasdruck. Die Lösung der kompressiblen, instationären Navier-Stokes'schen Gleichungen ermöglicht die Simulation der Ausbreitung akustischer Wellen unter Berücksichtigung sämtlicher relevanter, physikalischer Effekte. Hierzu zählen u.a. thermische Verluste über die Wand und nichtlineare viskose Vorgänge. Die numerische Simulation dieser Vorgänge erfordert hierfür die hinreichend exakte Lösung der zugrundeliegenden Strömungsgleichungen.

Spektralelementmethoden (SEM) als Methoden höherer Ordnung haben sich als geeignete Verfahren für aeroakustische Phänomene bewährt. Die Verwendung krummliniger Elemente gestattet zusätzlich die exakte Behandlung gekrümmter Geometrien.

Bei der Ausbreitung akustischer Wellen können sich lokal hohe Gradienten in den Erhaltungsvariablen ausbilden. Beispielsweise führt die Temperaturabhängigkeit der Schallgeschwindigkeit zu einer Aufsteilung der akustischen Welle. Mithilfe stabilisierter diskontinuierlicher Galerkin-Verfahren (DG) ist es möglich, solche Phänomene geeignet zu behandeln.

Mittels zweidimensionaler Simulationen unter Verwendung der DG-SEM wird der Einfluss der Tonlochgeometrie wie der Tonlochneigung oder -wandungsdicke auf die Ausbreitung einer akustischen Welle in einem Fagott untersucht.

Die Arbeit stellt das verwendete Verfahren sowie die numerischen Ergebnisse vor.

• Stabilisierte DG-Methoden für aeroakustische Applikationen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Richter, J. Stiller and R. Grundmann
[A]

Die Schallausbreitung in durchströmten Geometrien wie z.B. Rohrleitungen und Schalldämpfern, aber auch Holzblasinstrumenten ist oftmals geprägt durch die unterschiedlichen Größenordnungen der Grundströmung und des überlagerten akustischen Schwankungsanteiles. Spektralelementmethoden (SEM) als Methoden höherer Ordnung haben sich als effizientes Werkzeug entwickelt, die zugrundeliegenden Differentialgleichungen mit der hierfür erforderlichen Genauigkeit zu lösen. Diskontinuierliche Galerkin-Methoden ermöglichen eine effiziente und flexible Implementierung des numerischen Verfahrens, da jedes Element separat behandelt wird und die Kopplung zwischen den Elementen ausschließlich durch den numerischen Fluss über die Elementgrenzen erfolgt.

Eine Schwierigkeit der numerischen Simulation von Wellenausbreitungsvorgängen liegt in der korrekten Behandlung künstlicher Ränder. Nichtreflektierende Randbedingungen lassen sich z.B. mittels exakter Randbedingungen oder Pufferzonentechniken realisieren. Ein alternatives Konzept besteht in der Verwendung stabilisierter Extrapolationsrandbedingungen. Extrapolation bezeichnet hierbei die Definition der Erhaltungsvariablen an dem Rand ausschließlich durch Werte, die aus der Zeitintegration im Elementinneren resultieren. Dieses Verfahren lässt sich sehr leicht implementieren, führt in der Regel aber zu Instabilitäten an dem betreffenden Rand. Diese Instabilitäten lassen sich durch die Anwendung von Anstiegsbegrenzern jedoch zuverlässig verhindern.

Der Vortrag stellt das verwendete numerische Verfahren sowie die Arbeitsweise der Extrapolationsrandbedingungen vor. Anhand verschiedener Testbeispiele (z.B. schräg aus dem Rechengebiet auslaufenden Wellen, Wellenausbreitung in Musikinstrumenten) wird die Effektivität dieser Art von Randbedingung diskutiert und mit der klassischen charakteristischen Randbehandlung verglichen. Hierbei zeigt sich eine deutliche Verbesserung der erzielten Ergebnisse durch die Verwendung der Extrapolationsrandbedingungen.

• Formantenbestimmung von Fagottklängen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Grothe, J. Baumgart and R. Grundmann
[A]

Als Formant bezeichnet man einen Frequenzbereich im Spektrum, in dem die Amplituden benachbarter Teiltöne besonders verstärkt werden. Formanten stellen somit Maxima in der Hüllkurvendarstellung eines Klangspektrums dar. Lage und Intensität der Formanten sind charakteristische Merkmale von Instrumentenklängen. Ziel der Untersuchungen war die Analyse von Klangspektren des Fagotts hinsichtlich tonhöhenunabhängiger Formantbereiche, wie sie bei Sängern festgestellt wurden. Zur Tonerzeugung wurde eine Anblasvorrichtung eingesetzt, die es ermöglicht, Töne auf dem Fagott unter definierten Anblasparametern zu erzeugen. Dadurch war eine sehr gute Wiederholbarkeit der Experimente gesichert. Auf verschiedenen Fagotten wurden Töne unterschiedlicher Tonhöhe gespielt und aufgezeichnet. Nach der Spektralanalyse eines kurzen periodischen Teils dieses Klangereignisses wurde ein energetisches Histogramm mit der Bandbreite der Grundtonfrequenz erzeugt. Dabei wurden alle Schallleistungen in einem Frequenzband aufsummiert und dem jeweiligen Partialton zugeordnet. Die Überlagerung dieser diskreten Spektren von Einzelklängen kann durch einen geeigneten Glättungsalgorithmus in eine kontinuierliche, stetige Funktion überführt werden. Diese stellt einen Formantenverlauf dar in dem alle Einzelexperimente berücksichtigt sind. Nach der Normalisierung der Klangspektren der Einzeltöne auf den Gesamtschalldruckpegel zeigte sich im Frequenzbereich über 1 kHz eine deutliche Abhängigkeit der Obertonzusammensetzung von der Grundtonhöhe. Ein gemittelter Formantenverlauf, von dem die Spektren aller aufgezeichneten Klänge im Bereich des Hauptformanten um nicht mehr als 5 dB abweichen, ließ sich bereits durch Auswertung weniger tiefer Töne bestimmen.

• Anregungsvorrichtung mit künstlichen Lippen für Fagotte [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Hille, J. Baumgart and R. Grundmann
[A]

Bei Fagotten verfügt der Spieler über eine Reihe von Möglichkeiten mit Lippen, Blasdruck und Mundhöhle Einfluss auf die Klangfarbe und Tonhöhe des Instrumentes zu nehmen. Lippenspannung und Lippendruck, die Position der Lippen selbst sowie auch der Hohlraum der Mundhöhle des Spielers haben einen starken Einfluss auf das Schwingverhalten des Rohrblattes und somit auf den erzeugten Ton. Um den Einfluss von Lippen und Mundhöhle näher zu untersuchen wurde ein künstlicher Bläser konstruiert, der die natürlichen Verhältnisse darstellt und reproduzierbare Ereignisse zulässt. Damit wurden verschiedene Ansatzparameter wie Lippenkraft, Lippenspannung, Mundhöhlenvolumen etc. simuliert und hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die abgestrahlten Klänge untersucht.

• Fluid-Struktur-Interaktion im Cortischen Organ [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Baumgart, M. Fleischer and R. Grundmann
[A]

Das in der Gehörschnecke von Säugern (Cochlea) sitzende Cortische Organ ist eine für den Hörprozess entscheidende Komponente. Hier werden die von aussen ankommenden Schallwellen in ein elektrisches Signal umgesetzt. Mittels numerischer Simulation ist es möglich, die mechanische wirkenden Kräfte im Cortischen Organ zu bestimmen und das Bewegungsverhalten zu beschreiben.

Um das Problem auf das Wesentliche zu reduzieren, wird ein zweidimensionales Modell erstellt. Dabei werden Daten, die aus histologische Schnitten (radial) stammen, zugrunde gelegt. Die Struktur wird mit anisotropem, linear-elastischem Material beschrieben und mit Hilfe der finiten Elemente Methode diskretisiert. Das Fluid wird hier als inkompressibel mit konstanten Eigenschaften angenommen und als Diskretisierung wird die finite Volumen Methode verwendet. Durch die sehr geringen Abmessungen sind die viskosen Effekte des Fluides dominant. Für jeden Zeitschritt werden zwischen der Struktur und dem Fluid Kräfte und Geschwindigkeiten ausgetauscht und damit eine schwache Kopplung realisiert. In dieser Arbeit wird der Bereich geringer Schalldruckpegel untersucht. Deshalb sind die Amplituden der Verformung gegenüber den geometrischen Abmessungen sehr gering. Somit ist es möglich zeit- und verformungsinvariante Netze zu nutzen und die Bewegung der Kopplungsränder über Randbedingungen zu formulieren.

Durch die Lösung der Feldgleichungen stehen die physikalischen Größen an allen Orten zur Verfügung. So lässt sich die auf die Stereozilien der inneren Haarsinneszellen wirkende Kraft und der Massestrom im subtekroialen Spalt bestimmen. Es zeigt sich dass bereits relativ geringe Spalthöhenänderungen zu hohen Geschwindigkeiten gegenüber den Stereozilien führen.

• Ein steuerbares Mundstück für Fagotte [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Grothe, J. Baumgart and R. Grundmann
[A]

Das Mundstück des Fagottes besteht aus zwei Schilfrohrplättchen und wird Rohrblatt genannt. Beim Spielen des Instrumentes wird der Ton dadurch erzeugt, dass die beiden Rohrblatthälften gegeneinander schlagen. Das vollständige Schließen verursacht einen negativen Druckimpuls, der durch den Instrumentenkorpus wandert. Es wird eine Erregungsvorrichtung für Fagotte vorgestellt, die die Funktion des Rohrblattes übernimmt. Die Vorrichtung besteht aus einem Druckluftspeicher und einem Einblasadapter mit einem schnellschaltenden Magnetventil. Der Einblasadapter hat das Volumen des Rohrblattes und ist mit einem Drucksensor versehen. Zunächst wurden instationäre Druckmessungen in präparierten Fagottrohrblättern durchgeführt, während professionelle Musiker das Instrument spielten. Während des künstlichen Anblasens wird das Steuersignal des Ventils modifiziert, um die Druck-Zeit-Verläufe von Musikeranspiel bestmöglich zu reproduzieren. Bei Druckamplituden von bis zu 16 kPa lassen sich so ''künstliche'' Drucksignale erzeugen, die mit den ''realen'' Drucksignalen vom Musikeranspiel hoch korrelieren (r = 0,93). Die Vorrichtung ermöglicht daher realitätsnahe, wiederholbare Versuchsbedingungen für ein automatisiertes Anspiel von Fagotten. Die Frequenzspektren der ''künstlich'' erzeugten Klänge wurden analysiert und mit denen von Musikern verglichen.

• Untersuchungen der Strömungsakustik eines Fagottes unter realen Spielbedingungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Richter and R. Grundmann
[A]

Das Lösen der kompressiblen Navier-Stokes'schen Gleichungen erlaubt die Untersuchung der Strömungsakustik in Blasinstrumenten ohne die Vernachlässigung physikalisch relevanter Effekte. Hierbei stellt die Definition realistischer und gleichzeitig stabiler Randbedingungen ein signifikantes Problem für die Strömungsberechnungen dar. Wir demonstrieren ein Verfahren zur Berechnung der Strömungsakustik in einem Fagott unter realen Spielbedingungen. Ergebnisse aus dreidimensionalen Untersuchungen des Fagottes werden vorgestellt und diskutiert.

Gryba, T.

• Acoustic Wave Propagation in Functionally Graded Material (FGM) Cylinders [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Elmaimouni, J.-P. Lefebvre, T. Gryba and V. Zhang
[A]

FGMs are composite materials intentionally designed so that they possess desirable properties for specific applications, often to withstand high-temperature-gradient environments while maintaining their structural integrity. The mechanical properties of cylindrical structure made of FGM vary continuously in the macroscopic sense from one surface to the other, for example all ceramic to all stainless steel. In the application of these structures to aerospace, nuclear and automobile industries, analysis of acoustic wave propagation is of great importance. In this approach, we have developed an exact solution to calculate the dispersion curves in FGM cylinders of various geometries. A FGM cylinder made up of stainless steel and silicon nitride is described. The radial variation laws of Young's modulus, Poisson ratio and mass density are given, the position-dependent stiffness constants are then deduced. The equations of motion are solved by expanding each mechanical displacement component using Legendre polynomials and harmonic functions. For numerical calculations, the order of the expansion is truncated to some value N. The solution converges within a very low number N of terms. The numerical dispersion curves are presented and compared with earlier published results showing an excellent agreement. Advantages and limitations of the approach are also presented.

Guastavino, C.

• A cognitive approach of soundscape - Acoustic phenomena between 'noise(s)' and 'sound(s)' [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Dubois, C. Guastavino and V. Maffiolo
[A]

We will present some results from a new method of exploration of the cognitive properties of soundscapes elaborated in our laboratory. From free categorization tasks associated to linguistic discourse analysis of real life experience of urban soundscapes, the results suggest that acoustic stimuli can be processed either as part of a meaningful event (i.e as NOISE) or, in a more analytic manner, along physical parameters (as SOUND), when the identification of the source fails. Language can be considered as allowing an access to the diversity of cognitive conceptualizations for acoustic phenomena : sounds and noises, both present in soundscape, depending on the orientation of the cognitive processes and the activities we are involved in (a s pedestrian vs driver, as worker or tourist..), on the knowledge and interest we have about these phenomena (mucisians, acousticians, novices), but also on the constraints from the recording and restitution devices. Finally, we would like to point out that this diversity of cognitive representations entails methodological consequences on sound restitution in experimental settings, and suggests the challenge of a reverse paradigm for studying soundscapes, shifting from psychophysics to semiophysics.

• Soundfield reproduction: the limits of the physical approach [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J.-D. Polack, M. Castellengo, V. Maffiolo, C. Guastavino and B.F. Katz
[A]

Soundfield reproduction is usually based on the physical reproduction of the sound heard at the ears of the listener, preferably by means of HRTF. However, most listeners have experienced that this reproduction has little common with real life. We propose a methodological shift in soundfield reproduction, based on Gibson?s concept of ecological validity. Instead of accurately reproducing the physical signals impinging on the ears of the listeners, we propose to focus on the meaning of the signals heard by the listeners. Three examples of the interaction of meaning with signals are given to illustrate the limits of the physical approach: the effect of temporal organisation on loudness; the influence of perception threshold on the meaning of warning signals; and background noise perception thresholds at low frequencies. The poster focuses on the different recording and reproduction techniques adapted to these different situations. This poster is an illustration of Danièle Dubois?s contribution to the session ?Soundscape and communitynoise?.

Gudziol, S.

• Quantitative scanning acoustic microscopy: Methods and applications in medicine [DAGA 2002 (Bochum)]
  K. Raum, J. Brandt, S. Gudziol, A. Klemenz, L. Smitmans, C. Schwinger and K.-V. Jenderka
[A]

Pulse-echo scanning acoustic microscopy (SAM) is referred to systems, were very high frequency acoustic waves are focused on a material and images are generated from the reflected signals. Two systems will be described: The first one works in the frequency range up to 250 MHz and is used for time-resolved analysis of acoustic impedance, longitudinal and shear wave velocities and frequency dependent attenuation. The second microscope covers the frequency range from 100 MHz up to 2 GHz and is used for very high resolution topography and acoustic impedance mapping. For each system special data acquisition and analysis algorithms were developed. The capabilities and limitations will be demonstrated by a number of different applications. Results show: the anisotropy, age and gender dependence of the acoustic impedance in human cortical bone; the correlation between the microscopic acoustic impedance and the Young's modulus (obtained with nanoindentation) in bone; pathological changes in human auditory ossicles observed by mesoscopic and microscopic impedance mapping; microscopic 3D reconstruction of the topography and impedance of alginate spheres; the determination of elastic constants from acoustic quantities at a mesoscopic scale.

Gülker, G.

• Identifikation loser Putzschichten an historischen Wandmalereien durch akustische Anregung und laseroptische Detektion [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  G. Gülker, K.D. Hinsch and H. Joost
[A]

Historische Wandmalereien sind in Ihrem Bestand oft dadurch gefährdet, daß sich die bemalte Putzschicht von der tragenden Wand ablöst, as zu Beulen, Rißbildung und in extremen Fällen zum Herabfallen von Malereistücken führt. Restauratoren und Konservatoren sind daher bei der Planung und Kontrolle von Erhaltungs-und Reparaturmaßnahmen daran interessiert, eine möglichst genaue Übersicht über die Lage, Ausdehnung und Zustand lockerer Bereiche zu erhalten. Die Traditionelle Methode dafür ist die Beurteilung der Wände durch vorsichtiges manuelles Abklopfen. Zur Vereinfachung des Verfahrens und zur Erlangung eines möglichst objektiven Bildes der Wand werden Hohlstellen unter dem Putz jetztdurch Beschallung aus einem Lautsprecher zu Schwingungen angeregt, die mit einer videoholographischen Methode (Electronic Speckle Pattern Interferometry, ESPI) kartiert werden. Durch eine Phasenmodulation der optischen Referenzwelle wird eine so hohe Empfindlichkeit erreicht, daß bereits Schwingungsamplituden von weniger als 10 nm gut erkannt werden können und das wertvolle Objekt daher möglichst schonend untersucht wird. Beim Durchstimmen der Frequenz werden umfangreiche Meßdaten gewonnen, aus denen charakteristische Größen zum Zustand der Wand hergeleitet werden sollen. Die Technik hat sich an einer Reihe von historischen Bauwerken im direkten Vergleich mit herkömmlich bestimmten daten bewährt.

Gündel, A.

• Vergleich verschiedener Absorbermodelle zur Berechnung von Flugzeuginnenlärm unter Beachtung poröser Materialien [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Gündel, S. Häusler and S. Marburg
[A]

Schallfelder im Innenräumen von Propellerflugzeugen werden durch tonale Erregung über das Propeller-Nah-Feld bestimmt. Die Abstrahlung des ersten Tones findet dabei häufig unterhalb 100Hz statt, d.h. zweiter und dritter Ton wirken bei Frequenzen klei-ner 300Hz. In diesem niederfrequenten Bereich dominieren globale Moden das Ver-halten von Struktur und Akustik. Bei der Vorhersage von Schalldrücken unter Be-triebsbedingungen kommen numerische Methoden wie die Finite-Elemente-Methode zum Einsatz um das gekoppelte Struktur-Akustik Problem zu lösen. Auswertungen einer ausführlichen Experimentellen Studie am Testrumpf einer Dor-nier-328 haben gezeigt, dass schon eine dünne Schicht Thermo-Isolation auf der O-berfläche der Flugzeughaut in diesem Frequenzbereich bis zu 6dB Schalldruck-Reduktion bewirken. Schon unterhalb 100Hz vermindert die Schicht porösen Faser-materials den mittleren Schalldruck um etwa 3dB bis 5dB. Eine erste Studie verwendet gegebene Materialparameter des Herstellers der Thermo-Isolation als Grundlage zur Anwendung verschiedener Absorber-Modelle in den Be-rechnungen. Die erreichten Schalldruckreduktionen werden den experimentellen Er-gebnissen gegenübergestellt. Eine zweite Studie nutzt gemessene Materialparameter aus Transferimpedanzmessun-gen als Materialeingangswerte für die Simulationen des porösen Volumens. Die Schalldruckreduktionen beider Ergebnisse werden schmalbandig und terzweise mit den Messungen an der Großstruktur verglichen.

• Simulation zu aktiven Lärmminderungsmaßnahmen an einem Propellerflugzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Gündel, S. Häusler and S. Marburg
[A]

Abstrahlende Propeller erzeugen im Rumpf von Transportflugzeugen Schallfelder, die durch den Propellergrundton sowie den zugehörigen Harmonischen geprägt werden. Zur Minderung des tieffrequenten Lärms im Laderaum kommen zunehmend aktive Maßnahmen zum Einsatz. Ein derartiges System verwendet Schalldrücke von Mikrofonen, die im Inneren des Rumpfes verteilt sind als Eingangsgröße. Im freien Laderaum können funktionsbedingt keine Mikrofone installiert werden. Stattdessen werden diese entlang der zylindrischen Außenwand platziert. Damit besteht ein räumlicher Unterschied zwischen der Position der Mikrofone und dem eigentlichen Zielgebiet der aktiven Maßnahme im freien Laderaum.

Eine numerische Studie zeigt die Sensitivität der Positionierung von Mikrofonen entlang der zylindrischen Struktur auf die Leistungsfähigkeit des aktiven Systems. Mittels Monte Carlo Optimierung werden je zwei Mikrofone pro Aktuator unter gegebenen Randbedingungen bestmöglich verteilt um eine optimale Wirkung für die ersten drei Blattfolgefrequenzen zu erreichen. Die Regelung zielt dabei auf das freie Ladevolumens ab in dem sich keine Mikrofone befinden.

In einer zweiten numerischen Studie liegen 500 mögliche Mikrofonpositionen entlang der zylindrischen Struktur fest. Die Verteilung führt zu mittelmäßigen Schalldruckreduktionen. Durch geschickte Wichtung einzelner Mikrofone innerhalb des Regelkreises kann aber eine deutliche Steigerung der erreichbaren Reduktion im eigentlichen Zielgebiet erreicht werden. Die Gewichte werden wiederum durch Monte Carlo Optimierung ermittelt und auf das Problem angewendet.

Güntherodt, G.

• Brillouin light scattering from surface and bulk spin waves in Co/Cu superlattices [DAGA 2002 (Bochum)]
  T. Blachowicz, M. Fraune and G. Güntherodt
[A]

Spin wave excitations of Co/Cu superlattices in the GHz frequency range have been investigated by the use of Brillouin light scattering. Two kinds of samples were grown in [111] direction. In the first sample the modulation period was equal to 18Å (10 Å Co + 8 Å Cu), while the total number of bilayers was equal to 60. The second sample had a modulation period of 100Å (60 Å Co + 40 Å Cu), with the total number of bilayers equal to 10. Thus the two samples had roughly the same total thickness. We have investigated the standing spin wave modes with exchange neglected, the dipolar coupled modes resulting from coupling of surface spin waves in each layer and the surface spin waves of the superlattice as a whole. The measurements were carried out as a function of magnetic field and for different angles of the incident photons. The in-plane magnetic anisotropy showed clear 6-fold symmetry. Despite the same total thickness of the samples, there is an important difference in the thickness of the single constituents of the multilayered structure. Frequencies of spin waves were modeled for different thickness of superlattices constituents based on a straightforward solution of the equations of motion of the magnetization in an applied magnetic field in the magnetostatic

Guérin, A.

• Temporal envelope coding in the inferior colliculus. Evaluation of two computational models of octopus cells [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Guérin, R. Le Bouquin Jeannès and G. Faucon
[A]

Amplitude modulation (AM) is a common feature of sounds like speech, and plays an important role in intelligibility. This paper presents two computational models of octopus cells of the inferior colliculus (IC), known to be involved in the temporal coding of AM. These cells, characterized by onset responses, are respectively based on i) the McGregor point neuron equations, ii) ion concentration gradient and Nernst equation. The evaluation is conducted using a global auditory model of AM encoding, simulating processes taking place from the external ear to the IC. The model includes a gammatone filterbank (cochlear stage), followed by a model of inner hair cells (transduction stage) and a discharge generator (auditory nerve stage: AN). The resulting AN discharges correspond to the inputs of a simplified cochlear nucleus, modeled as a bank of stellate cells (SC) with similar same Best Modulation Frequencies (BMFs). Each SC neuron is implemented using modified Hodgkin-Huxley equations, with parameters tuned to produce chopper responses with BMFs ranging from 60 to 200 Hz. The neuron axons project to the IC model where octopus cell models enhance the synchronization to the stimulus AM by detecting the coincident activity in the SC inputs. Simulations show that different types of temporal modulation transfer function (t-MTF) can be obtained with a limited set of parameters and identical inputs. Measures of synchronization index show that the model based on Nernst equation is able to synchronize over a wide range of modulation frequencies, exhibiting a lowpass t-MTF as observed in the auditory cortex.

Guérin, S.

• Forschungsverbund Leiser Verkehr - Projekt FREQUENZ - Lärmarme Nachrüstmaßnahmen für existierende Flugzeuge [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Saueressig, W. Dobrzynski, S. Guérin, S. Fröhlich, J. Jaeglé, W. Jans, B. Kiefner, I. Köhler, M. Kutner, U. Michel, M. Pott-Pollenske, H. Siller, A. Uhl, J. Wiedau and K. Haag
[A]

Unter dem Dach des Forschungsverbunds Leiser Verkehr wurde 2004 das Projekt FREQUENZ gestartet. Im Teilprojekt 3 werden kurz- und mittelfristig einsetzbare Lösungen zur Lärmreduzierung für bereits im Einsatz befindliche Flugzeuge entwickelt. Hierfür müssen einzelne Schallquellen im Überflug genau vermessen werden, um entsprechende lärmarme Modifikationen entwickeln zu können, die dann noch auf Flugtauglichkeit geprüft und zertifiziert werden müssen. Diese Arbeiten basieren auf den Untersuchungen in den vorgeschalteten Teilprojekten 1 und 2, in denen numerischen Methoden eingesetzt und durch Windkanalversuche verifiziert werden. Wirbelgeneratoren konnten erfolgreich an einem Lufthansa Airbus A319 eingesetzt werden, um zwei starke Töne zu eliminieren, die an der Flügelunterseite durch Tankdruckausgleichöffnungen hervorgerufen werden. Ton- und Breitbandschallquellen vom Triebwerk, Fahrwerk und den Hochauftriebssystemen werden ebenfalls analysiert. Weitere Untersuchungen widmen sich lärmarmen Landeverfahren für die Lufthansa Boeing MD11-F, für die Bewertungs- und Umsetzungskonzepte entwickelt werden. Darüber hinaus soll die Quelle eines vom Fahrwerk herrührenden Tons identifiziert und eine lärmarme Modifikation erarbeitet werden.

• Schallquellenlokalisierung an bewegten Objekten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Siller, S. Guérin and B. Barsikow
[A]

Bei der Lokalisierung von Schallquellen mit Hilfe von Mikrofonarrays muss bei bewegten Objekten wie Flugzeugen, Schienen- und Straßenfahrzeugen das Auswerteverfahren angepasst werden, um den Doppler-Effekt zu berücksichtigen. Ein solches aus dem klassischen Beamforming entwickeltes Verfahren wird vom DLR seit einigen Jahren erfolgreich für die Analyse von Verkehrsflugzeugen im Überflug eingesetzt. Das Ingenieurbüro akustik-data wendet ein entsprechendes Verfahren ebenfalls seit Jahren zur Untersuchung von PKW und Nutzfahrzeugen an. Das klassische Beamforming unterliegt verschiedenen Beschränkungen in Hinsicht auf das Auflösungsvermögen und die Dynamik des Arrays. Diese lassen sich zum einen durch eine optimierte geometrische Auslegung der Mikrofonverteilung und eine hohe Anzahl von Mikrofonen verbessern, zum anderen aber auch durch erweiterte Auswertealgorithmen, die die Abbildungseigenschaften des Arrays berücksichtigen. Optimierte und an den zu untersuchenden Frequenzbereich angepasste Arrays werden beim DLR für Überflugmessungen eingesetzt. Diese Arrays sind mehrarmige Spiralarrays mit Durchmessern von bis zu 32 m und bis zu 250 Mikrofonen. Zur Untersuchung von bodengebundenen Fahrzeugen haben DLR und akustik-data gemeinsam das so genannte Snowflake Array mit 124 Mikrofonen bei einer Größe von 3,5x3,5 m entwickelt. Erweiterte Auswertealgorithmen werden beim DLR seit kurzem zur Analyse von Überflügen und bei akustik-data bei der Analyse von Straßenfahrzeugen eingesetzt. Diese Verfahren kompensieren die Abbildungseigenschaften des Mikrofonarrays mit seinen Neben- und Gitterkeulen und erlauben eine räumlich hochauflösende Analyse der Schallquellen mit einer gegenüber dem klassischen Beamforming erhöhten Dynamik. Während das klassische Beamforming bei flächig verteilten Quellen eher noch eine qualitative Methode ist, lassen sich mit den Entfaltungsverfahren die Einzelschallquellen auch quantitativ bestimmen.

Güttes, J.

• Analyse und Bewertung von Verkehrsgeräuschen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Güttes
[A]

Die Arbeit die hier vorgestellt wird, untersuchte ein Wohngebiet im zentrumsnahen Berliner Stadtteil Friedrichshain. Es wurde eine umfassende Analyse des Soundscapes durchgeführt, in dem die Anwohner einen Großteil ihrer Freizeit und damit auch ihrer Zeit für Erholung und Entspannung verbringen. Bei den Messungen konnte festgestellt werden, dass vor allem der tieffrequente Bereich unter 200Hz einen Großteil, bei geschlossenen Fenstern sogar den Hauptteil der Immission in die Wohnungen ausmacht und in ihnen stehende Wellen und durch Vibrationen Sekundärgeräusche anregt. Außerdem wurden bedingt durch den Straßenbelag und die Verkehrssituation auch Effekte durch die Impulshaftigkeit und die Zeitstruktur der anregenden Signale festgestellt. Mit dem Fokus auf diesen Bereich wurden verschiedene Mess-, Analyse- und Bewertungsmethoden gegeneinander verglichen und eine Befragung der Anwohner durchgeführt, die durch Korrelation mit den Messergebnissen, die Vor- und Nachteile der Methoden aufdecken sollte. In diesem Zusammenhang soll auch die Reichwerte von A-bewerteten Messungen diskutiert werden. Es werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie die komplexe Bewertung von Verkehrsgeräuschen näher an der Wahrnehmung und den Bedürfnissen der Betroffenen angesiedelt werden kann.

Guggenberger, J.

• Körperschallisolierung von haustechnischen Geräten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Guggenberger
[A]

Zum Leistungsbild einer bauakustischen Beratung gehört unter anderem auch die Auslegung von Isoliermaßnahmen an haustechnischen Geräten. Für konventionelle Nutzungen existieren Standardvorgaben für Lagerungstypen in Abhängigkeit von der Geräteart. Je nach Lage und Art des Gerätes zum maßgebenden Immissionsort sind einfach bis vierfach elastische Lagerungen vorzusehen.

Weicht die Aufgabenstellung von einer Standardsituation ab, so sind meist die Grundlagen dürftig, nach denen eine angemessene Isolationsmaßnahme bemessen werden könnte. Die übliche Vorgehensweise bei der Auslegung von Lagerungen ist z.B. für folgende Fälle in Frage gestellt:

- Es bestehen außergewöhnliche Anforderungen im Immissionsort durch besondere Spezifikationen an Erschütterungen oder Körperschall (Studioanforderungen, Reinraumanforderungen). - Das Impedanzverhältnis passt nicht oder ist unklar: Entweder die Anschlussimpedanz oberhalb oder unterhalb der elastischen Lagerung hat keinen ausreichenden Abstand zur Federimpedanz der Isolierelemente. - Die Isolierelemente zeigen ein stark frequenzabhängiges Verhalten. In den beiden letzteren Fällen sind Einbrüche in der Isolierwirkung zu erwarten. Die einzelnen Sondersituationen werden vor ihrem strukturdynamischen Hintergrund anhand von Beispielen diskutiert. Zur Beurteilung der Situation werden strukturdynamische Modelle von detaillierten FE-Modellen bis zu einfachen Impedanzbeziehungen eingesetzt.

• Effiziente Fluid-Struktur-Koppelung (FSI) mit Component Modes Synthesis (CMS) unter Verwendung von Modal based Attachment Modes (MAMs) [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Guggenberger and Y.-J. Chan
[A]

In vielen FE-Berechnung werden die Strukturantwort (Körperschall) und die Fluidantwort (Luftschall) getrennt berechnet. Um die Vorteile einer Beschreibung in einer reduzierten modalen Basis zu nutzen, wäre es von Vorteil, CMS-Methoden für die Fluid-Struktur-Koppelung anwenden zu können. Die Verwendung von klassischen CMS-Methoden, z. B. von Craig-Bampton, scheitert jedoch daran, dass für jeden Koppelfreiheitsgrad zwei zusätzliche globale Formfunktionen berechnet werden müssen, die an die modale Basis angehängt werden (DOF based attachment modes). Da zwischen Fluid und Struktur in der Regel sehr viele Koppelfreiheitsgrade zu berücksichtigen sind, wird die Methode uneffizient. Wenn sich die Antwort beider Subsysteme mit wenigen Moden beschreiben lässt, ist es vorteilhaft, Formfunktionen zu verwenden, die auf der Grundlage von modalen Freiheitsgraden gebildet wurden (Modal based Attachement Modes , 'MAMs'). Die Methode wird präsentiert und anhand von Testbeispielen validiert. Als Anwendungsbeispiele werden Resonatoren (Tiefenabsorber) und entkoppelte Fussbodenaufbauten behandelt.

Guianvarc'h, C.

• Attempt to improve the pressure reciprocity calibration of microphones [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Guianvarc'h, J.-N. Durocher, M. Bruneau and A.-M. Bruneau
[A]

While pressure reciprocity calibration of microphones has been investigated for a long time, especially for a standardisation purpose [1] [2], works has been done during the past decades [3] [4], which provide tools to improve the modelisation and then to improve the accuracy of measurements.

However, existing models does not fully include viscous and thermal boundary layer effects and involve methods (based on empirical models) to characterise microphones parameters which cannot fulfil current requirements, preventing us from calibrating accurately the microphones in the law and the upon part of the frequency bandwidth (up to 30 kHz).

Thus the focus here is to investigate more deeply, analytically (even experimentally) the reciprocity calibration method and technique, using first revisited description of each element of the reciprocity calibration devices which conveys significant improvements, and then introducing new tools in the experimental procedure.

Finally, requirements would be addressed to decrease the uncertainties in the results of calibrations, thereby supporting the aim of the work.

[1] H. Gerber, Acoustic properties of fluid-filled chambers at infrasonic frequencies in the absence of convection. Journal of the Acoustical Society of America, 36, pp 1427 - 1434, 1964.

[2] IEC 61094-2, 1992 : Measurement microphones - Part 2 : Primary method for pressure calibration of laboratory standard microphones by the reciprocity technique.

[3] K. Rasmussen, The static pressure and temperature coefficients of laboratory standard microphones. Metrologia, 36, pp 265 - 273, 1999.

[4] K. Rasmussen, Radial wave-motion in cylindrical plane-wave couplers. Acta Acustica, 1 : pp 145 - 151, 1993.

Guicking, D.

• Erwin Meyer - ein bedeutender deutscher Akustiker [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Guicking
[A]

Erwin Meyer (1899-1972) hat auf fast allen Teilgebieten der Akustik Wichtiges beigetragen. Nach der Promotion bei Erich Waetzmann in Breslau über Bjerkneskräfte (1922) und zwei Jahren als Assistent bei Otto Lummer ging er Ende 1924 ans Telegraphentechnische Reichsamt nach Berlin, wo er an der Schallübertragung mit der damals ganz jungen Rundfunktechnik arbeitete. Seine Arbeitsgruppe setzte die gerade erfundenen Verstärkerröhren ein, um Messverfahren für Lautsprecher, Mikrofone und Tonabnehmer zu entwickeln und der Industrie Wege zur Verbesserung der Geräte aufzuzeigen. Auch Arbeiten zur Wirkungsweise des Gehörs, zum Bau akustischer Messräume, zur Raumakustik und zur Lärmbekämpfung begannen hier. 1928 habilitierte sich Meyer an der TU Berlin für Technische Akustik. 1929 holte Karl Willy Wagner ihn als Abteilungsleiter für Akustik an das neugegründete Heinrich-Hertz-Institut für Schwingungsforschung, wo er eine große, erfolgreiche Arbeitsgruppe aufbaute. Hier erfand er die Keilabsorber für reflexionsarme Räume, entwickelte die Absorptionsgrad- und Schallleistungsmessung im Hallraum, Messverfahren zur Schallisolation und -ausbreitung in Gebäuden, untersuchte die Klangspektren von Musikinstrumenten und Glocken, sowie ab 1939 die Schallabsorption im Meerwasser. Die Entwicklung von Rippen- und Dünnschichtabsorbern für Wasserschall setzte er nach dem Krieg am 1947 neugegründeten Dritten Physikalischen Institut in Göttingen fort, welches er rasch zu einem international hoch angesehenen Forschungsinstitut machte, auch für einige Zweige der Hochfrequenztechnik. Hier gab es weitere wichtige Beiträge zur Raumakustik (z.B. den Haaseffekt), sowie zu Ultra- und Hyperschall (Kavitation, Sonolumineszenz). Auf Meyer's Initiative entstanden auch die 'Akustische Zeitschrift' (1936-1944) und die 'Acustica' (seit 1950). Die Nachrufe nach Meyer's unerwartet frühem Tod am 6.3.1972 bezeugen, wie hochgeschätzt und auch beliebt er weltweit war.

Guidati, S.

• Forschungsarbeiten am IAG im Rahmen des Forschungsprojekts SWING+ [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Guidati, J. Ostertag and S. Wagner
[A]

Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Verbundprojekt SWING+ (Simulation of Wing Inflow Noise Generation) befasst sich mit der numerischen Vorhersage der Schallabstrahlung von Hochauftriebskonfigurationen. Ziel des Projekts ist es, Verfahren zu entwickeln, mit welchen bereits während der Entwurfsphase von Flugzeugkomponenten schnelle und zuverlässige Vorhersagen zur Lärmabstrahlung möglich sind. Der erste Schritt dorthin setzt voraus, dass die für die Lärmabstrahlung verantwortlichen Mechanismen ge-nauer untersucht, erkannt, verstanden und letztlich modelliert werden. Das Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG) der Universität Stuttgart entwickelt in-nerhalb des Projekts SWING+ ein Lärmvorhersagekonzept, das auf der Akustischen Analo-gie von Lighthill basiert. Für die Beschreibung des Strömungsfelds und damit des Quellterms werden Lösungen von RANS-Rechnungen (Reynolds-averaged Navier-Stokes) verwendet, auf deren Basis eine Verteilung der turbulenten kinetischen Energie ermittelt werden kann. Die Wellengleichung wird mittels einem Randelementverfahren (Boundary Element Method) numerisch gelöst. Die so erhaltenen Größen werden zur Modellierung des Quellterms ver-wendet und die Lärmabstrahlung mit dem entwickelten Verfahren SATIN (Statistical Appro-ach to Turbulence Induced Noise) berechnet. Alle im Projekt entwickelten Verfahren zur Lärmvorhersage werden an einfachen Testfällen, welche jeweils einzelne an einer Hochauftriebskonfiguration auftretende Schallmechanismen wiedergeben, validiert. Hierzu liefert das IAG die entsprechenden aerodynamischen und a-kustischen Messdaten, die in umfangreichen Messkampagnen ermittelt und allen Projekt-partnern bereitgestellt werden. Während die aerodynamischen Messungen im Laminarwind-kanal des IAG durchgeführt werden, finden die akustischen Untersuchungen im Akustischen Windkanal Braunschweig des DLR statt. Hierbei kommen neben dem dort eingebauten Hohlspiegel das Akustisches Array Stuttgart (AAS) zum Einsatz. Es werden die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen und ersten Simulationen mit SATIN vorgestellt und miteinander verglichen.

• Simulated Pass-By in Small Rooms Using Noise Synthesis Technology [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Guidati, R. Sottek and K. Genuit
[A]

Pass-by measurements are a standard test procedure for every new vehicle. The test is performed on a test track with a single microphone at a distance d=7.5 m. Since there are only a few test tracks and the measurements depend on the ambient conditions, an indoor test procedure has been developed at HEAD acoustics. Here the vehicle is placed on a chassis dynamometer. The noise is measured with a linear microphone array at d=7.5 m. A binaural time signal of a simulated pass-by measurement is generated by switching between the microphone signals and applying filtering and smoothing algorithms. This procedure cannot easily be adapted for small rooms (d7.5 m). For this purpose HEAD acoustics has developed a new test procedure based on results of the European research project SVEN. Microphones are placed close to the dominant noise sources of the vehicle. The airborne transfer functions between the source microphones and observer positions in a plane at a distance of 4 m are measured reciprocally. The vehicle noise produced on a chassis dynamometer is subsequently measured with the source microphones. A simulation of a binaural time signal measured at an arbitrary position is synthesized by filtering the source microphone signals with the transfer functions and adding the resulting time signals. In this paper first results of vehicle noise measurements on the new HEAD acoustics four-wheel chassis dynamometer and corresponding simulations will be presented. The described technique can also be used to investigate the contribution of single sources to the exterior noise supporting the sound design process.

• Binaural Auralisation of Vibrating Surfaces – Laser Scanning Vibrometry Combined with Binaural Transfer Path Analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. Wolff, S. Guidati, R. Sottek and H. Steger
[A]

Laser Scanning Vibrometry has become a well-established working tool for vibration analysis in different areas of automotive industry and research. Apart from statics and strength a lot of applications are increasingly concerned with acoustics. The knowledge of vibration behaviour alone is usually not sufficient to fully describe the acoustical behaviour, since the sound radiation factor, the transmission of the sound to the drivers's ears (airborne transfer functions) as well as the structural pattern of the sound itself (psychoacoustic perception) have not been adequately taken into account so far. A new method is presented combining laser scanning vibrometer measurements with binaural transfer path analysis. Airborne noise transfer functions between driver's ears and the vibrating surfaces are measured with a binaural sound source by making use of the reciprocity principle. Thus visual representation of structural vibrations is not limited to e.g. the amplitude of a certain vibration, but is numerically weighted with the binaural airborne noise transfer function instead. This new type of representation is a measure for the acoustic relevance of the structure and points to single areas responsible for the noise at the driver's ears. This procedure allows the binaural auralisation of acoustical contributions from different areas of a vibrating structure. Measured acoustic transfer functions can also be used as filters for time data visualisation. This provides additional access to non-stationary investigations as well (e.g. run-ups). Experimental results gained from a model structure that has been built up for investigation purposes as well as first results on a test vehicle will be presented.

• Außengeräuschsimulation von innerstädtischen Verkehrsmitteln im Rahmen des EU-Forschungsprojektes Quiet City [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Guidati and S. Roßberg
[A]

In der EU-Lärm-Direktive 2002/49/EC wurden verschiedene Maßnahmen festgelegt mit dem Ziel, die Lärmbelastung in innerstädtischen Räumen zu dokumentieren und gegebenenfalls zu verringern. Bis zum Jahr 2007 sind beispielsweise Kommunen mit mehr als 250 000 Einwohnern aufgefordert, strategische Lärmkarten zu erstellen. Bis 2008 sollen dann konkrete Maßnahmenkataloge vorgelegt werden, wie der Lärm in den Problembereichen reduziert werden kann. Mögliche Maßnahmen sind dabei Eingriffe in die Verkehrsplanung/-führung, Raumplanung, technische Eingriffe an den Lärmquellen, Auswahl leiserer Quellen, Reduzierung der Lärmausbreitung etc. Ziel des EU-Projektes Quiet City ist es, die Kommunen bei der Umsetzung der Direktive zu unterstützen. Projektpartner sind neben europäischen Kommunen vor allem Forschungseinrichtungen und Firmen, die sich mit der Charakterisierung, Erfassung und Beeinflussung von Lärmausbreitung sowie mit der Erstellung von Lärmkarten befassen. Die Firma HEAD acoustics hat in der Vergangenheit Verfahren entwickelt, um das Außengeräusch von Pkws zu simulieren [1], [2]. Dabei kann neben dem Gesamtfahrzeuggeräusch auch der Beitrag einzelner Geräuschquellen am Fahrzeug simuliert bzw. auralisiert werden. Damit ist es möglich, die für das Außengeräusch relevanten Quellen zu identifizieren und nach ihrer Bedeutung und damit dem theoretischen Lärmminderungspotential zu gewichten. Im Rahmen von Quiet City werden diese Verfahren auf andere Verkehrsmittel (Transporter, Lastkraftwagen, Busse, Straßenbahnen, Metros etc.) erweitert. In dem Beitrag werden die Ziele und Inhalte von Quiet City sowie erste Ergebnisse von Messungen und Analysen an verschiedenen Verkehrsmitteln präsentiert.

[1] H. Hoffsümmer; K. Genuit; U. Müsch: Auralisation des Vorbeifahrtsgeräusches aus einer Multimikrofonaufnahme im Außengeräuschprüfstand, DAGA-03, paper 1634 [2] R. Sottek, W. Krebber, K. Genuit: Road traffic noise simulation in urban streets, InterNoise 2002, paper N188

• Psychoakustische Bewertung von Fahrzeugaußengeräuschen im Rahmen des EU-Forschungsprojektes Quiet City Transportation [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Guidati and S. Roßberg
[A]

Im Rahmen des EU-Forschungsprojektes Quiet City Transportation (QCity) werden die für den innerstädtischen Verkehr typischen Geräuschquellen bezüglich ihrer Lästigkeit untersucht. Der in aller Regel zur Bewertung des Fahrzeuggeräuschs verwendete dB(A)-Wert gibt nicht immer die Lästigkeitswirkung des Geräusches korrekt wieder. Vor diesem Hintergrund wurden Untersuchungen zu ergänzenden objektiven Bewertungsmethoden für Fahrzeugaußengeräusche unter Einbeziehung von psychoakustischen Parametern durch-geführt.

Hierfür wurden Vorbeifahrgeräusche von 21 PKW in fünf typischen Fahrsituationen mit einem Kunstkopf aufgezeichnet und in Hörversuchen bezüglich ihrer Lästigkeit bewertet. Die Subjektivurteile wurden mit geeigneten psychoakustischen Analysen korreliert.

Zusätzlich zu den Kunstkopfaufnahmen wurden einzelne Fahrzeuge exemplarisch für die jeweilige Klasse hinsichtlich der für das Außengeräusch relevanten Teilschallquellen im interessierenden Betriebszustand aufgenommen. Weiterhin erfolgt eine Messung der Luftschallübertragungsfunktionen zwischen den Orten der Teilschallquellen und der Empfängerposition im Fernfeld. Durch Kombination von Nahfeldmessungen und Über-tragungswegen ist es möglich, den Anteil der einzelnen Teilschallquellen zum Gesamt-außengeräusch als Zeitsignale zu erzeugen. Diese Signale lassen sich auralisieren und bezüglich ihrer Bedeutung beurteilen. Die Bewertung erfolgt wiederum nach Pegel sowie mit psychoakustischen Parametern.

Guignard, T.

• Tuning of Musical Glasses through material removal [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Guignard and V. Martin
[A]

The glasses composing a musical instrument - such as the glass harp - are tuned by mechanically removing material near the stem. What are the models and methods that could help understand this technique?

In a first approach, the glass has the shape of a cylinder, obtained by the rotation of a beam of constant width. Resting upon analytic works published in the 80s, the contribution of the vibrational mode of this beam to the mode of the entire glass is identified. Thus, only the vibration of the single beam is studied. Then, the tuning process is modeled by an uniform variation of the beam's width.

By using an analytical approach on the one hand and a quite sober finite element method on the other, the percentage of removed material is associated to the diminishing of the beam's eigenfrequency.

This first step proves to be essential before any further investigation of the subject can be carried out.

Guigou-Carter, C.

• Predicting the acoustic performance of multi-layered structures submitted to structural excitation [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Guigou-Carter and M. Villot
[A]

In this paper, the modeling of multi-layered isotropic structures submitted to structural excitation is discussed. The behavior of the multi-layered system is predicted using a wave approach, the structural excitation being decomposed into normal stress plane waves. Two different types of structural excitation are considered: tapping machine and rainfall. The performance of floating systems (either heavy concrete or lightweight) in terms of impact noise is studied both experimentally and analytically. Such systems are composed of a floating floor (either concrete or wood) separated from a heavy concrete base floor by a simple or multi-layered elastic interlayer. The performance of multi-layered roofing systems with respect to rainfall noise is also presented both experimentally and analytically. The different layers are described by their dynamic characteristics; the evaluation of the elastic characteristics by measurements is also discussed. This prediction tool can be used to help industrial partners to improve their products or develop new ones.

Guillemain, P.

• Period doubling on cylindrical reed instruments [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Kergomard, J.-P. Dalmont, J. Gilbert and P. Guillemain
[A]

Period doubling phenomena are expected to be possible on self-sustained instruments, at least since the famous paper by Mc Intyre et al (1983). Some theoretical papers have been written concerning cylindrical reed (i.e. clarinet-like) instruments, discussing the possibility of period doubling. In 1995 Kergomard has shown that for the simple model based upon the Bernoulli equation, ignoring losses in the resonator, period doubling, tripling... can occur, depending on the dimensionless parameter characterising the fit between reed and resonator. On the experimental point of view, if such a behaviour has been observed on a bassoon, it is difficult to obtain for cylindrical reed instruments. Nevertheless, using a crumhorn with a soft plastic reed, Gibiat and Castellengo (2000) got period doubling. The first aim of this paper is to extend the theoretical analysis when resonator losses are taken into account : analytical calculation when losses are independent of the frequency shows that the range of parameters for which period doubling occurs is small. Above a rather small value of the loss parameter the phenomenon disappears. This fact can explain the difficulty to observe the phenomenon on a clarinet. The second aim is to confirm the previous result by using a real time synthesis method (Guillemain et al, 2003). Moreover synthesis allows to listen sounds and transitions with values of the parameters which are non common in practice : in certain cases even chaos can occur. Auditory examples will be given.

Guillemard, M.

• Audio Effect Applets for Music Processing [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Guillemard, C. Ruwwe and U. Zölzer
[A]

Nowadays the increasing availability of inexpensive computer power allows the possibility to create new educational tools for music processing. In this report we investigate the development of a java-based learning platform for digital audio effects. The main purpose of this framework is to provide a software environment easy to use, and designed for a first insight into the perceptual experience with basic signal processing concepts.

Among the multiple technologies that can be used for implementing this tool, we look for the one that better fits the criteria of easiness in implementation, usage, and deployment. An important aspect we consider is to avoid platform dependencies, allowing to reach a maximum number of potential users. We explain the reasons for selecting a java-based solution, and how this option fulfills the special constraints we have for this framework.

In this report we will shortly explain two aspects of the implementation decisions. On the one hand, an important goal is to provide a simple to use graphical user interface, that presents nevertheless the main relevant parameters for a particular audio processing algorithm. On the other hand, we explain the acoustic aspects of the algorithmic implementations, focusing in particular on the well known fast convolution routine.

Guimarães, J.

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

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

Guimaraes, J.H.

• Dimensional analysis and concert hall acoustics – an application involving the reverberation time [DAGA 2002 (Bochum)]
  J.H. Guimaraes, F.L.L.B. Carneiro and M. Zindeluk
[A]

Dimensional Analysis (DA) is a powerful tool that helps physical modelling in many fields of science. Its methodology can be also useful in Acoustics. This work uses the abordage of DA in the investigation of room acoustics. For this purpose, dimensionless numbers involving an important acoustic parameter - the reverberation time - are obtained and used to plot data from various concert halls. The conditioning of the data in this way evidences a common behaviour of these halls in regard to this acoustical parameter. Dimensionally homogeneous formulas, similar to Wallace C. Sabine's expression for the reverberation time, are obtained for each frequency band. These formulas have the advantage of being based only in geometrical characteristics of the hall which can be obtained directly from their architectural drawings. Posterior comparison with measurements made in a Brazilian hall shows reasonable agreement.

• Akustischer Einfluss von Schmierung in der Modellierung von Schallentstehungsmechanismen in Wälzlagern [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J.H. Guimaraes
[A]

Die Beschreibung von Anregungsquellen ist eine Herausforderung im Bereich der Maschinendiagnose. Die Früherkennung von Schäden oder Verschleiß in Maschinenkomponenten hängt direkt zusammen mit Vorkenntnissen über die Schallentstehungsmechanismen aller Schwingungsquellen, von der Art der Maschine und natürlich von ihrem Betriebszustand. In Rahmen eines Forschungsprojektes über die Früherkennung von Schäden in Wälzlagern wurde ein physikalisches Modell für die Berechnung der Anregungskraft, die von dem Wälzlager in die Maschine übertragen wird, entwickelt. In dieser Arbeit sollen die Einflüsse der Schmierung in ein vorhandenes Kontakt-Modell für raue Oberflächen in Wälzlagern untersucht werden. Mit Hilfe der EHL-Theorie (Elasto-Hydro Dynamic) wird die Schnittstelle zwischen Rollkörper und Laufbahnen modelliert und die Anregungskraft und -beschleunigung des Schwingungsmechanismus berechnet. Dies entspricht einer genaueren Beschreibung des Betriebszustandes von Wälzlagern. Mit dieser Beschreibung von der Anregungsquelle hat man ein weiteres Werkzeug Schwingungssignale von Maschinen zu interpretieren und analysieren, die auch sehr hilfreich für das inverse Problem ist, d.h. aus der Schwingung der Maschine auf den Zustand des Lagers zurückzuschließen.

• Untersuchung der Praktikabilität von Quellentrennungsverfahren bei der Schadensdiagnose in Wälzlagern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Isermann, J.H. Guimaraes and C. Steinhusen
[A]

Wälzlager sind eine der am häufigsten verbauten und zentralen Maschinenkomponenten, so dass ihre Überwachung von besonderer Wichtigkeit ist. Die Zustandsanalyse von Wälzlagern wird unter anderem durch die Messung des abgestrahlten Körperschalls realisiert. Eine Herausforderung bei der Untersuchung einzelner Lager stellt die Überlagerung der Schallemission von unterschiedlichen bewegten Quellen dar. Hierfür wäre eine Trennung der einzelnen Signalquellen wünschenswert. Die Independent Component Analysis (ICA) ist eine Methodik zur Trennung linearer Mischungen unbekannter Quellsignale (Blind Source Separation). Die Independent Subspace Analysis (ISA) ist eine auf der ICA basierende Weiterentwicklung, die ebenfalls zur Signaltrennung verwendet werden kann. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Anwendbarkeit dieser beiden Verfahren für Körperschallsignale untersucht. Dazu werden mit Hilfe von Beschleunigungssensoren Körperschallsignale an einem Lagerprüfstand aufgenommen und anschließend mit den obigen Verfahren analysiert. Dabei werden sowohl die Möglichkeiten der beiden Methodiken gezeigt, als auch die sich aus der praktischen Anwendung ergebenden Grenzen verdeutlicht.

Guitarte Pérez, J.F.

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

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

Guitarte Perez, J.F.

• Look to Talk: Embedded Face Localization for Activating Speech Recognition [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  X. Kong, J.F. Guitarte Perez and K. Lukas
[A]

In this paper we present a highly efficient solution to activate speech recognition and to enhance its performance by utilizing visual information. The idea of 'Look to Talk' employs a face localization algorithm which detects the face when the user is close enough to an appliance and looks at it. This substitute of the traditional 'Push to Talk' system makes the usage more convenient and user interface friendlier, as no manual interaction is required. After the face localization an embedded lip finding and tracking algorithm is applied, which detects the movement of the lips and activates the speech recognition. This solution improves the recognition results significantly and avoids interferences from the surrounding, especially in multi-user and acoustically noisy environments. The face localization algorithms are dedicated to low-resource platforms and can therefore be embedded in various appliances like ticket vending machines or household equipment.

Gullo, J.

• Projektarbeit mit internationaler Beteiligung: Lärmrasterkarte für die Stadt Guaratinguetá [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K. Künzel, D. Schulz, H. Santos, J. Gullo, L.M. Santos, T. Behr, M. Sachse and R. Schimmel
[A]

Seit vier Jahren arbeiten Studenten der Fachrichtung Umweltakustik in Mittweida gemeinsam mit Studenten der UNESP in Guaratinguetá an Lärmkarten für brasilianische Städte, in denen sich die Verkehrssituation zu einem ernsthaften Problem ausgewachsen hat. Gegenwärtig sind fünf Studenten, zwei aus Mittweida in Brasilien und drei aus Brasilien in Mittweida, mit einer Immissionsprognose einschließlich Betroffenheitsanalyse für die an der Magistrale São Paulo - Rio de Janeiro gelegene Universitätsstadt Guaratinguetá befasst. Die Projektarbeit wird für die brasilianischen Studenten an der Hochschule Mittweida begleitet von Vorlesungen zu ausgewählten Themen der Technischen Akustik, speziell zu Fragen der Schallausbreitung im Freien (Umweltakustik). Für die Datenverarbeitung steht das Programm IMMI der Firma Wölfel zur Verfügung. Im Vortrag werden Schwierigkeiten bei der Anwendung europäischer Normen auf Länder aus einem gänzlich anderen Kulturkreis aufgezeigt. Im Mittelpunkt steht aber der Nutzen einer solchen Herangehensweise für die Lehre der Akustik.

Gulsch, M.

• Gasvolumenmessung in blasenbeladenen Flüssigkeiten [DAGA 2005 (München)]
  M. Gulsch and B. Henning
[A]

In der Flüssigkeitsanalytik werden immer öfter Ultraschallmesssysteme eingesetzt. Anwendungstechnische Vorteile dieser kontinuierlich arbeitenden Messsysteme sind hohe Dynamik, Robustheit und Wartungsfreundlichkeit. Vielfach wird heute auch die Funktion der Stoffanalyse schon mit anderen Messaufgaben, wie der Durchfluss- und Füllstandsmessung kombiniert. Am verbreitetsten ist der Einsatz impulsbasierter Messverfahren, welche bei geringem Energieverbrauch vorteilhaft zur Langzeitaufnahme von Messdaten im Batteriebetrieb benutzt werden können. Die Messsysteme bestimmen hierzu bei bekanntem Schallweg die Laufzeit des Schallsignals durch die zu analysierende Flüssigkeit, woraus die Stoffkenngröße Schallgeschwindigkeit bzw. die gesuchte Stoffkonzentration ermittelt wird. Als Sendesignal kommen kurze Sinusbursts zur Anwendung, da diese eine einfache Signalgenerierung und Auswertung erlauben. Die Bestimmung der Laufzeit solcher Signale erfolgt häufig durch Nullpunkt- oder Maximumsdetektion. Nachteilig bei diesen Systemen ist allerdings die Anfälligkeit gegenüber Gasblasen in der zu analysierenden Flüssigkeit. Große Gasblasenkonzentrationen innerhalb der Flüssigkeit dämpfen das Signal bis zum Totalausfall des Messsystems. Geringe Gasblasenkonzentrationen verfälschen hingegen die Charakteristik des empfangenen Impulses, und somit der Messgrößen Schallabsorption und Schallgeschwindigkeit. Der zuletzt genannte Aspekt stellt somit die weitaus größere Gefahr für die Regelung technischer Prozesse dar. In diesem Beitrag soll gezeigt werden, wie es mit Hilfe einer erweiterten Signalauswertung möglich ist, eine Verfälschung der Empfangssignale durch kleine Gasblasen zu detektieren und darüber hinaus auch den Gasanteil in der Flüssigkeit zu quantifizieren. Außerdem soll gezeigt werden, wie eine Korrektur der Schallgeschwindigkeit, in einer mit Gasblasen beladenen Flüssigkeit, durchgeführt werden kann. Weitere Arbeiten sollen zu einer Gasblasengrößenspektroskopie führen, die es erlaubt mit einem Impuls charakteristische Merkmale der Gasblasen und der Flüssigkeit simultan zu erfassen.

Gusev, V.

• Laser induced thermoelastic excitation of plane shear acoustic pulses [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Mounier, M. Hazmoune, N. Chigarev, T. Pézeril, P. Picart, S. Gougeon, J.-M. Breteau and V. Gusev
[A]

A simple theory is developed and numerical estimates are presented to demonstrate the possibility of directly exciting plane shear acoustic pulses by distributed laser-induced thermoelastic stresses. It should be mentioned that in the most of the experiments conducted until now shear waves are excited not directly through thermoelastic effect but through the mode conversion at the surfaces and interfaces of the longitudinal acoustic pulses (excited due to thermal expansion). The direct excitation of shear waves through thermoelasticity is possible due to anisotropy of the crystal thermal expansion. To use this anisotropy the orientation of the laser-irradiated surface relative to the crystal symmetry axis should be optimised. We analysed in details the case of the hexagonal crystals, where the efficiency of the thermoelastic excitation of the plane quasi-shear, and of the plane quasi-longitudinal waves (launched normally to the irradiated surface) depends on the orientation of the surface relative to the crystal axis. The preliminary results of the experiments in Zn single crystals, where the laser interferometry is used for the detection of the nanosecond shear acoustic pulses thermoelastically excited by nanosecond laser pulses, are also reported.

• Modeling the Transient Behaviour of a Thermoacoustic Refrigerator [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Poignand, P. Lotton, M. Mironov, M. Bruneau, V. Gusev and P. Blanc-Benon
[A]

Nowadays, the expression of the temperature difference across the stack of a thermoacoustic refrigerator can easily be obtained in steady states, but models for analysing the transient process are still in progress. More precisely, previous models used to describe the behaviour of thermoacoustic devices usually assume several approximations preventing us from describing the transient behaviour of the temperature field. Particularly, heating due to viscous effects at the interfaces between the walls and the fluid in the thermoacoustic stack and thermal losses are usually neglected. Therefore, the parameters which govern the transient response, its shape and its characteristic stabilisation time are not fully identified. Thus, the aim of the present work is to investigate more deeply, analytically, the transient behaviour of the thermoacoustic refrigerator, using a revisited description for the temperature variations in the stack due to thermoacoustic process, by introducing new features as heat losses through the thermoacoustic system and viscous heating in the boundary layers near the walls. The phenomena has been modelled in terms of a system of a coupled differential equations, including both a non-homogeneous linear second order partial derivative equation reduced to an equation with constant coefficients and a set of differential equations, derived from the given physical situation, corresponding to initial and boundary conditions. Apart from numerical methods which can provide the behaviour of the transient to interpret the experimental results recently available, the goal is to obtain approximate analytical solution to interpret the physical phenomena which underlie the viscous and thermal phenomena coupled together.

• Transient nonlinear processes in annular thermoacoustic engines [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Penelet, V. Gusev, P. Lotton and M. Bruneau
[A]

An annular thermoacoustic prime-mover transform thermal energy into acoustical energy using the thermoacoustic interaction between an inhomogeneously heated stack of solid plates (placed in an annular waveguide) and resonant gas oscillations. In such a device, the saturation of the acoustic wave amplitude leading to the stationnary regime is linked not only to classical nonlinear phenomena such as cascade process of higher harmonic generation and minor losses, but also to nonlinear processes influencing the temperature distribution in the inhomogeously heated parts of the system such as acoustically enhanced thermal conductivity and acoustic streaming. The present study aims at describing the own contribution of each one of those nonlinear processes by means of experimental observation and analytical description of the transient regime. Experimental observations of the transient regime are briefly reported. The obtained results show various regimes, demonstrating the possibility for the engine to turn on and off spontaneously and periodically, the possibility for an overshoot of the acoustic wave amplitude before its final stabilization, or the possibility for a double-threshold process during the amplification regime. A simplified theoretical model is then presented, where the one-dimensional heat transfer equation is coupled to the acoustic problem by taking into account the forced convection due to acoustic streaming and the acoustically induced thermal conductivity. Thermoacoustic amplification depends in its turn on the temperature distribution along the stack and the waveguide. The obtained results notably provide a qualitative explanation for the double-threshold phenomenon.

• Luxemburg-Gorky Effect in a Granular Medium: Probing Perturbations of the Material State via Cross-Modulation of Elastic Waves [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Zaitsev, V. Nazarov, V. Tournat, V. Gusev and B. Castagnède
[A]

The nonlinear effect of amplitude modulation of a weaker sinusoidal seismo-acoustic wave under the action of another stronger step-wise modulated wave was reported in [1] for a sandy soil. Recently a related effect of transfer of the modulation spectrum from an intensive elastic wave to a probe one with different carrier frequency was observed in resonant-type experiments in solid samples containing cracks [2]. This nonlinear effect is a close elastic-wave analog of the similar phenomenon known as the Luxemburg-Gorky effect for cross-modulation of radio-waves in ionosphere. We report here observations of acoustic effects (self-action and cross-modulation) in a granular medium, which demonstrates the universality of the phenomena. Amplitude dependencies for the fundumental and induced modulation sidelobes of the probe wave have been studied. Furthermore, we observed complementary variability of the sidelobes and the probe wave amplitude at the fundamental frequency under the action on the medium of short ''seismic events'' produced by an additional shaker. The resultant transient variations in the amplitude of the modulation sidelobes exceeded normally by an order of magnitude the complementary variations in the signal amplitude at the fundamental frequency (the latter variations being often hardly noticeable). The revealed high sensitivity of the cross-modulation sidelobes to slight variations in the stress state of the material opens possibilities for efficient diagnostic applications of the effect in laboratory and in field conditions. 1. A.L. Bagmet, V.E. Nazarov, et al., Doklady Earth Sciences, 346 (1996) 135. 2. V. Zaitsev, V. Gusev, B.Castagnede, Phys. Rev. Lett., 89 (2002), 105502.

• Interaction of counter-propagating acoustic waves in resonant rods composed of materials with hysteretic quadratic nonlinearity
  V. Gusev
[A]

n ordinary integro-differential equation for the profile of the acoustic wave in a resonant rode, composed of a material with hysteretic quadratic nonlinearity, is derived. It explicitly takes into account the interaction of the counter-propagating acoustic waves.

• Acoustical measurements in poroelastic materials performed with a parametric demodulation ultrasonic method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Saied, B. Castagnède, A. Moussatov, V. Gusev and V. Tournat
[A]

A new hybrid ultrasonic technique is used to generate planar sound waves from powerful low frequency ultrasound being amplitude modulated. These audio plane waves are then utilized to perform fine metrological measurements on poroelastic media, such as felt materials. In the present work several configurations are described both in retrodiffusion and in transmission within the tested material. In any case, one uses a 1/2 inch B&K audio microphone for detection and an hand-made piezoelectric transducer for generation of the ultrasonic amplitude modulated waves.

In the transmission configuration, dispersion curves have been obtained on various felt plates over the 4-40 kHz bandwidth, and the experimental results have been compared with the well-known Biot-Johnson-Allard 'equivalent fluid' theoretical model. For retrodiffusion measurements, the coefficient of reflection has been measured on the very same plates for a similar bandwidth. These results exhibit some frequency dependent oscillations which are due to constructive and partially destructive interferences within the porous plates. Agreement between numerical predictions and experimental data is generally fair, in some cases being excellent. Other ancillary measurements based on the Hilbert transform of the transfer function between the incident and the reflected wave will also be presented and discussed for some significant results.

• Thermoacoustic Refrigeration : Optimal Particle Velocity Vs Acoustic Pressure [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Lihoreau, P. Lotton, E. Gaviot, M. Bruneau and V. Gusev
[A]

Classical thermoacoustic refrigerators mainly consist of a thermoacoustic core (a stack of plates with heat exchangers at both ends) strategically located in an acoustic standing wave resonator (half- or quarter-wavelength). In this resonator, the acoustic pressure p and the particle velocity v are not independent, and their relative phase phi is equal to pi/2 (for pure standing wave). Practically, for a given acoustic excitation, the acoustic field (p, v, phi) used for the thermoacoustic process is essentially governed by the geometry of the device and then does not necessarily optimises the thermodynamic properties. The aim of this work is to study the theoretical behaviour of a thermoacoustic device in which p, v and phi are considered as independent and adjustable (using adapted shapes for example). The expressions of the thermoacoustic quantities of interest (namely the temperature difference between the ends of the stack, the thermoacoustic energy flux and the coefficient of performance) are written and discussed in order to reach the optimum of the quantities of interest for the application considered. A comparison with the case of a classical standing wave refrigerator is done. It is shown that the standing wave device operates with a velocity which is closed to the theoretical optimal one only for a high drive ratio. At lower level, the parameters which permit an optimisation are discussed. Moreover, it is shown as well that the optimal value of the relative phase between pressure and velocity is never equal to pi/2.

Guski, R.

• 30 Jahre Lästigkeitsforschung und (k)ein bisschen leiser/weiser? [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Guski
[A]

Der Beitrag referiert zunächst wesentliche Stationen der Lästigkeitsforschung von Lindvall & Radford (Env. Res. 1973) bis Guski et al. (J.Sound & Vib. 1999). Wesentliche Unterschiede in Konzept und Operationalisierung der Lärm-Lästigkeit bestehen vor allem hinsichtlich der Frage, wieweit emotionale Aspekte und wieweit Störungen von intendierten Tätigkeiten berücksichtigt werden. Dessen ungeachtet werden globale Lästigkeits-Urteile von Lärmbetroffenen vielfach in rechtliche Entscheidungen über die Zulässigkeit von Lärmbelastungen einbezogen, da erhebliche Belästigungen als gesundheitlich bedenklich gelten und Lästigkeits-Urteile unter allen Lärmwirkungen noch am stärksten mit akustischen Belastungsmaßen kovariieren. Es scheint jedoch nicht nur aus Gründen der wissenschaftlichen Neugier, sondern auch aus praktischen Erwägungen notwendig, bestehende Forschungslücken zu schließen. Lücken bestehen beispielsweise (1) hinsichtlich der Frage, ob Anwohner von Straßen-, Flug- und Schienenwegen heute (bei geänderten Betriebsdedingungen) stärker belästigt reagieren als früher, (2) welcher Zusammenhang zwischen Lästigkeits-Urteilen und somatischen Prozessen besteht, (3) welche kognitiven Prozesse ablaufen, wenn Betroffene ein zusammenfassendes Urteil über den Grad ihrer Lärm-Belästigung abgeben. Die Beantwortung dieser Fragen scheint notwendig, wenn die Lärmbekämpfung nicht nur die Reduzierung akustischer Energie, sondern die Verminderung von Lärmwirkungen anstrebt.

• Eine systematische Übersicht über Fragebögen aus Lärmwirkungsstudien [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Hallmann, R. Schümer and R. Guski
[A]

Die Entwicklung von Fragebogen-Guidelines für die Lärmwirkungsforschung ist ein langfristiges Ziel des Team No. 6 der ICBEN (International Commission on the Biological Effects of Noise). Endziel ist hierbei, einen Vorschlag zu erarbeiten, in welcher Form globale und spezifische Lärmwirkungen per Befragung zu erheben sind. Um dieses Vorhaben zu unterstützen, hat der ''Arbeitskreis Ökologische Lärmforschung'' die Erstellung einer systematischen Übersicht über vorhandene Fragebögen auf internationaler Ebene in Angriff genommen. Anhand dieser Übersicht soll es möglich sein, u.a. unterschiedliche Wirkungs- und Moderatorvariablen sowie Antwortformate und die Struktur von verschiedenen Fragebögen zu vergleichen. Nach einer systematischen Ermittlung von Namen und Adressen einschlägiger Lärmforscher/innen, wurden diese um die Zusendung von Fragebögen aus eigenen Lärmwirkungsstudien gebeten. Diese Fragebögen werden mit der Methode der qualitativen Inhaltsanalyse ausgewertet. Parallel dazu wurde eine Access-Datenbank entwickelt, in der die Ergebisse der Analysen dargestellt und verwaltet werden. Diese Datenbank soll per Internet für jede/n Forscher/in zugänglich und nutzbar sein. Obwohl das Projekt noch nicht abgeschlossen ist, wird der Aufbau und die Funktionsweise der Datenbank demonstriert werden können.

• Physikalische und nicht-physikalische Faktoren, die zu globalen Lästigkeits-Urteilen beitragen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  R. Guski
[A]

Die erhebliche Belästigung der Betroffenen wird bei Umweltverträglichkeits-Prüfungen weltweit als wichtigste Lärmwirkung verwendet. Auch wenn zusammenfassende Lästigkeits-Urteile von Lärmbetroffenen unter allen Lärmwirkungs-Variablen noch am besten mit akustischen Belastungs-Variablen kovariieren, verstehen wir derzeit nur begrenzt, welche Faktoren im Einzelfall zu einem bestimmten Lästigkeits-Urteil geführt haben. Dieses Wissen ist jedoch notwendig, um den Lärmschutz der Bevölkerung zu optimieren. Verschiedene Untersuchungen zeigen korrelative Zusammenhänge zwischen dem Lästigkeits-Urteil und Merkmalen der Quelle (z.B. Schallenergie, Einzel-Ereignisse, Pausen, Lärm-Geschichte), der Situation (z.B. Tages- und Jahreszeit, Umwelt-Qualität des Wohngebiets), der Lärm-Störungen (z.B. Kommunikations-Interferenz, Erholung) und der Betroffenen (z.B. Lärmempfindlichkeit, Erwartungen, Vertrauen in Verantwortliche). Unklar ist jedoch, in welchem Ausmaß diese Faktoren kausal zu interpretieren sind, und ob sie für alle Quellen und Belastungsstufen ähnlich sind. Noch weniger wissen wir darüber, wie wichtig diese Faktoren im Planungsfall (z.B. bei Lärmschutz-Maßnahmen oder Betriebs-Erweiterungen) sind. Der Beitrag stellt am Beispiel Fluglärm den Stand des Wissens über einige Determinanten des Lästigkeits-Urteils, Prognosen über zukünftige Entwicklungen sowie theoretische Konzepte dar.

• Bericht aus der EU-Arbeitsgruppe 2 'Dosis/Wirkungs- Beziehungen' [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  R. Guski
[A]

Die EU-Arbeitsgruppe 2 ''Dosis/ Wirkungs-Beziehungen'' wurde 1998 in Kopenhagen gegründet. Aufgabe der Arbeitsgruppe ist es, eine Reihe von Relationen zwischen der physikalischen Geräuschbelastung (Dosis, ausgedrückt durch einen allgemein akzeptierten Lärmindex) und den dadurch bedingten Lärmwirkungen zu erarbeiten. Die Geräuschbelastung soll nach den Lärmquellen (Straßen-, Schienen-, Flug-, Industrie- und anderer Lärm) unterschieden werden; als Lärmwirkungen sollen insbesondere Belästigung, Schlafstörungen und Kommunikationsstörungen betrachtet werden. Die Arbeitsgruppe stimmt sich insbesondere mit den Arbeitsgruppe 1 intensiv ab. Über den Stand der Arbeiten, Probleme und künftige Schritte der Arbeitsgruppe wird berichtet.

• Die Noise Questionnaire Database [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Hallmann, R. Schümer and R. Guski
[A]

In Fragebogen-Untersuchungen zur Lärmwirkung wurden bisher unterschiedliche Operationalisierungen von Wirkungsvariablen (wie z.B. Belästigung) und moderierenden Variablen verwendet, wodurch die Ergebnisse der verschiedenen Untersuchungen oft nur schwer zu vergleichen sind. Um für dieses Problem eine Lösung zu finden, hat sich die Arbeitsgruppe ,community response' der ICBEN (International Commission on the Biological Effects of Noise) als langfristiges Ziel gesetzt, Fragebogen-Guidelines zu entwickeln und einen ''Musterfragebogen'' für die Lärmwirkungsforschung zu formulieren. Um dieses Vorhaben zu unterstützen, hat der ''Arbeitskreis Ökologische Lärmforschung'' mit der Erstellung einer systematischen Übersicht über bereits vorhandene Fragebögen aus Lärmwirkungsstudien begonnen. LärmforscherInnen aus verschiedenen Ländern, die bereits Befragungen im Bereich der Lärmwirkungsforschung durchgeführt haben, wurden um die Zusendung der eingesetzten Fragebögen gebeten. Diese Fragebögen wurden ggf. übersetzt, jeweils inhaltsanalytisch ausgewertet und in die eigens programmierte Datenbank eingepflegt. Parallel wurden die Fragebögen und das dazu gehörige Material systematisch in einem Archiv gesammelt und können hier eingesehen werden. Die Datenbank ist im Internet unter http://www.eco.psy.ruhr-uni-bochum.de/nqd nutzbar, alle Informationen zu dem Projekt sind in Englisch zusammengestellt. Mit Hilfe der eingebauten Suchfunktion können die Daten nach verschiedenen Kriterien geordnet werden. So können hier u.a. Angaben über die Struktur einzelner Fragebögen sowie die in ihnen verwendeten Operationalisierungen für Lärmwirkungs- und Moderatorvariablen gefunden und miteinander verglichen werden. Die Noise Questionnaire Database wird fortlaufend ergänzt und aktualisiert, z. Zt. enthält die Datenbank circa 180 Datensätze bzw. Analysen von Lärmwirkungsfragebögen. Die Datenbank bietet somit die Grundlage für ein mögliches Nachfolge-Projekt, in dem Empfehlungen für Fragebögen in Lärmwirkungsstudien formuliert und ein Vorschlag für ein Musterfragebogen erarbeitet werden sollte.

• Concepts for estimating the total annoyance in residential settings containing two noise sources
  R. Guski
[A]

Administrators in industrialized countries are often faced with the task of estimating the effect of two or more noise sources on the ''total annoyance'' of residents. Since laboratory experiments do not seem adequate, well controlled field studies are rare, and both lab and field studies show conflicting results, the administrative task has to be done from the desk, using certain assumptions and a theoretical concept. In the past, several models have been proposed, e.g., energy summation, annoyance summation, energy difference, and dominant source. The main concepts discussed today make at least three assumptions: (1) The relation between integrated noise levels of a single source and integrated annoyance judgments of this source is different for different noise sources. (2) The annoyance judgment related to a specific source is indenpendent from the annoyance judgment related to a second source. (3) The noise level of a specific source can be converted to the noise level of a reference source, using annoyance equivalents. These and other assumptions are discussed in the present paper.

Gutenbrunner, G.

• Vibroakustisches System zur automatischen Bestimmung der Achszahl von vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Rainer, M. Fellner, B. Rettenbacher, H. Wenzel and G. Gutenbrunner
[A]

In diesem Beitrag werden die Grundlagen für ein System zur automatischen Bestimmung der Achszahl von vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen im höherrangigen Straßennetz mittels vibroakustischer Messmethoden erarbeitet. Die Fahrbahnvibrationen, hervorgerufen durch vorbeifahrende Kraftfahrzeuge, stellen eine überaus wichtige physikalische Messgröße dar. Diese Vibrationen werden als Informationsquelle angesehen, deren Charakteristik von der Achszahl und weiteren fahrzeugspezifischen Merkmalen wie etwa der Achslast geprägt wird. Für die Messungen wurde ein Laservibrometer als Sensor verwendet, dass den enormen Vorteil einer berührungslosen Messung in sich birgt. Die Messung selbst erfolgt von Überkopfbrücken aus, kann auch im mehrspurigen Betrieb durchgeführt werden und führt damit zu keiner Beeinträchtigung des Verkehrsflusses. Zusätzlich zum Laservibrometer wurden seismische Beschleunigungsaufnehmer am Fahrbahnrand positioniert und die Messergebnisse der beiden unterschiedlichen Sensortypen am Beispiel von unterschiedlichen Fahrbahnkonstruktionen (Asphalt- und Betondecke) zu validieren. Die sichere Identifizierung der Achsfolge des Schwerverkehrs kann zur Komplettierung von Daten bezüglich der Zusammensetzung des Verkehrs in einem Untersuchungsstreckenabschnitt dienen und liefert somit Basismaterial für Studien über die Verursachung von z.B. Lärmimmission durch die Interaktion Reifen-Fahrbahn.

Gutmann, P.

• Die Nachhallakustik großer langgestreckter Räume [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  G. Graber, P. Gutmann, M. Fellner, F. Graf, T. Rohde and J. Egger
[A]

Im Rahmen des Projekts 'Zur Akustik des Doms zu St. Stephan in Wien' wurden umfangreiche raumakustische Messungen durchgeführt. Für die im Projekt notwendige ortsabhängige Darstellung der unterschiedlichen akustischen Parameter wurde eigens ein Visualisierungstool entwickelt. Bei der ortsabhängigen Darstellung der Nahhallzeit ist aufgefallen, dass diese nicht wie erwartet mehr oder weniger im gesamten Kirchenschiff konstant ist - so wie es auch die erste raumakustische Simulation vermuten ließ - sondern dass mit zunehmender Entfernung von der Schallquelle ein gleichmäßiges Ansteigen der Nachhallzeit zu beobachten war. Der Vortrag zeigt mit den umfangreichen Möglichkeiten des Visualisierungstools wie dieses Phänomen zustande kommt und erklärt werden kann.

Guy, P.

• Global Approach for the ultrasonic Structural Health monitoring of concrete [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Shaira, H. Elaqra, R. ElGuerjouma, M. R'Mili and P. Guy
[A]

A global approach for the continuous damage monitoring in concrete is performed. This approach uses ultrasonic wave propagation and acoustic emission simultaneously on instrumented concrete samples. During a tensile test, ultrasonic velocity and attenuation dispersion are measured, simultaneously acoustic emission is collected. The occuring damage is characterised by this global approach till the rupture of the sample. Good correlations are found between ultrasonic velocity decrease, attenuation increase and acoustic emission events. Furthermore, the evolution of the velocity and the attenuation dispersion associated to the acoustic emission analysis during the tensile test allow to discriminate between different damage phenomena. This global approach on an instrumented samples appear to be very efficient for the structural health monotoring of materials and structures

Guyader, J.-L.

• Patch Transfer Function (PTF): a substructuring approach for linear acoustics [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Ouisse, C. Cacciolati and J.-L. Guyader
[A]

For industrial structures, large acoustics problems like noise radiated by cars are very difficult to solve using classical methods like full BEM, because of the complexity of the structure. The PTF approach considers several acoustic subsystems, which are analyzed separately, considering each coupling area as a rigid surface, which is divided in elements called patches. For these calculations, any available method (FEM, BEM...) can be used in order to build a database of transfer functions between sources and patches, which are acoustic impedance transfer functions. Then, continuity relations can be written on the interface in order to couple the subdomains: this approach is close to the mobility and impedance concepts which are widely used in mechanics. After the description of the method, some results concerning the convergence of the method are shown, concerning in particular the interface mesh size, which should be smaller than the half wavelength. Then, some results on an automotive structure are presented: the noise emitted by an engine through apertures of a car is estimated and compared with experiments.

• Energy residuals for localization of structural areas inducing hypersensitive behaviour [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Ouisse and J.-L. Guyader
[A]

This paper describes a method allowing one to localize structural areas inducing hypersensitive vibrating behavior: with a very low calculation cost, the use of energy residual in fem post processing can be very efficient to detect the zones in which small changes can induce large dispersions on responses. The principle of the method is presented here, including a comparison between some energy residuals, in term of efficiency and localization properties.

Guzsvany, N.

• Untersuchungen zur aufschreckenden Wirkung (startling) synthetischer Geräusche [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Fastl, S. Kerber and N. Guzsvany
[A]

In einer Pilotstudie wurde die aufschreckende Wirkung (startling) von synthetischen Schallreizen untersucht. Dabei wurden bei Breitbandrauschen folgende Reizparameter variiert:

1) Größe des Pegelanstiegs (5...40 dB) über einen Grundpegel von 45 dB bei 10 ms Anstiegszeit

2) Pegelanstieg um 30 dB für Grundpegel von 40...55 dB sowie Pegelanstieg um 20 dB für Grundpegel von 50...65 dB bei 10 ms Anstiegszeit

3) Anstiegszeit von 1...300 ms für 35 dB Pegelanstieg und 50 dB Grundpegel

Für die in der Pilotstudie gewählten Parametervariationen spielt die Größe des Pegelanstiegs für die aufschreckende Wirkung die entscheidende Rolle. Anstiegszeiten zwischen 1 und 10 ms führen zu recht ähnlichen startling-Reaktionen, die bei etwa 200 ms Anstiegszeit nur mehr die Hälfte betragen.

Als erster Ansatz für die Modellierung der aufschreckenden Wirkung von Geräuschen scheint die Betrachtung des Hubs der Perzentillautheit N5 erfolgversprechend.