Autorenverzeichnis

Maack, J.

• Double walls with complete and incomplete separation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Maack and E. Sälzer
[A]

Bei Reihenhäusern mit 'Weißer Wanne' im UG oder bei kellerlosen Reihenhäusern mit durchgehender Bodenplatte liegt eine unvollständige Trennung vor.

Für derartige Konstruktionen wurden die Schnellepegeldifferenzen an den Stoßstellen sowie die Schalldämmung zwischen den Räumen an ausgeführten Bauten messtechnisch untersucht.

Auf Grundlage der ermittelten Schnellepegeldifferenzen wird es möglich, die Schalldämmung in Anlehnung an DIN EN 12354 zu berechnen.

Maas, R.

• Semiempirischer Ansatz zur Schallfeld- und Strömungssimulation eines kavitierenden, nicht-newtonschen Mediums in einem Ultraschalldurchflussreaktor [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Maas and H. Friedrich
[A]

Die mechanische Desintegration von kommunalen Klärschlämmen mit Ultraschall vor der anaeroben Stufe gehört zu den in die Praxis eingeführten Verfahren zur Klärschlammbehandlung. Dabei wird die Menge an Schlamm reduziert sowie die Biogasausbeute erhöht. In dem Verfahren wird das zu behandelnde Medium unter anderem durch die ultraschallinduzierte Kavitation in zwangsdurchströmten Durchflusszellen mechanisch beansprucht. Eingedicktem Überschussschlamm kommt dabei die größte Bedeutung zu. Dieses Stoffsystem weist sehr spezielle Eigenschaften auf. Sowohl die extreme Inhomogenität mit mehreren Phasen, die Lichtundurchlässigkeit als auch die nicht-newtonsche Viskosität des Mediums spielen eine Rolle.

Bei der Auslegung solcher Ultraschallreaktoren wird sehr häufig empirisch vorgegangen bzw. es erfolgen Messungen der Zu- und Ablaufparameter, ohne die wirklichen Strömungsverhältnisse und wirksamen Desintegrationsmechanismen in solchen Reaktoren zu kennen. Hier bietet sich die Simulation bei der Auslegung solcher Anlagen an.

In diesem Beitrag wird ein System partieller Differentialgleichungen vorgestellt, das es ermöglicht, die Überlagerung aus ultraschallinduzierter Strömung und durch eine Pumpe erzeugte Zwangsströmung in einem nicht-newtonschen Mehrphasengemisch zu simulieren. Dazu wurde die Abhängigkeit der Viskosität von den Ultraschallbedingungen experimentell bestimmt und als empirischer Ansatz mit in die Modellgleichungen aufgenommen. Ausgangspunkt bildet eine modifizierte Helmholtzgleichung, die den Bedingungen des Stoffsystems Klärschlamm angepasst wurde. Hierin wurde der als konstant betrachtete Absorptionskoeffizient experimentell bestimmt. Über einen Volumenkraftvektor wird die Schallfeldsimulation in einem kavitierenden Medium mit der für Strömungen in solch komplexen Stoffsystemen üblichen Navier-Stokes-Gleichung gekoppelt. Die Viskosität wird über einen Ostwald-de Waele Ansatz und empirische Gleichungen mit in das Gleichungssystem eingebracht.

• Untersuchungen zum Einfluss der Viskosität auf die Strömungsführung und den Ultraschallwandler in einem hochviskosen Medium [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Maas and H. Friedrich
[A]

Ultraschallreaktoren stellen in vielen Zweigen der Industrie eine Standardlösung zur Dispergierung von Suspensionen dar. Der vorherrschende Mechanismus ist dabei die durch die hohen Schalldruckamplituden verursachte Kavitation. In zunehmendem Maße werden Durchflusszellen mit Ultraschallsonotroden ausgestattet, um die Dispergierung von Suspensionen zu erreichen. Bei der Dispergierung kommen oftmals hochviskose Medien zum Einsatz, die sowohl einen Einfluss auf die Strömungsführung in den Ultraschallreaktoren haben als auch auf den Wandler zurückwirken.

Am Beispiel einer Saccharose-Lösung wird der Einfluss der Viskosität auf die Strömungsform in einem zwangsdurchströmten Ultraschallreaktor durch Auswertung von CCD Bilddaten erläutert. Dabei wird insbesondere die zeitliche Entwicklung des Kavitationsfeldes mit abnehmender Viskosität berücksichtigt. Die Viskosität der Suspension ändert sich mit zunehmender Temperatur. Der Anstieg der Temperatur wird durch den fortlaufenden Eintrag von Ultraschall in das Medium und durch Rückführung der Suspension in den Vorlagebehälter zur Ultraschallanlage verursacht. Die Rückwirkung auf die Auslenkung des Wandlers konnte aus dem Feedbacksignal einer zusätzlichen Piezopackung als Sensor im Wandler realisiert werden. Das Signal konnte mit einem Oszilloskop ausgelesen und in Relation zur Viskosität gesetzt werden.

Maass, H.

• The influence of nocturnal aircraft noise on humans – a new comprehensive approach [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Basner, H. Buess, N. Luks, H. Maass, L. Mawet, E. Mueller, U. Mueller, C. Piehler, G. Plath, E. Rey, A. Samel, M. Schulze, M. Vejvoda and J. Wenzel
[A]

Aufgrund des stetig steigenden Luftverkehrsaufkommens nimmt die Nachtfluglärm-Problematik einen immer größeren Stellenwert ein. Das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin untersucht seit 1999 den Einfluss von Nachtfluglärm auf den menschlichen Schlaf, die Leistungsfähigkeit und das Befinden. In vier repräsentativen Laborstudien werden insgesamt 128 Probanden über 13 aufeinanderfolgende Nächte im Schlaflabor untersucht. Neben den physiologischen Messgrößen Polysomnographie (EEG, EOG, EMG), Atmung, EKG, Fingerpulsamplitude und Aktometrie werden computergestützte Leistungstests durchgeführt, mit denen fluglärmbedingte Einflüsse auf die Merkfähigkeit, die Reaktionsgeschwindigkeit und die Hand-Auge-Koordination überprüft werden. Das subjektive Empfinden wird mit standardisierten Fragebögen erfasst. Zusätzliche werden die Stresshormone Adrenalin, Noradrenalin und Kortisol im nächtlichen Sammelurin bestimmt. Die Fluggeräusche wurden mit Klasse-1-Schallpegelmessern in den Schlafräumen von Flughafenanwohnern aufgezeichnet. Die korrekte Wiedergabe im Schlaflabor wird durch das individuelle akustische Einmessen jeder Schlafkabine garantiert. Die Versuchspersonen erhalten nach zwei Gewöhnungsnächten über neun aufeinander folgende Nächte in der Zeit von 23:00 bis 7:00 Uhr zwischen 4 und 128 Fluggeräusche pro Nacht mit Maximalpegeln zwischen 50 und 80 dB(A). Durch die gleichzeitige Ausgabe eines Triggersignals ist erstmals eine ereigniskorrelierte Auswertung mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu 5 msec möglich. Die Ergebnisse aus den Laborstudien werden in zwei Feldstudien an 64 Versuchspersonen mit derselben Messtechnik, wie sie im Labor zum Einsatz kommt, validiert. Insgesamt werden über 2200 Probandennächte aufgezeichnet, anhand derer ein belastbarer Kriterienkatalog für die Beurteilung und Bewertung von Nachtfluglärmwirkungen auf den Menschen erstellt werden soll. Zwischenergebnisse der ersten beiden Laborstudien mit 64 Probanden (832 Nächte) liegen bereits vor und werden auszugsweise auf der Tagung präsentiert.

Mace, B.

• A phenomenological model for active constrained layers [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Illaire, W. Kropp and B. Mace
[A]

In Active Constrained Layer (ACL) treatments, a layer of viscoelastic material is bonded to the host structure and constrained by an actuator. Several mechanisms simultaneously damp vibrations in ACL treatments, and an approach to quantify these damping mechanisms has been proposed [1]. A simple model of a beam treated with ACL, which allows analytical investigations of the damping mechanisms of ACL treatment, has also been developed recently [2]. The objective of this paper is to understand how to optimise the design of ACL treatments, using the tools mentioned above. The influence of the shear modulus of the viscoelastic layer on the amplitude of the control voltage and on the robustness of the control is investigated. A comparison between the conventional ACL configuration and the separated active-passive configuration, where an actuator and a passive constrained layer are separately bonded to the beam, is carried out. A control law optimising the efficiency of the ACL treatment is proposed.

[1] H. Illaire and W. Kropp, Quantification of damping mechanisms of active constrained layer treatments, to be published in the Journal of Sound and Vibration.

[2] H. Illaire, W. Kropp and B. Mace, A phenomenological model of active constrained layers, in preparation.

Macedo, M.R.V.

• Acoustical Post-Evaluation applied to the neighborhoods of a small airport [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M.R.V. Macedo, J.G. Slama and M.C. Vidal
[A]

During the year 2001, ICAO, the International Civil Aviation Organization has proposed the A33/7 resolution where the multi-disciplinary concept of balanced approach is presented. Then it become important to develop new tools to be used for a general analysis of the environmental noise impact produced on airport surrounding populations. The Acoustical Post-occupation Evaluation (POE Acoustics) applied to the airports surroundings constitutes an appropriate tool which can be used to understand the interrelation between the many factors that constitute this complex matter. The post-occupancy evaluation is compost of a set of actions destined to study a urban or architectural situation. In Acoustical POE, four approaches, technical-constructive, technical-physical, technical-functional and technical-behavioral, are considered, from which it is possible to study the many elements that constitute the sonorous environmental impact in an airport surroundings This work, presents a case study for Jacarepaguá Airport, a small airport which is situated in the city of Rio de Janeiro and in which an increasing demand of small airplanes and helicopters flights exists. In addition, it is being studied the possibility of increasing its track from 900 m to 1200 m. The noise footprints for the studied area were developed using INM and HNM software's, considering the noise levels in L and L , respectively adopted by the Brazilian aeronautical legislation and the NBR - 10151 Acoustics - Evaluation of noise in inhabited areas aiming the comfort of the community - Procedure, willing to identify the affected areas.

Machmer, T.

• Speaker Localization and Identification in Vehicles via Acoustic Analysis [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Swerdlow, K. Kroschel and T. Machmer
[A]

The interaction between man and machine, among others via acoustic analysis systems, will gain more in importance for vehicles that will come on the market in the next years. Thereby, the position of the user within the vehicle is of peculiar interest. If it were feasible to appoint a specific seat from where the car is being controlled, it would be possible to parameterize the selected control instructions with some position specific properties. Demonstrative examples therefore are the seat and air conditioning settings within the vehicle.

Another area of applications for the acoustic scene analysis is the passenger identification, which makes it possible to identify occupants of a car by means of their linguistic usage. With that, certain specific settings of the vehicle can be automated, either entirely or partly. The position of the speaker is also of importance in order to regulate the release of the restraint system and airbags. In contrary to the optic system, which only works with lighting or rather daylight, the acoustic system can also be used at dark. This is a basic advantage, since the sitting position of the passenger typically only changes when he speaks.

A 3-D sound localization system, developed at our institute, enables the detection of audio signal sources. Therefore, a concentrated microphone array is used and one pair of microphones is needed per localization level. That for a standard vehicle sufficient work environment amounts approximately 2.5 meters. A classification method based on this system enables to identify a localized person.

• Speaker Position Estimation in Vehicles by Means of Acoustic Analysis [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Swerdlow, T. Machmer, B. Kühn and K. Kroschel
[A]

The interaction between man and machine via acoustic analysis systems gains more and more in importance for vehicles that will come on the market in the next years. Thereby, the position of the user within the vehicle is of particular interest, for example to generate some position specific properties for seat and air conditioning settings, but also for manipulations of entertainment systems.

An in-car speaker localization system presented on the DAGA 2007 enabled the detection of passengers by means of a time delay based method and a microphone array in two steps. First, the time delay of arrival (TDOA) of sound signals in a pair of spatially separated microphones had to be estimated. Then the estimated TDOA in combination with the known microphone array geometry could be used for the localization of the sound source in the environment.

The current paper evaluates an improved one-step approach for sound source localization using SRP-PHAT for the position estimation. Furthermore, different microphone array configurations are investigated to find optimal array geometry and consider requirements of the automotive industry concerning microphone positioning possibilities inside modern car models. In addition, the developed real-time system is presented.

Machner, R.

• Subjektive Einschätzung der Sprechstimme und der Hörumgebung in universitären Seminarräumen [DAGA 2005 (München)]
  M. Meis, C. Hilge, C. Nocke, T. Bräcker, V. Lammers, M. Lützen, R. Machner, M. Mühlhan, A. Müller, B. Silge, W. Wempe, S. Wolter and A. Schick
[A]

Im Rahmen einer feldexperimentellen Studie wurden insgesamt N=311 Studenten zur Hörsamkeit von universitären Seminarräumen befragt. Basierend auf dem laborexperimentellen Ansatz von Meis & Nocke und Befunden einer kanadischen Feldstudie von Hodgson & Kennedy wurde ein Fragebogen entwickelt, der zum einen reiznahe Items zur Bewertung der Sprechstimme (z.B. ''hallig'' vs. ''trocken'', ''klirrend vs. gedämmt'') und zum anderen Skalen zur Bewertung der Hörumgebung enthielt (z.B. genereller Hörkomfort, Störgeräusche). Nach einem raumakustischen Screening wurde für ein varianzanalytisches Modell die Befragung in insgesamt sechs raumakustisch unterschiedlichen Seminarräumen durchgeführt. Die Seminarräume unterschieden sich signifikant sowohl hinsichtlich der gemittelten Nachhallzeiten als auch hinsichtlich des Nachhallverlaufs. Beide Parameter schlugen sich in den subjektiven Bewertungen der befragten Personen nieder. So wurden Räume, die ein Maximum der Nachhallzeit im Frequenzbereich zwischen 500 Hz und 4 kHz aufwiesen, zwar klanglich als angenehmer bewertet als Räume, deren Maximum der Nachhallzeit unterhalb von 250 Hz lag, jedoch wurde die Geräuschkulisse durch Kommilitonen in den erstgenannten Räumen als störender empfunden. Implikationen für die angewandte Lehr-Lernforschung und die Möglichkeit einer Ferndiagnose durch psychometrisch geprüfte Befragungsinstrumente werden abschließend diskutiert.

• Einige Ergebnisse von raumakustischen Vergleichsmessungen in der Schweiz [DAGA 2005 (München)]
  K. Eggenschwiler and R. Machner
[A]

In einem Raum von 1500 m mit einer Beschallungsanlage wurden Vergleichsmessungen raumakustischer Parameter und Masse für die Sprachverständlichkeit durchgeführt. Die zu messenden Parameter waren die Nachhallzeit T und T im Mittelwert über den ganzen Raum, die Sprachverständlichkeitsindizes STI, STI(mod), STI(male), STI(female), RASTI und Alcons, der Frequenzgang in Terzbändern und raumakustische Parameter nach ISO 3382 an verschiedenen Positionen. Die Streuung der Messergebnisse erwies sich zum Teil als recht gross. Soweit Ursachen erkannt werden konnten, sind es zwei Faktoren, die zur Streuung beitrugen. Einerseits machte offenbar den Teilnehmern die Situation mit den manchmal starken Störgeräuschen zu schaffen. Es wurde oft zu wenig auf einen genügenden Abstand von Nutzsignal zu Störgeräusch geachtet. Weiter fielen einzelne Teilnehmer auf, bei welchen die Ergebnisse bei gewissen Messungen sehr stark von denjenigen der anderen Teilnehmer abweichen, zum Teil verursacht durch falsche Einstellung der Messgeräte. Bei der Analyse der Messungen wurden die Standardabweichungen verglichen mit der Wahrnehmbarkeitsschwelle. Wenn die Daten der wenigen, aber stark auffälligen Teilnehmer eliminiert wurden, ergaben sich zum Teil deutlich kleinere Streuungen, mit Standardabweichungen die öfter im Bereich der Wahrnehmbarkeitsschwelle liegen.

• Verwendung von Stimme, Gesang und Musikinstrumenten zur Bestimmung raumakustischer Parameter [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Machner, K. Heutschi and M. Blau
[A]

Es wird die Möglichkeit überprüft, Sprache, Gesang oder Musikinstrumente als Anregung für die Ermittlung raumakustischer Parameter durch die Korrelationsrechnung zu verwenden. Es wird der Zusammenhang genutzt, dass die Kreuzkorrelationsfunktion zwischen Ein- und Ausgangssignal gleich der Systemimpulsantwort, gefaltet mit der Autokorrelationsfunktion des Anregungssignals, ist. Der Eingang des Systems wird durch ein Referenzmikrophon im Nahfeld einer Quelle auf der Bühne geschätzt. Aufgrund des bekannten spektralen Verhaltens nichtstationärer Quellen (Sprache, Gesang und Musikinstrumente) wurde eine angepasste Verarbeitung ermittelt. Für diese konnten einige grundlegende Erkenntnisse in der Signalverarbeitung gewonnen werden, wodurch der Einfluss auf die resultierende Impulsantwort gering bleibt. Es werden die Grenzen des Verfahrens aufgezeigt, welche durch verschiedenen Faktoren charakterisiert sind.

• Akustische Ergonomie – Theorie und Wirklichkeit einer optimalen Klassenraumakustik [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Machner and G. Tiesler
[A]

Wissenschaftliche Untersuchungen haben gezeigt, in welchem Maß eine optimierte Klassenraumakustik die kognitive Leistungsfähigkeit von Schülern beeinflusst sowie für ''moderne'' Unterrichtsmethoden zwingend notwendig ist (Klatte, Wegner & Hellbrück, 2006; Oberdörster & Tiesler, 2006). Doch welche Parameter beschreiben einen durch gute Akustik unterstützenden Klassenraum hinreichend? Eine der DIN 18041 entsprechende Nachhallzeit garantiert nicht zwangsläufig einen akustisch optimalen Klassenraum. Die Daten der Studie zur ''akustischen Ergonomie der Schule'' des Instituts für Interdisziplinäre Schulforschung der Universität Bremen liefern bei genauerer Betrachtung eindeutige Hinweise auf Faktoren, die einen bestmöglichen Zustand beeinflussen. Bei bereits geringer Modifikation bestimmter Parameter in der Raumakustik kam es zu unerwartet hohen Auswirkungen auf Geräuschpegel und Leistungsfähigkeit. Die Vorausbestimmung der akustischen Qualität durch Berechnung der Nachhallzeit nach Sabine funktioniert als Planungstool demnach nur stark eingeschränkt. Die Variation der Klassenraumbesetzung durch Schüler z.B. brachte bei Messungen nicht den theoretisch erwarteten Erfolg einer Nachhallzeitreduktion. Entgegen der Theorie konnte keine lineare Verbesserung der Nachhallzeit in Abhängigkeit der Personen bestätigt werden. Die gemessenen Werte zeigten sich nahezu unabhängig von der Anzahl der Personen im Raum. Die vorliegenden Hinweise der oft fehlerhaften theoretischen Nachhallschätzung sowie der angenommenen Raumdiffusität soll in diesem Beitrag anhand verschiedener Beispiele gelungener Klassenraumkonzepte aus der Praxis diskutiert werden.

• Lärmstress im Klassenraum - Ergonomie der Schule [DAGA 2008 (Dresden)]
  G. Tiesler and R. Machner
[A]

Im Rahmen des Forschungsvorhabens ''Raumakustische Ergonomie der Schule'' wird die Wirkung des durch Unterricht entstehenden ''Lärms'' als natürlichen Arbeitsgeräusches auf die Lehrkräfte untersucht. Welche Wirkung hat dieser ''leise Lärm'', darf hier von einem Stressor gesprochen werden? Zumindest im Klassenraum sind in der Regel keine Schutzmaßnahmen im Sinne der UVV ''Lärm'' notwendig. Die physiologisch messbare Beanspruchungsreaktion wird hier vor dem Hintergrund unterschiedlicher pädagogischer Arbeitsformen, der Redeanteilen von Lehrer und Schülern, sowie den raumakustischen Bedingungen untersucht. Als Beanspruchungsindikator dient die kontinuierlich über den Unterrichtstag aufgezeichnete Herzfrequenz der Lehrkräfte, insgesamt ca. 175 Unterrichtsstunden. An einer Grundschule wurden die Untersuchungen in vier Klassen mit einer Nachhallzeit 0,5 s und vier Klassen mit RT 0,5 s durchgeführt. An einer zweiten Grundschule konnte die Veränderung der Nachhallzeit von 0,8 s auf 0,4 s durch Sanierung der Raumakustik untersucht werden. Ergänzt wird der Datensatz aus Schallpegel LA,1s und Herzfrequenz der Lehrkraft durch kontinuierlich aufgezeichnete Unterrichtsbeobachtungen. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit die Beanspruchung der Lehrkraft durch den Unterrichtsprozess in der zeitlichen Folge zu analysieren, dies aber hier speziell in Abhängigkeit von den raumakustischen Arbeitsbedingungen.

Mackenzie, D.

• Die Rolle des klassischen Demonstrationsversuches im multimedialen Kontext [DAGA 2003 (Aachen)]
  P. Holstein, D. Mackenzie, J. Hübelt and P. Költzsch
[A]

Der multimediale Zugang kann in vielen Fällen Ausbildungsinhalte effektiv unterstützen oder erst möglich machen. Auf experminentelle Hardware im Sinne von speziellen Demonstrationsexperimenten kann dabei weitgehend verzichtet werden. Die Möglichkeiten, die moderne Softwarewerkzeuge bieten, verringern jedoch nicht die Bedeutung des klassischen (Vorlesungs-)Experiments in der Akustik. Von besonderer Bedeutung ist das Bedienkonzept für die Experimente. Der Vortragende wird vom eigentlichen Programmablauf, einschließlich des didaktischen Teils der unterstützenden Präsentationssoftware, entlastet und kann sich deshalb auf die Erklärung des eigentlichen Lehrinhalts aus akustischer oder physikalischer Sicht konzentrieren. Der Schwerpunkt des Lern- und Vertiefungseffekts wird infolgedessen auch weiterhin durch das reale Experiment bestimmt, das in der Regel nachhaltiger und überzeugender wirkt als reine computergestützte Demonstrationen. Die multimediale Präsentation kann aber auch bei Bedarf die Simulation des kompletten Versuchs umfassen. Der zusätzliche Aufwand an technischen Geräten kann innerhalb dieses Konzepts drastisch reduziert werden (z.B. keine zusätzlichen Generatoren oder Verstärker). Es sei darauf hingewiesen, dass die Module so konzipiert sind, dass sich inhaltliche Schwerpunkte verschieben lassen (z.B. Betonung von Signalverarbeitungsaspekten) oder die Ausbildungsinhalte modifiziert werden können. Beispielsweise sind mit den Modulen auch Versuchspraktika oder didaktisch orientierte Vorträge mit und ohne experimentellem Anteil zusammenstellbar. Die Module wurden unter MATLAB entwickelt. Neben dem Versuchsmodell ist ein kleineres akustisches Spektrometer für die Realisierung des Konzepts ausreichend. Der Vortrag beinhaltet eine experimentelle Demonstration des Konzepts an Versuchen zur Frequenzabhängigkeit verschiedener akustischer Effekte.

• Concepts and Realization of Acoustical Tomography [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Holstein, A. Raabe, R. Müller, M. Barth, D. Mackenzie, E. Starke and M. Seliger
[A]

Tomographic techniques are powerful tools for obtaining insight into physical or chemical properties of areas and volumes. There is also a trend to develop these procedures for non-stationary conditions.

We present the realization of a prototype version of a tomographic system for industrial and scientific applications. It includes conceptual work on several levels. Firstly, the hardware of the system should consist, as far as possible, of an existing product - a multi-channel system with active output. The hardware solution can be applied under a variety of conditions (scalable areas/volumes, adaptive frequencies appropriate to the target and to the physical problem, resilience to background noise etc.). This will be discussed in the technical part of the talk. Secondly, a general software concept (including several layers of real-time and near-real-time algorithms, inversion techniques and the user interfaces) will be presented and applied to the tomographic system. MATLAB toolboxes for control, algorithms and presentation form the core of the numerical tomography concept. It will be demonstrated that the concept can be applied to tomographic problems of various sizes (scalability). Two examples are given which demonstrate the scalability of the concept. A small-scale model-size experiment (for educational purpose) of about 1 square meter and an example indoor climate investigation (for a sports hall) are presented. It is intended to use the tomographic system for educational purposes as well as for the training, preparation and realization phases of expensive measurement campaigns.

Madhu, N.

• Lokalisation von Bremsgeräuschen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  N. Madhu, R. Martin, H.-W. Rehn and A. Fischer
[A]

Die Lokalisation von Bremsenquietschen ist eine anspruchsvolle Aufgabenstellung. Standardalgorithmen zur Quellenlokalisation (GCC usw.) scheitern hier aufgrund der schmalen Bandbreite des Bremsenquietschens und der komplizierten akustischen Umgebung unterhalb eines Fahrzeugs. Diese Arbeit präsentiert einen Ansatz zur Lösung dieses Problems mit Hilfe von Mikrofon-Arrays, die an den Rand des Unterbodens eines Fahrzeugs montiert worden sind. Lokalisiert wird mit einer gewichteten ``steered-response-power'' (SRP) Kostenfunktion in einem zweidimensionalen Suchfeld. Der Aufbau enthält vier Arrays mit insgesamt 31 Eingangskanälen. Jedes der linearen Arrays besteht aus in logarithmischen Abstand angeordneten Mikrofonen um das breite Spektrum möglicher Quietsch-Frequenzen zu berücksichtigen. Der Algorithmus geht in zwei Schritten vor: als erstes werden die aktiven Frequenzbänder durch eine Schätzung des Schmalbandrauschens ermittelt. Im Anschluss wird das Bremsgeräusch mit einer über Kohärenz und SNR berechneten, gewichteten Kostenfunktion der/den aktiven Bremse/n zugeordnet. Das Verfahren wurde bei Messungen an einem fahrenden Automobil erfolgreich eingesetzt.

Madsack, A.

• Messung subglottaler Resonanzen mit Beschleunigungssensoren [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Wokurek and A. Madsack
[A]

Die Resonanzen des Hohlraums unterhalb des Kehlkopfs sind Gegenstand aktueller phonetischer Untersuchungen. Die beiden tiefsten dieser Resonanzen liegen in den Bereichen [500Hz,700Hz] und [1400Hz,1700Hz]. Das hier vorgestellte Messverfahren verwendet zwei starr verbundene zweiachsige Beschleunigungssensoren, die mit einem geeigneten Klebeband vorne an der Haut des Halses befestigt werden. Um den Störabstand zu verringern, werden die y-Signale beider Sensoren addiert. Dieses Summensignal der Vorwärtsrichtung wird tiefpassgefiltert und gemeinsam mit dem Mikrofonsignal mit einer Abtastrate von 48kHz und einer linearen Auflösung von 16 bit aufgenommen. Aufgenommen werden 20 Frauen und Männer, die jeweils etwa 2 Minuten Text vorlesen. Das Beschleunigungssignal wird zwi-schen 300Hz und 2000Hz bandpassgefiltert. In diesem Bandpass-Beschleunigungssignal wird mit linearer Prädiktion nach Schwingungen gesucht, die den subglottalen Resonanzen zugeordnet werden können. Diese Resonanzen sind im Messsignal nicht unmittelbar auffindbar. Damit nicht anstelle der subglottalen Resonanzen die Harmonischen der Sprachgrundfrequenz gefunden werden, muss die Fensterdauer der Analyse kürzer als die Sprachgrundperiode sein. Diese kurzen Fenster von etwa 5ms Dauer führen zwar zu stark streuenden, aber gut sichtbaren Häufungen im Streu-diagramm der Frequenzwerte. Diese Häufungsbereiche sind zeitlich und über einen gewissen Bereich der Prädiktions-parameter konstant. Sie werden automatisch durch systematische Auswahl des Frequenzbereichs und Schätzung des Erwartungswerts im Histogramm der Frequenzwerte ermittelt.

Maempel, H.-J.

• Speech quality of wide- and narrowband speech codecs: Object- and subject-oriented view [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Raake, S. Spors, H.-J. Maempel, T. Marszalek, S. Ciba and N. Côté
[A]

We describe an extensive auditory test series on the perceived quality of standardized (e.g. ITU-T Rec. G.722.2) and non-standardized speech coders (e.g. linear PCM) under different network conditions. This research consists of an object- and a subject-oriented part:

In the object-oriented part, we have addressed the impact of technical factors on perceived speech quality. In the listening test series, speech quality was assessed under a variety of degradation types such as coding under background noise, packet loss, and narrowband and wideband codec-tandeming conditions. The test results are discussed in the light of existing and new approaches to parametric quality prediction, such as the existing ideas for a wideband-E-model.

In the subject-oriented part, we have investigated the impact of subject-related factors on speech quality. To do so, we have recruited our test subjects from a wide range of different user and age groups. In addition to subjective quality ratings, we have collected subject-related information on the subjects' experience with technology and their social background, and have investigated their hearing capabilities.

The relative importance of the different technological and social factors is discussed as well as the implications for predicting the speech quality of wideband speech services.

• Zur Wahrnehmung überlagerter Signalreflexionen [DAGA 2008 (Dresden)]
  K. Roman, H.-J. Maempel and S. Weinzierl
[A]

Durch die Superposition identischer, zeitlich gegeneinander verzögerter Signale, wie sie durch Systeme mit akustischen oder elektrischen Laufzeiten verursacht werden, entstehen je nach Signaltyp, Pegeldifferenz und Zeitdifferenz unterschiedliche Klangeindrücke. Sie reichen von kammfilterartigen Verfärbungen über Raumeindrücke, Residualtonhöhen bis zur Wahrnehmung separater Hörereignisse oberhalb der Echoschwelle. In einem Hörversuch nach dem 3AFC-Verfahren wurden zunächst Schwellwerte für die eben wahrnehmbare Pegeldifferenz zwischen Primärsignal und Reflexion für verschiedene Stimuli (Snaredrum, Sprache, Piano) und Zeitdifferenzen (0,1 bis 60 ms) ermittelt. In einem zweiten Versuch beurteilten die Versuchspersonen für verschiedene Verzögerungszeiten und Pegeldifferenzen im überschwelligen Bereich die Ausprägung der genannten klanglichen Merkmale. Auf diese Weise ergibt sich eine Kartierung der Wirkung von Signalreflexionen im Hinblick auf dominante Eindrucksqualitäten.

Männel, M.

• Auslegung und Alterung schallabsorbierender Fahrbahnbeläge [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Beckenbauer, M. Männel, W. Weißenberger and B. Altreuther
[A]

Moderne offenporige Asphaltdeckschichten erzielen sehr gute Minderungen in der Entstehung und Abstrahlung von Reifen-Farbahn-Geräuschen durch Reduktion des air-pumping Effekts, Abschwächung des Horneffekts und Dämpfung des abgestrahlten Restgeräuschs. Sie sind damit durch die Verringerung der Schallemissionen der Reifen-Fahrbahn-Kontaktzone eine wertvolle Alternative zu anderen Schutzeinrichtungen, wie z. B. Lärmschutzwällen, die lediglich die Schallimmissionen zu verringern vermögen, standen aber in der Vergangenheit auch immer wegen hohem Wartungsaufwand, hoher Verschmutzungsgefahr, geringerer mechanischer Belastbarkeit und damit verbundener kürzerer Lebensdauer in der Kritik.

In der vorgestellten Arbeit werden anhand bautechnischer und akustischer Messdaten einer großen Anzahl von ausgeführten offenporigen Asphaltdeckschichten statistisch gesicherte Aussagen über das akustische Alterungsverhalten dargestellt und mit Simulationsergebnissen verglichen. Die akustische zeitliche Veränderung ist neben der Veränderung der Textur in hohem Maße von der Einlagerung von Schmutzpartikeln in das offenporige Gerüst abhängig, wodurch sich die beiden von einander abhängigen Größen Strömungswiderstand und Hohlraumgehalt negativ verändern. Um den ''richtigen'' Hohlraumgehalt erfassen zu können werden verschiedene Analysesysteme hinsichtlich ihrer Validität und Aussagefähigkeit gegenübergestellt und bislang unbekannte Abhängigkeiten von Baustoffkennwerten zur akustischen Wirkung aufgezeigt.

• Reaktive Absorber für schallabsorbierende Fahrbahnbeläge - räumliche Anordnung und räumliche Dichte [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Männel and T. Beckenbauer
[A]

Dem Stand der Technik entsprechende offenporige Deckschichten wirken frequenzselektiv und sind somit nicht optimal an das zu dämpfende breitbandige Reifen-Fahrbahn-Geräusch angepasst, welches seinerseits unter gleichen äußeren Bedingungen von der Verkehrszusammensetzung und der Verkehrsgeschwindigkeit abhängt. Zur weiteren Verbesserung der absorbierenden Wirkung wurden verschiedene Lösungsansätze diskutiert, um den Absorptionsfrequenzgang offenporiger Asphalte breitbandiger zu gestalten ohne dabei weitere wichtige Eigenschafen, wie zum Beispiel eine günstige Textur und geringe Verschmutzungsanfälligkeit zu vernachlässigen oder die hohen mechanischen, thermischen, hygrischen und chemischen Beanspruchungen außer Acht zu lassen. Aufgrund des Aufbaus herkömmlicher offenporiger Deckschichten aus einem bituminös verbundenen Mineralstoffgemisch mit einer ausgeprägten Ausfallkörnung ist es dabei im Vergleich zu bauakustisch optimierten Absorbern nicht möglich, alle relevanten Absorberkennwerte hinsichtlich einer hohen und breitbandigen Absorption beliebig zu optimieren. Ein möglicher Ansatz zur Steigerung der absorbierenden Wirkung liegt in der Kombination von offenporigem Asphalt mit reaktiven Absorbern, um so die auftretenden Bereiche geringer Absorption zu verbessern. Dabei wurden verschiedene Konzepte auf Ihre Umsetzbarkeit und ihren Nutzen theoretisch und praktisch im Labor untersucht. Die besonderen Einbaubedingungen in Verbindung mit offenporigem Asphalt und die Notwendigkeit der Anpassung an die räumlich stark begrenzte Schallquelle (Reifen-Fahrbahn-Kontakt) liefert dabei enge Vorgaben an die maximale Dimensionierung der reaktiven Absorber, was zu kleinen äquivalenten Schallabsorptionsflächen und sehr lokaler Wirkung der Resonatoren führt. Um dem entgegenzuwirken sind entsprechend viele Resonatoren pro Flächenelement zu planen, was zu einer gegenseitigen Beeinflussung der absorbierenden Eigenschaften führt. In der vorgestellten Arbeit wird nach der Darstellung eines möglichen Einbaukonzepts auf diese Wirkung der gegenseitigen Beeinflussung am Beispiel von Helmholtzresonatoren eingegangen.

Märtens, C.

• Schüler, Raum, Lehrer – Die Suche nach dem optimalen raumakustischen Klima [DAGA 2005 (München)]
  C. Märtens, P. Leistner and S.-R. Mehra
[A]

Im Rahmen einer Feldstudie an 230 öffentlichen Schulen im Regierungsbezirk Niedersachsen, wurde mittels eines Fragebogens die subjektive Einschätzung der Lehrer bezüglich der vorherrschenden raumakustischen Situation an ihrer Schulen erfragt. In 107 willkürlich gewählten Schulen wurden daraufhin 275 allgemeine Unterrichtsräume bauphysikalischen erfasst und hinsichtlich ihrer raumakustischen Parameter messtechnisch untersucht. Anschließend wurden die Messergebnisse mit den zuvor getätigten Aussagen korreliert. Der Schwerpunkt der beiden Erhebungen lag auf der Nachhallzeit T60 und Sprachverständlichkeit (STI) in den Unterrichtsräumen im möblierten Zustand. Nachfolgend wurde in einem bezüglich der Schallabsorptionsfähigkeit modifizierbaren Unterrichtsraum an einer berufsbildenden Schule der Einfluss der Nachhallzeit auf die Schüler und den Lehrer untersucht. Die Untersuchung erfolgte mittels kodierter Pegelschriebe und Schülerbefragungsbögen. Anhand der aus beiden Studien erhobenen subjektiven ''weichen'' Daten, und der ''harten'' Messdaten aller Beteiligten Einflussgrößen (Schüler ó Raum ó Lehrer) kann / soll durch statistische Analysen das raumakustisch optimale 'Klima' ermittelt werden. Des weiteren ermöglicht der große statistische Datenpool prospektive Aussagen zum Ist- und Sollzustand der akustischen Gesamtsituation in deutschen Schulen.

• Subjektive Wahrnehmung raumakustischer Faktoren in Unterrichtsräumen durch Schülerinnen und Schüler [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Märtens, P. Leistner and S.-R. Mehra
[A]

Die aktuelle Diskussion zur Bewertung der akustischen Situation in Unterrichtsräumen konzentriert sich im Wesentlichen auf die Einordnung und Bewertung physikalischer Messwerte (T60; EDT; SNR etc.) bzw. der daraus resultierenden Ableitungen (STI; C50; STIPA etc.). Während die Grenzen dieser Werte und Verfahren innerhalb bestimmter Rahmenbedingungen hinreichend bekannt sind, besteht bei der subjektiv empfundenen Qualität der Raumakustik in Unterrichtsräumen durch die beteiligten Schüler/innen und Lehrer/innen noch Nachholbedarf. Es stellt sich die Frage, ob und wie akustische Parameter der Nachhallzeit und Sprachverständlichkeit signifikant (statistisch gesichert) für die akustische Behaglichkeit in den Unterrichtsräumen sind. Im Rahmen einer Fallstudie an einer berufsbildenden Schule wurden 78 Schülerinnen aus 3 Jahrgängen über ein Schuljahr beobachtet und hinsichtlich Ihrer subjektiven Eindrücke in verschiedenen raumakustischen Versuchsanordnungen befragt. Die aus über 100 Unterrichtsstunden gewonnen physikalischen Messwerte und die subjektiven Beurteilungen (Fragebögen Kindl; SAK-L 300 Exemplare) lassen im Rahmen von statischen Analysen Aussagen zu der vorherrschenden akustischen Situation während des Unterrichts zu.

Maess, M.

• 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.

• 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.

• 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.

• 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.

• The effect of underwater noise radiation on ship vibration [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Wilken, M. Maess, M. Junge, M. Fischer and C. Cabos
[A]

The vibration of floating ships is considerably affected by the surrounding sea water. Today, it is current practice to include the so-called hydrodynamic masses in a simulation model by adding them to the structural mass of the vessel. The hydrodynamic masses represent the effect of the inertia of the water on the ship's hull. The compressibility of the water (i.e. underwater noise radiation) is neglected due to high computational effort and low availability of appropriate simulation codes.

A fast multilevel multipole boundary element method program has been developed to solve the Helmholtz equation, which allows the computation of the sound pressure field in the water due to a structural acceleration field on the hull surface. Using the dry hull vibration modes as boundary conditions on the structure, the influence of both underwater noise radiation and inertia of the water on structural vibration can be estimated.

The present work reports on this procedure and the numerical results obtained for a container ship in the low frequency range.

• 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.

• 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.

• Uncertainty Assessment in Acoustics by Using Boundary Element Simulation and Fuzzy Arithmetic [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Maess, J. Becker, D. Brunner and M. Junge
[A]

Uncertainties in radiated sound fields may result from uncertain parameters in vibrating structures as well as from uncertainties in the acoustic domain. In order to investigate the influence of uncertain parameters on acoustic fields, sound radiation from a stiffened cylindrical shell is analyzed. In the simulation, a combination of finite elements for the structural domain and boundary elements for the acoustic domain is used as the kernel for the analysis, which is embedded into a fuzzy-arithmetical scheme for the uncertainty assessment. In this approach, the uncertain parameters are modeled by fuzzy numbers. Uncertainties in the structure include the wall shell thickness and the driving frequency of a monofrequent point load. In the acoustic domain, the air density and the sound velocity are assumed to be uncertain. As output quantities, the acoustic pressure at field points and the radiated sound power are considered as fuzzy output numbers. Finally, the results are discussed in terms of accuracy, computational efficiency and applicability.

Mäurer, M.

• Kontrastmittel der nächsten Generation: Spezialisierte Bläschen für spezifische Anwendungen
  V. Uhlendorf, P. Hauff, M. Reinhardt and M. Mäurer
[A]

Ultraschall-Kontrastmittel (USKM) der ersten Generationen waren meist als Echoverstärker für den Blutkreislauf konzipiert. Bei einzelnen dieser USKM wurden später 'spezifische' Eigenschaften entdeckt, wie z.B. bei Levovist der Late-Phase-Effekt in der Leber, der zur Tumordifferenzierung verwendet wird. USKM der Folge-Generation wurden teils gezielt so entwickelt, dass eine unspezifische Aufnahme umhüllter Mikroblasen durch RES-Zellen in normalem Lebergewebe erfolgt und die Abgrenzung dieser Bereiche von Tumorgewebe ohne RES-Zellen ermöglicht. Die Nutzung spezifisch gebundener Mikroblasen basiert auf dem schon früh gefundenen Phänomen der Zerstörung von USKM-Blasen durch einen genügend starken diagnostischen Ultraschallpuls. Eine mögliche Anwendung ist die gezielte Freisetzung verkapselter Wirkstoffe aus beladenen USKM-Bläschen, die sogar unter Sichtkontrolle im Ultraschallbild erfolgen kann. Der Nachweis selbst einzelner Mikroblasen mittels Ultraschall gelingt insbesondere im Farbdopplermodus oder mit der Weiterentwicklung zur 'Sono-Szintigrafie'. Die hohe Empfindlichkeit dieser Methoden erlaubt es, die Blasenhülle mit spezifischen Markern zu versehen, die an ausgewählte Target-Moleküle binden und einzelne Blasen dort verankern, bis sie bei ihrer akustischen Zerstörung lokalisiert werden. Allerdings muss das zu erkennende Zielmolekül auf der Oberfläche der Blutgefässe liegen, da nur extrem kleine Blasen (oder Blasenvorstufen) die Blutgefässe verlassen könnten. Erste Demonstrationen dieser Technik gelangen mit Entzündungsmodellen (p-Selektin, anti-ICAM1-Antikörper), bei der Darstellung der Angiogenese (alphav-Integrin) und von Lymphknoten (MECA-79) im Tiermodell. Wenn eine Abrasterung des Untersuchungsgebiets (Gewebe) möglich ist, erlaubt die Sono-Szintigrafie durch Lokalisierung zerstörter Mikroblasen eine räumliche Auflösung bis etwa 10 Mikrometer, also weit unterhalb der Wellenlänge.

Maffei, M.

• Aeroakustik in turbulenter Anströmung - Windkanal und Strassenmessungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Miehling, N. Lindener, A. Cogotti, F. Cogotti and M. Maffei
[A]

Aeroakustik ist zu einem wichtigen Qualitätsmerkmal vor Kunde geworden. Die Messungen im Windkanal mit niedrigem Turbulenzgrad zeigen nur in den gemittelten Spektren gute Übereinstimmung zu Messungen auf der Strasse. Qualitativ zeigen sich beim Abhören aber Unterschiede im Windgeräusch auf der Strasse und im Windkanal. Um diese Unterschiede besser zu verstehen, hat Audi zusammen mit dem Windkanal Pininfarina (Italien) umfangreiche Straßenmessungen und Messungen in beiden Windkanälen (Audi und Pininfarina) durchgeführt. Die Anströmung auf das Fahrzeug wurde dabei mit einer Cobra-Sonde gemessen; gleichzeitig wurde dazu mit einem Kunstkopf das Fahrzeuginnengeräusch aufgezeichnet. Bei den Straßenmessungen wurden typische turbulente Anströmbedingungen, wie sie von atmosphärischem Wind oder Verkehr produziert werden, untersucht. Die Auswirkung dieser turbulenten Anströmung auf die Aeroakustik im Fahrzeug wird anhand von verschiedenen akustischen Größen (Schwankungsstärke, Loudness, Modulationsanalyse) aufgezeigt. Im Windkanal Pininfarina wurden Messungen an denselben Fahrzeugen mit den Turbulenz-Generatoren (TGS) durchgeführt und mit den Straßenmessungen verglichen. Dies sowohl für die Strömungsparameter, wie auch für die akustischen Größen. In einem bei Audi durchgeführten Hörvergleich wurden die Straßenmessungen mit den Messungen im Windkanal unter turbulenter Anströmung verglichen.

Maffiolo, V.

• 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?.

Magagnato, F.

• 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.

Magand, F.

• PILAR Acoustic Gunshot Detection & Localization system : Principles of acoustic localization of small caliber gunshots [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Magand, A. Donzier and F. Molliex
[A]

Acoustic devices have been used on the battlefield since the World War 1 for the localization of Artillery. Localization principle was based on the measurement of time of arrival of the sound generated by the muzzle blast at different locations. The technique may be extended to the localization of supersonic shots of small arms' fire. Localization is based on the measurement of two distinct transient sounds : the shock wave generated by the supersonic bullet and the muzzle blast generated by the rapid discharge of propellant of the weapon. Depending on the deployed configuration (one or two acoustic arrays) and on the miss distance, localization gives the direction (azimuth & elevation) and range of the origin of fire, the bullet trajectory as well as information on the bullet speed and identification (caliber class). In this paper, the basic principles of the PILAR localization principles are exposed and discussed. A special consideration is paid to the analysis of difficult localization cases, such as application in urban areas for which background noise, reverberation and multiple echoes are of concerns, or burst shots where a correct identification of wave type is often more difficult. Some experimental results are also presented and commented. PILAR system is an acoustic devices dedicated to the detection and localization of small caliber gunshots. It is composed of one (or two) acoustic arrays, a compact Digital Signal Processing unit, and a laptop unit for the display of results. The system and the embedded algorithms are the results of more than 10 years of experience at METRAVIB RDS.

Mahu, W.

• Charakterisierung von Fahrzeug-Innenraumverkleidungen im Frequenzbereich bis 500 Hz [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  P. van der Linden, W. Mahu, E. Brechlin, R. Di Sante and D. Storer
[A]

Der akustische Gesamteindruck eines Fahrzeugs wird entscheidend durch die akustischen und mechanischen Eigenschaften der Innenraumverkleidungen bestimmt. Durch die Auswahl geeigneter Materialien können erhebliche Verbesserungen bei der Luftschalldämmung und -dämpfung als auch bei der Körperschalldämpfung erzielt werden. Das Verhalten dieser Materialien ist mittlerweile in mittleren und hohen Frequenzbereichen ausreichend gut verstanden und kann über geeignete Modelle, etwa auf der Grundlage statistischer Energiebetrachtungen, auch für numerische Vorhersagen verwendet werden. In tieferen Frequenzbereichen, die typischerweise mit Hilfe von Finite Elemente Modellen, experimentellen Modal-Modellen und Übertragungsmatrizen beschrieben werden, verlieren diese Modelle jedoch oft ihre Gültigkeit. Im Vortrag werden experimentelle und numerische Verfahren vorgestellt, die das akustische Verhalten von Innenraumverkleidungen im unteren Frequenzbereich bis etwa 500 Hz beschreiben. Dabei wird sowohl auf ihre mechanischen Eigenschaften (wie Materialsteifigkeiten, -massen und -dämpfungen) als auch auf ihre akustische Eigenschaften (Impedanzen, Schalldämmaß) eingegangen.

Maier, A.

• Helfen 'Fallen' bei verrauschten Daten? - Spracherkennung mit TRAPs [DAGA 2005 (München)]
  A. Maier, C. Hacker, S. Steidl and E. Nöth
[A]

In dem Beitrag wird die Leistung von TempoRAl Pattern (TRAP) Merkmalen auf klaren und verrauschten Daten untersucht. Ziel ist es zu zeigen, dass TRAP-Merkmale eine höhere Unabhängigkeit bezüglich der akustischen Gegebenheiten haben. Zu diesem Zweck wird das AIBO Korpus in drei verschiedenen Hall- und Rausch-Stufen herangezogen. Die Daten sind zum einen mit einem Nahbesprechungsmikrofon aufgenommen worden. Zusätzlich ist das Szenario mit einer Videokamera mit Kugelmikrofon aufgezeichnet worden, d.h. es liegt eine weitere Version mit starkem Hall und starken Hintergrundger'auschen vor. Durch Faltung der Nahbesprechungsdaten mit verschiedenen Impulsantworten konnte noch ein Korpus mit künstlichem Hall erstellt werden. Als Merkmale werden Mel-Frequenz Cepstrum Koeffizienten (MFCC), TRAPs und im Modulationsspektrum gefilterte TRAPs herangezogen. Die Merkmale werden jeweils aus unterschiedlichen Bändern des Spektrums zusammengebaut. Mit jedem Merkmalssatz wird dann jeweils ein Erkenner trainiert. Bei der Evaluierung werden mehrere Erkenner kombiniert, um eine Verbesserung der Erkennungsrate zu erreichen. Dies geschieht entweder durch Kombination der besten Ketten mit ROVER oder durch eine interne Verschmelzung der Worthypothesengraphen im Erkenner. Durch Training auf klaren bzw. k'unstlich verhallten Daten und Evaluierung auf stark verrauschten Daten kann gezeigt werden, dass TRAP-basierte Merkmale eine höhere Generalisierungsfähigkeit haben. Beim Training auf den künstlich verhallten Daten kann ein relativer Zuwachs der Wortakkuratheit von 41 8.693220e-311rreicht werden.

Maier, R.

• Untersuchung neuartiger Triebwerksliner-Konfigurationen mittels der BEM-Methode [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Broszat, R. Maier and R. Pongratz
[A]

Um den von modernen Flugzeug-Turbofan-Triebwerken abgestrahlten Schall und die davon ausgehende Beeinträchtigung der Bevölkerung in Flughafennähe zu reduzieren, werden akustische Auskleidungen ('Liner') im Einlauf angebracht, welche absorptiv wirken und normalerweise auf einen Flugzustand optimiert sind. Verbesserungen in deren Performance zielen derzeit auf die Maximierung der absorbierenden Fläche, die Reduktion bzw. Vermeidung von Schnittstellen zwischen einzelnen Segmenten und Änderungen der Geometrie des Einlaufs ab, welche das Triebwerk im unteren Sektor (in Richtung Boden) abschirmen. Das Potential dieser Maßnahmen beschränkt sich jedoch auf einzelnen Flugzustände, erfordert teilweise höheren Fertigungsaufwand oder birgt Nachteile aerodynamischer oder gewichtsmäßiger Hinsicht. Der Ansatzpunkt dieser Arbeit beruht hingegen zum einen auf der Adaption der Impedanz des Liners, um der dem aktuellen Flugzustand entsprechenden optimalen Impedanz möglichst nahe zu kommen, zum anderen der Beeinflussung der Richtcharakteristik des abgestrahlten Schalls durch eine ungleichmäßige Impedanzverteilung. Zu diesem Zweck werden numerische Berechnungen mittels der Randelemente-Methode (Boundary Element Method (BEM)) mit kommerziellen sowie hausinternen Codes durchgeführt, welche die Wirkung der Liner auf das Eingangsschallfeld im modalen Bereich analysieren und die Abstrahlung vom Triebwerk berechnen. Ergebnisse derartiger neuer Liner-Konfigurationen werden präsentiert und mit herkömmlichen Maßnahmen verglichen. In ausgewählten Fällen werden die Simulationen anhand experimenteller Ergebnisse verifiziert.

Maier, W.

• Entwicklung und Verifikation eines Lautheits-Thermometers [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  H. Fastl, D. Menzel and W. Maier
[A]

Um breiten Bevölkerungsschichten die Bedeutung von dB(A)-Werten näher zu bringen, werden öfters Pegel-Thermometer verwendet, bei denen dB(A)-Werten typische Geräusche zugeordnet sind. Beispielsweise werden 20 dB(A) durch Blätterrauschen dargestellt, während für 120 dB(A) ein Preßlufthammer steht. Ein Vorteil dieser Pegel-Thermometer liegt in ihrer Anschaulichkeit; als Nachteil ist jedoch festzuhalten, dass - trotz gleichem dB(A)-Wert - verschiedene Geräusche eine sehr unterschiedliche Lautstärke erzeugen können; die Differenzen im zugehörigen Lautheitswert können mehr als den Faktor 3 betragen. Deshalb bietet es sich an, anstelle eines Pegel-Thermometers ein Lautheits-Thermometer zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass durch die lineare Lautheitsskale die Unterschiede in der Geräuschentwicklung durch verschiedene Schallquellen besonders augenfällig veranschaulicht werden. Darüber hinaus können mit dem Lautheits-Thermometer breite Bevölkerungsschichten mit der Maßeinheit 'sone' der Lautheit besser vertraut gemacht werden. Dazu wurden zunächst Personen gebeten (ohne Darbietung von Schallen), aus dem Gedächtnis verschiedene aus dem Alltag bekannte Geräusche auf einem Lautheits-Thermometer anzuordnen. Die von den Personen genannten Geräusche sowie zusätzliche, vom Versuchsleiter ausgewählte Geräusche wurden auf DAT aufgezeichnet. Aus dem resultierenden Geräuschinventar wurde von 13 Versuchspersonen in psychoakustischen Experimenten für 44 Alltagsgeräusche deren Lautheit mittels der Methode der Größenschätzung bestimmt. Das dabei erarbeitete Lautheits-Thermometer wird vorgestellt und diskutiert. Darüber hinaus werden die Beurteilungen mit bzw. ohne Schalldarbietung miteinander verglichen. Schließlich werden die subjektiven Lautheitsskalierungen instrumentellen Messungen der Lautheit durch ein kommerzielles Lautheits-Analyse-System gegenübergestellt.

Maillard, J.

• Perceptive evaluation of road traffic noise inside buildings using a combined image and wave field synthesis system [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Maillard, J. Martin, P. Champelovier and J. Lambert
[A]

The evaluation of transport infrastructures in terms of environmental pollution remains a difficult subject due to the complexity of the disturbance under study. To be effective, the evaluation should be done in an environment where the main parameters of the disturbance can be controlled precisely. On-site experiments are therefore not suitable. This motivates the use of Virtual Reality which gives complete control over the parameters of the scene under study. This paper presents a practical application of virtual reality techniques to provide a multi-criteria evaluation tool of road traffic noise as it is experienced inside buildings. The approach described here creates an auditory and visual display of road infrastructures as perceived from inside a room. The main objective is to provide a near-to-real environment. The subjects are free to move within a real room featuring a window, the other side of which is equipped with the virtual display system. The approach combines high resolution video restitution and an audio system based on Wave-Field Synthesis. A description of the system is given, focusing on the sound field synthesis and restitution of the road traffic noise.

Mair, L.

• Spektrale Maskierung bei Stimulation über Cochlea Implantate [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  B. Laback, L. Mair and W. Deutsch
[A]

Im normalen Gehör ist die Frequenzselektivität einerseits durch die aktive cochleäre Verstärkung bestimmt und andererseits durch den Effekt der lateralen Inhibition beeinflußt, dessen Entstehung an der Stelle der Umsetzung mechanischer Bewegungen in neuronale Aktivität vermutet wird. Bei elektrischer Stimulation des Hörnerven durch tonotopisch angeordnete Elektroden und damit Umgehung der cochleären Verarbeitung basiert die Frequenzselektivität hingegen auf der Interaktion der Frequenzkanäle auf neuronaler Ebene. In dieser Studie wird die spektrale Maskierung bei mit mehrkanaligen Cochlea Implantaten (CIs) versorgten Patienten und normalhörenden Kontroll-Versuchspersonen ermittelt und deren Einfluß auf die Diskrimination von stationären komplexen Signalen untersucht. Die Messung psychoakustischer Tuningkurven (PTCs) erfolgt bei simultaner Präsentation von Testsignal (Sinuston) und Maskierer (Schmalbandrauschen). Aufgrund der zeitlich versetzten Stimulation der einzelnen Frequenzkanäle bei den zur Anwendung kommenden CIS-Strategien resultiert diese Anordnung in der Messung der nicht-simultanen Maskierung. Die bisherigen Resultate zeigen große Variabilität in der Flankensteilheit der PTCs zwischen den einzelnen CI-Patienten, wobei die PTCs mancher Probanden vergleichsweise normale Flanken und andere stark abgeflachte Flanken aufweisen. Gegenwärtig wird die Diskriminationsfähigkeit der Versuchspersonen für Vokale und stationäre Anteile von Musikinstrumentenklängen ermittelt und die resultierenden Verwechslungsmatrizen mit der Charakteristik der PTCs in Beziehung gesetzt.

Maire, W.

• Neuere Erkenntnisse bei der Berechnung und Beurteilung von Schallimmissionen an Schienenwegen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  W. Maire
[A]

Es wird aufgezeigt, dass die bei der Berechnung von Schienenverkehrslärmimmissionen anzuwendenden ''Richtlinien zur Berechnung von Schallimmissionen an Schienenwegen - Schall03'' zum Teil zu Ergebnissen führen, die nicht der physikalischen Wirklichkeit entsprechen (z.B. Grundwert, Behandlung von Reflexionen, Grundwerte für Fahrbahnen, Fahrzeugarten, Brücken usw.) Weiterhin werden grundsätzliche neue Urteile höherer Gerichte (speziell Bundesverwaltungsgericht) für die Beurteilung von Ansprüchen aus Schallimmissionen bei Neu- und Ausbaustrecken der Bahn als Auslegung der Verkehrslärmschutzverordnung - 16.BImSchV vorgestellt und kommentiert

Majdak, P.

• Sensitivity to Interaural Time Delay in Stimulus Fine Structure and Onset/Offset of a Bilateral Cochlear Implant Listener [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Laback, P. Majdak, K. Schmid and W.-D. Baumgartner
[A]

Recent studies on the sensitivity of bilateral cochlear implant (CI) listeners to interaural time delay revealed JNDs in the order of 100 s. There are indications that sensitivity is restricted to stimuli containing low rate signal information in either the carrier or the envelope. This has been inferred from JNDs for ITD applied either to the entire stimulus (interaural waveform delay, IWD) or to the envelope only (interaural envelope delay, IED) [R. van Hoesel and R. Tyler, 2003]. This study investigates the sensitivity of bilateral CI listeners to IWD, IED and, as a newly tested condition, delay in the fine-structure only (interaural fine-structure delay, IFSD), as a function of pulse rate. Two different stimuli are tested: stimulus A is a sequence of four equal-amplitude pulses. Sensitivity to IWD, IED and IFSD is tested by interaurally delaying all 4 pulses, pulses 1+4 only, or pulses 2+3 only, respectively. Stimulus B is a pulse sequence shaped with a trapezoid function. Here, IWD, IED and IFSD refer to an interaural delay in the entire stimulus, the envelope only or the pulse timing only, respectively. The experiments are also performed with normal hearing subjects listening to simulations of CI stimulation. With these experiments we hope to get more insight into the relative potencies of interaural envelope- and fine-structure delay at different electrical pulse rates. Moreover, the results should provide information on the relevance of interaural synchronization in pulse timing. Results of these experiments, which are currently underway, will be presented.

• Effects of interaural time differences in fine structure and envelope on lateral discrimination in bilateral electrical hearing [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  P. Majdak, B. Laback and W.-D. Baumgartner
[A]

Localization of sound sources is partly based on interaural time differences (ITDs). For lower frequencies, the neural stimulation pattern is synchronized to the phase of the carrier signal. Interaural difference of the phase, so called fine structure ITD, is important for determining the lateral position of the sound source. Bilateral cochlear implant (CI) listeners currently use stimulation strategies which encode ITD in the temporal envelope but which do not transmit ITD in the fine structure due to the constant phase in the electrical pulse train. To determine the necessity for encoding ITD in the fine structure, ITD-based lateralization discrimination was investigated with CI listeners and normal hearing subjects at different pulse rates for various combinations of independently controlled envelope ITD and fine structure ITD. Amplitude modulated pulse trains with a modulation rate of 13Hz were used. Results show that the fine structure ITD had the strongest impact on lateralization discrimination at lower pulse rates, with significant effects for pulse rates up to 800 pulses per second. At higher pulse rates, lateralization discrimination depended on the envelope ITD only. It is concluded that bilateral CI listeners benefit from transmitting fine structure ITD at lower pulse rates.

• Effects of interaural delay in ongoing fine structure, onset, and offset in electric and acoustic hearing: Model results [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  B. Laback, P. Majdak and W.-D. Baumgartner
[A]

The relative contributions of interaural time differences (ITD) in the ongoing fine structure and in the gating portions of signals to lateralization discrimination were studied in three cochlear implant (CI) subjects and five normal hearing (NH) subjects listening to an acoustic model of electrical stimulation. The first and last pulse of rectangularly gated pulse trains represented, per definition, the gating portions, and the remaining pulses the fine structure. In experiment I, the stimuli consisted of four pulses of constant amplitude at rates of 100, 200, 400, and 800 pulses per second (pps). Two of the CI listeners showed sensitivity to fine structure ITD up to 800 pps, one CI listener at 100 pps only, and the NH listeners up to 400 pps. The relative contribution of gating ITD, in particular the onset, increased with increasing pulse rate. Experiment III used stimuli with constant durations and loudness adjusted amplitudes across all pulse rates. Up to 400 pps, the sensitivity to fine structure ITD increased and to gating ITD decreased with increasing duration. Most effects were successfully modeled by a multiple looks cross-correlation model, in which ITD information is integrated across time after applying a rate-dependent and subject-specific onset-weighting function.

• Effect of Center Frequency on the Sensitivity to Interaural Time Differences in Filtered Pulse Trains [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Laback and P. Majdak
[A]

Laback et al. (2005) and Majdak et al. (2005) showed that bilateral cochlear implant (CI) listeners lateralize pulse trains based on interaural time differences (ITD) in the fine structure. For three out of four CI listeners, the highest pulse rate showing effects of fine structure ITD was higher than in normal hearing (NH) subjects listening to an acoustic simulation of electric stimulation. This study attempted to verify that the NH listeners' performance was not underestimated by a potentially unfavorable choice of the center frequency of the stimulus (4590 Hz) based on the following hypothesis: if the ringing of the auditory filters limits ITD perception at higher pulse rates, the maximum pulse rate showing significant effects of ITD will increase with increasing center frequency. Rectangularly gated pulse trains carrying ongoing ITD were bandpass filtered, simulating electric hearing. Lateralization discrimination was tested at different pulse rates (200 to 800 pulses per second) and center frequencies (4590, 6490, 9180 Hz). The maximum pulse rates showing significant effects of ITD did not vary with center frequency. It is concluded that the auditory filters of NH listeners do not limit ITD perception in pulse trains for center frequencies down to 4590 Hz. Thus, the comparison between NH and CI listeners in the cited studies appears not to be confounded by the cochlear filters. References: Laback, B., Majdak, P., Baumgartner., W.D. (2005), 28th Midwinter Meeting of the Association for Research in Otolaryngology. Majdak, P., Laback, B., Baumgartner., W.D. (2006), J. Acoust. Soc. Am. 120, 2190-2201.

• 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).

Makarski, M.

• Beschreibung der Schnittstelle Horntreiber - Horn mit Hilfe von Vierpol-Parametern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Behler and M. Makarski
[A]

Die Simulation des Übertragungsverhaltens von Lautsprechersystemen und darauf aufbauend der systematische Entwurf von Lautsprechern beruht im wesentlichen auf der Modellierung des Kleinsignalverhaltens mit Hilfe von Ersatzschaltbildern. Diese Methode ist im Bereich der Tieftongehäusesimulation auch problemlos und mit großer Sicherheit anwendbar. Schon für direkt abstrahlende Wandler (wie z.B. Konuslautsprecher oder Kalotten) versagen diese Modelle, da sie wesentliche Parameter der Schallabstrahlung nicht oder nur auf extrem aufwendige Weise nachbilden können. Eine andere Methode der Systembeschreibung wird mit Hilfe von Vierpolen erreicht, die das Übertragungsverhalten einer im Detail unbekannten Einheit zwischen Eingang zu Ausgang oder umgekehrt unter bestimmten Randbedingungen leisten können. Diese Betrachtungsweise wird z.B. für Mikrofone oder auch US-Wandler gerne verwendet. In dieser Arbeit wurde untersucht, ob es möglich ist, eine Vierpolbeschreibung mit hinreichender Genauigkeit und Allgemeingültigkeit für die im Beschallungsbereich stark verbreiteten Hornsysteme einzusetzen. Hierbei wurde insbesondere nach einer definierten Schnittstellenbeschreibung zwischen dem Wandlersystem (Horntreiber) und dem angeschlossenen akustischen Anpassungglied (Horn) gesucht, wodurch diese vorhandene mechanische Schnittstelle auch für die Modellbildung während der Entwurfsphase zu Verfügung stünde. Es werden die zur Vierpolbeschreibung dieser Klasse von Wandlern angestellten Überlegungen dargestellt und die mit der Modellbildung verbundenen Vereinfachungen und Randbedingungen diskutiert.

• Messtechnische Bestimmung der Vierpolparameter von elektroakustischen Systemen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Makarski and G. Behler
[A]

Die Verallgemeinerung der Beschreibung von Schnittstellen zwischen akustischen und elektrischen Komponenten einer Übertragungskette kann anhand von Vierpolen erfolgen. Dabei ist es unwesentlich, wie der Vierpol im Inneren aufgebaut ist, da durch die parametrische Beschreibung eine vollständige Abstraktion erreicht wird. Voraussetzung ist zum einen, daß es sich um ein LTI-System handelt und eine eindeutige Festlegung der 'Klemmen' vorliegen muß. Die meßtechnische Untersuchung elektroakustischer Wandler wird zumeist von der elektrischen Seite aus durchgeführt. Hierbei wird nur die gerade vorliegende, im Detail unbekannte akustische Belastung des Treibers berücksichtigt. Durch die Vierpolbeschreibung ist es möglich, Rückwirkungen zwischen Eingang und Ausgang vollständig zu erfassen. Zur vollständigen Bestimmung der Vierpolparameter sind daher entweder direkte Messungen der akustischen Impedanz erforderlich oder es müssen zumindest zwei bekannte akustische Lastimpedanzen vorliegen. Weiterhin ist es auf der akustischen Seite eines Wandlers insbesondere am Ausgang eines Hornes nicht selbstverständlich, einen eindeutigen Anschluß an das Schallfeld zu finden, da die Schnittstelle räumlich ausgedehnt ist. Neben der Beschreibung der Meßmethode zur Bestimmung der Vierpolparameter werden exemplarische Messungen an einigen Horntreibern und Hörnern vorgestellt.

• Messungen von Transferimpedanzen für die Wälzlagerdiagnose [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Makarski and K. Reitz
[A]

Herkömmliche Verfahren zur Wälzlagerdiagnose nutzen Körperschallmessungen, um anhand empirischer Methoden die Art und den Grad eines vorliegenden Schadens zu erkennen. Für die vorausschauende Instandsetzung von komplexen Maschinen ist es jedoch notwendig, bereits bevor ein Schaden vorliegt, eine Aussage über die Restlebensdauer des Lagers zu machen. Da sich der Verschleiß eines Wälzlagers durch die Änderung der Rauhigkeit und Beschaffenheit der Lagerlauffläche äußert, muss für die vorausschauende Instandsetzung während des Betriebs die Oberflächenrauhigkeit des Lagers überwacht werden. Mit physikalischen Modellen kann die Körperschallemission von rollenden Körpern in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit der Lauffläche, Rollgeschwindigkeit etc. berechnet werden. Für die Anwendung solcher Modelle an realen Maschinen sind zwei Voraussetzungen unbedingt zu erfüllen: Die Transferimpedanz vom Ort der Anregung zum Ort des Körperschallaufnehmers muss bekannt sein und es muss für die Diagnose sicher gestellt sein, dass das aufgenommene Körperschallsignal vom zu überwachenden Lager dominiert wird. Es wird ein Verfahren vorgestellt, wie die Transferimpedanz bei eingebautem Lager exakt nach Betrag und Phase bestimmt werden kann.

• Horndesign und Hornoptimierung mittels BEM [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Makarski
[A]

• Vierpolbeschreibung von dynamischen Schallwandlern [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Makarski
[A]

Die Dimensionierung von Lautsprechergehäusen basiert auf der Kenntnis der Ersatzschaltbildgrößen des einzusetzenden Schallwandlers. Die Genauigkeit berechneter Schalldruckfrequenzgänge ist somit abhängig von der Gültigkeit des verwendeten Ersatzschaltbildes und der ermittelten Ersatzgrößen. Fehler in der Modellbildung treten z.B. dann auf, wenn frequenzabhängige Verluste nicht berücksichtigt werden oder wenn die Nachgiebigkeit der Membranaufhängung als frequenzunabhängig angenommen wird. Eine alternative Beschreibungsform ermöglicht die Vierpoltheorie. Dabei wird der Schallwandler als ''Blackbox'' nur anhand seiner elektrischen und ''akustischen'' Anschlüsse mittels gemessener Vierpolparameter charakterisiert, wodurch alle Eigenschaften eines linearen Systems abgebildet werden. Beide Beschreibungsformen - Ersatzschaltbild und Vierpol - werden gegenübergestellt und Anwendungen der Vierpolbeschreibung aufgezeigt.

• On the Velocity Distribution at the Interface of Horn Driver and Horn [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Makarski
[A]

For numerical simulations (boundary element method) of horns, the distribution of velocity or pressure at the horn throat is required as boundary condition. For frequencies below the first higher order mode, a plane wave approach is assumed as correct. Usually, the plane wave approach is also used for the higher frequencies as the shape of the wave front radiated by the horn driver is not known. This can cause an error in simulation results, e.g. the simulated directivity may deviate from a measured directivity. To improve the accuracy of numerical simulations, a specific distribution of velocity has to be used. To achieve more information about the required pressure and velocity conditions, the pressure distribution of different horn driver/horn combinations is measured at the interface between horn driver and horn. It is investigated if a wave front can be synthesized from these measurements that allows a more precise description of the interface horn driver/horn. Measurements and simulations using different velocity distributions are compared in order to verify this method.

• Untersuchung der Gehäuseschwingung bei Tieftonlautsprechern [DAGA 2005 (München)]
  G. Behler, M. Makarski and O. Strauch
[A]

Der Stabilität von Lautsprechergehäusen wird in der Regel von Seiten der Kunden aber auch der Hersteller eine große Bedeutung beigemessen. Gehäuseaufbauten mit gewaltigen Wandstärken wird eine höhere Klangqualität zugebilligt, als dünnwandigen Gehäusen. Wie stark der Einfluß der Gehäuseschwingung auf den Klang ist, kann objektiv nur schwer abgeschätzt werden. Messtechnische Untersuchungen liegen kaum vor, da die benötigte apparative Ausstattung teuer und der Messaufwand beträchtlich ist. In der hier vorgestellten Untersuchung wurde ein Tiefton-Lautsprecherchassis in Gehäusen mit stark unterschiedlichen Stabilitäten betrieben und die Gehäuse sowie die Membran laservibrometrisch untersucht. Mit Hilfe der BEM wurde die Abstrahlung der einzelnen Gehäusewandungen separat von der Membranabstrahlung berechnet. Hierdurch konnten die für den Klang beteiligten Einflußfaktoren unabhängig voneinander untersucht und dargestellt werden. Die so gefundenen Ergebnisse können als Frequenzgänge beurteilt werden. Noch interessanter ist allerdings die Möglichkeit, Impulsantworten für die unterschiedlichen Beiträge zu berechnen und diese mit Hilfe von geeigneten Klangbeispielen zu auralisieren.

• Wie wirken Moden höherer Ordnung am Horntreiberausgang auf die Schallabstrahlung von Hornlautsprechern? [DAGA 2005 (München)]
  M. Makarski
[A]

Messungen der Schnelleverteilung am Übergang vom Horntreiber zum Horn haben ergeben, dass der ebenen Welle Moden höherer Ordnung überlagert sind. Einsatzfrequenz und Amplitude variieren und sind vor allem vom untersuchten Treibertyp abhängig. Um quantitative Aussagen über die Partizipationsfaktoren machen zu können, wurden die Messdaten durch eine modale Dekomposition weiter untersucht. Die modale Basis wird durch das Modensystem des schallhart begrenzten zylindrischen Rohres gebildet.

Für die Wirkung auf das Schallfeld einer Mode sind drei Kriterien von Belang: 1. Wieviel Leistung kann durch eine Mode übertragen werden? 2. Wie ist diese Leistung im Schallfeld verteilt? 3. Wie groß ist der Partzipationsfaktor in Bezug auf die Fundamentalmode?

Es werden erste Ergebnisse und Schlussfolgerungen präsentiert.

• Untersuchung der modalen Parameter von Horntreibern und Hörnern [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  O. Strauch and M. Makarski
[A]

Die Anwendung der bekannten Vierpolbeschreibung auf das akustisch gekoppelte System Horntreiber/Horn ermöglicht es beide Systeme an der gemeinsamen Schnittstelle aufzutrennen. Aufgrund der Eindimensionalität der Beschreibung kann die akustische Schnelleverteilung am Übergang Treiber/Horn nicht allgemein erfasst werden. Die Anwendbarkeit dieser Methodik, basierend auf einer ebenen Welle im Übergang, wurde bereits gezeigt und für einen beschränkten Frequenzbereich statistisch abgesichert.

Die Grenzen dieses Verfahrens zeigen sich insbesondere im höheren Frequenzbereich, in dem die Abstrahlung der Systeme von höheren Moden dominiert wird. Um die Einschränkungen durch die Vierpolbeschreibung zu umgehen, soll ein modales Mehrtor eingeführt werden. Die Beschreibung ist dann für beliebige Schnelleverteilungen im Übergang Treiber/Horn durch ein System von orthogonalen Eigenfunktionen möglich. Für die mehrdimensionale Beschreibung des Systems Horntreiber/Horn sind die modalen Parameter von Horntreiber und Horn zu bestimmen. Es werden erste Ergebnisse aus Messreihen sowie Simulationen präsentiert.

• Simulation von harmonischen Verzerrungen in Hörnern mit einem erweiterten BEM Post-processing [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Makarski
[A]

Die Boundary Elemente Methode ist ein etabliertes Verfahren für die Berechnung der linearen Eigenschaften von Hörnern. Darüber hinaus ist es in der Entwicklungsphase neuer Geometrien natürlich wichtig auch über nichtlineare Verzerrungen quantitative Informationen zu haben. Da nach einer BEM-Simulation alle linearen Eigenschaften des Feldraumes mit einem schnellen Post-processing berechnet werden können, entstand die Idee aus den linearen Schallfelddaten eine Abschätzung über die Verzerrungsprodukte der sich im Horn ausbreitenden Schallwelle zu berechnen.

Im ersten Schritt wird entlang der Hauptabstrahlachse der Verlauf des linearen Schalldrucks berechnet. Nun wird für jeden Feldpunkt aus dem Schalldruck der Grundwelle eine Abschätzung der Harmonischen berechnet. Diese Abschätzung kann aus der eindimensionalen Schallfeldgleichung für adiabatische Zustandsänderungen hergeleitet werden. Diese so gewonnenen harmonischen Quellenterme müssen schließlich entlang der berechneten Feldpunktlinie, mit den Übertragungsfunktionen entsprechender Frequenz gewichtet, aufsummiert werden. Diese Gewichtung korrigiert den Fehler der eindimensionalen Abschätzung der harmonische Verzerrungsprodukte und berücksichtigt somit die dreidimensionale Verteilung der Schallleistung der harmonischen Verzerrungen im Feldraum.

Als Anwendung kann z.B. der Schalldruck bei einer definierten maximalen Verzerrungsgrenze simuliert werden (Max-SPL). Da die Simulation keine Eigenschaften der Schallquelle berücksichtigt, stellt das Ergebnis die physikalisch maximal erreichbare Leistung der Horngeometrie dar. Es kann aber auch zusätzlich ein Verzerrungsterm für einen realen Treiber verwendet werden, um die nichtlinearen Eigenschaften der Schallquelle zu erfassen.

Aus dem Vergleich von Simulations- und Messergebnissen ergibt sich, dass dieses Verfahren trotz seiner Einfachheit zu genauen Ergebnissen führt und somit die Entwicklung neuer Horngeometrien maßgeblich unterstützt.

• 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.

• Simulation von Hornlautsprechern mit BEM und dem modalen Quellimpedanzmodell [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  O. Strauch and M. Makarski
[A]

Die Simulation von Horngeometrien mit der Boundary Elemente Methode ist ein etabliertes und inzwischen vielfach angewendetes Verfahren. Dabei wird zunächst eine ebene Welle als Anregungssignal für die Berechnung der Abstrahleigenschaften verwendet. Diese Berechnung liefert gute Ergebnisse für die Frequenzbereiche, in denen höhere Schwingungsformen vom Horntreiber nur unwesentlich abgestrahlt werden. Für höhere Frequenzen dominieren diese Moden jedoch sowohl den Frequenzgang als auch die Form der räumlichen Abstrahlung der Treiber-Horn-Kombination. Daher kann zusätzlich die Hornhalsimpedanz sowie das räumliche Abstrahlverhalten für die einzelnen Moden mit BEM simuliert werden. Entscheidend für die korrekte Summierung der Einzelmoden zum Gesamtschallfeld ist die Bestimmung der komplexen Partizipationskoeffizienten für die jeweilige Treiber-Horn-Kombination.

Die Bestimmung dieser Koeffizienten erfolgt nach einem modalen Quellimpedanzmodell. Der modale Quelldruck des Treibers sowie die modale Quellimpedanz werden durch ein Scanning-Messverfahren an bekannten akustischen Randbedingungen ermittelt. Zusammen mit der simulierten modalen Hornhalsimpedanz kann so die Schallschnelle am Hornhals unter Berücksichtigung aller an der Abstrahlung beteiligten Moden bestimmt und als Randbedingung für die Schallfeldsimulation verwendet werden. An verschiedenen Beispielen wird das Verfahren angewendet und mit Messungen hinsichtlich Frequenzgang und Srahlbreite verglichen.

• 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.

Malinski, M.

• Temperature distribution and its influence on piezo-PAS characteristics. Theoretical approach [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Malinski
[A]

In this paper the general temperature distribution equation describing the temperature alongside the thickness of a sample on the insulating backing is presented T(x,b,l,a,f,l) where l is the thickness of a sample, x is the coordinate 0£ x £ l , b is the optical absorption coefficient of the sample, a is the thermal diffusivity of the sample, f-frequency of the modulation of the beam of light, l- is the thermal conductivity. This equation describes the most general case of the temperature distribution and it's shown that in this sense it can be treated as a 'mother equation' of all temperature distributions of practical interest in the literature concerning PAS problems met in the microphone and piezo detection. For example T(0,b,l,a,f,l) is so called Temperature Front equation T(l,b,l,a,f,l) is the temperature Rear one (Benett & Patty), T(0,y,l,a,f,l) and T(l,y,l,a,f,l) are well known Temperature Front and Rear equations for optically opaque materials and T(0b,y,a,f,l) is so called Uzafe's temperature equation to mention but a few. They can be treated as special cases of the general temperature distribution equation presented. What's more important this equation gives the exact temperature distribution alongside the sample i.e. the distribution of the instantaneous temperature in any moment of time as also distribution of the amplitude and phase of the temperature. These temperature distributions are illustrated by the presented diagrams. They are very important as they are necessary for the computations of the piezo-PAS spectra where the measured signal depends among others on the temperature distribution in the sample. Examples of the piezo-PAS spectra computed for diferent temperature distributions in the frame of the proposed modified Jackson-Amer equation are presented and discussed too. The theoretical computations concerning both amplitude and phase piezo-PAS spectra were experimentally checked for the series of semiconductor compounds and the comparison is presented in the paper. The comparison of the theory and experiment proves the correctness and usefulness of the model in the study of optical parameters of semiconductor materials.

• Interpretation of the piezo-PAS spectra of AII-BVI compounds with a modified Jackson-Amer equation [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Malinski, J. Zakrzewski and H. Meczynska
[A]

Piezo PAS spectra are difficult for interpretation because they depend on many physical and experimental factors. One of the essential factors is the temperature distribution in the sample and the other is the correct equation describing the piezo PAS signal being among others the function of the above mentioned General Temperature Distribution Equation (GTDE). This paper presents the example characteristics of piezo-PAS spectra of the series of AII-BVI compounds and obtained fitting of the theoretical characteristics to the experimental results. The theoretical characteristics were computed with the general temperature distribution equation and modified Jackson-Amer equation. The presented results comprise the following AII-BVI compounds: CdSe,CdZnMgSe,ZnTe,ZnSe,ZnMgSe,ZnBeSe. Both the experimental and theoretically obtained amplitude and phase spectra of these compounds are presented. In all cases the fitting parameters of the model are listed and the spectral distributions of the optical absorption coefficient of these compounds are presented and discussed. It is shown that for all experimental samples it was possible to extract all optical parameters necessary for description of the optical absorption spectra i.e. Eg, Ao,bo,g. The correlation of the experimental results and theoretical characteristics proves that the model of the piezo-effect presented in this paper is correct and is a useful tool for further applications in the field of investigations of other semiconductor materials of interest.

• The influence of the quality of CdTe surface on the photoacoustic characteristics [DAGA 2002 (Bochum)]
  L. Bychto and M. Malinski
[A]

In this paper the results of the photoacoustic spectral studies of CdTe samples are presented and discussed. Two models (thermally thick and optically thick sample - model of Ouzafe and finite dimension approximation - model of Bennett and Patty) do not explain experimentally obtained amplitude and phase characteristics for the wavelengths of the exciting light below energy gap of the CdTe (830nm). So, for the purpose of interpretation of the experimental results the following thermal models were checked. 1) Model of electron traps or metastable states. The influence of the excited metastable states that could be present in the volume of CdTe samples on the frequency domain amplitude and phase characteristics was checked. The results of computations show the phase of the PA signal as a function of the frequency of modulation in the case when the PA signal is the complex superposition of the fast and slow contributions. This approach was not successful as it predicts the shift of the phase towards -180 deg instead -70 deg. The phase characteristics were examined in the wide range of parameters but the results can not be explained in the frame of this model. 2)The model of a thin thermally insulating semitransparent layer on the thick CdTe sample. In this model some part of the exciting intensity of light is absorbed in the surface of the oxide layer and some part of the intensity is absorbed in the volume of CdTe. The PA signal in this case is the complex superposition of the two contributions. This model explains not only qualitatively but also quantitatively all the experimentally obtained frequency and spectral characteristics. The coincidence of the theoretically obtained curves and experimental results is the proof that an oxide layer can be responsible for the changes of the characteristics which were observed in an experiment. The mathematical character of the first contribution was established.

• The comparison of sensivities of different photoacoustic approaches in the field of determination of the thermal diffusivity [DAGA 2002 (Bochum)]
  L. Bychto and M. Malinski
[A]

In this paper the analysis of the sensitivity of different frequency domain photoacoustic approaches on the changes of the thermal diffusivity of the measured material is shown and discussed. From the point of view of determination of the thermal diffusivity from the frequency domain amplitude and phase characteristics the range of frequencies applied is one of the most important factors that determines the accuracy of its determination. The optimal range of the frequancies applied is determined by first of all the thermal diffusivity of a measured material and its thickness by the characteristic frequency f0=a/(2pd2). The sensitivity of a given approach is estimated from the equation: where p is in the range p=fo50%fo.The sensitivity was analysed in the three ranges of the modulation frequencies: a)0.1f0ff1.5f0;c)f0fff

Maly, T.

• Testaufgaben zur Qualitätssicherung von Schalltechnik-Software [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Liepert, T. Maly, U. Möhler and J. Plundrich
[A]

Im Auftrag des Umweltbundesamtes wurden Testaufgaben für Schalltechnik-Software entwickelt. Die Aufgaben prüfen sowohl die richtlinienkonforme Umsetzung der Berechnungsvorschriften, als auch die Kompatibilität der Software-Produkte untereinander mittels QSI-Datenformat nach DIN 45687. Es wurden zwei verschiedene Typen von Testaufgaben entwickelt. Für die Berechnungsvorschriften RLS-90 und DIN ISO 9613-2 wurden Testaufgaben geringer Komplexität entwickelt. Diese bilden in der Praxis häufig anzutreffende Situationen ab, die dem Anwender Schwierigkeiten bei der regelkonformen Umsetzung in Software-Produkten bereiten. Die Testaufgaben wurden in Tabellenkalkulationsprogrammen umgesetzt und ein Ergebnisbereich ermittelt, der die im Rahmen der regelkonformen Berechnung möglichen Schwankungen angibt. Der zweite Typ ist eine Testaufgabe hoher Komplexität, in der die Ausbreitungsrechnung mehrerer und unterschiedlicher Schallquellen in einer komplexen Umgebung (Bebauung, Dämme, Schallschutzwände usw.) geprüft wird. Die Komplexität der Testaufgabe lässt eine ''händische'' Überprüfung der Ergebnisse nicht zu. Es werden daher die Ergebnisbereiche, die mit den in Deutschland gängigen Software-Produkten ermittelt wurden, dargestellt. Die bei der Umsetzung der Testaufgaben aufgetretenen Schwierigkeiten und Interpretationsspielräume werden diskutiert. Zudem wird über die Erfahrungen beim Datenaustausch im QSI-Datenformat berichtet.

Mammen, H.-T.

• 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.

Manfredi, M.-J.

• Low boom airplane design process at Dassault Aviation
  Z. Johan, M.-J. Manfredi, N. Héron and M. Ravachol
[A]

Dassault Aviation as civil aircraft manufacturer studies the feasibility of a supersonic business jet and tries to federate in an Integrated Project (HISAC call2) the European competencies to answer to the problems of noise, emissions and sonic boom. One of the methodologies used to predict this last constraint consists of using CFD results as inputs for a propagation code based on a ray-tracing algorithm. This method was used in a 5th PCRD project (SOBER) and is part of a design toolbox dedicated to the evaluation and/or to the optimization of supersonic aircraft. For the low boom design process, sonic boom wave forms are given as input criteria of an optimisation loop. We will present during this meeting some results obtained using this approach: sonic boom levels are predicted as a function of aircraft shapes, flight conditions or manoeuvers. The inverse problem will also be looked at. This presentation will also highlight some numerical difficulties as the pertinence of sonic boom evaluations depends strongly on what is extracted from the flow computation. CFD results have to be assessed according to the numerical scheme or mesh refinement. Trade-offs have to be made when it comes to extracting a pressure distribution from the CFD results: One would want to extract the pressure as close to the airplane as possible since this is the zone where the CFD results have undergone the lesser numerical diffusion. Unfortunately, the equations solved for the propagation are not correct in the vicinity of the aircraft.

Manhart, M.

• Strömungsverhältnisse porösen Asphaltschichten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Haselbauer and M. Manhart
[A]

Offenporige Asphalte (OPA) werden in der Praxis häufig wegen ihrer lärmabsorbierenden Wirkung eingesetzt. Aufgrund von Verschmutzung nimmt diese Wirkung jedoch bereits nach kurzer Zeit ab, so dass man versucht, mittels Reinigung die Ausgangssituation wieder herzustellen. Die heutigen Reinigungsmethoden erweisen sich jedoch als ineffektiv, vor allem bei Asphalten höheren Alters.

In offenporigen Asphaltschichten kommt es aufgrund von Regen und Befahrung zu Luft- und Wasserströmungen, die zu Transportvorgängen von Schmutzpartikeln im Porengerüst führen. Um die Verschmutzungsmechanismen im offenporigen Asphalt zu verstehen, und um ein mögliches Reinigungsverfahren zu erarbeiten, werden am Fachgebiet Hydromechanik der Technischen Universität München numerische Simulationen und Laborexperimente durchgeführt. OPA stellt ein poröses Medium dar. Bei der Berechnung der Strömungsverhältnisse in der Fahrbahnplatte kann der poröse Asphalt im allgemeinen als homogenes Medium betrachtet werden, um die physikalischen Vorgänge bei Befahrung durch Verkehr oder bei Langregenereignissen zu untersuchen. Wird die Porenstruktur jedoch so fein aufgelöst, dass die Strömung in den Porenräumen berechnet werden kann, können Verschmutzungsmechanismen im OPA analysiert und Transportmodelle für Schmutzpartikel entwickelt werden.

Manley, G.

• Viele Wege führen nach Rom: Die Evolution des Gehörs der Wirbeltiere [DAGA 2005 (München)]
  G. Manley
[A]

Wirbeltiere haben im Kopf drei paarige Sinnesorgane, die Nasenepithelien, die Augen und das Innenohr. In der frühen Evolution der Wirbeltiere, als Augen und Nasen schon gut ausgebildet waren, war das Innenohr noch ausschliesslich ein vestibuläres Organ ohne dediziertes Hörepithel. Das Gehör war also das letzte der großen Sinnessysteme des Wirbeltierkopfes, das seine formative Evolution vollzog und diese Tatsache hatte weitreichende Konsequenzen. Obwohl ein Hörepithel anscheinend schon da war, als die Wirbeltiere das Land eroberten, hat es weitere 120 Millionen Jahre gedauert, bis ein leistungsfähiges Mittelohr dazu kam. Bis zu jenem Zeitpunkt konnten Landwirbeltiere vermutlich nur laute, tieffrequente Schalle wahrnehmen. Diese sog. tympanischen Mittelohren entwickelten sich gleichzeitig und unabhängig voneinander in mehreren Gruppen der Wirbeltiere - und dienten in allen Fällen als Auslöser einer beschleunigten Evolution der Hörepithelien im Innenohr. Dieser Schritt fand also relativ spät in der Wirbeltier-Evolution statt, zu Zeiten, als die Hauptgruppen der Landwirbeltiere sich schon von einander gespalten hatten. Dies bedingte, dass die weitere Evolution des Gehörs bei Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren voneinander völlig unabhängig war und das jeweilige ''End''ergebnis ist verschieden. Das Mittelohr moderner Landwirbeltiere, aber vor allem das Innenohr, zeigen gruppenspezifische Morphologien. Trotz dieser großen anatomischen Vielfalt ist die Hörleistung - die Fähigkeit verschiedene Frequenzen wahrzunehmen und zu unterscheiden - der unterschiedlichen Gruppen erstaunlich ähnlich.

Manners, A.P.

• On the Simulation of Electro Pneumatic Transducers [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Jakob and A.P. Manners
[A]

This paper presents numerical simulations of the flow and acoustic fields of an Electro Pneumatic Transducer (EPT) which is a device for generating an acoustic field by passing air through a set of holes in a pair of plates and oscillating one plate relative to the other in order to change the effective flow area. A recent paper [A. Jakob, M. Möser, Nonlinear Models of Electro Pneumatic Transducers for use in Feedforward Active Noise Control Schemes, Active 2006, Adelaide] considered an EPT as part of an active noise control project but the acoustic response of the tested EPTs proved to be significantly nonlinear. In order to improve the overall control model a better model for the sound source component is required and is the focus of the work presented here. A Large Eddy Simulation model is used to study the detailed flow through the device and the corresponding acoustic field is determined via an acoustic analogy.

• The Numerical Simulation of an ElectroPneumatic Transducer
  J.-W. Nam and A.P. Manners
[A]

The paper presents numerical simulations of the flow and acoustic fields of an ElectroPneumatic Transducer (EPT) and is a continuation of work reported last year in paper [A. Jakob & A.P. Manners, On the Simulation of ElectroPneumatic Transducers, DAGA 2007, Stuttgart, Germany]. The EPT generates an acoustic field by passing air through a set of holes in a pair of plates with one plate oscillating relative to the other in order to change the effective flow area. The ultimate objective of the work is to provide an acoustic model simple enough to serve as part of an active control model.

The earlier work reported poor results using an acoustic analogy based on the assumption of quasi-steady, incompressible flow because of the presence of an acoustic resonance. The current work considers simulations using an unsteady, two-dimensional, moving grid, compressible flow model as the basis for deriving improved models for use in the control scheme.

• The Numerical Simulation and Measurement of a Schroeder Diffuser [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Yang and A.P. Manners
[A]

Number theoretic diffusers have been widely used in architectural acoustics in the design of concert halls and listening rooms in order to improve acoustic diffusion and increase acoustic absorption. This paper studies the diffusive and absorptive performance of a periodic Schroeder diffuser using a range of numerical approaches and compares against measurements. The numerical methods considered to simulate the acoustical diffusion are the Boundary Element Method (BEM), Finite Element Method (FEM) and Finite Difference Method (FDM). The absorption and diffusion combined are simulated using a FDM for the full Navier-Stokes equations.

Manschitz, M.

• Passive Akustikmaßnahmen und Wärmemanagement – Gegensätze oder Synergien? [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Manschitz
[A]

Autos mit Dieselmotorisierung fehlt vor allem bei Kunden im Premiumsegment die soziale Akzeptanz im Außenstandgeräusch. Insbesondere ist der Diesel im US Markt im Gegensatz zum Europäischen Markt neben vielen Faktoren auch wegen der nachteiligen Akustik bei der Hotelanfahrt oder langsamen Abfahrt trotz geringerem Verbrauch und besseren Fahrleistungen noch schwach vertreten.

Für die Geräuschminderung an Dieselfahrzeugen sind aktive Maßnahmen am Motor passiven Maßnahmen im Motorraum vorzuziehen. Leider kompensieren höhere Abgasnormen und leistungsstärkere Motoren dieses Ziel immer wieder. Motorraumkapseln im Unterboden, im Radhaus und zur Fahrzeugfront, sowie Abdichtungen der Frontklappe gehören heute zum Stand der Technik. Motorraumabsorber oder akustisch wirksame Hitzeschilder wurden in den letzten Jahren weiter verbessert.

Für das Ziel das Dieselgeräusch akustisch dem benzinbetriebenen Fahrzeug gleichzustellen reichen herkömmliche Kapselmaßnahmen nicht mehr aus. Ein höherer Schließungsgrad des Motorraums stand bislang aber im Gegensatz zur thermischen Betriebsicherheit im Motorraum.

In den letzten Jahren hat sich herausgestellt, dass Akustikkapseln nicht nur zur Verbesserung der Aerodynamik beitragen, sondern auch die Warmlaufphase des Motors optimieren. Letzteres bedeutet eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen - beides sind wesentliche Vorteile für den Kunden und bei der Typzulassung.

Die BMW AG entwickelt derzeit multifunktionale Kapseln des Motorraums. Die Verbrauchseinsparung ergibt sich durch eine Abkühlverzögerung nach dem Abstellen des Fahrzeuges nach Fahrt. Die Abkühlverzögerung erwirkt einen Anstieg der Starttemperatur des Motors bei mittleren Abstellzeiten. Weitere Funktionen der Kapsel beinhalten einen besseren thermischen Komfort für den Kunden, verbesserte Aerodynamik und eben nicht zuletzt wiederum der Akustik.

Sind also Akustikmaßnahmen immer nur Gegensätze zur thermischen Betriebssicherheit oder bieten sie auch Synergien?

Manthey, W.

• Optimierung des Multiband-Excitation-(MBE)-Verfahrens für den Einsatz in der Sprachsynthese [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Kordon and W. Manthey
[A]

Moderne Sprachsyntheseverfahren arbeiten mit Spracheinheiteninventaren auf Zeitfunktions- basis, wobei zunehmend größere Einheiten (z.B. Silben oder Wörter) verwendet werden. Das damit verbundene Anwachsen des Speicherbedarfs für das Spracheinheiteninventar sowie Einschränkungen herkömmlicher Verfahren bei prosodischen Manipulationen direkt in der Zeitfunktion erfordern den Einsatz entsprechender Präsentationsverfahren für das Sprachein- heiteninventar. Neben den aus der Audiosignalcodierung bekannten perzeptiven Verfahren bieten sich dafür Breitbandverfahren aus der nachrichtentechnischen Sprachcodierung an. Als besonders leistungsfähig hat sich dabei das Multiband-Excitation-(MBE)-Verfahren heraus- gestellt, bei dem auf der Basis eines konventionellen Anregungs-Bewertungsmodells eine spek- tralabhängige Mischung aus stimmhaftem und stimmlosem Anregungssignal verwendet wird. Der Beitrag beschäftigt sich mit dem Einsatz des MBE-Verfahrens in einem Text-to-Speech- Sprachsynthesesystem auf Diphonbasis, wobei der Vergleich von Verfahren zur Bestimmung der spektralen Hülle, die optimale Kanalaufteilung des Anregungssignalspektrums sowie die Gegenüberstellung von binären und mehrstufigen Wichtungen der kanalspezifischen stimm- haft-/stimmlos-Anregungssignale im Vordergrund stehen.

Manvell, D.

• Optimising Ergonomic and Acoustic Design of Hand-held Sound Level Meters [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Simpson, D. Manvell, L. Kroman, H. Larsen and E. Olsen
[A]

Hand-held instruments are, by their very nature, used in the hand by humans. Genetic mechanisms make sure that all humans and their hands are different; not an ideal situation for a hand-held instrument designer who would prefer clones with the same outlook in life. However, in recognition of the fact that individuality exists, a research group investigated the expectations of potential and current hand-held instrument users, and the findings were used to construct a new form of sound level meter (SLM).

The paper describes how a series of 'Panel of Experts' workshops were used to arrive at two central demands from users for hand-held instrument design - robustness (proof against dust, water, humidity etc.) and practicality in all work situations - and how these demands were used, via physical and mathematical modelling tools, as guides to optimise the often conflicting ergonomic design and IEC 61672 acoustic performance criteria. This paper also describes how, through the use of new shapes and materials, an SLM was created to fulfil the design goals to make it easier, quicker and safer for all user groups to conduct measurement assignments.

• Geometric Post-Processing of GIS Data for Noise Mapping [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Stapelfeldt and D. Manvell
[A]

GIS data can help generate acoustic models. But this data has typically been collected without any consideration of the demands placed by acoustic calculations. Therefore, in many cases, efficient post-processing of geometry and attribute information turn out to be essential. Various aspects of this process will be addressed using actual case studies: * Bringing data into the proper shape (generating building polygons from single vertices, etc.) * Terrain models: Contour lines vs. ridge models, reconstructing a given topography to defined planned situations (for example, fitting a new highway in a landscape,) * Methods of converting 2-d models into 3-d models (interpretation of height attribute information, Laser scan data, use of textual height information, etc.) * Checking geometric integrity (duplicate objects, source polygons with forward-backward digitising resulting in double emission, etc.) * Merging geometry of differing quality, and the inheriting of attributes * Simplification of geometry When aiming at the exclusive use of commercial GIS tools for data pre-processing limitations of light versions have to be considered.

Marasek, A.

• Photoacoustic study of Zn1-xBexTe mixed crystals [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Zakrzewski, F. Firszt, S. Legowski, H. Meczynska and A. Marasek
[A]

The physical properties of mixed crystals II-VI of binary compounds with Be chalcodenides are of significant interest for their potential applications in technology of green semiconductor laser [1]. Zn1-xBexTe mixed alloy is very attractive among these materials for p-cladding layers of ZnCdSe/MgZnCdSe lasers on InP. ZnTe has the band gap of 2,26eV at room temperature and its band structure is of direct optical transition type, BeTe has band gap 4,1eV and high energy for defect generation. Mixed Zn1-xBexTe (0x

Marburg, S.

• Zur Regel von den sechs Elementen pro Wellenlänge bei BEM [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Marburg
[A]

Mit der Entwicklung moderner numerischer Verfahren zur Lösung struktur-akustischer Randwertprobleme und den immer schnelleren Computern ergibt sich nun auch die Möglichkeit, Strukturen akustisch optimal auszulegen. Als zugehörigen Optimierungsverfahren eignen sich Gradientenverfahren, deren Grad der Effizienz stark an den Aufwand zu Bestimmung der Sensitivitäten gekoppelt ist. Mit einer sogenannten halbanalytischen Sensitivitätsanalyse lassen sich diese Werte gerade für eine große Zahl von Parametern verhältnismäßig schnell finden. Dem theoretischen Teil folgt eine kleine Präsentation zur Leistungsfähigkeit der Strukturoptimierung bei der Gestaltmodifikation von Karosserieblechen.

• Effiziente Gestaltoptimierung von Karosserieblechen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

In Vorträgen zur numerischen Akustik und in den weit verbreiteten Computerprogrammen wird häufig die Faustregel von sechs Elementen pro Wellenlänge genannt. Im allgemeinen sind dabei Elemente mit stückweise linearen Ansatzfunktionen gemeint. Hierin wird diese Regel an Beispielen untersucht und diskutiert. Weiterhin werden die stückweise linearen Ansätze mit stückweise konstanten und entsprechend quadratischen Ansätzen verglichen. Es zeigt sich dabei, daß mit quadratischen Ansätzen unter Umständen erhebliche Effizienzgewinne gegenüber linearen Elementen verzeichnet werden können. In bestimmten Fällen sind konstante Elemente den linearen sogar überlegen.

• Akustische Strukturoptimierung in der Karosserieakustik [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

In den vergangenen Jahren wurden eine Reihe von Arbeiten zur akustischen Strukturoptimierung publiziert. Viele dieser Artikel wurden auf den Bereich der Karosserieakustik fokussiert. Meist wurden Schalendicken optimiert. Neben diesen Arbeiten zeigte sich vor allem die optimale Einstellung der Geometrie von Blechen als eine Ressource, um das Geräusch im Komfortbereich zu regeln. In diesem Vortrag sei anhand von Beispielen die Leistungsfähigkeit der Strukturoptimierung in der Karosserieakustik diskutiert und demonstriert.

• Strukturakustische Optimierung von Platten und Schalen [DAGA 2002 (Bochum)]
  D. Fritze, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Mit der Entwicklung schneller numerischer Verfahren bietet sich die Möglichkeit, die Schallabstrahlung von Platten und Schalen in den Außenraum effizient zu bestimmen. Um die Konstruktion leiser Bauteile zu ermöglichen, kann somit die Schallabstrahlung simuliert werden. Wird die Geometrie der Schale modifiziert, kann diese Struktur hinsichtlich einer minimalen abgestrahlten Schalleistung optimiert werden. Hierzu werden Konzepte der Parametrisierung entwickelt. Man unterscheidet grundsätzlich die geometrie- basierte Parametrisierung und die direkte Modifikationen des Finite-Elemente-Modells. Soll die abgestrahlte Schalleistung als akustische Größe bewertet werden, müssen für die Optimierung Zielfunktionen unter bestimmten Kriterien definiert werden. Einerseits soll die Optimierungsrechnung leicht handhabbar bleiben und zum anderen müssen konstruktiv sinnvolle Ergebnisse erzielt werden können. Für den Konstrukteur solcher Bauteile (z.B. Karosseriebleche) werden somit Richtlinien geschaffen, die es ihm ermöglichen, in einer frühen Entwicklungsphase die akustische Qualität seiner Konstruktion einzuschätzen und gezielt zu beeinflussen.

• Schalldruckberechnung an Strukturen unter direkter Nutzung eines gegebenen FE-Struktur-Netzes [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Schneider, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Im Zuge des verstärkten Umweltschutzes gewinnen Schallfeldberechnungen mehr und mehr an Bedeutung. Vor allem für Außenraumprobleme bietet sich zur Berechnung die Randelementemethode an. Diese liefert in ihrer Standardformulierung vollbesetzte Matrizen, was ihren Einsatz auf Probleme mit relativ wenigen ( 10.000) an Unbekannten. Mit den von uns verwendeten sogennanten Schnellen Verfahren sind wir in der Lage diese Oberflächennetze und die darauf gegebenen Randbedingungen direkt einer Schalldruckberechnung mittels Randelementemethode zuzuführen.

• Strukturakustische Optimierung von Schalengeometrien [DAGA 2003 (Aachen)]
  D. Fritze, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Vibrierende Schalenstrukturen können bereits durch geringe Modifikationen erfolgreich in ihrer Geometrie optimiert werden, um die Schallabstrahlung passiv zu mindern. Im numerischen Prozeß der gradientenbasierten Optimierung muß für die Sensitivitätsanalyse die größte Rechenzeit erbracht werden. Für große Modelle, d.h. große Systeme, und einer Vielzahl an Designvariablen erscheint die Bestimmung der Gradienten mit Hilfe finiter Differenzen als zu zeitaufwendig. Die halbanalytische Berechnung der Sensitivitäten sowohl für die Struktur als auch das Fluid erbringt daher deutlichen Gewinn, wenn die Gradienten zudem über adjungierte Operatoren bestimmt werden. Es wird ein Konzept vorgestellt, welches die Schalenstruktur parametrisiert, sowie die schnellere Senstitivitätsanalyse ermöglicht. Als Zielfunktionen der strukturakustischen Optimierung werden Schalldrücke an Innenraumpunkten oder für Außenraumprobleme die abgestrahlte Schalleistung verwendet.

• 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.

• Berechnung der Schallleistung von offenen Strukturen über Frequenzbereiche mit Hilfe finiter und infiniter Elemente sowie Lanczos-Padé-Approximaition [DAGA 2005 (München)]
  J. Baumgart, S. Marburg and S. Schneider
[A]

Die Lanczos-Padé-Approximation hat sich als effiziente Methode zur Reduktion von akustischen Außenraumproblemen erwiesen, die mit finiten und infiniten Elementen formuliert sind. Die Methode bietet die Möglichkeit, mehrere Ein- und Ausgangsgrößen zu verwenden. Darüber hinaus sind auch unsymmetrische Matrizen, wie sie bei der Methode der infiniten Elemente auftreten können, zulässig.

Die Effizienzsteigerung geschieht mit der Approximation an einer festen Entwicklungsstelle. Im Ergebnis ist der Fehler um diese Stelle sehr klein. Die Größe des Vertrauensbereiches ist abhängig von der Anzahl der verwendeten Iterationen. Der Fehler lässt sich ohne erhöhten Rechenaufwand nach einer Vereinfachung abschätzen, was eine Validierung des Ergebnisses ermöglicht und es gestattet, eine geeignete Lage für die nächste Entwicklungsstelle zu wählen.

Die hier vorgestellte Methode ist besonders geeignet, wenn wenige Eingangsgrößen gegeben sind und nur einige Ausgangsgrößen gesucht werden. Im Falle der Schallleistungsberechnung ist nur eine skalare Größe von Interesse. Die Randbedingungen auf dem Rand werden als Eingangsgrößen vorgegeben.

• Raumakustische Simulation mit der BEM am Beispiel des Musikaufnahmestudios der Physikalisch technischen Bundesanstalt [DAGA 2005 (München)]
  A. Franck, I. Witew, M. Vorländer, S. Schneider and S. Marburg
[A]

Das Musikaufnahmestudio der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig wurde vor einigen Jahren für raumakustische Simulationen als Benchmark-Problem genutzt. Für diesen Beitrag wurde eben dieser Raum mit einem wellenbasierten numerischen Verfahren, der BEM, und hier speziell dem schnellen Multipolverfahren (MLFMA=Multilevel Fast Multipole Analysis) mit den im Benchmark-Test vorliegenden Lastfällen berechnet. Für den großen Frequenzbereich von 80 bis 1450 Hz, der etwa vier Oktaven umfaßt, wurden drei Randelementemodelle entworfen, eines mit ca. 10000, eines mit ca. 35000 und eines mit ca. 100000 konstanten Elementen. Die Ergebnisse von sechs Übertragungsfunktionen (zwei Anregungen, drei Empfänger) wurden in den Zeitbereich und somit in oktavenbezogene raumakustische Kenngrößen (Nachhallzeit, Deutlichkeit usw.) transformiert. Im Vergleich der Ergebnisse mit Messungen ergab sich eine gute Übereinstimmung in den unteren Oktaven, wobei insbesondere im tieffrequenten Bereich Modellverbesserungen, z.B. durch komplexe Wandadmittanzen, sinnvoll erscheinen. Weiterhin werden die Ergebnisse der BEM denen, die mit Hilfe von strahlenbasierten Verfahren (Raytracing) erzielt wurden, gegenübergestellt.

• Moden und modale Superposition bei Außenraumproblemen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Marburg
[A]

Bei tieffrequenten Innenraumproblemen in der linearen Akustik wird heute oftmals die modale Superposition von Moden zur Rekonstruktion einer Lösung der harmonischen Wellengleichung verwendet. Diese Moden können im ungedämpften Falle als stehende Wellen beobachtet werden. Die hierin präsentierte Arbeit gibt eine Möglichkeit an, modale Superposition auch bei Außenraumproblemen anzuwenden. Das algebraische Eigenwertproblem wird mittels einer Finite- bzw. Infinite-Elemente-Methode formuliert. Das durch die diskretisierte Formulierung ebenfalls diskrete Spektrum zeigt Moden auf, die als Multipolformen (Monopol, Dipol, Quadrupol usw.) bekannt sind. Bei offenen Innenräumen findet man angepaßte Innenraummoden, die durch das Fenster entsprechend gedämpft sind. Die Moden lassen sich geeignet superponieren, so daß analog zu Innenraumproblemen eine Lösung der Wellengleichung rekonstruiert werden kann. Bestimmt man schließlich die abgestrahlte Schallleistung, so benötigt man nur noch die modale Information auf der Oberfläche des abstrahlenden Körpers. Das Verfahren wird im wesentlichen an Beispielen erklärt.

• 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.

• Fallstudie zum Einfluß örtlich variierter Plattendicke auf das Schwingungsverhalten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Dankar, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Parameter technischer Strukturen unterliegen immer gewissen Unsicherheiten. Diese Unsicherheiten wirken sich in unterschiedlichem Maße auf das Schwingungsverhalten aus, also zum Beispiel auf Eigenfrequenzen oder auf die abgestrahlte Schallleistung. In diesem Beitrag wird untersucht, inwiefern sich eine lokal variable Plattendicke das Schwingungsverhalten auswirkt. Dazu werden Algorithmen der probalistischen (z.B. Monte-Carlo-Simulation) und der possibilistischen (z.B. Fuzzy FEM) mit einer kompletten Analyse des Designraumes verglichen. Als Modell dient eine Rechteckplatte, für die die Dicke an neun Punkten vorgegeben ist. Zwischen diesen neun Punkten wird sie durch eine kontinuierliche Funktion interpoliert.

• 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.

• Globale Identifikation der Wandadmittanzen in Innenräumen mittels verschiedener Ansätze [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Anderssohn, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Um den Einfluss der Schalldämpfung und gekoppelter Schwingungen von Wänden auf die Akustik in Räumen quantifizieren zu können, werden Ansätze zur Identifikation der Wandadmittanz aus Schalldruckmessungen vorgeschlagen. Die Bestimmung des Systemparameters führt auf eine inverse Formulierung des Randwertproblems, und zwar der Helmholtz-Gleichung mit gemischten Randbedingungen. Zwei modale Ansätze mit unterschiedlichen Zielfunktionen werden untersucht. Die Algorithmen werden so formuliert, dass der voraussichtliche messtechnische Aufwand so gering wie möglich gehalten werden soll. Das erreicht man, indem geeignete Fehlerquadrate über den wenigen Messwerten aufgestellt und minimiert werden. Des Weiteren soll die Diskretisierung des akustischen Randwertproblems mit der Methode der finiten Elemente die regularisierte Lösung des inversen Problemes ermöglichen, indem die Information der (hier simulierten) Messwerte auf eine reduzierte Basis von Eigenvektoren gebracht wird. Es entstehen nichtlineare Gleichungssyteme zur Bestimmung der Admittanzen. Es wird ein Optimierungsalgorithmus untersucht, der eine möglichst große Anzahl diskreter Admittanzwerte mit möglicherweise schlechten Startwerten beherrschen soll. Einige represenative Ergebnisse werden an simulierten numerischen Beispielen vorgestellt.

• Ein Vergleich von Optimierungsverfahren für Anwendungen in der Strukturakustik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Ranjbar, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Bei der Strukturoptimierung zum Zwecke minimaler Schallabstrahlung stellt sich die Suche nach dem globalen Minimum oder auch nur einer signifikanten Verbesserung der Zielfunktion als reale Herausforderung dar. In der vorliegenden Arbeit bilden die Zahl der Funktionsauswertungen, die Genauigkeit der Ergebnisse und die Robustheit der Algorithmen die Kriterien für die Wahl geeigneter Optimierungsverfahren. Es wird anhand einer kleinen Programmbibliothek demonstriert, wie sich unterschiedliche Verfahren in der Anwendung auf ein strukturakustisches Design (optimale geometrische Modifikation einer schwingenden bzw. abstrahlenden Platte) verhalten. Die Vorteile und Nachteile der Methoden werden präsentiert. Die Resultate bilden die Grundlage, um robuste hybride Optimierungsstrategien für strukturakustische Anwendungen zu entwickeln.

• 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.

• Berechnung modaler Daten bei beliebig verteilten, stochastischen Parametern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Sepahvand, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

Im Falle beliebig verteilter, unsicherer Parameter eignet sich die Approximation stochastischer Variablen mittels polynomialem Chaos sehr gut. Der Vortrag beschreibt eine Vorgehensweise, um modale Daten, also Eigenfrequenzen und Eigenformen zu berechnen. Dabei werden die unsicheren physikalischen Parameter als Zufallsvariablen angesehen. Auf Basis der Approximation mit polynomialem Chaos wird das Eigenwertproblem abgeleitet und gelöst. In numerische Beispielen wird schließlich exemplarisch gezeigt, welche Wirkung bestimmte Verteilungen auf die modalen Daten von einfachen Strukturen haben können.

• Vergleich der akustischen Finite-Elemente-Lösungen zu Eigenwertproblem und Quellproblem mit Raviart-Thomas- sowie Lagrange-Elementen [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Fuß, L.M. Hervella-Nieto and S. Marburg
[A]

Die Helmholtz-Gleichung kann sowohl druck- als auch schnellebasiert geschrieben werden. Die Diskretisierung beider Formen ist mit Lagrange-Elementen für den Druck und mit Raviart-Thomas-Elementen (RT) oder Lagrange-Elementen für die Schallschnelle als Potentialgröße möglich. In diesem Beitrag vergleichen die Autoren Lagrange-Elemente 1. Ordnung mit RT-Elementen 0. und 1. Ordnung an zwei-dimensionalen Beispielen bezüglich der Qualität der Eigenwertlösung und der Lösung mit Schallquellen. Es wird unter anderem gezeigt, dass sich Lagrange-Elemente wegen auftretender Scheinmoden nicht für die schnellebasierte Rechnung eignen. Dagegen liefern RT-Elemente (schnellebasierte FEM) wesentlich genauere Eigenwerte als Lagrange-Elemente (schalldruckbasierte FEM) bei gleicher Netzfeinheit.

• Effizienter Frequenzansatz zur globalen Approximation der Wandadmittanz mit dem Pade-via-Lanczos-Algorithmus [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Anderssohn, H.-J. Hardtke, D. Kreuter and S. Marburg
[A]

In diesem Vortrag stellen die Autoren eine effiziente Methode vor, die Verteilung der akustischen Wandadmittanz in Innenräumen aus einer geringen Anzahl Schalldruckmessungen zu ermitteln. Da beliebige Geometrien möglich sein sollen, wird die Methode der finiten Elemente (FEM) benutzt. Die Wandadmittanz ist frequenzabhängig. Um die inverse Aufgabe zur Bestimmung der Admittanzwerte unter Beachtung der benötigten Rechenzeit nicht bei jeder einzelnen Frequenz durchführen zu müssen, werden einfache Ansätze für die Admittanzen aufgestellt, so dass das FE-Gleichungssystem in Frequenzbereichen gelöst werden kann. Dafür wird der Pade-via-Lanczos-Algorithmus verwendet, bei dem die Lösung auf Moden des Krylov-Unterraumes basiert. Da sich die Admittanzwerte aus dieser Formulierung nicht explizit berechnen lassen, wird das Fehlerquadratmittel als Zielfunktion für einen Optimierungsverfahren genommen. Das entstehende nichtlineare Gleichungssystem wird mit dem BFGS-Algorithmus gelöst. Die Gradienten werden mit Hilfe des adjungierten Operators schnell berechnet, so dass eine große Anzahl Unbekannter möglich ist.

• 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.

• Numerical solution of the one-dimensional wave equation with the stochastic parameters using the generalized chaos expansion [DAGA 2008 (Dresden)]
  K. Sepahvand, S. Marburg and H.-J. Hardtke
[A]

This paper presents a numerical algorithm which is using generalized polynomial chaos combined with the finite difference method for the solution of the one-dimensional wave equation with stochastic physical parameters. The stochastic parameters are represented by the Hermite polynomial chaos. A spectral-finite difference model for the numerical solution is introduced using generalized polynomial chaos expansion. The general conditions for convergence and stability of numerical algorithms are derived. Finally, the method is applied to a vibrating string. Results are compared with those of a Monte Carlo simulation.

• Ein Vergleich von IBEM und IFEM zur Ermittlung von Admittanzrandbedingungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Marburg, R. Anderssohn and H. Neumann-Heyme
[A]

Akustische Nahfeldholographie wird bei beliebig geformten Strahlergeometrien üblicherweise mit inverser BEM (IBEM) betrieben. Es sind nur wenige Arbeiten bekannt, in denen eine inverse FE-Formulierung (IFEM) genutzt wird. Beide Verfahren eignen sich auch, um Admittanzrandbedingungen zu identifizieren. In diesem Beitrag werden beide Verfahren beispielhaft miteinander verglichen. Die vorliegenden Beispiele werden auf zweidimensionale Probleme begrenzt. Während für IBEM ein klassisches inverses Problem über Singulärwertzerlegung und Pseudoinverse gelöst wird, erfordert die IFEM die Behandlung eines nichtlinearen Optimierungsproblems. Letzteres ist trotz Nutzung von adjungierten Operatoren zur Gradientenbestimmung und schneller Konvergenz relativ aufwendig in der Lösung. Es bietet allerdings andere Vorteile, die in diesem Beitrag diskutiert werden.

Marchiano, R.

• Focusing of sonic boom at caustics induced by flight manoeuvres [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Marchiano, F. Coulouvrat and J.-L. Thomas
[A]

A future civil supersonic aircraft faces the formidable challenge to overcome the key environmental issue of reducing sonic boom. The most intense one results from its focusing on caustics (fold or cusp) produced by aircraft maneuvers like transonic acceleration or turns. The classical modeling consists in introducing diffraction and local nonlinearities around the caustics. The pressure field is then governed by the nonlinear Tricomi equation for the fold caustic, and by the Khokhlov-Zabolotskaya equation for the cusp caustic. These two equations have been solved numerically recently. In order to confirm the theory and validate the numerical codes, experiments are necessary. An experimental set-up has been built to scale the focusing of sonic boom at 1:100 000 with ultrasonic shock waves in a water tank instead of sonic boom in air. The field pattern specific of caustics is synthesized by a large piezo-electric array using the inverse filter technique. In the vicinity of the caustic, the acoustic field is measured and compared favourably with the numerical simulations.

'This investigation has been carried out under 'SOBER' a contract awarded by the European Commission, contract number G4RD-CT-2000-00398 and with financial support of french ministery of research.'

Marienfeld, P.M.

• Aktive Schwingungskompensation zur Innengeräuschminderung in Fahrzeugen [DAGA 2005 (München)]
  F. Svaricek, H.-J. Karkosch, K. Kowalczyk and P.M. Marienfeld
[A]

Das Innenraumgeräusch moderner Fahrzeuge setzt sich aus vielen einzelnen Geräuschquellen zusammen. Neben den Fahrbahnanregungen und der aerodynamischen Anregungen ist heute wie früher der Verbrennungsmotor eine der Hauptschwingungsquellen im Fahrzeug. Diese Schwingungen gelangen als Köperschall über die Schnittstelle ''Motorlagersystem'' in den Fahrgastinnenraum. Dort werden sie zum Teil wieder als Luftschall emittiert und sind für die Insassen als Geräusch oder störende Vibrationen wahrnehmbar.

Um diesen Übertragungspfad zu eliminieren, sollte das Motorlagersystem ideal weich sein, um die Antriebseinheit bestmöglich zu isolieren. Auf der anderen Seite hat das Motorlagersystem u.a. die Aufgabe, die statische Last sowie das Antriebsmoment zu stützen. Aus der letzteren Aufgabe resultiert eine möglichst hohe Steifigkeit der Lagerung, was im Zielkonflikt zu der akustischen Optimierung des Fahrzeugs steht.

Ein Lösung dieses Konflikts bietet der Einsatz ansteuerbarer Aktoren (aktive Tilger, aktive Motorlager). Sie erlauben eine herkömmliche evtl. auch steifere Auslegung des Motorlagersystems, da sie die auftretenden Schwingungen an der Schnittstelle aktiv kompensieren. Durch die aktive Ansteuerung der Aktoren ist es auch möglich, gezielt einzelne Motorordnungen zu reduzieren, zu kompensieren oder auch zu verstärken. Je nach Gesamtschwingungsverhalten des Fahrzeugs hat dieses zur Folge, dass aktive Tilger das Innenraumgeräusch signifikant reduzieren können. Insbesondere bei den zur Zeit immer häufiger eingesetzten zylinderabschaltbaren und Hybrid-Motoren ist die aktive Beeinflussung der Übertragungsschnittstelle von großer Bedeutung.

Dieser Beitrag wird zu Beginn die grundlegende Funktionsweise der aktiven Systeme erläutern. Insbesondere werden hier am Beispiel eines von der ContiTech Vibration Control GmbH entwickelten aktiven Tilgersystems die Systemkomponenten eines solchen mechatronischen Systems beschrieben. Zum Schluss wird die Wirkungsweise anhand von Ergebnissen aus dem Fahrversuch aufgezeigt.

Markiewicz, M.

• Sound Radiation of a Gear Box Using Acoustic Transfer Functions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz, R.J. May and O. Zaleski
[A]

Measurement techniques combined with numerical methods can be seen as an important step towards an acceleration of the development cycle of vehicles. In particular, by such combinations it is possible to investigate the future performance of a system and to cor-rect weaknesses in a very early design stage. This paper presents an example for the integrated usage of measurements and simulation techniques in order to improve the sound radiation of a gear box. Although the focus is placed on the numerical procedure, the essential input gained by related measurements will be discussed as well. An advanced BEM formulation, rapid re-meshing tools and newly developed Acoustic Transfer Functions (ATF) are used to improve the acoustic behavior of the gear box. It will be shown that the ATFs provide a very efficient way to compute the sound radiation behavior of a vibrating system when several design alternatives need to be investigated. Moreover, the ATF concept will be employed to access directly those parts of the gear box which are responsible for certain maxima of the sound pressure level.

• Hydrodynamic Pressure on Multiple Vertical Cylinders in a Compressible Fluid [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz and O. Zaleski
[A]

The numerical study of the acoustic interaction among several obstacles in a compressible fluid is a challenging task, especially if the amount of interacting bodies is given by a two-digit number. Typical examples of such systems include the tube bundles in heat exchangers, underwater pipelines, arrays of cylinders in seabed offshore structures, and mega-float structures. Due to the complexity of these systems, the standard Finite Element or Boundary Element codes are practically inapplicable. The acoustic pressure and the associated forces on such structure assemblies can effectively be predicted by using the so-called ''exact algebraic method''. The methodology belongs to the group of numerical-analytical methods. The numerical part includes the computation of the so-called diffraction matrices for all members of the assembly and it can be accomplished by using any commercial FE or BE code. The kernel of the method is the solution of the interaction problem which is formulated analytically using an expansion of the wave fields radiated and scattered by each system member into elementary incoming wave components. The total incoming wave and the radiated wave by each member are then combined using diffraction matrices. This yields the final system of linear algebraic equations for the unknown expansion coefficients of the total interaction problem. After a general presentation of the method, some computational examples for the arrays of vertical cylinders in water of constant depth will be presented.

• Bestimmung der Fernfeldcharakteristik schallabstrahlender Körper mit einem Hybride-Finite-Elemente-Verfahren [DAGA 2005 (München)]
  O. von Estorff, W.-C. von Karstedt and M. Markiewicz
[A]

Bei der Behandlung von Schallabstrahlungsproblemen gilt es, aus den Randbedingungen an der Oberfläche eines Körpers auf die Eigenschaften des von ihm verursachten Schallfeldes zu schließen. Die Multipol-Strahler-Synthese stellt ein bewährtes Verfahren zur Ermittlung der Schallabstrahlung von Körpern dar. Mit einer Multipollösung lässt sich das Schallfeld in sehr effizienter Weise als eine gewichtete Summe exakter Lösungen der Helmholtzgleichung beschreiben. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch in der schlechten Kondition des zu lösenden Gleichungssystems und in der demzufolge aufwändigen Lösung z.B. mit einer Singularwertzerlegung. Als eine Alternative zu den bestehenden Verfahren wird eine Kopplung der Multipol-Strahler-Synthese mit einer Finite-Elemente-Formulierung vorgestellt, bei der nur das Fernfeld mit Multipolen, das Nahfeld jedoch mit FE-Ansätzen beschrieben wird. Auf diese Weise erhält man ein sehr effizientes Verfahren für die Ermittlung der Multipollösung.

• Ein iteratives Verfahren zur Erfassung der reflexionsfreien Schallabstrahlung in den Freiraum [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W.-C. von Karstedt, O. von Estorff and M. Markiewicz
[A]

Schallabstrahlungsprobleme in unendlich ausgedehnten Räumen stellen ein wichtiges Feld im Bereich der numerischen Behandlung akustischer Fragestellungen dar. Neben den Randbedingungen auf der schallabstrahlenden Oberfläche muss bei solchen Fragestellungen die Sommerfeldsche Abstrahlbedingung erfüllt werden, welche eine reflexionsfreie Abstrahlung in den Freiraum sicherstellt. Die am weitesten verbreiteten Verfahren, die diese Randbedingung berücksichtigen, sind die Boundary-Elemente-Methode und die Infinite-Elemente-Methode. Im Falle der Boundary-Elemente-Methode wird die Abstrahlbedingung implizit durch die Greenschen Funktionen erfüllt, während sie bei der Infinite-Elemente-Methode durch die radialen Ansatzfunktionen der Infiniten Elementen berücksichtigt wird. Bei dem vorgestellten Verfahren wird die Sommerfeldbedingung durch iterative Anpassung des Nahfeldproblems an exakte Lösungen im Fernfeld erfüllt. In Verbindung mit einem iterativen Gleichungslöser kann so ein sehr effizientes Verfahren als Alternative zu den oben genannten Methoden realisiert werden.

• Optimierung der Schallabstrahlung eines Pkw-Getriebes [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz, R.J. May and O. Zaleski
[A]

Im Rahmen der Entwicklung von Antrieben spielen deren vibroakustische Eigenschaften eine wichtige Rolle und es kommen vermehrt Berechnungsverfahren zum Einsatz. Dabei wird in vielen Fällen zunächst nur die sich in Folge von Betriebsschwingungen ergebende Schallabstrahlung untersucht und es werden eventuell sinnvolle Änderungen erneut berechnet. In dem hier vorgestellten Beitrag geht es um eine Optimierung der Schallabstrahlung eines Getriebegehäuses. Es wird eine geometrische Form des Getriebegehäuses gesucht, mit der sich die abgestrahlte Schallleistung deutlich verringern lässt. Hierbei sind Ergebnisse vorangegangener Untersuchungen zu berücksichtigen, aus denen sich die kritischen Betriebszustände des zu untersuchenden Getriebes ergeben. Zudem lassen sich diejenigen Bereiche der Gehäuseoberfläche eingrenzen, die den größten Einfluss auf die Schallabstrahlung haben. Es wird ein effizientes Vorgehen vorgestellt, welches auf der Boundary-Elemente-Methode und Verfahren der multidisziplinären Optimierung basiert. Im vorliegenden Fall konnte eine deutliche Verringerung der Schallabstrahlung erreicht werden.

• Zur numerischen Vorhersage des Zuschlaggeräusches einer Fahrzeugtür [DAGA 2008 (Dresden)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz, L. Miranda and O. Zaleski
[A]

Eine besondere Herausforderung im Hinblick auf die Simulation vibroakustischer Fragestellungen ist seit einiger Zeit die Erstellung von Modellen, die - neben der Ergebnissauswertung im Frequenz- und Zeitbereich - auch das Hörbarmachen des Berechnungsergebnisses in Form eines möglichst realitätsgetreuen Geräusches ermöglichen. Ein solches Modell ist dann besonders anspruchsvoll, wenn neben der impulsartigen Strukturanregung auch die akustischen Eigenschaften einer geschlossenen Kavität, z.B. eines Fahrzeuginnenraumes, zu berücksichtigen sind. Von Bedeutung ist auch das zum Einsatz kommende Berechnungsverfahren. Es muss die für die Schallentstehung und -übertragung wesentlichen Effekte ausreichend genau erfassen, eine effiziente Datenübertragung zwischen einzelnen Teilmodellen sicherstellen und den Einsatz von zum Teil messtechnisch ermittelten Modellparameter erlauben. Im gegenwärtigen Beitrag werden Berechnungsmodelle erläutert, die zur Berechnung und zwecks Hörbarmachen des Geräusches einer ins Schloss fallenden Fahrzeugtür zum Einsatz kommen können. Bei der vorgeschlagenen Modellierung werden eine Mehrkörpersimulation und eine Schallfeldberechung mit der FEM im Zeitbereich kombiniert. Erste Ergebnisse, die mittels LMS Virtual.Lab in Kombination mit speziell entwickelten Matlab-Routinen berechnet wurden, werden vorgestellt und diskutiert.

Markowitz, M.

• Bestimmung der Schallquelleneigenschaften bei strömungstechnischen Systemen [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Markowitz, M. Fallen, T. Stengel and F. Ebert
[A]

Soll ein strömungstechnisches System hinsichtlich seiner akustischen Eigenschaften analysiert werden, so ist es oft sinnvoll, Schallerzeugung und Schallübertragung voneinander zu trennen. Im Rahmen eines Forschungsprojektes sollte das Geräuschverhalten des Luftverteilungssystems einer Fahrzeugklimatisierungsanlage untersucht werden. Basierend auf der in der eindimensionalen Rohrakustik gebräuchlichen Einteilung eines akustischen Systems in Schallquelle, akustisches Filter und Abstrahlungsimpedanz wurde das Luftverteilungssystem stromabwärts der Lüfterbaugruppe als akustisches Filter betrachtet, das mit eingangs- und ausgangsseitigen Impedanzen belegt ist und eingangsseitig von einer Schallquelle (Lüfterbaugruppe) beschallt wird. Die eingangsseitige Impedanz ist dabei die Quellenimpedanz der Schallquelle, die zusammen mit der Quellenstärke messtechnisch ermittelt werden sollte. Das abgestrahlte Geräuschspektrum ergibt sich dann aus dem Quellenstärkespektrum der Schallquelle und dem Schallübertragungsverhalten des Filters. Aufbauend auf den Grundlagen der experimentellen Bestimmung von Schallquelleneigenschaften nach Munjal et al. wurde ein Prüfstand zur Bestimmung von Quellenimpedanz und Quellenstärke einer strömungsakustischen Schallquelle ausgelegt und in Betrieb genommen.

Marks, A.

• 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.

Marohn, H.-D.

• Deutsches Fluglärmberechnungsverfahren für die EU-Umgebungslärmrichtlinie [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H.-D. Marohn and T. Myck
[A]

In 2002 the European Parliament and the Council adopted the Directive on Environmental Noise. According to this Directive common noise indices (Lden and Lnight) must be used for the production of strategic noise maps. The European Commission strives for common methods for determination of these indices. Due to the fact that common methods are not available at present the directive contains interim computation methods for different noise sources. For aircraft noise the European Commission recommends an interim computation method which is primarily based on ECAC.CEAC Document 29 and is completed in some points.

Until the use of common assessment methods for the determination of Lden and Lnight is made obligatory, Member States may use their own noise computation methods. The results of the chosen national computation method have to be equivalent with those of the interim method. Germany intends to use modified national noise calculation procedures.

In the field of air traffic it is planned to adapt the national instructions for the calculation of noise protection areas (''AzB'') to the requirements of the Directive. This comprises in particular the adoption of Lden and Lnight as well as the proof of the equivalence of the results. The modified AzB calculation procedure corresponds largely to the interim aircraft noise calculation method and goes partially beyond it. For these reasons no difficult problems in demonstrating the equivalence of the results are expected.

Marquis-Favre, C.

• Annoyance due to industrial noise: perceptual assessment of legislation standard [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Viollon, C. Marquis-Favre and C. Baumann
[A]

In France, the legislation standard for characterizing annoyance due to industrial noise is the ''sound emergence'', measured as the difference between the A-weighted equivalent sound pressure level of the ambient noise (installation on) and the A-weighted equivalent sound pressure level of the residual background noise (installation off). Besides in some conditions of noise exposure, this criterion seems to be inadequate to assess noise annoyance as it is actually perceived by the surrounding population and is worth examining in a more-in-depth way. Indeed, EDF, concerned with developing a global policy of sustainable development, is interested in a perceptual assessment of noise annoyance due to its installations. The aim of our research work is to examine the legislation standard ''sound emergence'', through a perceptive test. Subjects have to evaluate the perceived annoyance when listening to industrial sources, mixed with background noises according to an environmental approach. Our experiment involved: 3 background noises (natural sound environment, quiet environment and road traffic noise), mixed with 4 industrial sources noises (cooling tower, power plant turbine, transformer with fans and wind turbine), controlling the sound emergence (+3dB and +5dB). Results are presented and the experimental parameters are discussed.

• Perception of Sounds Radiated From a Vibrating Plate : Comparison of Structural Parameters Influences [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Faure and C. Marquis-Favre
[A]

In previous studies, the effects of a plate structural parameters on sound perception have been assessed. These assessments have been achieved by studying each one of the structural parameters separately. For each parameter, a sound perception test with at least six stimuli submitted by pairs has been carried out. This test has led to the representation of the stimuli in their perceptual space and then to the identification of sound characteristics which have played a role on perception. It has also permitted one to calculate preference scores for each studied structural parameters value.

The main advantage of this approach is the good accuracy of the perceptual evaluation which has led to relevant conclusions to improve acoustic comfort. Its disadvantage is the difficulty of doing comparisons of the relative results obtained by the numerous sound perception tests and so the difficulty of concluding about the relative importance of structural parameters on sound perception.

The present paper shows how this kind of comparison can be possible. A synthesis of the effects of glass and steel plates structural parameters on sound perception will be given. These parameters will be classified in order of their importance on sound perception. This classification is helpful in the choice of relevant parameters in the framework of sound design or sound quality improvement.

Marrone, F.

• Untersuchung der Bedeutung von Aperiodizitäten in quasi-stationären Signalen akustischer Musikinstrumente für einen natürlichen Klangeindruck [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Sapp, J. Becker and F. Marrone
[A]

Viele Untersuchungen zum Thema Klangsynthese beschäftigen sich damit, Klänge akustischer Instrumente möglichst genau nachzubilden. Eine andere interessante Anwendung von Klangsynthese ist die Erzeugung neuartiger Klänge ohne akustisches Vorbild. Dabei ist es reizvoll diese Klänge so zu gestalten, daß ein Zuhörer sie nicht als unnatürlich empfindet sondern der Eindruck entsteht, auch diese neuartigen Klänge seien auf akustischem Weg erzeugt worden. par Um dies zu erreichen, wurde in der hier vorgestellten Arbeit für den Fall quasi-stationärer Signale untersucht, welche Arten von Fluktuationen und Mikrovariationen für diesen natürlichen Klangeindruck von Bedeutung sind. Dazu wurden Hörversuche durchgeführt, in denen unterschiedlich stark vereinfachte Variationen quasi-stationärer Ausschnitte aus Instrumentenaufnahmen verglichen wurden. Die Testsignale wurden auf Basis einer Phase-Vocoder-Analyse von nahezu sationären Ausschnitten verschiedener Originalaufnahmen generiert. Die Resynthese erfolgte dabei sowohl rein additiv aus Sinuswellen als auch durch eine Kombination von Sinuswellen mit unterschiedlich modifizierten Restsignalen. par Die Ergebnisse dieser Hörversuche werden präsentiert und es wird aufgezeigt, wo die Gemeinsamkeiten und Unterschiede der für einen natürlichen Klangeindruck notwendigen Unregelmäßigkeiten für verschiedene Familien akustischer Instrumente liegen.

Marszalek, T.

• Speech quality of wide- and narrowband speech codecs: Object- and subject-oriented view [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Raake, S. Spors, H.-J. Maempel, T. Marszalek, S. Ciba and N. Côté
[A]

We describe an extensive auditory test series on the perceived quality of standardized (e.g. ITU-T Rec. G.722.2) and non-standardized speech coders (e.g. linear PCM) under different network conditions. This research consists of an object- and a subject-oriented part:

In the object-oriented part, we have addressed the impact of technical factors on perceived speech quality. In the listening test series, speech quality was assessed under a variety of degradation types such as coding under background noise, packet loss, and narrowband and wideband codec-tandeming conditions. The test results are discussed in the light of existing and new approaches to parametric quality prediction, such as the existing ideas for a wideband-E-model.

In the subject-oriented part, we have investigated the impact of subject-related factors on speech quality. To do so, we have recruited our test subjects from a wide range of different user and age groups. In addition to subjective quality ratings, we have collected subject-related information on the subjects' experience with technology and their social background, and have investigated their hearing capabilities.

The relative importance of the different technological and social factors is discussed as well as the implications for predicting the speech quality of wideband speech services.

Martin, H.

• 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.

Martin, J.

• Perceptive evaluation of road traffic noise inside buildings using a combined image and wave field synthesis system [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Maillard, J. Martin, P. Champelovier and J. Lambert
[A]

The evaluation of transport infrastructures in terms of environmental pollution remains a difficult subject due to the complexity of the disturbance under study. To be effective, the evaluation should be done in an environment where the main parameters of the disturbance can be controlled precisely. On-site experiments are therefore not suitable. This motivates the use of Virtual Reality which gives complete control over the parameters of the scene under study. This paper presents a practical application of virtual reality techniques to provide a multi-criteria evaluation tool of road traffic noise as it is experienced inside buildings. The approach described here creates an auditory and visual display of road infrastructures as perceived from inside a room. The main objective is to provide a near-to-real environment. The subjects are free to move within a real room featuring a window, the other side of which is equipped with the virtual display system. The approach combines high resolution video restitution and an audio system based on Wave-Field Synthesis. A description of the system is given, focusing on the sound field synthesis and restitution of the road traffic noise.

Martin, R.

• Sprachsignalverbesserung im Spektralbereich auf der Grundlage supergaußscher Verteilungsdichtefunktionen [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Martin and C. Breithaupt
[A]

Mit zunehmender Verbreitung der mobilen Telefonie und dem gesetzlich vorgeschriebenen Einsatz von Freisprecheinrichtungen kommt der Störgeräuschreduktion immer größere Bedeutung zu. Die in der Sprachkommunikation eingesetzten Störgeräuschreduktionsverfahren arbeiten überwiegend im Spektralbereich. Dabei wird ein Signalabschnitt von 16-32 ms Dauer mit einer Spektraltransformation oder einer Filterbank analysiert und im transformierten Bereich mit statistischen Verfahren von Störsignalen befreit. Die bisher bekannten Verfahren, z.B. die Amplitudenschätzer nach Ephraim und Malah (1984, 1985), legen dabei eine (komplexe) Gaußverteilung für die Koeffizienten des Sprach- und des Störsignals im Spektralbereich zugrunde. Tatsächlich gehorcht die Verteilungsdichtefunktion der Sprachkoeffizienten aber eher einer Laplace- oder einer Gammaverteilungsdichtefunktion. In diesem Beitrag stellen wir eine neue Klasse von Minimum Mean Square Error (MMSE) Schätzverfahren vor, die auf der Grundlage von Laplace- und Gammaverteilungsdichtefunktionen entwickelt wurde. Im Unterschied zu bisher bekannten Ansätzen können wir analytische Lösungen für das Schätzproblem angeben. Gegenüber den Verfahren mit gaußscher Modellierung, z.B. dem Wiener Filter, wurde in allen untersuchten Fällen ein verbessertes Signal-zu-Rauschverhältnis erzielt.

• Methoden der Signalverarbeitung für die robuste Spracherkennung [DAGA 2005 (München)]
  C. Breithaupt and R. Martin
[A]

In der automatischen Spracherkennung werden adaptive Geräuschreduktionsfilter zur Reduktion von Geräuschen im akustischen Signal eingesetzt. Dabei hat die Verwendung von Filtern, die auf der Grundlage supergaußscher Statistiken berechnet werden, zu einer leichten aber konsistenten Verbesserung geführt. Das gestörte Sprachsignal soll dabei soweit von der Störung befreit werden, dass sich für das gefilterte Signal wieder ein statistisches Verhalten ergibt, wie es auch in den Trainingsdaten des Spracherkenners beobachtet wird.

Dieser Beitrag gibt zunächst einen Überblick über gängige Verfahren der Geräuschreduktion sowie über neuere Entwicklungen. Dabei wird insbesondere auf supergaußsche Statistiken eingegangen. Desweiteren soll gezeigt werden, dass die heutigen Filteralgorithmen einem 'idealen' Filter in ihrer Leistungsfähigkeit generell sehr nahe kommen. Das ideale Filter definieren wir als einen Filteralgorithmus, der auf genaue Werte für die Störleistung und den Signal-zu-Stör-Abstand zurückgreifen kann. Ideal ist ein solches Filter deshalb, weil diese Werte zur Parametrierung der Algorithmen in realen Anwendungen nur geschätzt werden können. Diese Untersuchung wird nach Sprachlauten getrennt durchgeführt. Die prinzipielle und die heute mögliche Rekonstruierbarkeit der verschiedenen Sprachlaute wird damit verdeutlicht.

• Wie beurteilen Hörgeschädigte die Übertragungsqualität von Telefonsprache? [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Krebber, R. Drullman, K. Eneman, R. Huber, U. Jekosch, H. Luts and R. Martin
[A]

Moderne Telekommunikationssysteme sind nahezu ausnahmslos auf normal hörende Benutzer ausgerichtet. Bekanntermaßen haben aber hörgeschädigte Personen sehr häufig Probleme, über Telekommunikationssysteme übertragene Sprache zu verstehen und kommunikativ zu reagieren. Folglich vermindern solche Verstehbarkeits- und Kommunikationseinbußen die Nutzbarkeit von Telekommunikationssystemen für die Gruppe von hörgeschädigten Kunden in erheblicher Weise. Ein wesentlicher Grund für dieses Manko ist nicht etwa eine unzulängliche technische Optimierungsmöglichkeit von Sprachübertragungssystemen für Hörgeschädigte, sondern eher die Tatsache, dass es an einer verlässlichen Datengrundlage dazu fehlt. Es gilt zu ermitteln, wie sich die wahrgenommene Sprachübertragungsqualität verschiedener Telekommunikationssysteme und -netze in Anhängigkeit von unterschiedlichen hörgeschädigten Benutzergruppen ändert. Dazu werden umfangreiche Untersuchungen mit hörgeschädigten Versuchspersonen durchgeführt, wobei das zu übertragende Sprechmaterial mittels eines Sprachübertragungssimulators generiert wird. Die beschriebenen Untersuchungen sind Teil des EU-Projekts HEARCOM, dessen erste Ergebnisse vorgestellt werden.

• Lokalisation von Bremsgeräuschen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  N. Madhu, R. Martin, H.-W. Rehn and A. Fischer
[A]

Die Lokalisation von Bremsenquietschen ist eine anspruchsvolle Aufgabenstellung. Standardalgorithmen zur Quellenlokalisation (GCC usw.) scheitern hier aufgrund der schmalen Bandbreite des Bremsenquietschens und der komplizierten akustischen Umgebung unterhalb eines Fahrzeugs. Diese Arbeit präsentiert einen Ansatz zur Lösung dieses Problems mit Hilfe von Mikrofon-Arrays, die an den Rand des Unterbodens eines Fahrzeugs montiert worden sind. Lokalisiert wird mit einer gewichteten ``steered-response-power'' (SRP) Kostenfunktion in einem zweidimensionalen Suchfeld. Der Aufbau enthält vier Arrays mit insgesamt 31 Eingangskanälen. Jedes der linearen Arrays besteht aus in logarithmischen Abstand angeordneten Mikrofonen um das breite Spektrum möglicher Quietsch-Frequenzen zu berücksichtigen. Der Algorithmus geht in zwei Schritten vor: als erstes werden die aktiven Frequenzbänder durch eine Schätzung des Schmalbandrauschens ermittelt. Im Anschluss wird das Bremsgeräusch mit einer über Kohärenz und SNR berechneten, gewichteten Kostenfunktion der/den aktiven Bremse/n zugeordnet. Das Verfahren wurde bei Messungen an einem fahrenden Automobil erfolgreich eingesetzt.

Martin, V.

• 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.

Martinez, P.

• Application of a hybrid method for an efficient prediction of flow-induced noise
  P. Martinez and O. Flores Santiago
[A]

The capabilities of a hybrid method based on the aeroacoustical analogy for the sound produced by flow-body interaction are demonstrated in this work. While having been applied successfully in the past to numerous engineering problems, Curle's analogy calls for refinement when applied to confined flows. In such configurations, the solid surfaces play a dual role: as sources and as scattering entities. This issue becomes crucial when sound is produced at frequencies large enough to have non-compactness effects. The purpose is to exploit at best the computational efficiency of Curle's analogy, and extend its applicability to predict the sound produced in large duct systems (e.g. HVAC systems) and with a broad range of frequencies. In the present work, the acoustical propagation and scattering is handled by the software SYSNOISE Rev5.6. An innovative component of this work is the specific interpretation of the CFD data as equivalent sources, which was implemented in the Boundary Element Method (BEM) of SYSNOISE. This method permits to decouple the source and scattering effects of the duct surfaces. This innovative methodology is applied to a two-dimensional case of a cylinder in cross-flow installed in an infinite duct. The two-dimensional computation for a free cylinder flow is firstly presented. The software FLUENT v6.2 is used to predict the unsteady wake behind the cylinder at a Reynolds number of 100. Finally, the acoustic prediction for the ducted cylinder are presented and demonstrate the performance of our method compared to classical analogies.

Martinez, Sergio

• Wind turbines: Statistical parameters characterising noise emission and noise impact [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Martinez
[A]

According to TA Lärm (Noise Protection Guidelines according the Immission protection law of Germany) it has to be shown, that the noise level of wind energy plants meets the standard limits (TA Lärm) in the neighbourhood e.g. after putting into operation of new wind turbines or increasing the number of plants of a wind park. Therefore noise measurements will be made close to the plants and the noise power level calculated (emission measurements). With the (in situ) measured noise power level the rated levels at the impact points will be calculated. Direct measurements of the noise impact levels mostly turn out to be difficult because of the high wind velocities near the ground required for the rated power. Additionally it cant be required to measure the sound impact. These measurements should be made simultaneously to the emission measurements. The difficult measurement conditions necessarily lead to higher measurement uncertainties. A sufficient time window has to be provided were the wind turbines are completely switched-off. The measurement task can be statistically attributed to an inversion of the (mathematical) convolution of connected distributions. The wind turbines-specific distribution of noise emission and impact can be approximately reconstructed and the characteristic quantities of noise emission and impact can be derived.

Martinez, Sergio

• Geräuschtrennung mit statistischen Methoden: Plausibilitätsprüfung durch rechnerische Ermittlung des Lösungsbereichs [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Martinez
[A]

Die Geräuschimmissionsprognose nach TA Lärm (1998) erfordert eine Angabe zur Qualität des Ergebnisses. Grundlage der Fehlerbestimmung sind die geschätzten oder bereits bekannten Fehler der Ausgangsgrößen. Weitere Fehlerquellen ergeben sich durch diverse Faktoren, die bei der Ausbreitungsrechnung berücksichtigt werden. Diese Fehler sind nicht dem Prognose-modell nach ISO 9613-2 (E) systematisch anzulasten. Eine quantitative Analyse der Fehler erfordert eine adäquate statistische Behandlung. In dieser Arbeit werden Näherungsverfahren vorgestellt, die im wesentlichen auf der Methode der Feh-lerfortpflanzung basieren. Dabei werden die statistisch unterschiedliche Art der zu bewertenden Daten und die sich daraus ergebenden Methoden der Fehlerermittlung untersucht. Damit kann praxisnah, an konkreten Beispielen aufgezeigt werden, welche Schallquellen bzw. Schallquel-lengruppen tatsächlich die Qualität der Prognose nach TA Lärm relevant beeinflussen. Das Verfahren erlaubt den Fehler der Prognose quantitativ anzugeben und liefert die nach TA Lärm geforderte Qualitätsaussage.

• Lärmminderungsplan der Stadt Kelsterbach: Ein Fall für Gesamtlärmbetrachtung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Martinez and D.O. Sonder
[A]

In Hessen wird zur Aufstellung von Lärmminderungspläne gemäß § 47 a BImSchG der Erlaß vom 7. Januar 1993 angewandt. Bei einigen Städten und Gemeinden stellt der Flugverkehr einen relevanten Einzelkonflikt im Rahmen der Lärmminderungsplanung dar. Die Stadt Kelster-bach grenzt direkt an den Flughafen Frankfurt am Main und ist unmittelbar von den Ausbauplä-nen des Flughafens betroffen. Zwei alternative Ausbauvarianten, die Landebahn Nord/Ost bzw. die Landebahn Nord/West, ergeben Landeanflüge in Abständen von ca. 400 m bzw. 800 m von der Wohnbebauung. Die Einzelkonflikte des Flugverkehrs bei diesen Ausbauvarianten werden beim Lärmminderungsplan mit den Einzelkonflikten im Ist-Zustand von Straßen-, Schienen- und Flugverkehr verglichen, um die zu erwartende Änderung der Situation in den betroffenen Wohngebieten darzustellen. Es ergibt sich, daß für eine angemessene Bewertung der Konflikte die Dosis-Wirkungs-Relationen im Sinne der aktuellen Untersuchungen zur Gesamtlärmbelastung eine äußerst wichtige Grundlage sind, zum Schutz der Bevölkerung vor dem Ansteigen des Umweltlärms. Im Fall Kelsterbach wird die Situation dadurch erschwert, daß Defizite bei der Fluglärmberechnung (''nur'' Landebahnen) einschl. der Bewertung des NAT-70 Kriteriums (Vereinbarung der Mediationsgruppe Flughafen Frankfurt) und des Boden-lärms zu einer problematischen Fehleinschätzung der künftigen Situation führen können.

• Angabe der Messunsicherheit bei Prognosen nach TA Lärm: Aufwand und Ergebnis in der Praxis [DAGA 2005 (München)]
  S. Martinez
[A]

Bei der Erstellung von Schallimmissionsprognosen nach TA Lärm ist entsprechend Nr. A.2.2 die Genauigkeit der Prognose als Qualitätsmerkmal anzugeben. Dabei sind die Eingabedaten im Sinne der TA Lärm auf ihre Zuverlässigkeit zu prüfen. Im Kontext der TA Lärm ist deutlich, dass auf diesen wesentlichen Aspekt (Eingabedaten) zu achten ist und dass hier der Gutachter besondere Sorgfalt anzuwenden hat. In diesem Abschnitt der TA Lärm ist es auffällig, dass man (bei Prognosen) die Anwendung der VDI 2571, der DIN 18005 Teil 1 und der DIN ISO 9613-2 vorschreibt, ohne dass die TA Lärm explizit auf Genauigkeitsanforderungen im Zusammenhang mit der Verwendung dieser Normenwerke eingeht. Daraus lässt sich ableiten, dass die Qualitätsabsicht der TA Lärm, auf die in A2.6 explizit als Anforderung eingegangen wird, primär auf die Eingangsdaten der Prognose abzielt, insbesondere auf Schalleistungspegel. Diese können als reine Emissionsansätze (z. B. nach Messungen gemäß der Normenreihe ISO 3740 - ISO 3747 für Maschinen usw.) oder im erweiterten Sinne als immissionswirksame Schalleistungspegel verstanden werden. Hinzu kommen die Unsicherheiten hinsichtlich der Einwirkzeiten und der anderen Faktoren (subjektiv oder nicht), die in der Gleichung G2 der TA Lärm aufgeführt und zur Ermittlung des Beurteilungspegels herangezogen werden. Im diesem Beitrag werden Praxisfälle mit verschiedenen Schwierigkeitsgraden vorgestellt. Es wird auf übersichtliche Lösungsansätze fokussiert, um eine vertretbare und nachvollziehbare Angabe der Genauigkeit der Immissionsprognose zu ermöglichen. Es soll verhindert werden, dass aus Furcht vor einem unverhältnismäßigen Aufwand oder auf Grund einer erweiterten Interpretation, die dem Ansatz der TA Lärm nicht entspricht, die Gutachter dieser Anforderung nach Qualität nicht entsprechen können bzw. in einen unlösbaren Konflikt geraten.

• Beurteilung von schnell veränderlichen, impulshaltigen tieffrequenten Geräuschen
  S. Martinez and R. Job
[A]

Das bisherige Beurteilungsverfahren nach DIN 45680 ist auf die Analyse tieffrequenter Geräusche ohne und mit Einzeltönen ausgerichtet. In diesem Beitrag wird beispielhaft über Messungen in der Nachbarschaft einer Schmiede berichtet. Die Geräusche sind tieffrequent, ohne ausgeprägte Einzeltöne jedoch impulshaltig und treten rasch wiederholt auf. Das bisherige Beurteilungsverfahren liefert als Ergebnis: ''Anforderungen eingehalten''. Wir sind der Ansicht, dass im Beurteilungsverfahren nach DIN 45680 die Aspekte Impulshaltigkeit, stark veränderlicher Dynamikbereich nicht ausreichend be-rücksichtigt sind. Es wird ein Lösungsvorschlag erörtert, der sich an der Methodik der TA Lärm orientiert.

Martins, F.

• Auralizing Auditoria in North Portugal: Two case studies [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Ribeiro, I. Bork and F. Martins
[A]

This paper deals mainly with auralization performed in two auditoria: one highly absorbent mainly for cinema presentations but also used for music concerts (CMM), the other much more reflective, mainly used for musical theatre performances (TECA). Our main objectives were to evaluate their sound quality and how that sound is related to architectural and acoustical properties of the two auditoria. First we will present and compare acoustical objective parameters values obtained by in situ measurements and by room acoustic prediction software. Secondly we will compare the results from analysis of the impulse responses obtained by performing binaural auralization: a) over measured impulse responses in the real rooms using a real-head technique; b) over computer simulated impulse responses using room acoustic prediction and auralization software. Finally we will compare the subjective experience of listening directly to the measured and to the generated IR and after their convolution with anechoic recordings obtained from audio libraries. Further, a real sound recording with loudspeakers, as sound sources, will also be used. As a conclusion, we will comment the difficulties experienced and, based on our own and very recent incursion in this area, the real possibilities to use auralization for detecting some acoustical and undesirable phenomena, like flutter echoes and virtual source displacement and make them audible for architects.

Martner, O.

• Aktive Klangbeeinflussung in einem PKW [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Schirmacher, R. Lippold and O. Martner
[A]

In der Fahrzeugakustik spielt beim Innengeräusch nicht nur die Lautstärke eine wichtige Rolle, auch das Klangbild soll den Erwartungen des Nutzers an das jeweilige Fahrzeug und die Fahrsituation gerecht werden. Hinzu kommen die unterschiedlichen Erwartungshaltungen verschiedener Nutzer, die beispielsweise von Hörgewohnheiten und Kulturkreisen abhängen können.

• Modell zur Berechnung der subjektiven Rauhigkeit von drehzahlabhängigen Geräuschen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  C. Zerbs, O. Martner, U. Fey and R. Kragl
[A]

Zur Berechnung der psychoakustischen Rauhigkeit von Geräuschen liefern existierende Modelle für viele synthetische und technische Schalle gute Vorhersagen für die subjektiv empfundene Rauhigkeit. Bei der Anwendung auf Fahrzeuginnengeräusche weisen die Vorhersagen jedoch nur geringe Übereinstimmung mit subjektiven Hörempfindungen auf. Basierend auf umfangreichen Hörversuchen sowohl mit ''`Experten''' als auch mit ''`Laien''' wurde eine neues Modell zur Berechnung der Motorrauhigkeit implementiert, das erheblich verbesserte Vorhersagen der Rauhigkeit ermöglicht. Das Modell berücksichtigt zum einem die Ordnungsstruktur der Geräusche von Verbrennungsmotoren. Das akustische Signal wird nicht mehr mit einer Filterbank aus Filtern fester Mittenfrequenz zerlegt, sondern die Mittenfrequenzen werden dynamisch aus der Motordrehzahl berechnet. Dadurch können die im Signal enthaltenen und für die Rauhigkeitsempfindung wichtigen Amplitudenmodulationen vollständig ausgewertet und für die Berechnung der Gesamtrauhigkeit verwendet werden. Zum anderen ist diese auditorische spektrale Zerlegung im Zeitbereich implementiert und nicht, wie für herkömmliche Rauhigkeitsmodelle, FFT-basierend. Im Beitrag wird die Modellstruktur beschrieben und die Ergebnisse aus Hörversuchen und Berechnungen werden miteinander verglichen.

• Application of a psychoacoustic model for the determination of the psychoacoustic roughness of interior car sounds [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Zerbs and O. Martner
[A]

Besides the design and the optical appearance of a car also the interior sound is important for its perceived character. In order to quantify and to characterize the different factors contributing to the sound perception of a car and to explore the differences in the perceived image between listeners originating from a different origin, a hearing test was designed and carried out in Central Europe and North America.

Test sounds from three driving modes had to be compared according to 12 different attributes within a paired tournament test. Altogether, 71 test subjects took part in the test. Test results were checked for concordance and interindividual reliability. A factor analysis (PCA) was performed on the average scale values within one driving condition.

A comparison of subjective judgements and objective psychoacoustic parameters showed that the correlation between subjective roughness and the objective roughness was quite poor. A recently presented model (DAGA 2001), which considers the order structure of car sound, was employed to improve the correlation between subjective and objective psychoacoustic roughness.

• Luftschallübertragungsfunktion für die TPA bei Fahrzeugen [DAGA 2005 (München)]
  O. Martner, R. Lippold and C. Zerbs
[A]

Die Güte der TPA wird bestimmt durch das Übersprechverhalten bei der Messung von Übertragungsfunktionen. Im Fahrzeug liegen die Teilquellen i.A. nahe beieinander, wodurch die Übertragungsfunktionen benachbarter Quellpunkte teilweise redundante Informationen beinhalten. Im modalen Frequenzbereich können in diesem Fall bei einfacher Synthese die Anteile der Teilpfade überschätzt werden.

In Untersuchungen wurde die Eignung algebraischer Verfahren zur Kompensation dieses Effektes geprüft. In dem Beitrag werden Ergebnisse aus dem Bereichen Luft- und Körperschallübertrag mit und ohne Nebenwegskompensation dargestellt und diskutiert.

• Beurteilung und Klangbeeinflussung von Dieselgeräuschen [DAGA 2005 (München)]
  C. Zerbs, O. Martner and K. Mick
[A]

Untersuchungen zu Geräuschen von Dieselfahrzeugen zeigen, dass die klassischen psychoakustischen Parameter keine hinreichend gute Beschreibung der Dieselcharakters ermöglichen. Durch die Parameter werden die impulshaltigen Signalanteile, die den dieselhaftigen Klangcharakter hervorrufen, nur unzureichend beschrieben.

Die Anwendung von signalanalytischen Kenngrößen, die zur Beschreibung der Spitzenhaltigkeit von Signalen geeignet sind, verspricht unter Berücksichtigung des Frequenzbereichs, in dem die Signalspitzen auftreten, eine wesentlich bessere objektive Charakterisierung.

In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur objektiven Beschreibung von Dieselgeräuschen vorgestellt, der anhand von Hörversuchung validiert wurde. Verwendet wurden Originalaufnahmen von Dieselgeräuschen sowie Dieselgeräusche, deren Klangcharakter durch Manipulation des Zeitverlaufs gezielt verändert wurde.

Martyanov, A.

• Nonlinear Acoustic Doppler Tomography of Flowing Liquid [DAGA 2003 (Aachen)]
  I. Didenkulov, L. Kustov, A. Martyanov and N. Pronchatov-Rubtsov
[A]

Measurement of parameters of flowing liquid is one of problems, which have many applications. Traditionally it is solved by linear acoustic methods, i.e. the Doppler technique, which meets some restrictions in strong reverberation conditions. The nonlinear acoustic methods are known as free from reverberation. It is known that a bubble has prominent nonlinear properties. For moving bubbles the specific Doppler frequency shift arises for the difference frequency scattering, which can be used for bubble flow velocity measurement. For low-density bubble populations in flowing liquid such measurements can be done in the approximation of given primary waves. For dense bubble streams it is necessary to take into account attenuation of primary waves at bubbles inside the flow. The latter case is considered in this paper and called the difference frequency Doppler tomography method. Experimental measurements were done in a water tank with a submerged cavitation water jet. The results of the work demonstrate the possibility of the nonlinear acoustic Doppler tomography of flowing bubble liquids, which can find different applications.

Marx, H.

• Wavelet-Transformation und Verzahnungsgeräusche [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Bader, P. Holstein and H. Marx
[A]

The investigation of gear noise emitted by automotive tooth gears has gained increasingly in importance. The activities are focused on the reduction of acoustic emissions and the detection of gear failures. For these purposes, standard procedures of joint-time-frequency-analysis are applied, based on the short time fourier transformation. With this method important information resulting from non-stationary events are often detectable only with difficulty. Many problems also result from the large amount of data Produced by sampling in audio-quality when post-processing algorithms are applied for further data treatment.

In many cases, the amount of data prevents real-time analyses with conventional tools, which are therefore only of limited use for quality inspection.

For this reason, a wavelet analysis treatment for streaming data has been implemented on DSP boards in real time mode. The method is tested on several types of tooth failures and compared with wavelet analysis in post-processing mode and conventional joint time frequency analysis. The objects under investigation were spur gears of balancer systems. These units are responsible for compensation of second-order inertia forces and run at a speed of up to 12000 rpm.

It is demonstrated that non-stationary methods such as the proposed wavelet techniques are suited to recognize and in particular to classify tooth failures to a better extent than the conventional JTFA analysis techniques. The system is designed to use FFT- and wavelet-based DSP techniques in a complementary manner at the real-time level. The DSP modes are part of a general modular software system extending over several levels.

Marx, W.

• Industrielle Anwendung von Noise-Management am Beispiel des LiREx [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Stradtmann and W. Marx
[A]

Die Anforderungen an die Schallemissionen von Schienenfahrzeugen sind in den letzten Jahren erheblich gestiegen. Viele Lastenhefte weisen unabhängig von Fahrzeugkonzept und zulässiger Geschwindigkeit die gleichen Grenzwerte auf. Gleichzeitig haben sich immer mehr Methoden zur akustischen Auslegung der Fahrzeuge etabliert. So kann bereits im Vorfeld mit dem Kunden das Lastenheft diskutiert und ggf. an die speziellen Bedingungen des zu entwickelnden Fahrzeuges angepasst werden. Auf diese Weise können häufig bereits dem Entwicklungsvertrag realistische Zielwerte zugrunde gelegt werden. Nach einer zunächst groben Vorausberechnung werden die akustisch relevanten Baugruppen identifiziert, so dass akustische Spezifikationen für Unterlieferanten und Hauptkomponenten erarbeitet werden können. Im Laufe des Konstruktionsprozesses führen regelmäßige Design-Reviews und Überprüfungen der Arbeitsergebnisse der Unterlieferanten zu einer laufenden Verbesserung der Datenbasis für weitere Berechnungen und damit zu einem kontrollierten Entwicklungsprozess. Abschließende Messungen am Gesamtsystem dienen der Verifizierung der Auslegung und als Basis für eventuell notwendige Restoptimierungen. Dieser Prozess wird am Beispiel des LiREx dargestellt, wobei speziell auf die Auslegung der erstmals auf dem Dach montierten dieselelektrischen Antriebsanlage eingegangen wird: Schwerpunkte waren einerseits die Auslegung der Lagerstellen auf dem Dach, um Schwingungen und Körperschall vom Fahrgastraum fernzuhalten, und andererseits die Gestaltung einer ausreichend belüfteten Schallkapsel. Die Voraussagen wurden durch Messungen an der Antriebsanlage bestätigt. Nach positiven Erfahrungen an anderen Fahrzeugen wurde auf die für Leichtbau und Recycling ungünstige Entdröhnung der Wagenkästen verzichtet - mit Ausnahme der Blechfelder unter zwei der vier Antriebsanlagen, um Vergleichsmessungen durchführen zu können. Das entwicklungsbegleitende Akustik-Management beim LiREx hat sich bewährt: Insbesondere fällt der niedrige Anteil der Antriebsanlage am ohnehin niedrigen Schallpegel auf.

Marzinzik, M.

• Quality assessment of noise reduction for digital hearing aids: Measurements and predictions [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Marzinzik and B. Kollmeier
[A]

Most single-channel noise suppression algorithms proposed so far did not provide significant improvements in speech intelligibilty in noisy environments even though their subjective quality may still be preferable over the unprocessed versions. This led us to investigate alternative benefit measures. Different strategies to assess ''ease of listening'' are discussed and their respective results with hearing-impaired subjects are presented. Moreover, paired comparison experiments were carried out to assess quality aspects in a differential way. With the Bradley-Terry model, the experimental data were transformed to difference scale values. These values were compared with different objective measures derived from the same signals as used in the subjective tests. Some high correlations between objective and experimental data motivated the use of the objective measures to improve and optimize parameter settings of noise suppression processing schemes before testing them with hearing-impaired subjects. Most experiments in this study were carried out with spectral subtraction based noise suppression algorithms of the minimum mean square error (MMSE) class.

Mas, P.

• Transfer Path Analysis in the Critical Path of Vehicle Refinement
  S. Dom, H. van der Auweraer, P. Mas, A. Vecchio, K. Janssens and P. van de Ponseele
[A]

Transfer Path Analysis has now been used in automotive engine and road noise applications for more than 15 years. Many cases are documented and the impression may rise that TPA has become a commodity tool in the vehicle troubleshooting and refinement process. However, a closer look at the purpose and results of these studies reveals that this is not the case and that TPA remains an expert tool with a number of critical issues that impede a more widespread use. These issues basically relate to the following interrelated challenges: - How to improve the efficiency of the TPA process, to make it more attractive to applications in the critical path of the vehicle refinement? - What are the key accuracy bottlenecks (and resulting performance limits), and how can these be addressed without compromising the efficiency? Several procedures are used today based on different assumptions regarding loads, invariant parameters and impact of non-measured system behaviour. A critical review will illustrate the merits and limits of the main procedures in the light of usefullness to solve problems. These challenges should however not keep us from further investigating the expansion of the scope of TPA from an experimental troubleshooting tool for stationary noise problems to new application domains. Examples are in the analysis of transient noise and vibration problems, the use of time-domain TPA in relation to sound replay and synthesis, the extension of TPA to CAE and hybrid models etc. A number of these potential ''next steps'' will be outlined and illustrated.

Maschke, C.

• Nocturnal noise from different sources and sleep disturbances - best practice, background and gaps in knowledge - [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Maschke
[A]

It is undisputed in noise effect research, that an effect orientated summary of sound levels for exposed persons is urgently needed in order to judge complex noise situation correctly with regards well being or health (Acceptor approach). This also applies to nightly noise exposure and its adverse effects on sleep. The data available for source related sleep disturbances is however modest by comparison with ''noise annoyance''. In accordance with the summary model of 'annoyance', the interaction of nightly noise sources can be considered by sleep disturbance orientated effect-levels. References to the approach arise from studies regarding noise induced sleep disturbances when the results are subdivided into different noise sources. The calculated results, however, have to be interpreted with caution since sum effects are very complex and generally accepted dose response curves are lacking.

• Night noise and health - First Results of the WHO LARES (Large Analysis and Review of European housing and health Status) study [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Rodrigues, X. Bonnefoy, C. Maschke, H. Niemann and R. Moore
[A]

The World Health Organization's Regional Office for Europe, Bonn Office has coordinated a large study (LARES) to evaluate the health impact of housing conditions in eight European cities. Living and housing conditions are the basis for many aspects that affect residential health: indoor air quality, accidents, noise etc. are only a few of the possible health threats to be found in dwellings. Mental and social health are both affected by the living conditions but no straightforward mechanisms have yet been established. Although such impacts are broadly accepted, the concrete relationship between housing quality and well being has so far not been fully understood. First results of the survey point out, that noise or ''noise comfort'' plays a decisive role in the general relationship between housing conditions and health. In particular night noise exposure (and therefore noise induced sleep disturbances) has to be assessed as a serious risk factor for domestic accidents and as a threat for health, especially for stress related diseases.

The design of the LARES study and the first findings related to nocturnal noise will be presented.

• Health effects of nocturnal traffic noise - sound level at subjects'home versus self-reported sleep disturbances [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Maschke
[A]

Recent epidemiological studies support the assumption that nightly road traffic noise exposure plays a more fundamental role in the emergence of health disorders than noise during the daytime - particularly in relation to the cardiovascular and respiratory systems. It can be assumed that disturbed sleep patterns are an impairment to health in the long run. In these terms, the usefulness of self-reported sleep disturbances is at the center of the discussion. An aspect to the discussion is the direct comparison between nocturnal noise exposure (equivalent continuous sound pressure level) in front of the windows of the subjects' home and the self-reported sleep disturbances with respect to possible negative effects on health. The presented findings are based on the Spandau Health Survey, which, independent of noise exposure during the night, also considers self-reported sleep disturbances as an risk factor for stress related diseases.

• Verkehrslärm bedingte Belästigung und Erkrankungsrisiko - Ergebnisse des Paneuropäischen LARES-Survey [DAGA 2005 (München)]
  C. Maschke, H. Niemann, K. Hecht and M. Huber
[A]

Die LARES-Studie wurde 2002 - 2003 auf Vorschlag der European Housing and Health task force der WHO in acht europäischen Städten an über 8000 Personen durchgeführt, unter anderem um die Kenntnis über offensichtliche oder unbekannte Auswirkungen von Wohn- und Wohnumfeldbedingungen (housing conditions) auf die Gesundheit zu verbessern. Als Wohnumfeldbedingung wurde auch die Lärmbelastung berücksichtigt. In einer Befragung nach ICBEN Standard wurde eine Aufschlüsselung der individuellen Belästigung durch verschiedene Geräuschquellen vorgenommen. Als dominante Quelle der Lärmbelästigung in der Wohnumgebung ist für Europa der Verkehrslärm zu nennen, in der Abfolge: Straßenverkehrslärm ca. 39 %, Lärm durch parkende Autos ca. 21 %, Fluglärm ca. 13 %, Schienenlärm ca. 6,8 %. Die gesundheitlichen Auswirkungen von chronischer Verkehrslärmbelästigung wurden anhand der Periodenprävalenz (ärztliche Behandlung in den letzten 12 Monaten) ausgewertet und ließ z.B. für Bluthochdruck signifikant erhöhte Risiken im Sinne einer Dosis-Wirkungs-Beziehung erkennen.

• Nachbarschaftslärm bedingte Belästigung und Erkrankungsrisiko - Ergebnisse des Paneuropäischen LARES-Survey [DAGA 2005 (München)]
  H. Niemann, C. Maschke, K. Hecht and M. Huber
[A]

Die LARES-Studie wurde 2002 - 2003 auf Vorschlag der European Housing and Health task force der WHO in acht europäischen Städten an über 8000 Personen durchgeführt, unter anderem um die Kenntnis über offensichtliche oder unbekannte Auswirkungen von Wohn- und Wohnumfeldbedingungen (housing conditions) auf die Gesundheit zu verbessern. Als Wohnumfeldbedingung wurde auch die Lärmbelastung berücksichtigt. In einer Befragung nach ICBEN Standard wurde eine Aufschlüsselung der individuellen Belästigung durch verschiedene Geräuschquellen vorgenommen. Als dominante Quelle der Lärmbelästigung in der Wohnumgebung ist der Verkehrslärm zu nennen. Bereits an zweiter Stelle wurde der Nachbarschaftslärm benannt. Es handelt sich hierbei zumeist um Geräusche mit einem hohen Informationsgehalt, wie Sprache, Trittgeräusche oder auch Musik. Das Belästigungspotential ist daher auch bei niedrigen Schallpegeln relativ hoch und führt über einen längeren Zeitraum zu gesundheitlichen Auswirkungen. Die Ergebnisse zeigen altersspezifische Risiken (Herz-Kreislauf System, Depressionen bei Erwachsenen; Atemapparat bei Kindern/Jugendlichen; Bewegungsapparat bei ältere Menschen).

• Tieffrequente Schallbelastung und Schlaf – aktueller Kenntnisstand [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Maschke, H. Niemann, K. Hecht and M. Huber
[A]

Geräusche mit einem dominanten Anteil von Frequenzen im Bereich von 20 bis 200 Hz (tieffrequente Geräusche) werden von einer Vielzahl von Fahrzeugen wie Lastern, Bussen, Zügen, Flugzeugen und Hubschraubern emittiert. Tieffrequente Geräusche werden aber auch von stationären Quellen emittiert, die häufig mit Erhitzung, Kühlung oder Belüftung von Gebäuden verbunden sind. Der tieffrequente Schall kann sich über sehr lange Entfernungen mit nur geringer Abschwächung fortpflanzen und passiert mit geringer Abschwächung Wände und Fenster. Anwohner können sich deshalb nur schwer gegen tieffrequente Immissionen schützen. Im Zusammenhang mit tieffrequenten Geräuschbelastungen wird von den Betroffenen häufig über Schlafstörungen geklagt. Die schlafstörende Wirkung von nächtlichem Lärm ist wissenschaftlich anerkannt. Für Verkehrsgeräusche gibt es eine große Anzahl von Studien, in denen die Wirkung auf den Schlaf und das Wohlbefinden untersucht wurde. Über den tieffrequenten Energieanteil in den untersuchten Verkehrsgeräuschen ist jedoch meist wenig bekannt. So ist in vielen Publikationen lediglich der A-bewertete Schalldruckpegel angegeben. Die Anzahl von Schlafstudien die hinsichtlich der Wirkung von tieffrequenten Verkehrsgeräuschen ausgewertet werden können ist daher klein. Der aktuelle Kenntnisstand wird vorgestellt und diskutiert.

• Zur Berechnung der Schalldämmung von Gebäude-Außenfassaden und der Schallpegeldifferenz „außen/innen“ bei Fluglärm [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E. Augustin, J. Feldmann and C. Maschke
[A]

In Analogie zu Berechnungen der Schalldämmung von Gebäude-Außenbauelementen gegenüber einer Schalleinwirkung durch Straßenverkehr wurden methodisch vergleichbare Berechnungen durchgeführt, um die Schalldämmung von Gebäude-Außenbauelementen bei Flugverkehr zu beschreiben. Aus den Ergebnissen lassen sich die jeweiligen Schallpegeldifferenzen ''außen-innen'' ermitteln. Während beim Straßenverkehr zur Bestimmung der Schallpegeldifferenz ''außen/innen'' ein Zuschlag von 3 dB(A) zum berechneten oder gemessenen äußeren Freifeldpegel notwendig ist, muss im Falle des Flugverkehrs in Abhängigkeit von der Sichtentfernung und dem Schall-Einfallswinkel zwischen Immissionsort und Schallquelle ein Zuschlag von bis zu 6 dB(A) vorgesehen werden, der bei vergleichbarem Einfallswinkel stets um 2 dB(A) höher anzusetzen ist, als beim Straßenverkehr. In Anwendung der Erkenntnisse auf ein gekippt geöffnetes Fenster kann mit Hilfe von Modelrechnungen gezeigt werden, dass bei Fluglärm typische Schallpegeldifferenzen ''außen/innen'' unterhalb von 15 dB(A), d.h. bei etwa 13 dB(A) (Medianwert) liegen.

• Überarbeitung der DIN 45680 – aktueller Stand [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Maschke and R. Borgmann
[A]

Im September 2005 wurde die Überarbeitung der DIN 45680 ''Messung und Bewertung tieffrequenter Geräuschimmissionen in der Nachbarschaft'' begonnen. Die DIN 45680 soll an vorliegende Erfahrungen und neue Regelwerke (z.B. DIN ISO 226) angepasst werden. Dargestellt wird der Stand der Überarbeitung.

Masiero, B.

• Tansducer Placement Strategy for Active Noise Control of Power Transformers [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Masiero, F. Ribeiro and V. Nascimento
[A]

Active Noise Control is a noise reduction technique with an ever increasing range of applications. The use of Active Noise Control systems for reducing sound levels in enclosed spaces or for on-ear devices has already shown good results; but the use of Active Noise Control on open field situations presents several difficulties, the main one being how to optimally place the electro-acoustic transducers necessary for the control system. Genetic algorithms were used for the optimization of the transducers' position. Using a simplified model the importance of the genetic algorithms' cost function in its performance was made evident. It was also verified that a joint optimization for transducers' position provides the same result, and in shorter time, as the independent optimization of control source and error sensor positions.

Masti, R.

• Application of a Novel Wave Based Prediction Technique for Acoustic Cavity Analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Pluymers, C. Vanmaele, R. Masti, W. Desmet, D. Vandepitte, P. Sas and E. Brechlin
[A]

Vehicle interior acoustics has become an important design criterion. Both legal restrictions and the growing demand for comfort, force car manufacturers to optimize the vibro-acoustic behavior of their products. The tendency to minimize the number of physical prototypes and to reduce the overall development cost and time, as well as the high performance of modern computer resources, clear the path for numerical prediction techniques to drive the noise, vibration and harshness optimization. The most commonly used numerical prediction techniques for vibro-acoustics are element based methods, such as the finite element method and the boundary element method, and the statistical energy analysis method. However, element based methods are only applicable in the lower frequency range and the statistical energy analysis method in the higher frequency range, leaving a frequency band, which is called the mid-frequency gap, for which no effective prediction technique is available at this moment. The wave based prediction technique is one of the techniques that exhibit potential to narrow this frequency gap. Like the element based methods, the wave based prediction technique is a deterministic technique, which is however computationally more efficient and thus suited for the mid-frequency range. This paper discusses the application of the wave based prediction technique for the three-dimensional acoustic analysis of a car-like cavity. A comparison with corresponding finite element discretizations as well as an experimental validation are presented with special focus on the convergence rate and computational efforts involved with the novel technique.

Materna, R.

• Untersuchung der Wirkung von schalldämmenden Ummantelungen an Abwasserleitungen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Bollmann and R. Materna
[A]

Zur Reduzierung der Luftschallabstrahlung von Abwasserleitungen in Fällen, wo mit bautechnischen Massnahmen allein keine genügend niedrigen Pegel erreicht werden können um die geforderten Grenzwerte gemäss den entsprechenden Schallschutznormen zu unterschreiten, wird in der Praxis vielfach auf die Wirkung von schalldämmenden Ummantelungen zurückgegriffen. In dieser Untersuchung werden zuerst einige theoretische Überlegungen zur Auslegung solcher Ummantelungen angestellt. Die sich aus der Praxis ergebenden Einschränkungen betreffend Maximierung der Wirkung werden aufgezeigt und kommentiert. Im weitern wird dann auf vergleichende Untersuchungen an verschiedenen Ummantelungen eingegangen und die Resultate werden erörtert. Eine aus den Versuchen ermittelte optimale Variante wird im Folgenden weiter untersucht. Die Resultate der praktisch erreichten Reduktionen der Luftschallabstrahlung bei verschiedenen Konfigurationen von Abwasserleitungen, wie Umlenkungen oder Achsverschiebungen, werden präsentiert. Zum Schluss wird zur Charakterisierung der erzielten akustischen Wirkung der Ummantelung eine einfache mathematische Beziehung hergeleitet.

Matousek, V.

• Music Signal Decomposition Based on Sequential Identification and Subtraction of Components [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Albrecht and V. Matousek
[A]

The article deals with a novel approach in audio signal decomposition, with possible application on music. A mixed signal is built up from the audio components. Consecutive segments of the components present in the mixed signal are identified with the components contained in a set. Once a component is identified, it is removed from the mixed signal. There is an original observed audio signal (a song) being a composition of anything - from the tone A of the piano to the drum loop in a popular song (the audio component). Then we are given a set of audio components. We expect that it is possible to combine the observed signal from the audio components in the set or their derivates. The derivates may be created by the convolved components, or by the components having cut off an arbitrarily long part of their beginning / end. We can examine the two tasks:
1. To recognize the components which the original signal is combined from, find their positions in time, or find their possible transformations leading to the derivates being presented in the original signal.
2. To investigate the conditions ... (.. to be COMPLETED IN PROGRAM BOOK !!!!!!!!!)

• Entwurf der Sprachkommunikation mit einem Auto-Navigationssystem und ihre Implementation in der VoiceXML Sprache [DAGA 2008 (Dresden)]
  V. Matousek and T. Nestorovic
[A]

Der Artikel wird die Grundsätze der Dialogführung in natürlicher Sprache mit einem Auto-Navigationssystem beschreiben. Es werden Grundprinzipien des Entwurfs der Dialog-führung, Zerlegung von unterschiedlichen Dialogen auf einzelne Funktionsschritte und zusammenhängige Funktionsmodule sowie auch der Entwurf von Grundfunktionen der Kommunikationsschnittstelle detailliert beschrieben. Die Benutzerschnittstelle kann sehr einfach als die Kommunikationsleitung (Kanal) zwischen dem Benutzer und dem System definiert werden, die Qualität der Schnittstelle und die Beziehungen des Benutzers zum System können ohne Probleme festgesetzt werden. Die Dialogführung muss unbedingt einfach und klar entworfen werden, die Kommunikationsschritte müssen nur mit sehr wenigen Alternativen realisiert werden, da die optimale Benutzerschnittstelle die Systemhandhabung mit dem System auch ohne Kenntnis ihrer internen Struktur oder ihrer Konstruktion ermöglichen sollte. Als die Kriterien der Optimalität der Benutzerschnittstelle können die folgenden Bedingungen angenommen werden:
- Konzentrierung nur auf die Grundfunktionen des Systems,
- einfache und zuverlässige Dialogführung,
- einfache Kontrolle der Dialogführung,
- einfache Struktur von Erklärungen, Bemerkungen und Einsagungen,
- Minimalisierung von Fehlern bei der Dialogführung usw.
In allgemeinen gilt, dass die Kommunikationsfähigkeiten von gegenwärtigen Dialogsystemen nicht gut sind, aber der Systemgestalter sollte die Mehrheit von Aktivitäten des Benutzers mit dem System gestatten. !!! fortsetzen im Programmheft !!!

Matsui, T.

• Evaluation of sound quality affected by tonal components in Germany and Japan [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Hansen, R. Weber, T. Matsui, S. Kuwano and S. Namba
[A]

Experiments were conducted in Japan and Germany concerning the effect of tonal components on sounds quality. The Japanese results were the following: (1) Three factors were extracted by factor analysis: ''pleasant'', ''metallic'' and ''powerful''. (2) The ''pleasant'' factor decreases with increasing SPL of tonal components larger than 21 dB, while the ''metallic'' impression increases at about 18 dB and the ''powerful'' factor at about 18 dB. (3) The simple adding of a second sinusoid with a similar frequency and the same SPL has no significant effect on the timbre of the sounds. The effect of the frequency on the ''metallic'' factor was measured, when the frequency was doubled. No significant effect was found on the ''powerful'' factor. (4) A two cluster solution is obtained by cluster analysis. The sounds are clustered according to the presence of a large tonal component or not. The greater the difference in frequency becomes, the earlier can the sound be found in the ''tonal'' cluster. These Japanese findings will be compared to the evaluation of German subjects.

Mattei, P.-O.

• A component study of the vibroacoustic damping of a non-baffled free plate partially covered with elastomer patches [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Zoghaib and P.-O. Mattei
[A]

This work deals with a vibroacoustic numerical and experimental study of a suspended free thin plate which has been partially covered with polymer patches. The aim of the investigation is to develop a model of the acoustical and mechanical damping components for an optimization of the patches location for noise reduction purposes. The patches are thin double-layer elastomer/aluminum laminae whose dissipative influence has been studied in different locations of the aluminum plate. The analysis is based on a viscoelastic incompressible 3D finite element formulation of the rubber layer together with a Kirchhoff-Love plate element model of the metal layers. The differential system of equations that governs both the displacement of the structure and the acoustic pressure is transformed into one single integro- differential equation of the displacement. The acoustic Green function of the spatial configuration is computed by a direct BEM using a double-layer potential. The solution is expressed as a series of the resonance modes. The resonance modes are computed using a perturbation expansion with respect to a small parameter associated to the light fluid approximation. The numerical model clearly distinguishes the viscoelastic damping from the damping associated to the fluid-structure coupling. In addition modal analysis with a non-contacting method is achieved by means of a loudspeaker and a laser-beam measurement apparatus. Comparisons between the numerical computations of the damping and the corresponding measured one show the efficiency of the method.

• Transient Sound Generation of a Plate Coupled to an Acoustic Cavity [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P.-O. Mattei and U. Kristiansen
[A]

The sound radiated into a cavity by the surrounding walls depends on several factors. The signal type, wall construction, cavity geometry and damping are of the most important. In this paper results that illustrate many of the basic features of vibro-acoustic coupling in the transient regime are presented. One of the aims is to describe the response of the fluid-loaded plate coupled to a rigid cavity when it is excited by a Ricker wavelet and to see the influence of the excitation on the response of system. An other goal is to compare results given by two calculation methods. The first uses an explicit finite difference scheme to discretize the governing equations in space and time. The other uses an analytic technique based on a series expansion into resonance modes. These modes, here computed using perturbation expansion to account for small damping and loading, correspond to the free oscillations of the plate-cavity system. The results from the two models are in good correspondence. Both models show that the efficiency by which the plate radiates sound into the room can in general qualitatively be explained by the speed of the Fourier frequency components of the impulse type signal. Subsonic phase velocities generate a near acoustic field, and only transfer acoustic energy to the room from the region close to the plate boundaries. For supersonic bending wave speeds energy is transferred to the room all along the trajectory.

Matuschek, R.

• Vergleich von technischen Prognoseprogrammen für die Schallimmission mit physikalischen Berechnungen der Schallausbreitung im Freien [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Matuschek and V. Mellert
[A]

In den verschiedenen Ländern der EU haben sich über Jahre eigene Richtlinien und Prognoseprogramme für die Schallimmission entwickelt. Es besteht der Bedarf, europaweit die Schallausbreitung im Freien zum Zwecke der Immissionsprognose mit einer einheitlichen Richtlinie zu berechnen. Diese Richtlinie sollte statt empirischer Formeln eher physikalisch begründete Variablen zur Berücksichtigung von z.B. meteorologischen Bedingungen und der Bodenimpedanz enthalten. Es wurde anhand einfacher Modellsituationen mit Hilfe eines ''Fast Field Program'' numerisch untersucht, inwieweit die empirischen Ausbreitungsformeln die ''tatsächlichen'' Bedingungen der Schallausbreitung berücksichtigen, für die sie ausgelegt wurden. Das Ergebnis zeigt die überaus gute Näherung der bekannten Richtlinien an die wirkliche Wellenausbreitung unter den gegebenen meteorologischen Bedingungen.

• Underwater noise emissions from offshore wind turbines [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Betke, M. Schultz and R. Matuschek
[A]

In areas with an extensive use of wind energy, it has become difficult to find appropriate sites for new wind turbines. This is one of the reasons for establishing an offshore wind energy industry. Moreover, it is assumed that the stronger and steadier flows of electricity from sea winds will make up for the extra expense of building turbines offshore. Numerous wind farms are planned or proposed to be raised in the German parts of the North Sea and the Baltic, with a total of more than 5000 turbines of 2.5 to 5 MW each.

During construction, pile driving operations can produce maximum underwater sound pressures of several kPa at 1 km, which might be harmful to the sea fauna, in particular to mammals like harbour porpoises or seals. Wind turbines in operation may also emit gearbox and generator noise into the water. In this paper, we will present various hydroacoustic measurements made at various distances from offshore pile drivers. Furthermore, underwater noise radiated from a 2 MW class turbine has been measured over a 4-week period. Results, sound radiation mechanisms and ecological implications will be discussed.

• Vergleichbarkeit von Emissions- und Immissionsmessungen an Windenergieanlagen [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Matuschek, M. Schultz-von Glahn, K. Betke and H. Remmers
[A]

Die Messung der Schallemissionen von Windenergieanlagen (WEA) erfolgt nach den Vorgaben der DIN EN 61400. Demzufolge wird die Schallleistung einer Anlage über eine Immissionsmessung mit Hilfe eines Bodenmikrofons ermittelt. Das Verfahren hat den Vorteil, dass a) Störgeräusche durch Wind minimiert werden und b) der Einfluss des Bodens auf die Schallausbreitung eliminiert wird.

Die Messung der Schallimmissionen einer WEA wird üblicherweise mit einem Mikrofon auf der Höhe des maßgeblichen Immissionsortes gemäß TA-Lärm durchgeführt (in Höhen 2 m). Bei dieser Anordnung wird der Einfluss der Bodens auf die Schallausbreitung zwischen Quelle und Empfänger wirksam.

Bei Immissionsmessungen an einem Ersatzmessort muss für die Ermittlung der Beurteilungspegel am Immissionsort eine Ausbreitungsberechnung nach ISO 9613-2 durchgeführt werden. Wenn diese Berechnung auf der Basis eines nach DIN EN 61400 gemessenen Schallleistungspegels durchgeführt wird, kommt es zu systematischen Abweichungen zwischen gemessenen und berechneten Immissionspegeln. Diese Abweichungen treten ebenfalls auf, wenn Immissionsprognosen für Windparks erstellt werden.

Mauch, U.

• Parker-Resonanzen als Ursache für tonale Störgeräusche an einem Lokomotivkühler [DAGA 2005 (München)]
  W. von Heesen, S. Heim, C. Kirschinger, U. Mauch and D. Zwicker
[A]

Bei der Inbetriebnahme eines neuen Lokomotiventyps trat an der Kühlanlage ein tonales Geräusch mit Schalldruckpegeln von 130 dB(A) in 1 m Abstand auf. In Vorversuchen wurde festgestellt, dass der Störton bei Erhöhung der Ventilatordrehzahl stufenweise zu höheren Frequenzen sprang, wobei die Störtonfrequenz über größere Drehzahlbereiche konstant blieb. Auffällig war, dass bei sämtlichen Störtonfrequenzen die Breite des Kühlers jeweils einem ganzzahligen Vielfachen der halben Wellenlänge entsprach. Durch Abtasten des Schallfeldes entlang der Kühlerfläche konnte die Existenz horizontaler stehender Wellen ent-lang der Kühlerfläche nachgewiesen werden. Als Ursache des Störtons wurde die periodische Wirbelablösung an den vertikal verlaufen-den Kühlwasserröhrchen vermutet. Die Wirbelablösungsfrequenz ist üblicherweise streng proportional zur Strömungsgeschwindigkeit. Wenn jedoch durch die Wirbelablösung eine Eigenmode des Systems angeregt wird, synchronisiert sich die örtliche Verteilung der Wir-belablösung auf die Eigenform, und die Wirbelablösefrequenz verharrt über einen weiten Bereich der Strömungsgeschwindigkeit bei der Systemeigenfrequenz. Dieses Phänomen ist in der Literatur unter dem Namen 'Parker-Resonanz' bekannt. Der Kühler besteht aus insgesamt 13 vertikal ausgerichteten und horizontal nebeneinander angeordneten Elementen. Durch den Austausch einzelner Kühlerelemente gegen solche mit anderer Geometrie der Kühlwasserröhrchen konnte der Störton vollständig beseitigt werden.

Maue, J.H.

• Messunsicherheit bei Lärmmessungen an Arbeitsplätzen nach ISO 9612 [DAGA 2008 (Dresden)]
  J.H. Maue
[A]

Bei der Ermittlung des Lärmexpositionspegels an einem Arbeitsplatz hängt die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des Ergebnisses neben der Qualität des eingesetzten Messgerätes und der Wahl der Mikrofonposition vor allem von der Genauigkeit bei der Erfassung der längerfristig typischen Geräuschimmission ab. Nach der derzeit noch gültigen DIN 45645-2 lässt sich die beim Vergleich mit einem Grenzwert zu berücksichtigende Unsicherheit in der Regel durch eine Abschätzung der Genauigkeit bei der Erfassung der typischen Geräuschimmission und unter Berücksichtigkeit der Genauigkeitsklasse des Messgerätes ermitteln. Dabei werden per Konvention Unsicherheiten von 0 dB, 3 dB und 6 dB angenommen.

Mit der in den letzten Jahren überarbeiteten ISO 9612 wurde ein neues Verfahren zur Ermittlung der Messunsicherheit für Arbeitsplatzmessungen beschrieben, das sich an dem ISO-Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit beim Messen (GUM) orientiert. Dieses Verfahren nach ISO 9612 wird mit entsprechenden Hintergrundinformationen erläutert. Außerdem wird ein Tabellenkalkulationsprogramm (Excel-Programm) vorgestellt, das die damit verbundenen relativ aufwändigen Berechnungen ausführt und voraussichtlich auf der Internetseite der ISO zum Herunterladen verfügbar sein wird. Für den Vergleich mit Grenzwerten wird ein Verfahren vorgeschlagen, das sich an der bisherigen Praxis entsprechend DIN 45645-2 orientiert.

Mauer, G.

• Identifikation akustischer Muster für die Qualitätsüberwachung im Automobilbereich [DAGA 2008 (Dresden)]
  G. Mauer and R. Sottek
[A]

Zur Prüfung der Materialeigenschaften von Komponenten werden gelegentlich akustische Prüfverfahren eingesetzt. So können z.B. gezielt durch Anschlagversuche erzeugte Geräusche Hinweise auf mögliche Materialfehler geben. Die Automobilindustrie wird dagegen häufig mit dem Problem konfrontiert, dass störende Geräusche unter schwer reproduzierbaren Betriebsbedingungen auftreten. Mit hohem Aufwand werden Testprozeduren durchlaufen (Anregung durch Hydropulser oder Rüttelstrecke, kritische Umgebungsbedingungen, usw.), um das Auftreten dieser Störgeräusche zu provozieren. Die vom Kunden beanstandeten Geräusche liegen oft deutlich unter dem Innengeräuschpegel. Das menschliche Gehör nimmt diese jedoch aufgrund zeitlicher und spektraler Muster als störend wahr. Anders als bei der Materialprüfung müssen in dem komplexen System Fahrzeug solche Geräusche detektiert und die verursachende Komponente möglichst lokalisiert werden können. Bisher wird die Geräuschqualität durch einen Prüfer subjektiv bewertet und die Lokalisation meist durch zusätzliche Messungen unterstützt. Individuelle und interindividuelle Schwankungen der subjektiven Ergebnisse führen zu dem Wunsch nach objektiven Verfahren mit einer höheren Reproduzierbarkeit und einer besseren Dokumentation. Der Beitrag beschreibt beispielhaft mögliche Vorgehensweisen für die Identifikation akustischer Muster unter den oben beschriebenen schwierigen Bedingungen. Als Grundlage innerhalb eines mehrstufigen Prozesses dient uns oft ein Modell zur Signalverarbeitung des menschlichen Gehörs mit seiner überzeugenden Fähigkeit zur Analyse von Schallereignissen.

Mauermann, M.

• Vergleich der Feinstruktur von Isophonen, Ruhehörschwelle und otoakustischen Emissionen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Mauermann, G. Long and B. Kollmeier
[A]

Inwieweit ist die Lautheitswahrnehmung durch die cochleäre Vorverarbeitung beeinflußt? Da otoakustische Emissionen (OAE) die einzige nichtinvasive Möglichkeit zur Untersuchung der Cochlea darstellen ist die oben gestellte Frage eng verwoben mit der Frage nach gemeinsamen Eigenschaften von OAE und Lautheitswahrnehmung. Der Zusammenhang zwischen den Eigenschaften von OAE und der Ruhehörschwelle wurde bereits in einer Reihe von Arbeiten untersucht (Überblick in Long,G., Hear Res. 1998;119(1-2):49-60.). Es gibt aber bisher nur wenig Daten die OAE mit dem Hören im überschwelligen Bereich vergleichen. OAE in gesunden Ohren zeigen zumeist eine ausgeprägte Feinstruktur. Es wurde untersucht inwieweit sich diese Feinstruktur in Isophonen widerspiegelt. Hierzu wurden Isophonen in einem Frequenzbereich von 1600 bis 2000 Hz mit einer Frequenzauflösung von 25 Hz gemessen. Die Messungen erfolgten für unterschiedliche Lautstärken bis zu 70 phon. Die so erhaltenen Isophonen wurden mit den Feinstrukturen von Ruhehörschwelle (12.5 Hz Frequenzauflösung), otoakustischen Verzerrungsprodukten (DPOAE) und simultan evozierten Emissionen (SFOAE) verglichen. Die gute Übereinstimmung der Feinstrukturmuster insbesondere von SFOAE, Ruhehörschwelle und Isophonen zeigt, daß die Wahrnehmungsgröße Lautheit deutlich geprägt ist durch Eigenschaften der cochleären Vorverarbeitung.

• Übergang von transient zu stationär evozierten otoakustischen Emissionen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Bartsch, M. Mauermann and B. Kollmeier
[A]

Aus psychoakustischen Experimenten zur Nachverdeckung und aus Experimenten zur Testtonintegration ergibt sich eine Zeitkonstante von ca. 200 ms, die als untere Grenze für im psychoakustischen Sinne stationäre Signale angesehen werden kann (Zwicker und Fastl, 1990). Bei der Messung von otoakustischen Emissionen wird je nach Dauer des Stimulus zwischen transient-evozierten (TEOAE) und simultan-evozierten otoakustischen Emissionen (SEOAE) unterschieden. Während SEOAE den Zustand der Cochlea in einem quasi-stationären Zustand widerspiegeln, werden TEOAE als eine Art Impulsantwort des Innenohres aufgefaßt. Inwiefern die cochleäre Verarbeitung unterschiedlich langer Stimuli sich in einer Änderung der Eigenschaften im Übergang von TEOAE zu SEOAE widerspiegelt, d.h. ab welcher Zeitdauer Signale zur Messung otoakustischer Emissionen als stationär betrachtet werden können, ist bisher nicht genau geklärt. Im Vordergrund dieser Untersuchung steht die Frage, ob sich eine Zeitkonstante finden läßt, die den Übergang von TEOAE zu SEOAE kennzeichnet und inwieweit diese OAE-Zeitkonstante mit psychoakustischen Zeitkonstanten vergleichbar ist. Hierzu werden die Quotienten der RMS-Werte von Antwort und Stimulus als direktes Maß für den Energiegehalt der gemessenen Antworten in Abhängigkeit von der Stimulusdauer bestimmt. Falls diese ein Wachstum zeigen, das in eine Sättigung übergeht, könnte der Zeitpunkt dieses Übergangs gleichzeitig als die gesuchte Zeitkonstante gedeutet werden. Weitere Parameter neben der Stimulusdauer (der Sinus- und Chirpsignale) sind die verwendete Stimulus-Frequenz sowie der Darbietungs-Pegel. Zur Versuchsdurchführung wird ein von Keefe (1998) beschriebenes Messparadigma benutzt, das die Trennung von Stimulus und nicht-linearer Antwort für TEOAE und SEOAE gleichermaßen ermöglicht.

• Auswertealgorithmen zur Niedrigpegel-Reflexaudiometrie [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Müller-Wehlau, M. Mauermann and B. Kollmeier
[A]

Zur möglichst verläßlichen Bestimmung der Reflexschwelle mit der Methode der Niedrigpegel-Reflexaudiometrie (NP-RA) werden verschiedene Schwellenkriterien ausgewertet und verglichen. Bei der NP-RA nach Neumann et al (1997) wird das Differenzsignal zwischen zwei aufeinanderfolgenden akustischen Stimulationen im abgeschlossenen Gehörgang aufgezeichnet. Bei Überschreiten der Reflexschwelle weicht die akustische Antwort auf den zweiten Stimulus von derjenigen auf den ersten u.U nur in der Phase ab, so dass dieses Differenzsignal ein sehr sensitives Verfahren zur Detektion des Stapediusreflexes darstellt. Für dieses Verfahren werden unterschiedliche Algorithmen zur Bestimmung der Reflexschwelle und zur Artefaktunterdrückung sowie ihre Vor- und Nachteile in Bezug auf die Besonderheiten des Messverfahrens diskutiert. Neben einem der Messmethode angepassten S/N-Kriterium wird auch ein Verfahren der Phasen- und Amplitudenanalyse (PARA) angewendet. Dieses basiert auf der Beobachtung, dass sich mit Reflexauslösung eine deutliche und schnelle Stabilisierung der Phasen einzelner Residuen ergibt, sodass die Forderung, dass eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Darbietungen in einem eng gewählten Phasenbereich liegen muss, ein stabiles und reproduzierbares Schwellenkriterium liefert. Dieses Verfahren kann auch zu einer verwandten stochastischen Methode zur Signaldetektion in Beziehung gesetzt werden. Im Gegensatz zum PARA-Algorithmus erwies sich ein reines S/N-Kriterium als wenig geeignet, da aufgrund spektraler Dipsersion im Außenohr der Rauschgrund bei zunehmendem Stimuluspegel mit angehoben wird, wodurch sich deutlich höhere Reflexschwellen ergeben. Die Reflexschwelle wird anhand verschiedener Kriterien bestimmt und die Ergebnisse werden sowohl untereinander als auch mit Referenzmessungen verglichen. Durch Messungen mit speziell generierten Stimulussignalen wurde weiterhin der Einfluß verschiedener Parameter auf das Messverfahren untersucht.

• Reflexschwellenunterschiede in Abhängigkeit cochleärer Schädigung [DAGA 2005 (München)]
  M. Müller-Wehlau, M. Mauermann and B. Kollmeier
[A]

Es konnte gezeigt werden, dass die Stapediusreflexschwelle unter Verwendung der Niedrigpegel-Reflexaudiometrie (NPRA, Neumann et al., 1996) für verschiedene, speziell generierte Stimuli deutliche Unterschiede zwischen normalhörenden Probanden und Probanden mit flachem Hörverlust (ca. 50 dB) aufweist (Müller-Wehlau et al., 2004). Zur Stimulation wurden Tonkomplexe mit identischen Leistungsspektren aufweisen, aber unterschiedlicher Phasencharakteristik verwendet: (a) Tonkomplexe mit chirp-artigen Zeitsignal, die analog zu den von Dau et al. (2000) verwendeten Chirps bei ABR-Messungen eine Kompensation der Basilarmembrandispersion bewirken (BMTK), (b) deren zeitlich invertierte Form (iBMTK) und (c) Stimuli mit zufälliger Phase der enthaltenen Frequenzkomponenten (rTK). Zwischen normal- und schwerhörenden Probanden ergeben sich für die Stapediusreflexschwellen drei charakteristische Unterschiede: (i) Normalhörende zeigen eine deutliche Differenz der Reflexschwelle zwischen iBMTK und BMTK (ca. 16 dB) die sich bei Schwerhörenden auf ca. 6 dB reduziert (ii) einen deutlichen Abfall der Reflexschwelle für iBMTK-Stimuli in Abhängigkeit von der Anzahl der im Tonkomplex enthaltenen Frequenzkomponenten bei Normalhörenden, der bei Hörgeschädigten so nicht zu beobachten ist und (iii) eine Reflexschwelle für die rTK-Stimuli, die bei normalhörenden Probanden im Bereich der BMTK-Schwellen liegt während sie bei schwerhörenden Versuchspersonen signifikant höher ist. Die signifikanten Unterschiede zwischen den Versuchspersonengruppen reflektieren den Einfluss der cochleären Schädigung auf die Reflexschwellen. Ziel der vorliegenden Studie ist es zu untersuchen in welchem Umfang sich verschiedene Hörverluste in den charakteristischen Unterschieden widerspiegelt. Dazu wurden Stapediusreflexmessungen mit BMTK, iBMT und rTK in vier Probandengruppen mit unterschiedlichem Hörvermögen durchgeführt: (1) Probanden mit Hochtonschwerhörigkeit (2) Tieftonschwerhörigkeit, (3) flachem Hörverlust und (4) normalem Hörvermögen.

• Mechanismen der schwellennahen Modulationswahrnehmung [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Heise, M. Mauermann and J.L. Verhey
[A]

Die Wahrnehmung von zeitlichen Pegelschwankungen (Amplitudenmodulationen) im deutlich überschwelligen Bereich war aufgrund ihrer besonderen Bedeutung bei der Sprachverarbeitung bereits Gegenstand zahlreicher Untersuchungen. Weniger Aufmerksamkeit hat dagegen bisher die Modulationswahrnehmung bei Pegeln nahe der Ruhehörschwelle erhalten. Die Untersuchung dieser schwellennahen Modulationswahrnehmung kann jedoch wichtige Hinweise auf die grundsätzlichen Mechanismen der Modulationsverarbeitung liefern. In diesem Beitrag wird untersucht, inwieweit die bei vielen normalhörenden Personen vorhandene periodische Schwankung der Hörschwelle (Feinstruktur) einen Einfluss auf die Modulationswahrnehmung hat. Hierzu wurde die Wahrnehmungsschwelle einer auf einen Sinusträger aufgeprägten sinusförmigen Amplitudenmodulation bestimmt. Es zeigt sich, dass die Modulationswahrnehmung deutlich besser ist, wenn die Trägerfrequenz auf ein Maximum der Hörschwelle fällt, als wenn sie auf ein Minimum fällt. Für die schlechteren Modulationsdetektionsschwellen in Hörschwellenminima sind folgende Erklärungsansätze denkbar: (1) eine Erhöhung des internen Trägerpegels durch Addition spontaner otoakustischer Emissionen (SOAE) in Feinstrukturminima und somit eine effektive Modulationstiefenreduktion, (2) eine Modulationstiefenreduktion durch erhöhte Kompression, (3) eine Modulationsmaskierung durch Schwebung zwischen Träger und SOAE, (4) eine Reduktion der Modulationstiefe aufgrund einer spektralen Verfärbung des modulierten Signals durch die Hörschwellenfeinstruktur. Die verschiedenen Erklärungsansätze werden im Rahmen eines Modells zur Modulationswahrnehmung (Viemeister, 1979) getestet. Demnach lässt sich der Effekt besser durch (1) oder (4) als durch die anderen Ansätze erklären.

Mauler, D.

• Realtime Performance of Acoustic Echo Canceler and Postfilter for Residual Echo Suppression in the Car Environment [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Enzner, D. Mauler and P. Vary
[A]

A very simple and elegant signal processing solution to the acoustic echo control problem has been presented recently [1]. This approach is based on the purely statistical adaptation of an acoustic echo canceler and a postfilter for residual echo suppression. A double talk detection is not required for the stability of this algorithm. We have now used the algorithm to reduce the acoustic echo of hands-free telephones in the car environment. In this paper we present the results of the performance evaluation on the basis of our realtime implementation. It turns out that the main strength of the algorithm is the duplex ability, i.e. the fast and robust adaptation in the double talk situation.

[1] Gerald Enzner and Peter Vary, 'Robust and Elegant, Purely Statistical Adaptation of Acoustic Echo Canceler and Postfilter', Proc. IWAENC 2003.

Maurel, Y.

• Inverse Filter Optimisation Applied to Sonic Booms Reproduction [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  Y. Maurel, J.-C. Béra and M. Sunyach
[A]

The aim of this study is to reproduce accurately the waveforms of sonic booms in order to conduct psychoacoustic test on the subjective evaluation of the impact of this kind of sound upon our hearing perception. Only the reproduction process will be presented. This application would require infinite bandwidth transducers as the signals involved are extremely impulsive and have a large bandwidth (especially in the low frequencies range). To overcome this technical limitation, the transducers need to be carefully identified by experimental measurements in order to determine their inverse filters. Then the signals can be well pre-processed before applying them on the system input. The goal is to actually measure its acoustic twin on the output with a microphone. An electrodynamic closed-headphone coupled to an acoustic artificial head has been studied. Its transfer function has been measured by applying different test-signals on the input to minimize measurement errors upon the whole frequency-band (0 to 20 kHz). The inverse filter has been computed by two different numerical approaches: the direct-inverse method which consists in directly inverting the transfer function, and the Singular Value Decomposition method which gives a more precise inverse filter by inverting only the actually measured transfer function (non-inversion of measurement noises). These two analytical methods have been experimentally compared. The high-fidelity condition can then be implemented by convoluting the signals by the temporal-inverse response of the system before sending to the system input. The stability of reversibility process has been researched.

Maurin, M.

• Approaches to classification of urban areas in relation to transport noise impact [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Lebiedowska and M. Maurin
[A]

Transport noise and its distribution are conditioned not only by road- and street-loads but also by the spatial organisation of a region, and, in urban areas, also significantly by the spatial (geometric) form of the city. Our aim is to determine the relationship between energy distribution and urban morphology, despite the multiplicity of factors influencing noise propagation in built-up areas that render this issue difficult. These factors may be classified in three groups: physical factors (source - propagation of the acoustic wave), geometric factors (geometry of an area together with its buildings), and human factors (vulnerability to excessive noise, differentiated perception). Due to the time needed for in situ measurements, and, consequently, required financial resources, and because of a somewhat limited body of data provided by them, direct study methods are necessarily substituted with increasingly more common computer simulations. While measurements are first of all a reflection of the actual situation, and their comparison is possible exclusively in the case of actual, existing urban structures, simulations make it possible to assess the influence of individual elements defining the geometry of a city. Attempts at comparative analysis based on simulations and in situ studies have been made by a number of research centres. In this presentation, primary attention is given to the studies conducted at INRETS, using both in situ measurements and the results of simulation techniques. A certain limited classification of urban areas in relation to transport noise impact is proposed on their basis.

• About noise metrics and acoustic impacts [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Maurin
[A]

Today everyone may emphasize the important number of acoustic indices or noise metrics (Liénard, Smith, Vallet, van den Berg, Maurin 2002). In this paper we try to understand the situation. It is useful to enlarge the acoustic viewpoint and to consider the framework of environmental nuisances, following an examination of input data families, and of necessary main steps for environmental impact indicators building, (Maurin 2003).

It is classical to say (or remind) that noise metrics are referenced to man (as some units do like meter but also lux, foot, thumb, span, ''coudée'' ...), here with the p0 constant and the first spectral weightings. But after that there had been a confusion between reference to man and the ''man's response'', PNdB for instance, and noys and PSIL, .... Probably a latent confusion, but which truly yielded and yields as many metrological references as particular responses ; and then providing the ''babelization'' into acoustic units. The paper enlightens the confusion between physical, conventional references, and the specific situations, impacts and responses. It recalls the ''major effort'' requested in FICON report to connect physical exposure and impact.

Mawet, L.

• The influence of nocturnal aircraft noise on humans – a new comprehensive approach [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Basner, H. Buess, N. Luks, H. Maass, L. Mawet, E. Mueller, U. Mueller, C. Piehler, G. Plath, E. Rey, A. Samel, M. Schulze, M. Vejvoda and J. Wenzel
[A]

Aufgrund des stetig steigenden Luftverkehrsaufkommens nimmt die Nachtfluglärm-Problematik einen immer größeren Stellenwert ein. Das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin untersucht seit 1999 den Einfluss von Nachtfluglärm auf den menschlichen Schlaf, die Leistungsfähigkeit und das Befinden. In vier repräsentativen Laborstudien werden insgesamt 128 Probanden über 13 aufeinanderfolgende Nächte im Schlaflabor untersucht. Neben den physiologischen Messgrößen Polysomnographie (EEG, EOG, EMG), Atmung, EKG, Fingerpulsamplitude und Aktometrie werden computergestützte Leistungstests durchgeführt, mit denen fluglärmbedingte Einflüsse auf die Merkfähigkeit, die Reaktionsgeschwindigkeit und die Hand-Auge-Koordination überprüft werden. Das subjektive Empfinden wird mit standardisierten Fragebögen erfasst. Zusätzliche werden die Stresshormone Adrenalin, Noradrenalin und Kortisol im nächtlichen Sammelurin bestimmt. Die Fluggeräusche wurden mit Klasse-1-Schallpegelmessern in den Schlafräumen von Flughafenanwohnern aufgezeichnet. Die korrekte Wiedergabe im Schlaflabor wird durch das individuelle akustische Einmessen jeder Schlafkabine garantiert. Die Versuchspersonen erhalten nach zwei Gewöhnungsnächten über neun aufeinander folgende Nächte in der Zeit von 23:00 bis 7:00 Uhr zwischen 4 und 128 Fluggeräusche pro Nacht mit Maximalpegeln zwischen 50 und 80 dB(A). Durch die gleichzeitige Ausgabe eines Triggersignals ist erstmals eine ereigniskorrelierte Auswertung mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu 5 msec möglich. Die Ergebnisse aus den Laborstudien werden in zwei Feldstudien an 64 Versuchspersonen mit derselben Messtechnik, wie sie im Labor zum Einsatz kommt, validiert. Insgesamt werden über 2200 Probandennächte aufgezeichnet, anhand derer ein belastbarer Kriterienkatalog für die Beurteilung und Bewertung von Nachtfluglärmwirkungen auf den Menschen erstellt werden soll. Zwischenergebnisse der ersten beiden Laborstudien mit 64 Probanden (832 Nächte) liegen bereits vor und werden auszugsweise auf der Tagung präsentiert.

May, R.J.

• Sound Radiation of a Gear Box Using Acoustic Transfer Functions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz, R.J. May and O. Zaleski
[A]

Measurement techniques combined with numerical methods can be seen as an important step towards an acceleration of the development cycle of vehicles. In particular, by such combinations it is possible to investigate the future performance of a system and to cor-rect weaknesses in a very early design stage. This paper presents an example for the integrated usage of measurements and simulation techniques in order to improve the sound radiation of a gear box. Although the focus is placed on the numerical procedure, the essential input gained by related measurements will be discussed as well. An advanced BEM formulation, rapid re-meshing tools and newly developed Acoustic Transfer Functions (ATF) are used to improve the acoustic behavior of the gear box. It will be shown that the ATFs provide a very efficient way to compute the sound radiation behavior of a vibrating system when several design alternatives need to be investigated. Moreover, the ATF concept will be employed to access directly those parts of the gear box which are responsible for certain maxima of the sound pressure level.

• Optimierung der Schallabstrahlung eines Pkw-Getriebes [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz, R.J. May and O. Zaleski
[A]

Im Rahmen der Entwicklung von Antrieben spielen deren vibroakustische Eigenschaften eine wichtige Rolle und es kommen vermehrt Berechnungsverfahren zum Einsatz. Dabei wird in vielen Fällen zunächst nur die sich in Folge von Betriebsschwingungen ergebende Schallabstrahlung untersucht und es werden eventuell sinnvolle Änderungen erneut berechnet. In dem hier vorgestellten Beitrag geht es um eine Optimierung der Schallabstrahlung eines Getriebegehäuses. Es wird eine geometrische Form des Getriebegehäuses gesucht, mit der sich die abgestrahlte Schallleistung deutlich verringern lässt. Hierbei sind Ergebnisse vorangegangener Untersuchungen zu berücksichtigen, aus denen sich die kritischen Betriebszustände des zu untersuchenden Getriebes ergeben. Zudem lassen sich diejenigen Bereiche der Gehäuseoberfläche eingrenzen, die den größten Einfluss auf die Schallabstrahlung haben. Es wird ein effizientes Vorgehen vorgestellt, welches auf der Boundary-Elemente-Methode und Verfahren der multidisziplinären Optimierung basiert. Im vorliegenden Fall konnte eine deutliche Verringerung der Schallabstrahlung erreicht werden.

Mayer, A.

• Nonlinear acoustic waves at liquid-solid interfaces [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Mayer and A. Kovalev
[A]

Nonlinear acoustic waves are considered that are guided at the interface between a solid and a fluid with a compressibility much higher than that of the solid. It is shown that their waveform evolution in the fluid is governed by the two-dimensional Zabolotskaya-Khokhlov (ZK) equation with a linear boundary condition determined by the acoustic mismatch between fluid and solid. Two evolution equations used for the interpretation of recent experiments are derived as two different limiting cases of the ZK equation with the corresponding boundary condition at the interface. The existence of solitary waves is predicted for the case of Scholte waves becoming dispersive due to inhomogeneity of the solid. The depth profiles of such solitary interface waves and of corresponding stationary periodic waves are investigated.

Mayer, D.

• Active vibration control applied to a tram HVAC unit [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Bös, M. Kauba and D. Mayer
[A]

Within the framework of the European Integrated Project InMAR (Intelligent Materials for Active noise Reduction) active vibration control and active structural acoustic control approaches are applied to an HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) unit used to air-condition the driver's cab of a tram. Measurements previously performed by the manufacturer of the unit indicated that annoying tonal noise in the 50 Hz and 100 Hz 1/3 octave bands inside the driver's cab is mainly caused by the vibration of the compressor mounted in the HVAC unit on the roof of the tram. The structural behavior of the unit is analyzed by means of various vibration measurements.

To estimate the potential of active vibration reduction approaches, additional control forces are applied to the compressor by means of an electrodynamic shaker. This shaker is controlled by a 'modified error' algorithm as part of a digital adaptive internal model control running on an embedded industrial PC system. The adaptive control resulted in a vibration reduction in the range of 18 dB at 48 Hz. These preliminary results will be used to design active vibration reduction devices such as active compressor mounts, an active tuned vibration absorber, or an inertial mass actuator.

• Reduction of compressor vibrations by means of an active tuned vibration absorber [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Bös, E. Janssen, M. Kauba and D. Mayer
[A]

Within the framework of the European Integrated Project InMAR (Intelligent Materials for Active noise Reduction) active vibration control and active structural acoustic control approaches are applied to an HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) unit used to air-condition the driver's cab of a tram. Measurements previously performed by the manufacturer of the unit indicated that annoying tonal noise in the 50 Hz and 100 Hz 1/3 octave bands inside the driver's cab is mainly caused by the vibration of the compressor mounted in the HVAC unit on the roof of the tram. Therefore, active tuned vibration absorbers were designed that reduce the vibrations caused by the compressor. These vibration absorbers consist of two discrete masses attached to the ends of two cantilevered beams and are tuned to 50 Hz. This fundamental frequency can be varied within a certain range by an acceleration feedback control system using the acceleration of the discrete masses as input, thus virtually adapting the mass of the absorber. In addition, the acceleration at the mounting point can be used as the input to an adaptive digital control system such that the absorber behaves as a vibration compensator at higher frequencies.

Mayer-Ullmann, D.

• Multiple Darstellung der akustischen Wahrnehmung in der universitären Akustik-Lehre [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  F. Klett, S. Hoene and D. Mayer-Ullmann
[A]

Die Entwicklung und die Gestaltung multimedialer Systeme schließen eine Untersuchung der menschlichen akustischen und visuellen Wahrnehmung ein, denn unsere Ohren und Augen beeinflussen in entscheidendem Maße die Qualität der Wahrnehmung und der Kommunikation. Vor diesem Hintergrund ist die akustische Wahrnehmung ein unzertrennlicher Bestandteil der akustischen Lehre. Um den Studenten der Medienstudiengänge in Lernsituationen den Zugang zu Informationen in unterschiedlicher Tiefe und in multiplen Dimensionen zu gewähren, wird eine hypermediale Lernanwendung entwickelt. Die Lernaktivitäten von Medienstudenten konzentrieren sich auf die physikalischen und medialen Eigenschaften des Wahrnehmungsorgans. Damit besteht das zentrale Problem in der adäquaten Repräsentation multidisziplinärer Wissensinhalte bezüglich Darstellungsweise, Verständlichkeit und Ergonomie. Komplexe Strukturen wie das Ohr erfordern eine plausible Visualisierung vorzugsweise im Raum. Dreidimensionale Modelle unterstützen relevant das Erkennen von Lage, Form, Größenverhältnissen. Darüber hinaus eignen sich die damit realisierten Animationen zur expliziten Veranschaulichung von Funktionen. Diese Überlegungen führten zur Visualisierung von Aufbau und Funktion des Ohrs als ein dreidimensionales Modell mit entsprechenden Animationsdarstellungen. Ferner soll das Modell in existierende Systeme, Virtuelle Realität, Virtuelles Studio integriert werden. In der Lernanwendung finden auch die akustischen Phänomene als Faktor der akustischen Wahrnehmung eine breite Veranschaulichung. Aufgeteilt nach Charakter, Raum und Zeit werden die Phänomene der Wahrnehmung oder des Sinneseindrucks dem Lerner nahegebracht, wobei es in einigen Fällen erforderlich ist, erst auf die Täuschung hinzuweisen, um sie zu erleben. Die hypermediale Lernumgebung weist einen modularen, offenen Charakter auf. Neben einer Unterstützung des selbständigen Lernens und des Lehrens bietet sie eine weitere Dimension der Nutzung in der Realisierung als Web-Version für Telelernen in der Akustik.

Mayr, A.R.

• Verbesserung der Schalldämmung von Holzständerwänden bei punktförmiger Anregung durch Verwendung von Metall-Feder-Profilen [DAGA 2005 (München)]
  A.R. Mayr, T. Nightingale and H.-M. Fischer
[A]

Metall-Feder-Elemente, im englischen Sprachgebrauch unter ''resilient metal channels (RC's)'' bekannt, werden in Nordamerika sehr oft für einfache Holzständerwände und Holzbalkendecken verwendet, um Körperschallübertragung zwischen den Holzrahmen-Bauteilen und den damit verbundenen Gipskartonplatten zu reduzieren. Allerdings gibt es keine systematische Untersuchung dieser Elemente hinsichtlich ihrer Einflussfaktoren auf die Körperschallübertragung.

In diesem Beitrag werden mit Hinblick auf die relative Körperschalltransmission die beiden für die Holzständer in Frage kommenden Bewegungsmechanismen, Auslenkung normal zur Anregekraft und Rotation um eine Mittelachse, untersucht und Aussagen zu der oft verwendeten Annahme, dass Energieübertragung durch eine Rotationsbewegung des Holzständers vernachlässigbar ist, getroffen. Um die Effektivität der Metall-Feder-Profile aufzuzeigen, werden Messungen mit und ohne Abstandshalter verglichen. Dabei ist berücksichtigt, dass diese Profile die Transmissionskette zwischen den schwingenden Holzständern und dem Schalldruckpegel im Empfangsraum zum einen durch die Körperschallübertragung von den Holzständern zur Gipskartonplatte und zum anderen durch das Abstrahlverhalten der Gipskartonplatte beeinflussen. Der kombinierte Effekt für Körperschallanregung resultiert in einer Reduzierung der in den Raum abgestrahlten Schallleistung von wenigstens 10-15 dB im bauakustischen Frequenzbereich.

• Schalltechnische Optimierung einer Bolzentreppe [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A.R. Mayr, A. Drechsler, J. Scheck and H.-M. Fischer
[A]

Die von leichten Treppen ausgehende Trittschallübertragung in Doppel- und Reihenhäusern führt häufig zu Beschwerden der Bewohner. In den letzten Jahren wurden umfangreiche Untersuchungen zu Anregung, Übertragung und Beurteilung von Trittschall an leichten Treppen durchgeführt. Im vergangenen Jahr wurde auf der DAGA über die erfolgreiche Optimierung einer an der Treppenwand befestigten Holzwangentreppe berichtet. Inhalt dieses Beitrags ist nun die akustische Optimierung einer Bolzentreppe, bei der jede Stufe in der Wand befestigt ist. Für diesen speziellen Treppentyp ist es in einem ersten Schritt ausreichend, eine einzelne Treppenstufe als Körperschallquelle zu charakterisieren. Dies konnte mit Hilfe der Empfangsplattenmethode und des dafür an der Hochschule für Technik Stuttgart entwickelten Empfangsplattenprüfstands realisiert werden. Der Beitrag zeigt, dass Versuchsergebnisse von der Einzelstufe auf das Gesamtsystem ''Treppe'' übertragen werden können. Dadurch lassen sich hinsichtlich der Produktoptimierung Aussagen über die Wirksamkeit von Verbesserungsmaßnahmen zur Trittschalldämmung treffen.

• 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.

• 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.

Maysenhölder, W.

• Kann das Trittschall-Hammerwerk Gehgeräusche charakterisieren? [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Scholl and W. Maysenhölder
[A]

Um zu charakterisieren, welche Gehgeräusche auf Decken entstehen, wird normalerweise das Norm-Trittschallhammerwerk als Körperschallquelle eingesetzt. Decken und Deckenauflagen werden meistens getrennt untersucht und rechnerisch zu einer gebrauchsfertigen Decke zusammengefügt. Dabei werden vier Voraussetzungen gemacht: Erstens, daß die Trittschallminderung der Deckenauflage weder von der Körperschallquelle noch von der tragenden Decke abhängt. Zweitens, daß der Trittschallpegel der Rohdecke nicht von der verwendeten Quelle abhängt. Drittens, daß ein Zusammenhang zwischen Hammerwerks- und ''echten'' Gehgeräuschen besteht, der nicht von der zu prüfenden Decke beeinflußt wird. Und viertens, daß das System Quelle-Deckenauflage-Decke elastisch linear ist. Im Rahmen eines gemeinsamen Projekts der Physikalisch Technischen Bundesanstalt und des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik zur Vorbereitung eines neuen Labormeßverfahrens zur Bestimmung der Trittschallminderung von Bödenbelägen auf leichten Decken wurden diese Voraussetzungen anhand von Rechenmodellen und Messungen geprüft. Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse der Berechnungen vorgestellt und mögliche Konsequenzen für die schalltechnische Beschreibung von Decken und Deckenauflagen diskutiert.

• Transmission loss of inhomogeneous plates with local resonators: Methods of theoretical modelling [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Maysenhölder
[A]

The low-frequency sound transmission loss of plates with resonant inhomogeneities, the spatial extent of which is small compared to the airborne wavelength, may exhibit remarkable deviations from the mass-law behaviour. In principle, these effects can be described by recently developed theories for periodically structured plates. However, since the numerical effort involved is considerable, a more elementary model is clearly desirable, in particular for the analysis of measurements, but also as a design tool. The approach presented here uses harmonic oscillators for both the plate 'skeleton' and the local resonators, which are elastically coupled to the skeleton. Some examples serve to illustrate the qualitative and quantitative capabilities of this elementary model.

• Effiziente Lokalisierung von Schallbrücken mittels Körperschallintensitätsmessung [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Naßhan and W. Maysenhölder
[A]

Nach wie vor führt eine mangelhafte Bauausführung häufig zu Schallbrücken. Voraussetzung für eine kostengünstige Reparatur ist deren effiziente Lokalisierung. Wir stellen ein Verfahren vor, welches durch Messung der Körperschallintensität an verschiedenen Punkten eines Bauteils die Lage der Schallbrücken bestimmt. Schallbrücken sind Quellen oder Senken der Körperschallenergie. Mit einem eigens dafür entwickelten, PC-gestützten Meß- und Auswerteprogramm wird das Feld vermessen und aus den Intensitätsvektoren die Positionen von Quellen und Senken ermittelt. Erste Modellexperimente und Messungen an Estrichen demonstrieren die Tauglichkeit des Meßverfahrens für den praktischen Einsatz.

• Acoustic Properties of Aluminium Foams - Measurements and Modelling [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  W. Maysenhölder, A. Berg and P. Leistner
[A]

The cylindrical aluminium-foam samples investigated are the result of a high-pressure die-casting process around a sintered polymer-granulate compact. These porous materials possess a porosity around 60% and specific flow resistance between 3 and 10 kPas/m. Sound absorption and transmission at normal incidence and the insertion loss of a silencer have been measured. Two theoretical models - a corrected and extended version of the model of Lu, Chen and He and the variants 'Simplified' and 'Extended' of Wilson's model - have been used for fitting and analysing the experimental data. The agreement with some absorption measurements is quite satisfactory with both models. However, Wilson's model, which has some advantages in general and also in particular with respect to porosity and flow resistance, is preferred. It helped to explain the orientation dependence of the absorption as an effect of a slight inhomogeneity of the samples. Its validity has been further checked against absorption measurements with an empty cavity behind the sample. Approximate empirical relationships between the fitted model parameters and the measured properties porosity and flow resistance may serve as a (preliminary) prediction tool. Finally, calculated transmission and insertion losses obtained with the previously fitted model parameters are discussed.

• Zur Berechnung der Schalldämmung von Sandwich-Bauteilen: Worauf kommt's an? [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  W. Maysenhölder
[A]

Sandwich-Bauteile können sich akustisch ähnlich verhalten wie homogene Platten - oder aber ganz anders. Im einführenden Beitrag des Vorkolloquiums steht die Berechnung ihrer Schalldämmung im Mittelpunkt. Der geschichtliche Rückblick erstreckt sich - beginnend mit der bemerkenswerten Arbeit von Kurtze & Watters (1959) - über fast 50 Jahre und stellt wesentliche Erkenntnisse und einige nützliche Formeln aus der Literatur zusammen. Im bislang selten behandelten allgemeinen Fall, d. h. bei Sandwich-Strukturen mit inhomogenen, anisotropen und viskoelastischen Schichten, werden ziemlich viele Parameter benötigt, um das akustische Verhalten eindeutig zu charakterisieren. Will man auch hier über numerische Berechnungen hinaus ein Verständnis für die wichtigsten Parameter und Zusammenhänge gewinnen, empfiehlt sich eine systematische Betrachtungsweise. Eine wesentliche Rolle spielt dabei die Homogenisierung inhomogener, beispielsweise wabenartiger Kernschichten. Sie wird mit Hilfe einer vielfältig anwendbaren, von Haberkern (2003) entwickelten Methode und Software durchgeführt. Die Schalldämmung der resultierenden Struktur aus drei homogenen Schichten lässt sich dann vergleichsweise einfach, z. B. mit dem Programm LAYERS, berechnen. Je nach betrachtetem Frequenzbereich ist eine weitere Homogenisierung zu einer homogenen einschichtigen, in der Regel aber anisotropen Platte zulässig. Dieses Vorgehen wird anhand einiger Beispiele veranschaulicht, unter anderem mit einer Wabenstruktur, die bei der Homogenisierung zu negativen Poisson-Zahlen (-4.2 und -0.18) führt. Um die Interpretation der berechneten Schalldämmkurven zu erleich-tern oder zu bestätigen, werden die Bauteilschwingungen für bestimmte Frequenzen und Schalleinfallswinkel animiert dargestellt.

• Herstellung und Eigenschaften von akustisch optimierten Sandwich-Strukturen aus naturfaserverstärktem Kunststoff [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  L. Frormann, N. Aisenbrey, W. Maysenhölder and I. Haltenorth
[A]

Naturfasern werden zunehmend in allen industriellen Bereichen, insbesondere auch im Transportwesen eingesetzt. Um diesen Einsatz nachwachsender Rohstoffe weiter zu forcieren, ist eine kostenneutrale Integration von weiteren Funktionen, z. B. einer verbesserten akustischen Dämpfung, notwendig. Sandwichstrukturen setzt die Natur schon seit Millionen von Jahren ein, z. B. im Aufbau von Knochen oder als tragendes Gerüstmaterial von Pflanzen und Bäumen. Sandwichelemente sind Bauteile mit hoher Steifigkeit sowie geringem Gewicht und bestehen in der Regel aus einem leichten, schubsteifen Kern mit hochfesten und steifen Deckschichten. Gegenüber der Massivbauweise bieten diese Bauteile - außer der Gewichtseinsparung - weitere Vorteile wie z. B. Schallisolation, Wärmedämmung oder hohe Durchstoßfestigkeit. Neben den synthetischen Fasern stellen Naturfasern aufgrund der sehr guten spezifischen mechanischen Eigenschaften, der geringen Dichte, aber auch wegen ihrer CO2-Neutralität sowie des guten Dämpfungsverhaltens interessante Verstärkungsfasern dar. Das im Vortrag vorgestellte Forschungsvorhaben widmet sich der Frage, inwieweit sich die Dämpfungseigenschaften von Naturfasern mit dem Einsatz in Sandwich-Strukturen kombinieren und optimieren lassen. Es wird insbesondere untersucht, ob Naturfasernadelvliese (z. B. aus Flachs, Hanf, Sisal, Nessel oder Jute), zur besseren akustischen Dämmung in Sandwichelementen eingesetzt werden können. Durch Variation des Aufbaus und der Eigenschaften der verschiedenen Schichten können die akustischen und mechanischen Eigenschaften des Sandwichs für unterschiedliche Anwendungen eingestellt werden, wobei generell eine hohe Steifigkeit und ein großer Verlustfaktor anzustreben sind. Es bieten sich für akustisch dämmende Sandwichelemente vielfältige Einsatzmöglichkeiten unter anderem in der Automobilindustrie. Als Beispiele seien Stoßfänger, Dachhimmel, Türverkleidungen oder auch Gerätegehäuse für Computer und Lüfter sowie im Bauwesen etwa Laminatböden genannt.

Maze, G.

• Detection of the effect of the sulphido-reducing pathogenic bacteria by an ultrasonic method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Abrehouch, B. Faiz, A. Moudden, R. Latif, D. Decultot and G. Maze
[A]

The sterilisation in the tinned foods aims at the wholesomeness and the bacteriological stability of foods. The clostidium botulinum which is an sulfito-reducing anaerobic bacterium is choice in this work as a reference bacterium because of its strong heatproof. The analyse by a microbiologic method entails sterilised material and very strict work conditions. Moreover these analyses are slow and expensive. Negative results obtained on samples subjected to an examination do not indicate that they are not entirely wholesome. In this work, we utilise an ultrasonic testing to detect the effects of the sulfito-reducing anaerobic bacteria on foods. The samples take place in a parallelepipedic tank. They are insonified by a short ultrasonic pulse. The reflected signal is detected and amplified, it is digitised by a numerical oscilloscope and transmitted to a computer by a IEEE 488 interface. These signals are treated by the computer to determine the viscoelastic parameters of the samples (phase velocity and attenuation). The evolution of these parameters as function of time allows us to know the different phases of the development of clostridium botulinum bacteria. The results show also the effect of the bacterial charge on the evolution of different phases.

McAdams, S.

• Temporal asymmetry in loudness
  P. Susini and S. McAdams
[A]

A study by Canévet and Scharf (1990) showed that sounds that are continuously decreasing in level are perceived to decrease in loudness more than two sounds presented successively with the same difference in level. The authors explained this difference by an inherent auditory asymmetry which they called auditory 'decruitement'. Using the same kind of stimuli, Neuhoff (1998) showed that loudness change is judged greater for a continuously increasing than for a continuously decreasing sound with the same change in level. Neuhoff explained this difference by an 'ecological' point of view that human beings are more aware of increasing signals. More recently, using short- duration stimuli (250 ms), Stecker and Hafter (2000) compared sounds with opposite attack/decay characteristics; F-S (fast-slow) and S-F (slow-fast). The results showed that S-F stimuli were louder than F-S stimuli having the same energy. The authors explained their results by a mechanism of 'decay suppression'. The present paper presents the different arguments that explain the effect of temporal asymmetry on loudness. Then, a set of loudness evaluations obtained using increasing and decreasing ramps of identical duration shows the same asymmetric phenomenon. We show, however, that it can be explained by a short memory effect called the 'recency effect'.

• A method to assess the ecological validity of laboratory-recorded car horn sounds [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Lemaitre, P. Susini, S. Winsberg and S. McAdams
[A]

A method is presented which explores the ecological validity of a corpus of car horn sounds, based on the perceided dissimilarities between these sounds. A car horn is a self-oscillating electroacoustical device, the sound of which is strongly influenced by its fixation to the body of the car. The usual procedure to record a horn is to fix it on a heavy metal bar. But the sound emitted by this horn-bar device may be fairly different from the sound perceived on the road. Hence the question arises, 'can the conclusions drawn from experimental studies using these recorded sounds be generalized to real-life situations?''. To answer this question, a method is designed, which combines qualitive representation of the data with quantitative statistical tests. Car horn sounds were recorded in two ways: three horns were either fixed to the bodies of two different cars, or were fixed to a standard metal bar and recorded in three positions. Dissimilarity ratings were obtained from listeners. Multidimensional scaling was used to assess the influence of the fixation on the structure of the dissimilarities perceived between the different horns. This representation leads us to conclude that the dissimilarities perceived among a set of horns for a given fixation are independent of the fixation and of the position of recording. This assumption is verified by means of a contrasted analysis of variance. The results of this study allow conclusions drawn from dissimilarity ratings between laboratory recorded sounds to be generalized to the real-life cases.

McCulloch, C.F.

• Zur effektiven numerischen Modellierung des Schalldurchgangs durch Strukturen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  C.F. McCulloch and O. von Estorff
[A]

Zwecks Untersuchung des Schalldurchgangs durch eine Struktur wird diese oftmals schalldicht in die fensterähnliche Öffnung einer massiven Wand eingesetzt, welche zwei Meßräumen akustisch voneinander trennt. Wird in dem einen Meßraum eine Schallquelle eingesetzt und in dem anderen Meßraum der über die Struktur übertragene Schalldruck gemessen, lassen sich wichtige Aussagen über das akustische Übertragungsverhalten der Struktur machen. In dem gegenwärtigen Beitrag wird ein numerisches Verfahren vorgestellt, das auf einem Finite-Elemente-Modell für die Struktur und einem Boundary-Elemente-Modell für den Luftraum basiert. Dabei kommt eine neue Formulierung zum Einsatz, die es erlaubt, eine Struktur eingespannt in eine unendlich ausgedehnte starre Wand (Baffle) zu untersuchen. Ein solches Vorgehen hat den Vorteil, daß die beiden Meßräume nicht komplett modelliert werden müssen. Die Struktur kann dabei sehr komplex sein, d.h. zum Beispiel aus mehreren Schichten bestehen oder Löcher und Rippen aufweisen. In dem Beitrag wird die neue Formulierung vorgestellt und deren Einsatzmöglichkeiten anhand von repräsentativen Beispielen diskutiert.

• Speeding-up acoustic predictions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Tournour, J.-P. Rossion, L. Bricteux and C.F. McCulloch
[A]

Finite element and especially boundary element methods for acoustic and vibro-acoustic predictions bring many benefits, in particular accuracy of the predictions, but they have traditionally suffered the penalty of long calculation times and large computing resource requirements, to achieve these results.

This paper presents several recent developments which speed up the solution of finite element and boundary element acoustic models, with particular emphasis on BE models for acoustic radiation. The methods are based on Acoustic Transfer Vectors, Padé methods, domain decomposition and iterative solvers. These technologies make accurate acoustic predictions timely and effective: calculations can be accelerated by one or even two orders of magnitude. They tackle a wide range of applications ranging from engine acoustics to interior acoustics and enable the users to design practical solutions and effectively reduce time-to-market and development costs. The paper explains the methodologies and their implementation in practical software, and presents the results of several case studies and benchmarks.

McKinney, M.

• Psychoacoustic contributions to new techniques for the representation of interaction with multi-media content [DAGA 2005 (München)]
  A. Kohlrausch, J. Breebaart, M. McKinney, S. van de Par and J. Skowronek
[A]

Die Entwicklung der Psychoakustik in den letzten 100 Jahren ist immer stark verknüpft gewesen mit technologischen Entwicklungen und daraus abgeleiteten wissenschaftlichen Fragen über die Wirkungsweise des Gehörs. So starteten die Forschungslaboratorien des 'Bell Telephone System' um 1914 ein umfangreiches Forschungsprogramm zu Sprache und Gehör, um den Entwurf von Telephonsystemen zu verbessern. Auch heute beeinflussen psychoakustische Kenntnisse die Entwicklung neuer Mediensysteme und dafür möchte in meinem Vortrag zwei Beispiele bringen. Das erste betrifft moderne Verfahren der Datenreduktion bei digitalen Audiosignalen. Bei den frühen Verfahren zur digitalen Audiokompression, seit 1992 festgelegt in verschiedenen MPEG Standards (von denen das MP3 Verfahren die größte Bekanntheit erreicht hat), wurde vor allem das Phänomen der spektralen Maskierung ausgenutzt: Das bei der Amplitudenquantisierung entstehende Fehlersignal wurde spektral so geformt, dass es optimal durch das Musiksignal maskiert wurde. Ich möchte in dem Vortrag neuere Ansätze vorstellen, bei denen das Audiosignal durch verschiedene Signalformen wie Transienten, Sinuskomponenten, oder Rauschen parametrisch beschrieben wird. Solche Signalrepräsentationen erlauben nicht nur eine starke Datenreduktion, sondern eröffnen auch neue Möglichkeiten der Signalmanipulation, wie z.B. Variation der Dauer oder der Frequenz. Ein zweites Gebiet ist die automatische Inhaltsanalyse von Audiosignalen, wie sie z.B. zur automatischen Klassifikation in verschiedene Musikgenres benötigt wird. Hierbei zeigt sich, dass die Verwendung psychoakustisch motivierter Signalfeatures häufig eine bessere Klassifikation ermöglicht als direkt aus dem Signal abgeleitete, sogenannte low-level Features.

• Automatic classification of environmental sounds [DAGA 2005 (München)]
  J. Skowronek, M. Kappelmann and M. McKinney
[A]

Automatic classification of environmental sounds

Environmental sound classification is useful for various applications in multimedia processing (e.g. movie scene recognition) or hearing instruments (e.g. automatic parameter setting). While it is straightforward to automatically distinguish between audio classes such as speech and music, it is difficult to generate a detailed description of environmental sounds.

In this study we investigated what classes can be defined for environmental sounds and what signal features are useful for an automatic classification of environmental sounds.

First we implemented a classification algorithm, which uses standard low-level features (e.g. spectral properties) and features developed for hearing aid devices (e.g. amplitude statistics). Then we grouped about 1200 environmental sounds into self-defined classes based on (perceptual) signal properties, type of sound source and meaning. Finally we performed classification experiments in which we obtained poor classification accuracies, although the feature sets have been successfully used in other classification tasks.

A detailed analysis suggests that rather the class definitions than the descriptive power of the features seemed to be problematic. One major reason was that our criteria for defining the classes aimed at different levels of information within environmental sounds, e.g. signal properties vs. meaning. In order to avoid such ambiguous class definitions in the future, we propose a taxonomy that provides a systematical overview of criteria for defining classes of environmental sounds. Future experiments have to show to what extent this taxonomy helps in finding better classes.

• Perkussivität von Klängen als neues Merkmal zur Klassifikation von Musik-Genres [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Skowronek and M. McKinney
[A]

Die automatische Klassifizierung von Audio- und Musik-Signalen kann als Kernsystem für verschiedene Anwendungen (z.B. Datenbank-Suche) dienen. Gegenwärtige Musikklassifikationsalgorithmen basieren gewöhnlich auf rein signalbeschreibenden Parametern. Jüngere Ansätze jedoch konzentrieren sich auch auf die Extraktion von musikalischen Beschreibungen des Signals, wie z.B. Tonart oder Tempo.

Die hier vorgestellte Studie beschäftigt sich mit der Perkussivität von Klängen als ein solches musikalisch basiertes Merkmal, welches mit dem Konzept der Klangfarbe (Timbre) verbunden ist. In dieser Studie führten wir Experimente zur Musikklassifikation durch, in denen die Perkussivität als Klassifikationsmerkmal benutzt wurde. Im Mittelpunkt der Experimente stand ein zweistufiger Algorithmus, der a) zunächst einzelne Segmente aus dem Eingangssignal extrahiert und deren Perkussivität schätzt, und b) anschliessend einfache Statistiken dieser Perkussivitätsschätzungen für das gesamte Eingangssignal berechnet. Diese Informationen wurden für die eigentliche Musikklassifikation verwendet.

Der Konferenzbeitrag wird die Grundzüge des Algorithmus erläutern sowie die Resultate der Experimente vorstellen und diskutieren.

• Erstellen einer Trainings- und Test-Datenbasis für die Klassifikation der Stimmung in Musik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Skowronek, M. McKinney and S. van de Par
[A]

Die automatische Musik-Klassifikation basierend auf einer Analyse der Audiosignale ist eine Basistechnologie für Anwendungen, die Benutzern helfen, ihre elektronisch gespeicherten Musiksammlungen zu durchsuchen bzw. zu verwalten. Da die Stimmung der Musik ('music mood') ebenfalls als ein Suchkriterium in solchen Anwendungen verwendet wird, könnte die automatische Klassifikation der Stimmung bzw. der Emotionen in der Musik helfen, die erforderlichen Metadaten für derartige Anwendungen zu generieren.

Für die automatische Musikklassifikation spielen die Definition und die Zusammenstellung einer geeigneten Trainings- und Test-Datenbasis eine wichtige Rolle. In einer experimentellen Studie mit Fokus auf die Klassifikation der Stimmung in Musik gingen wir darum zwei Fragestellungen nach: Wie kann man Musikstücke auswählen, die Emotionen ausreichend stark ausdrücken, so dass Hörer ein solches Musikstück einer Kategorie von Stimmungen, einem 'Moodlabel', zuordnen können? Wie kann man solche Kategorien von Stimmungen, solche Moodlabels, auswählen, so dass Hörer diese einfach gebrauchen können um die Stimmung der Musik zu beschreiben und sodass Hörer eine gewisse Übereinstimmung zeigen, wenn sie Musikstücke mit Hilfe der Kategorien beurteilen?

Dieser Konferenzbeitrag beschreibt das durchgeführte Experiment und präsentiert und diskutiert die Ergebnisse.

• Anwendungsbeispiele für Musikanalyse-Algorithmen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Skowronek, M. McKinney, S. van de Par and J. Breebaart
[A]

Seit einigen Jahren werden Algorithmen zur automatischen Analyse von Musik entwickelt, die dann wiederum für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Das Spektrum der Anwendungen reicht von erweiterten Musikdatenbankabfragen über Online-Shops und personalisiertem Internet-Radio bis hin zu Musikplayern. Zunächst wird dieser Konferenzbeitrag eine kurze Übersicht des Marktes geben, bei der der Fokus auf jenen Anwendungen liegt, in denen eine Analyse des Audiosignals eine zentrale Rolle spielt. Anschliessend werden eigene Ansätze für die vier Musikanalyseaufgaben Musik-Genre-Klassifikation, Musik-Mood-Klassifikation, Musik-Ähnlichkeits-Bestimmung sowie Persönliche- Kategorien-Klassifikation vorgestellt. Eine Demonstration dieser Algorithmen mittels eines Musikplayers schliesst den Beitrag ab.

• Experiments on the perception of segment boundaries in popular music [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Bruderer, A. Kohlrausch and M. McKinney
[A]

In diesem Beitrag stellen wir zwei Experimente vor, in denen die zeitliche Position und wahrgenommene Stärke von Strukturgrenzen in 6 Pop-Musikstücken bestimmt wurden. In einem ersten Experiment hatte jede Versuchsperson die Aufgabe beim Anhören des Stückes durch Drücken einer Taste anzugeben, wann sie eine Strukturgrenze wahrnahm. Jede der 20 Versuchspersonen wiederholte dieses Experiment dreimal. Aus den insgesamt 60 Einzeldurchgängen wurde ein gemeinsames Profil wahrgenommener Strukturgrenzen erstellt. Dieses Profil zeigt, wie häufig innerhalb eines Fensters von 2 sec eine Grenze notiert wurde, womit wir über ein erstes Maß für die Stärke der Strukturgrenzen verfügen. In einem zweiten Experiment mussten die Versuchspersonen für ca. 15 ausgewählte Strukturgrenzen pro Song die wahrgenommene Stärke auf einer Skala von 0 bis 6 angeben. Zusätzlich mussten sie die für die Wahrnehmung der Grenze wichtigen Musikmerkmale (Cues) aufschreiben. Ein Vergleich der beiden Experimente ergab eine hohe Korrelation zwischen den zwei Maßen für die Stärke einer Strukturgrenze, der direkten Skalierung und der Häufigkeit der Notierung. Die von den Versuchspersonen genannten Cues wurden in einer Ontologie kategorisiert. Die Zahl der für eine bestimmte Grenze angeführten Cues ist ebenfalls stark mit den direkten Skalierungswerten korreliert: je stärker eine Grenze beurteilt wird, desto mehr unterschiedliche Cues werden von den Hörern genannt.

Mebtouche, A.

• Comparative Study of the Weldings NDT Results by Ultrasounds and Radioscopy [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Badidi Bouda, R. Halimi, A. Mebtouche, M. Benzohra, A. Benchaala and S. Lebaili
[A]

Non destructive testing of welded joints, which are the most vulnerable parts in the industrial facilities is requested more and more. The techniques of NDT the most used in these cases is radiography and the ultrasounds. In this article we were interested in the non destructive testing of joints welded out of stainless steel used regularly for certification of levels I and II NDT operators .These parts contain the most current defects like the cracks, the lacks of fusion which are harmful defects and inclusions which in general are tolerated until a certain concentration. The ultrasonic inspection was carry out by two methods per contact and in immersion by using transducers of different frequencies. These tests showed that the results on the detection and the dimensioning of certain defects can be influenced by changing the testing method or simply by modifying one or more parameters of control. This can have serious consequences on the result of a control. The samples controlled by ultrasounds were controlled by radioscopy for confirmation and comparison.

Mechel, F.

• A single-run method for evaluation of sets of mode solutions in lined ducts [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Mechel
[A]

The sound field eva1uation in lined ducts by moda1 ana1ysis requires solutions of the characteristic equation for the mode propagation constants of a set of modes (mode solutions). They must be precise (i.e. nulling the characteristic equation-down to a small magnitude), complete (i.e. no solution missing in a finite set), unambiguous (i.e. no solution appearing repeatedly). Existing methods need 'starters' (approximate solutions) for the numerica1 solution of transcendental, complex equations. The starters must be a set of a1ready rather precise, and complete approximations, otherwise the equation solver risks to jump to unwanted solutions. Existing methods eva1uate one mode solution in one run.

The proposed method is based on the fact, that the transcendental functions in the characteristic equations for modes in lined ducts can be expanded as continued-fractions with the square z2 of the wanted wave number as argument. The continued-fraction representation converges in the whole complex plane of z , except in poles on the rea1 axis (which belong to modes in soft-wa1led ducts ). Terminating the continued-fraction at a finite depth of expansion, and collecting in a fraction with a common numerator N(z2) and denominator D(z2) will transform the characteristic equation to a polynomia1 equation in z2 . The solution of polynomia1 equations, even of high degree (z2)n , is a standard task of numerica1 mathematics. The set of mode solutions can be identified by simple criteria in the larger set of polynomia1 solutions.

Meczynska, H.

• Interpretation of the piezo-PAS spectra of AII-BVI compounds with a modified Jackson-Amer equation [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Malinski, J. Zakrzewski and H. Meczynska
[A]

Piezo PAS spectra are difficult for interpretation because they depend on many physical and experimental factors. One of the essential factors is the temperature distribution in the sample and the other is the correct equation describing the piezo PAS signal being among others the function of the above mentioned General Temperature Distribution Equation (GTDE). This paper presents the example characteristics of piezo-PAS spectra of the series of AII-BVI compounds and obtained fitting of the theoretical characteristics to the experimental results. The theoretical characteristics were computed with the general temperature distribution equation and modified Jackson-Amer equation. The presented results comprise the following AII-BVI compounds: CdSe,CdZnMgSe,ZnTe,ZnSe,ZnMgSe,ZnBeSe. Both the experimental and theoretically obtained amplitude and phase spectra of these compounds are presented. In all cases the fitting parameters of the model are listed and the spectral distributions of the optical absorption coefficient of these compounds are presented and discussed. It is shown that for all experimental samples it was possible to extract all optical parameters necessary for description of the optical absorption spectra i.e. Eg, Ao,bo,g. The correlation of the experimental results and theoretical characteristics proves that the model of the piezo-effect presented in this paper is correct and is a useful tool for further applications in the field of investigations of other semiconductor materials of interest.

• Thermal diffusivity measurements of Zn1-x-yBexMnySe mixed crystals by photoacoustic method [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Zakrzewski, F. Firszt, S. Legowski, H. Meczynska and M. Pawlak
[A]

The Mn-based diluted magnetic semiconductors have recently received the great attention. Zn1-x-yBexMnySe has been successfully used as spin aligner with injection efficiency of 90 % spin polarized current into nonmagnetic semiconductor light emitting diodes [1]. This paper deals with the investigations of thermal properties of Zn1-x-yBexMnySe bulk crystals by photoacoustic method. The investigated crystals were grown by high pressure Bridgman method under argon overpressure using a powder mixture of ZnSe, Be and Mn as a starting material . The obtained crystals were cut into 1-1.5 mm thick plates and mechanically polished. Some plates were annealed in zinc atmosphere. For investigation of continuos wave photoacoustic spectra a piezoelectric transducer (PZT) and an open cell were used. The absorption coefficients for crystals with different x and y have been derived from appropriate photoacoustic spectra and the band gap energies were determined. Quantitative analysis of the photoacoustic spectra were performed using Jackson-Amer model. A single signal method with piezoelectric detection has been used for determining the thermal diffusivity. The samples were irradiated with modulated light in the strong absorption region. Following Blonskij et. al. [2] the dependence of amplitude and phase of PA signal versus light modulation frequency was examined. The thermal diffusivity was determined as a fitting parameter to the phase as well as to the amplitude of the signal for different concentrations of Be and Mn. [1] R. Fiederling, M. Keim, G. Reuscher, W. Ossau, G. Schmidt, A. Waag, L. W. Molenkamp, Nature 402, 787 (1999) [2] I. V. Blonskij, V. A. Thoryk, M. L. Shendeleva, J. Appl. Phys. 79, p 3512 (1996)

• Photoacoustic study of Zn1-xBexTe mixed crystals [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Zakrzewski, F. Firszt, S. Legowski, H. Meczynska and A. Marasek
[A]

The physical properties of mixed crystals II-VI of binary compounds with Be chalcodenides are of significant interest for their potential applications in technology of green semiconductor laser [1]. Zn1-xBexTe mixed alloy is very attractive among these materials for p-cladding layers of ZnCdSe/MgZnCdSe lasers on InP. ZnTe has the band gap of 2,26eV at room temperature and its band structure is of direct optical transition type, BeTe has band gap 4,1eV and high energy for defect generation. Mixed Zn1-xBexTe (0x

Mees, P.

• Simulation von Auditorien mit CATT: Fallstudien und Erfahrungen
  K.-H. Lorenz-Kierakiewitz, M. Vercammen and P. Mees
[A]

Die Simulation akustischer Schallfelder von Auditorien durch Computerprogramme wird als Planungs- und Vorhersagewerkzeug der raumakustischen Beratung mittlerweile häufig eingesetzt. In diesem Vortrag werden eine Reihe aktueller Fallstudien aus der Praxis vorgestellt, welche u.a. mithilfe von CATT-Simulationsmodellen beraten wurden, darunter z. B. großer und kleiner Saal der Tonhalle Düsseldorf und das flämische Parlament. In den betreffenden Auditorien wurden akustische Messungen, darunter auch Impulsantwortmessungen durchgeführt und für diese Messpfade in den Simulationsmodellen Impulsantworten berechnet. Die Ergebnisse der Computersimulationen sollen hier mit den Resultaten der Messungen in den realen Sälen verglichen werden. Anhand des Beispiels CATT sollen aus der Praxis der Modellierung und Simulation sowie aus der Qualität der Übereinstimmung der Simulationsmodelle mit den messtechnischen Realitäten Schlussfolgerungen gezogen werden, welche Einsatzgebiete und Grenzen das Prognosewerkzeug Computersimulation bei der Simulation von Auditorien besitzen kann.

Meffert, B.

• Hochauflösende Messungen akustischer Signale unter Feldbedingungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Kell, O. Hochmuth, B. Meffert and F. Winkler
[A]

Im Rahmen eines Vorhabens zur Friedensforschung ist für die kooperative Verifikation von Abrüstungsmaßnahmen ein Meßgerät entwickelt worden. Das Meßgerät verarbeitet die von Mikrofonen und Geofonen aufgenommenen akustischen und seismischen Signale. Über die Auswertung dieser Signale sollen unter Feldbedingungen schwere militärische Landfahrzeuge klassifiziert werden. Zum Erzielen einer hohen Empfindlichkeit (''Hörweite'' der Beobachtung) war das Meßgerät so zu entwerfen, daß kleinste und größte Signalamplituden ohne manuelles Umschalten von Meßbereichen erfaßbar sind. Die trotzdem erforderliche Wahl eines passenden Meßbereiches wird schon im Analogteil der Signalerfassung automatisch vorgenommen. Dazu wird für jede Abtastung die absolute Größe des Mikrofon- oder Geofonsignals ermittelt und daraus eine Verstärkung (8 bit) berechnet. Sie wird so gewählt, daß das verstärkte Signal den angeschlossenen Analog-Digital-Umsetzer (16 bit) voll aussteuert. Die digital eingestellte Verstärkung und das Ergebnis der Analog-Digital-Umsetzung werden zu einer Gleitkommazahl zusammengefaßt. Ein digitaler Signalprozessor nimmt diese Meßwerte auf und übergibt sie an einen feldtauglichen Personalcomputer. Dieser kann die Daten zwischenspeichern und über eine Ethernet- oder RS485-Schnittstelle übertragen.

Mehnert, D.

• Measuring Pitch with Historic Phonetic Devices [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Mehnert and R. Hoffmann
[A]

Recording the pitch and the intonation contour of words and sentences has been focused by phonetic and linguistic research since a long time. There was recognized very soon that a sufficient description is not possible by means of human hearing alone. Instead, experiments and measuring devices were developed for pitch analysis. However, the investigations offered a lot of problems and were very time-consuming. The Dresden University of Technology owns a collection of historic phonetic equipment at the Institute of Acoustics and Speech Communication. This collection is recently prepared for a web presentation. Apart from this activity, selected devices are reconstructed and prepared for demonstrations in suited lectures (e. g., in psychoacoustics, signal processing, or speech technology). Until now, we demonstrated the chain of sound emission (by a larynx model of Wethlo combined with a vocal tract model), sound recording (by a kymograph), and sound analysis (by a mechanical Fourier analyzer). A text has been developed as supporting material for the students also. This paper describes methods and equipment for the measurement of pitch from the early days of experimental phonetics. We furthermore discuss the measuring accuracy and the subsequent development. This description is illustrated using devices from the historical collection of our institute.

• Die historische akustisch-phonetische Sammlung der TU Dresden [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Hoffmann and D. Mehnert
[A]

Die am Institut für Akustik und Sprachkommunikation der TU Dresden befindliche akustisch-phonetische Sammlung ist in den letzten Jahren erheblich ausgebaut worden, worüber zur DAGA 2004 bereits berichtet wurde. Der Anlass des vorliegenden Beitrags ist eine neuerliche, bedeutende Erweiterung durch Bestände aus dem Phonetischen Institut der Universität Hamburg, die im Jahre 2005 auf Grund einer Vereinbarung zwischen den beiden Universitäten in Form einer Dauerleihgabe erfolgte. Das Phonetische Institut geht auf das 1910 gegründete Phonetische Laboratorium am Seminar für Kolonialsprachen zurück, das nach dem Ende des deutschen Kolonialsystems in die 1919 gegründete Hamburger Universität eingegliedert wurde. Dort arbeiteten bedeutende Wissenschaftler wie Giulio Panconcelli-Calzia und Otto von Essen, an deren Wirken noch etwa 200 Sammlungsobjekte erinnern. Durch deren Einbeziehung in die Dresdner Sammlung ist es nun möglich, anhand der Kollektion die Entwicklung der Experimentalphonetik seit etwa 1900 bis zum Einzug der Prozessoren in die Gerätetechnik anhand von Seriengeräten und Einzelstücken zu verfolgen. Zugleich erfolgt dadurch eine Dokumentation der Hamburger experimentalphonetischen Tradition auch über die beabsichtigte Schließung des dortigen Institutes hinaus.

• Die Kesselschen Stimm-Mechaniken in der historischen akustisch-phonetischen Sammlung der TU Dresden [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Hoffmann and D. Mehnert
[A]

An der TU Dresden wird derzeit ein DEGA-Projekt bearbeitet, das die Einarbeitung der bisherigen Hamburger phonetischen Sammlung (siehe unseren DAGA-Beitrag 2006) zum Gegenstand hat. Unter den zu bearbeitenden Exponaten befindet sich eine Kollektion sogenannter Stimm-Mechaniken, die um die Wende zum 20. Jahrhundert entstanden sind. Der Beitrag beschreibt ihre Entstehungsgeschichte, soweit sie heute noch nachweisbar ist, und ihre Wirkungsweise. Das heutige Interesse an diesen kleinen Geräten hat zwei Gründe: Erstens sind sie Beispiele für Sprachsynthetisatoren der ersten, mechanischen Generation, und zweitens stellen sie einen sehr frühen Versuch dar, die Beurteilung des Schädigungsgrades bei Hörgeschädigten mit technischen Mitteln zu objektivieren.

• MAREYsche Kapseln in der experimentellen Phonetik - ihr Übertragungsverhalten aus heutiger Sicht [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Mehnert, R. Dietzel, D. Richter and J. Landgraf
[A]

Im Institut für Akustik und Sprachkommunikation der TU Dresden befindet sich eine umfangreiche Sammlung historischer phonetischer Geräte, von der bereits zur DAGA 04, 06 und 07 ausgewählte Objekte vorgestellt wurden. In dieser Sammlung befinden sich akustisch-mechanische Wandler (sog. MAREYsche Kapseln) unterschiedlicher Ausführungsformen. Diese Wandler-Kapseln dienten in der experimentellen Phonetik zur Umwandlung akustischer und physiologischer (Sprach-Schall, Atembewegungen,...) in mechanische Größen, die dann über Zeigersysteme auf bewegtem Rußpapier (auf einer Kymographentrommel) aufgezeichnet wurden. Aus der Vielzahl der vorhandenen, seinerzeit benutzten und vielseitig erprobten Wandler-Kapseln sollen an einigen ausgewählten Exemplaren systematische Untersuchungen zum Übertragungsverhalten angestellt werden. Dazu wird in einem Versuchsaufbau mit einer Modellkapsel und einer Schallfluss-Quelle zur Anregung das frequenzabhängige Übertragungsverhalten ermittelt und mit einer baugleichen Originalkapsel verglichen. Schließlich werden Aussagen zur Leistungsfähigkeit einiger MAREYscher Kapseln gemacht.

Mehra, S.-R.

• Zur Schalldämmung von zweischaligen Fassaden und ”Prallscheiben” [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Koch, P. Teller, S.-R. Mehra, L. Weber and D. Brandstetter
[A]

Bei der Schalldämmung zweischaliger Fassaden gehen je nach Konstruktion Erwartung und Messergebnis weit auseinander. Zunächst wird eine gute gestalterische Idee in der Hoffnung umgesetzt, dass sich auch bauphysikalische Vorteile ergeben. Bei den meisten Glas-Doppel- fassaden wird aus Gründen der Kühlung die äußere Schale partiell offen gelassen. In diesem Fall ergibt sich nur eine geringe Verbesserung der Schalldämmung der inneren Fassade, in bestimmten Frequenzbereichen sogar eine Verschlechterung, ganz zu schweigen von den Nachteilen durch erhöhte flankierende Schallübertragung im Raum zwischen den beiden Fassadenschalen, wenn dieser horizontal und vertikal nicht segmentiert ist. Am Beispiel von sogenannten ''Prallscheiben'' vor Fenstern, wie sie hin und wieder in der Altbausanierung Anwendung finden, sollen die Zusammenhänge zwischen geometrischen Verhältnissen und der Änderung der Schalldämmung des Gesamtsystems dargestellt und mit einfachen physikali- schen Modellen erklärt werden. Hierbei werden zwei Fälle unterschieden, zum einen die Anord- nung einer zusätzlichen Scheibe in geringem Abstand vor der Fassade mit Überdeckung des Fensters und zum anderen die Anordnung in der Einbauöffnung des Fensters in unterschied- lichen Abständen. Die Messungen wurden nach DIN EN ISO 140 im Fensterprüfstand des Fraun- hofer-Instituts für Bauphysik durchgeführt.

• Aufblasbare ultraleichte Schallschirme [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S.-R. Mehra
[A]

Herkömmliche Schallschirme wie Lärmschutzwände sind teuer und nur für den Schutz gegen stationäre Lärmquellen geeignet. Bei mobilen Lärmquellen mit be-grenzter Betriebsdauer, z. B. bei Baustellen, Openair-Veranstaltungen usw., wird daher meist auf den Einsatz von Schallschutzeinrichtungen verzichtet. Auch im privaten Bereich, wo ein kostengünstiger und nach Bedarf einsetzbarer Schutz gegen den Außenlärm gewünscht wird, mangelt es an geeigneten Möglichkeiten. Die am Fraunhofer-Institut für Bauphysik in Stuttgart und am Lehrstuhl Konstruk-tive Bauphysik der Universität Stuttgart entwickelten ''Selbsttragenden aufblasba-ren und leichten Schallschutzkonstruktionen (SALS)'' ermöglichen solche mobile Lärmschutzsysteme, die leicht und kostengünstig sind. Aus praktischen aber auch wirtschaftlichen Gründen können sie wieder- bzw. mehrfach verwendet werden. Die Grundidee bei diesen Konstruktionen besteht aus aufblasbaren Elementen aus Folien oder Membranen, die zur Einrichtung temporärer Schallschirme ein-gesetzt werden. In akustischer Hinsicht stellen die beschriebenen Elemente leichte biegeweiche Doppelschalen dar, die durch das Aufblasen eine eigentrag-fähige Form erhalten und im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen keine zu-sätzlichen Stützen oder Streben erfordern. Durch die doppelschalige Konstrukti-onsweise wird daher bei minimalem Gewicht eine relativ optimale und für die Schallschirme ausreichende Schalldämmung erreicht. Eigene Untersuchungen haben gezeigt, daß die ultraleichten Schallschirme in ihrer akustischen Wirksam-keit mit konventionellen, massiven Lärmschutzwänden vergleichbar sind.

• Webbasierte Lehre in der Akustik [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Litjens, S.-R. Mehra and H. Röseler
[A]

Die multimediale Lehre bekommt einen immer stärkeren Stellenwert in der Hochschulausbildung. Das Medium Internet ist zur Darstellung vernetzter Zusammenhänge geradezu prädestiniert und eignet sich deshalb auch zur Entwicklung neuer Lehrmethoden. Gerade die Akustik bringt ideale Voraussetzungen für die multimediale Lehre mit sich, da die Phänomene dieser Disziplin wahrnehmbar sind. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Vorhabens ''Multimediales Lernnetz Bauphysik'' sollen auch neue Formen der Akustiklehre erarbeitet und erprobt werden. Das Projekt wird von sechs verschiedenen Hochschulen bearbeitet und soll eine Erweiterung und Ergänzung der herkömmlichen Präsenzlehre darstellen. Ein Schwerpunkt dabei liegt insbesondere in der Vernetzung der Bauakustik mit anderen Teilbereiche der Bauphysik und der Auralisierung bauakustischer Phänomene. Durch die Entwicklung eines webbasierten Lernnetzes soll auch das didaktische Konzept der universitären Lehre in der Ausbildung der Bauingenieure und der Architekten überarbeitet werden. Dazu werden verschiedene didaktische Module entwickelt, die die Möglichkeiten einer multimedialen Lehre voll ausschöpfen. Ein besonderes Anliegen ist dabei, Zusammenhänge der verschiedenen bauphysikalischen Teilbereiche zu verdeutlichen und reale Abhängigkeiten möglichst genau darzustellen. In diesem Beitrag soll das Konzept des ''Lernnetzes Bauphysik'' sowie die bereits erarbeiteten Module im Bereich Akustik vorgestellt und diskutiert werden.

• Lehre der Akustik in der bauphysikalischen Ausbildung [DAGA 2002 (Bochum)]
  S.-R. Mehra
[A]

Bauphysik befaßt sich mit den Phänomenen der Wärme und Energie, der Feuchte, des Schalls, des Brands und des Lichtes, die fallweise im Inneren von Räumen, in den Bauteilen bzw. auch in der Umgebung von Bauwerken, d.h. in deren städtischem Verbund (Stadtbauphysik) in Erscheinung treten können. Fragen des baulichen Schallschutzes und der Lärmbekämpfung bilden einen wesentlich Teil der bauphysikalischen Ausbildung im Bauingenieur- und Architekturstudium sowie im Studiums des Umwelttechnikers. Die Berücksichtigung von Kriterien zur Gewährleistung optimaler bauakustischer Qualität von Gebäuden und Bauteilen, der Widerstandsfähigkeit gegen Schwingungsauswirkungen und der möglichen Maßnahmen gegen den Lärm nehmen dabei einen besonderen Stellenwert ein. Bau- und Raumakustik sowie Schall-Immissionsschutz sind in Lehrplänen des Bauphysikstudiums an vielen Hochschulen integriert. Die grundlegende Kenntnisse dieser Teilgebiete werden den Studierenden im Vor- und vertieftes Wissen im Hauptdiplom vermittelt. Insbesondere ermöglicht der Einsatz neuer Medien Lehrmethoden und -konzepte, die gerade bei der Vermittlung akustischer Phänomene in der Hochschulausbildung von großer Bedeutung sind und verstärkt in der Lehre Anwendung finden. Dabei wird besonderes Gewicht auf die Umsetzung der Lehrinhalte in die Praxis gelegt.

• Schwingungsverhalten und Nutzerfreundlichkeit von Fußgängerbrücken [DAGA 2002 (Bochum)]
  S.-R. Mehra
[A]

Durch ''innovative'' Konstruktionen und Formen sowie sparsamen Werkstoffeinsatz hat der Bau von kompakteren, schlankeren und schwingungsfähigeren Fußgängerbrücken zugenommen. Dies hat zur Folge, daß manche Brückenbauwerke auf jegliche, auch auf kleine Anregungen, extrem reagieren und zum Teil in starkes Schwingen geraten. Überschreiten die Schwingungen jedoch einen Grenzwert, der individuell verschieden sein kann, stellt sich ein Unwohlsein ein, wodurch sogar Panikreaktionen oder physische Beschwerden entstehen können, wie dies kürzlich auch die Fußgängerbrücke über die Themse in London gezeigt hat. An drei bestehenden Stuttgarter Fußgängerbrücken, eine - Stahlraum-Fachwerkkonstruktion - Stahlkonstruktion mit Spannseil - Holzleimbauweise wurden die menscheninduzierte Bauwerksschwingungen sowie die Aspekte der Nutzerfreundlichkeit untersucht. Das Schwingungsverhalten wurde meßtechnisch, die Nutzerverträglichkeit anhand von Vorortbefragung von Passanten ermittelt. Die Messungen wurden bei variablen Probandenzahl und verschiedenen Anregungsarten durchgeführt. Beim Vergleich konnte zwischen den Meß- und Befragungsergebnissen eine gute Übereinstimmung festgestellt werden.

• Sound insulation of foils and membranes [DAGA 2002 (Bochum)]
  L. Weber and S.-R. Mehra
[A]

Although foils and membranes are common building components, their sound insulation has so far only rarely been investigated. This may be due to their small mass per unit area, which restricts their applicability in the field of noise control. On the other hand foils and membranes are increasingly used for the construction of tents and hall-type buildings with various shape and function. An other interesting application are inflatable noise barriers for the screening of outdoor noise. For the planning of such constructions a detailed knowledge of sound insulation is a necessary precondition. To investigate the acoustical properties of foils and membranes we performed measurements on a large number of products consisting of different material with different thickness and density. The measurements were carried out in a building acoustical laboratory on single as well as on double layered probes. The measured sound reduction index showed considerable deviations from the behaviour of solid building components. We report on the measuring results and discuss the acoustical properties of foils and membranes by comparison with theoretical calculations.

• Schallabstrahlung von Tunnelportalen [DAGA 2003 (Aachen)]
  S.-R. Mehra
[A]

Zur kreuzungsfreien Verkehrsführung und Verbesserung der Verkehrssicherheit in den Zentren von Ballungsgebieten wird der Straßenverkehr häufig in Tunnel verlegt. Während der größte Teil der Anwohner vor dem Verkehrslärm im Tunnel geschützt bleibt, werden die in der Nähe des Tunnelportals wohnenden Menschen teilweise stärker lärmbelästigt als die Anwohner einer stark befahrenen Straße. Zur Untersuchung der Schallabstrahlung von Tunnelportalen wurden an drei städtischen Tunneln in Stuttgart Schallimmissionsmessungen durchgeführt. Es stellte sich heraus, dass der Schallpegel vor den Tunneln mit abnehmender Entfernung zum Portal ansteigt. Innerhalb der Bauwerke stellte sich mit zunehmender Entfernung zum Portal eine Erhöhung des Schallpegels ein. Das Ausmaß des Pegelanstieges war nicht bei allen Objekten gleich, was im Wesentlichen auf die geometrische Form der Tunneldecke und das Verhältnis Tunnelbreite zur Tunnelhöhe zurückgeführt wird..

• Webbasiertes Lernprogramm Schalldämmung [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Röseler, S. Litjens and S.-R. Mehra
[A]

Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Vorhabens ''Multimediales Lernnetz Bauphysik'' sollen auch neue Formen der Lehre in der Akustik erarbeitet und erprobt werden. Unter anderem wird dabei ein webbasiertes Lernprogramm zur Berechnung der Schalldämmung von Bauteilen im eingebauten Zustand nach DIN EN 12354 entwickelt. Das neu entwickelte Lernprogramm SchDä rechnet unter Zugrundelegung tatsächlicher Randbedingungen und besitzt die Besonderheit, dass es eine gemeinsame Eingabeoberfläche mit anderen im Projekt integrierten bauphysikalischen Berechnungsprogrammen aus den Teilgebieten Wärme, Feuchte und Raumakustik besitzt. Durch das einheitliche Interface wird der Einarbeitungsaufwand für den Nutzer minimiert. Sämtliche Programme werden in einer plattformunabhängigen Sprache geschrieben und können genutzt werden, ohne das Lernnetz verlassen zu müssen. Die erstellten Ein- und Ausgabedaten werden vom System verwaltet und sind jederzeit abruf-, vergleich- und auswertbar.

• Das virtuelle Labor Akustik - SonicLab [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Litjens and S.-R. Mehra
[A]

Acoustic measuring technology and methods of measurement form substantial parts of student training in the fields of building acoustics, room acoustics, noise and noise control. Due to lack of test rooms, time and money, mostly transparencies and slides are used to explain acoustic metrology. The virtual reality acoustics laboratory 'SonicLab' was developed with the aim of providing a close-to-practice training option for students: using 'SonicLab'', interactive measurement processes are made available in the network.

Up to now, it is possible to perform measurements in the following virtual-lab test chambers: wall and window test facility, floor and ceiling test facility, reverberation room. In performing virtual measurements, students can get familiar with test chambers, measuring instruments and measurement procedures. Graphical views, animated images and instructional films allow to convey a close-to-reality impression of test facilities and measurement processes.

In the lecture it will be demonstrated how to select different test objects in the virtual test rooms and how to compare the experimental results to analyses of further measurements.

• Akustische Lernprogramme - Präzision kontra Intention [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Röseler and S.-R. Mehra
[A]

In the field of building physics, teaching acoustics presents a major constituent in the training of civil engineers and architects at German technical colleges and universities. Relating acoustic phenomena using conventional teaching and learning methods often requires rather complex efforts when performed in presence teaching. By applying computer-assisted learning programmes, illustrations and auralisations, these phenomena may be introduced to the students in quite an impressive way. In developing such learning units, the question as to the units' precision and accuracy turns up constantly: Is it really necessary to consider each and every detail when calculating acoustic phenomena with a learning programme (running the risk of pushing some phenomena into the background) - or should the programme be rather kept simple, in order to make the student familiar with the fundamental phenomena?

Within the framework of the project 'Multimedia Learning-Network Building Physics', which was funded by the German Federal Ministry for Education and Research and included the participation of another five German colleges and universities, numerous building-physics learning programmes were developed, also for the field of acoustics. In this context, the above-mentioned question concerning the precision and the intention of such programmes was posed repeatedly.

This issue will be discussed in the lecture using examples from the acoustic practice. The lecture will also include the presentation and discussion of learning programmes and illustrations and auralisations that have emerged from the project work.

• Virtuelles Praktikum Bauakustik [DAGA 2005 (München)]
  H. Röseler and S.-R. Mehra
[A]

Mechanismen und Berechnungen der Schallübertragung zwischen zwei Räumen sind Bestandteil der Vorlesungen ''Bauakustik'' und ''virtuelle Bauphysik'' an der Universität Stuttgart. Dabei wird zwischen dem Verhalten von Bauteilen im Labor und im Gebäude unterschieden, wobei das Letztere durch die Einbausituation des Bauteils bestimmt wird. Während die Bestimmung des Laborschalldämmmaßes bereits mit dem auf der DAGA 2004 vorgestellten Tool ''virtuelles Labor Akustik'' vermittelt wird, soll sich das ''virtuelle Praktikum Bauakustik'' mit den Phänomenen des Bauschalldämmmaßes beschäftigen. Diese Lerneinheit baut auf dem ''virtuellen Labor Akustik'' auf, bereits bekannte Wandaufbauten und Konstruktionen werden im ''virtuellen Praktikum Bauakustik'' unter realen Randbedingungen untersucht. Die dabei auftretenden Phänomene lassen sich mit Hilfe des Tools interaktiv darstellen, visualisieren und auralisieren. Von besonderer Bedeutung ist dabei die Möglichkeit der Variation einzelner Parameter mit sofortiger Darstellung der Auswirkung auf das Ergebnis. Die Studierenden können selbstständig von zu Hause aus interaktiv über das Internet diese Versuche nachvollziehen. Animationen einzelner Phänomene sowie des gesamten Vorgangs der Schallübertragung zwischen zwei Räumen und erläuternde Texte ergänzen das ''virtuelle Praktikum Bauakustik'' zu einer Lerneinheit.

Im Rahmen des Vortrags wird vorgeführt wie beim virtuellen Praktikum unterschiedliche Prüfgegenständen ausgewählt und parametrisiert werden. Nach dem Ablauf der Messung können die Ergebnisse mit den Auswertungen weiterer Messungen verglichen werden.

• Schüler, Raum, Lehrer – Die Suche nach dem optimalen raumakustischen Klima [DAGA 2005 (München)]
  C. Märtens, P. Leistner and S.-R. Mehra
[A]

Im Rahmen einer Feldstudie an 230 öffentlichen Schulen im Regierungsbezirk Niedersachsen, wurde mittels eines Fragebogens die subjektive Einschätzung der Lehrer bezüglich der vorherrschenden raumakustischen Situation an ihrer Schulen erfragt. In 107 willkürlich gewählten Schulen wurden daraufhin 275 allgemeine Unterrichtsräume bauphysikalischen erfasst und hinsichtlich ihrer raumakustischen Parameter messtechnisch untersucht. Anschließend wurden die Messergebnisse mit den zuvor getätigten Aussagen korreliert. Der Schwerpunkt der beiden Erhebungen lag auf der Nachhallzeit T60 und Sprachverständlichkeit (STI) in den Unterrichtsräumen im möblierten Zustand. Nachfolgend wurde in einem bezüglich der Schallabsorptionsfähigkeit modifizierbaren Unterrichtsraum an einer berufsbildenden Schule der Einfluss der Nachhallzeit auf die Schüler und den Lehrer untersucht. Die Untersuchung erfolgte mittels kodierter Pegelschriebe und Schülerbefragungsbögen. Anhand der aus beiden Studien erhobenen subjektiven ''weichen'' Daten, und der ''harten'' Messdaten aller Beteiligten Einflussgrößen (Schüler ó Raum ó Lehrer) kann / soll durch statistische Analysen das raumakustisch optimale 'Klima' ermittelt werden. Des weiteren ermöglicht der große statistische Datenpool prospektive Aussagen zum Ist- und Sollzustand der akustischen Gesamtsituation in deutschen Schulen.

• Maßnahmen zur Minderung von Baulärm auf dem Ausbreitungsweg [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  I. Haltenorth, S.-R. Mehra, P. Leistner and L. Weber
[A]

Laut einer aktuellen Umfrage des Umweltbundesamtes fühlen sich mehr als die Hälfte aller Befragten von Baulärm zum Teil erheblich belästigt. Durch Bautätigkeit verursachte Geräusche führen also trotz akustischer Verbesserungen an den Lärmverursachern (Baumaschinen) immer noch zu starken Lärmbelästigungen. An der Universität Stuttgart und dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik werden im Rahmen eines Forschungsvorhabens neuartige Maßnahmen (Systeme, Methoden) zur Minderung von Baulärm sowie deren Wirkung untersucht. Im Mittelpunkt stehen Verfahren und Vorrichtungen für den TEMPORÄREN LÄRMSCHUTZ an Baustellen. Dies erfolgt zum einem durch rechnerische Simulation mit akustischen Modellen und zum anderen durch Messungen auf der Baustelle und im Prüfstand.

Dauerhafte Maßnahmen am Immissionsort sind im allgemeinen nicht angemessen, da Baustellenlärm nur über einen begrenzten Zeitraum einwirkt. Das Forschungsvorhaben konzentriert sich deshalb auf den Ausbreitungsweg, bei dem noch erhebliches akustisches Verbesserungspotenzial besteht. Es werden insbesondere Lärmschutzeinrichtungen mit flexibler Struktur und modularer Bauweise (z. B. aufblasbare Kapseln und Schallschirme) untersucht, die schnell auf- und abzubauen sowie kostengünstig herzustellen sind. Neben der akustischen Wirkung wird über die Vor- und Nachteile derartiger Konstruktionen beim Einsatz auf Baustellen berichtet.

• Subjektive Wahrnehmung raumakustischer Faktoren in Unterrichtsräumen durch Schülerinnen und Schüler [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Märtens, P. Leistner and S.-R. Mehra
[A]

Die aktuelle Diskussion zur Bewertung der akustischen Situation in Unterrichtsräumen konzentriert sich im Wesentlichen auf die Einordnung und Bewertung physikalischer Messwerte (T60; EDT; SNR etc.) bzw. der daraus resultierenden Ableitungen (STI; C50; STIPA etc.). Während die Grenzen dieser Werte und Verfahren innerhalb bestimmter Rahmenbedingungen hinreichend bekannt sind, besteht bei der subjektiv empfundenen Qualität der Raumakustik in Unterrichtsräumen durch die beteiligten Schüler/innen und Lehrer/innen noch Nachholbedarf. Es stellt sich die Frage, ob und wie akustische Parameter der Nachhallzeit und Sprachverständlichkeit signifikant (statistisch gesichert) für die akustische Behaglichkeit in den Unterrichtsräumen sind. Im Rahmen einer Fallstudie an einer berufsbildenden Schule wurden 78 Schülerinnen aus 3 Jahrgängen über ein Schuljahr beobachtet und hinsichtlich Ihrer subjektiven Eindrücke in verschiedenen raumakustischen Versuchsanordnungen befragt. Die aus über 100 Unterrichtsstunden gewonnen physikalischen Messwerte und die subjektiven Beurteilungen (Fragebögen Kindl; SAK-L 300 Exemplare) lassen im Rahmen von statischen Analysen Aussagen zu der vorherrschenden akustischen Situation während des Unterrichts zu.

• Lärmschutzelemente aus Folien und Membranen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Leistner, S.-R. Mehra, I. Haltenorth and L. Weber
[A]

Auch temporär auftretender Lärm z.B. von Baustellen führt zu akustischen Belastungen und Belästigungen. Daher werden primäre Minderungsmaßnahmen wie leisere Baumaschinen oder eine geschickte Logistik eingeplant und mitunter sogar umgesetzt. Sekundäre Schutzmaßnahmen kommen aus technischen oder Kostengründen überaus selten in Betracht. In dieser problematischen Situation stellen Lärmschutzelemente aus Folien und Membranen eine Alternative zu den bekannten Barrieren aus Beton, Holz oder Metall dar. Aus akustischer Sicht gilt dies besonders in den Fällen, wenn der Beugungsanteil gegenüber dem Schalldurchgang hoch ist, also z.B. bei vergleichsweise niedrigen Stellwänden. Zweischalige Konstruktionen aus Folien und Membranen können demnach Flexibilität und Mobilität mit ausreichender Schalldämmung verbinden. Der fachliche Hintergrund, die Anwendungsvoraussetzungen und einige Einsatzbeispiele dieser neuen Lärmschutzelemente werden vorgestellt und bewertet.

• Master-online Bauphysik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Röseler and S.-R. Mehra
[A]

Der Weiterbildungsstudiengang ''Master-online Bauphysik'' ist ein berufsbegleitender, internetbasierter Weiterbildungsstudiengang mit einem Masterabschluss. Der Studiengang wird vom Lehrstuhl für Bauphysik der Universität Stuttgart aufgebaut und vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg gefördert. Das Rechenzentrum der Universität stellt die technische Infrastruktur zur Verfügung.

Der Studiengang dient der Vermittlung von aktuellem, fundiertem, innovativem Wissen über alle planungs- und ausführungsrelevanten, bauphysikalischen und damit auch akustischen Aspekte und deren gegenseitigen Wechselwirkungen. Die Ausbildung befähigt im Bauwesen tätige Ingenieure und Architekten durch bauphysikalisches Wissen und bauphysikalisch richtige Maßnahmen Bauschäden von vornherein zu vermeiden und neuste bauphysikalische Erkenntnisse, Methoden und Verfahren bei der Konzeption umweltverträglicher, energieeffizienter und wirtschaftlicher Gebäude einfließen zu lassen. Der Studiengang soll berufsbegleitend, orts- und zeitunabhängig studierbar sein und auf die neusten Techniken des Internets aufbauen. Das didaktische Konzept des Studiengangs basiert auf den Ansatz des ''Blended Learning''. Zielgruppen sind alle auf dem Bausektor tätigen Ingenieure und Architekten. Die Studiendauer beträgt einschließlich der Master-Thesis vier Semester. Das Projektes wird seit Oktober 2006 gefördert, Studienbeginn soll das Wintersemester 2007/08 sein.

Im Rahmen des Vortrags werden das Konzept sowie das Ziel und erste Lerntools aus den Akustikmodulen vorgestellt.

• Beiträge Kirchhoffs zur Akustik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Lauk and S.-R. Mehra
[A]

Gustav Robert Kirchhoff (1824 -1887) zählt zu den bedeutendsten deutschen Physikern des 19. Jahrhunderts. Während seines kurzen Lebens beschäftigte er sich mit verschiedenen Bereichen der Naturwissenschaft. Nach dem Studium der Physik befasste er sich vor Allem mit den Grundregeln der Elektrotechnik und machte sich in erster Linie durch die Knoten- und Maschenregel einen Namen. Bereits im Alter von 28 Jahren lehrte er als außerordentlicher Professor für Experimentalphysik in Breslau. Zu dieser Zeit entstand seine Plattentheorie, die bis heute auch für die Akustik von hoher Bedeutung ist. Aufbauend auf dieser Theorie leitete Kirchhoff Lösungen auch für andere Probleme der Natur- und Ingenieurwissenschaften, her. Mit 30 Jahren wurde er nach Heidelberg berufen, wo er die besten und erfolgreichsten Jahre seines Lebens verbrachte. In dieser Zeit entstanden, in Zusammenarbeit mit Bunsen, auch seine Abhandlungen zur Spektralanalyse. 1874 wurde Kirchhoff nach Berlin berufen, wo er sich ganz der Forschung widmen konnte. Zu dieser Zeit publizierte er seine Lehrbücher in einer Reihe ''Vorlesungen über mathematische Physik''. Sie waren sehr beliebt und schnell vergriffen. In einem dieser Bücher, das Fragen der Technischen Mechanik abhandelte, befasste er sich auch mit den Lehrinhalten der Akustik. In den letzten Jahren seines Lebens kämpfte Kirchhoff sehr stark mit gesundheitlichen Problemen und starb im Alter von 63 Jahren. Seine Werke sind bis heute von hoher Bedeutung für die Natur- und Ingenieurwissenschaften.

• Modellmessungen mit Ultraschall [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Brodbeck and S.-R. Mehra
[A]

Bis vor wenigen Jahren waren akustische Modellmessungen die einzige Möglichkeit, reale akustische Situationen zu simulieren. Nachdem die Computer immer leistungsfähiger wurden und die Anwendungssoftware die Simulationsaufgaben übernahm, geriet die Modellmesstechnik fast in Vergessenheit. Da die physikalischen Vorgänge realitätsgetreu nachgebildet werden können, stellen die Modellmessungen nach wie vor eine gute Alternative zu den sehr komplexen Computerberechnungen dar. Damit der Aufwand für die Modellierung und der Platzbedarf für die Messdurchführung nicht zu groß werden, muss der Modellmaßstab sehr klein gewählt werden. Da die Wellenlängen des anregenden Schalls entsprechend der Geometrie des Messgebiets maßstabsgerecht verkleinert werden muss, müssen die zu untersuchenden Frequenzen im Ultraschallbereich liegen. Im Rahmen des Vortrags werden Ergebnisse von Modellmessungen vorgestellt, die im Maßstab 1:100 durchgeführt wurden. Es wird auch gezeigt, wie und zu welchem Zweck solche Modellmessungen zukünftig eingesetzt werden können.

• Abschirmung von Baustellenlärm durch Schallschirme aus Folien und Membranen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  I. Haltenorth, L. Weber, P. Leistner and S.-R. Mehra
[A]

Zur Minderung von Baustellenlärm kommen neben Maßnahmen an den Emittenten auch temporäre Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg oder am Immissionsort in Frage. Da der Geräuschpegel vieler Baumaschinen und -geräte in den vergangenen Jahren erheblich abgesenkt wurde, ist hier nur noch ein geringes Verbesserungspotenzial vorhanden. Maßnahmen am Imissionsort (z. B. Schallschutzfenster) sind zumeist aufwändig und wenig praktikabel. Daher wurden an der Universität Stuttgart und dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik im Rahmen eines Forschungsvorhabens neuartige Abschirmeinrichtungen zur Minderung von Baulärm auf dem Ausbreitungsweg untersucht. Für den Einsatz auf Baustellen müssen die Einrichtungen flexibel, montagefreundlich, kostengünstig und robust sein.

Schallschirme aus Folien und Membranen erfüllen diese Anforderungen. Aufgrund ihrer geringen Masse erfolgt neben der Schallbeugung jedoch auch ein Schalldurchgang durch die Wandung der Schirme, der ihre Wirksamkeit unter Umständen beeinträchtigt kann. Aus diesem Grund wurde die Abschirmwirkung von Schallschirmen aus Folien und Membranen unter verschiedenen Einsatzbedingungen näher untersucht. Die Untersuchungen erfolgten sowohl durch rechnerische Simulation als auch durch akustische Messungen in Prüfständen, im Freien und auf Baustellen. In dem Vortrag wird über den erstmaligen praktischen Einsatz von aufblasbaren Schallschirmen aus Membranen auf Baustellen berichtet. Des weiteren wird die akustische Wirkung der Schirme mittels Messungen und Tonaufnahmen mit einem Kunstkopf dokumentiert.

Meier, Alexander

• Digitale Sprachverbesserung für Automobile [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Schucht, S. Bork and A. Meier
[A]

In Fahrzeugen mit mehr als zwei Sitzreihen leidet die Sprachkommunikation zwischen den Insassen aufgrund verschiedener Einflussgrößen wie z.B. Fahrgeräusch, akustische Bedämpfung der Kabine, Hörentfernung, Reflexionen, Nachhalldauer, etc.. Eine geringe Höranstrengung zur Sprachkommunikation während der Fahrt ist jedoch als wesentliches Komfortmerkmal zu nennen. Das vorgestellte Verfahren löst diese Problematik mithilfe zweier Übertragungswege in der Fahrzeugkabine. Der Beitrag zeigt eine spezielle akustische Auslegung der Wandlerkomponenten, bei der die Rückkopplungsgefahr von Mikrofon zu Lautsprecher verringert wird. Die Signalverarbeitung beinhaltet eine Rauschreduktion in 128 Frequenzbändern, wobei auf ein adaptives Rauschmodell verzichtet und damit eine schnelle Anpassung ermöglicht wird. Des Weiteren sind die Funktionen eines spektralen Mikrofon-Gates und einer Feedback-Reduktion realisiert. Die gefilterten Sprachsignale steuern eine Pegelwaage, die ein bidirektionales Sprechen erlaubt und gleichzeitig eine übermäßige Pegelerhöhung im Betrieb verhindert. Besondere Maßnahmen wurden zur Frequenzgang- und Zeitentzerrung umgesetzt. Neben der Ausnutzung des Haas-Effekts zur korrekten Lokalisation des Sprechers kommt eine terzbasierte Hörbewertung mit Burst-Signalen zur Anwendung, um gleichzeitig eine optimierte Entzerrung für unstetige und eingeschwungene Signale zu berücksichtigen. Dabei wird der vorhandene Luftschall um das elektroakustische Signal lediglich ergänzt, damit ein natürlicher Sprachklang entsteht. Die Entzerrung ist damit genau für eine gewünschte Sprachverstärkung gültig. Das System wurde in ein dreireihiges Testfahrzeug verbaut, parametriert und beurteilt.

Meier, Andreas

• Luftschalldämmung einfacher Bauteile: Eine Zusammenstellung und Diskussion wichtiger Einflussgrößen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Meier
[A]

Dieser Beitrag gibt einen Überblick über der wichtigsten Effekte und deren Einflüsse auf die Luftschalldämmung homogener einschaliger Bauteile. Allerdings konzentriert sich diese Zusammenstellung nicht auf die grundlegendesten und bereits seit langem bekannten Effekte wie Massengesetz und Koinzidenzeffekt, sondern auf weitere Effekte, die zwar in der Vergangenheit publiziert wurden, zu denen aber scheinbar nur wenige Messungen bzw. Modellrechnung existieren. Zu diesen Effekten gehört etwa, dass ein Bauteil nicht, wie im Modell oft angenommen, unendlich groß ist, und in der Praxis daher Beugungseffekte besonders an den Kanten entstehen. Im Bereich der hohen Frequenzen ist ferner nicht mehr davon auszugehen, dass nur reine Biegeschwingungen mit ihren relativ einfachen Zusammenhängen die Schalldämmung beeinflussen. Vielmehr muß hier zusätzlich die Schubspannung berücksichtigt werden, die zur Verminderung der Schalldämmung führt. Hinzu kommen auch Dickenresonanzen, die insbesondere durch Erweiterung des bauakustischen Frequenzbereichs häufiger in Messungen zu beobachten sind. Gemeinsam ist diesen Mechanismen, daß sie im einzelnen nur einen geringen Einfluß auf die Schalldämmung haben, in der Summe jedoch die Charakteristik einer Schalldämmungskurve maßgeblich mitbestimmen können. Die Kenntnis dieser Effekte und deren quantitative Auswirkungen erweisen sich daher bei der Interpretation von Messungen als sehr hilfreich.

• Luftschalldämmung mit Leichthochlochziegeln: Prognose unter Anwendung der EN 12354 [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  A. Meier, A. Niermann and G. Hilz
[A]

Porosierte Hochlochziegel werden aufgrund ihrer günstigen wärmetechnischen Eigenschaften gerne am Bau eingesetzt. Zunehmend höhere wärmetechnische Anforderungen bedingen geringere Steinrohdichten, besondere Lochbilder und Vermörtelungsverfahren, um niedrige Wärmeleitfähigkeiten zu erreichen. Oftmals entspricht dann aber die Schalldämmung nicht den Ergebnissen aus den angewandten rechnerischen Nachweisverfahren. Auch der baurechtlich geforderte Schallschutz wird wiederholt verfehlt. Ursache ist die bekannte Diskrepanz zwischen der aufgrund der flächenbezogenen Massen z. B. nach DIN 4109 berechneten Schalldämmung und der tatsächlich erreichten Schalldämmung am Bau. Die Ziegelindustrie versucht diese Umstände in Forschungsvorhaben aufzuklären. Ziel ist es, die Ursachen für die Abweichungen detailliert zu ergründen. Dem Planer soll dann eine Berechnungsmethode an die Hand gegeben werden, die es ihm ermöglichen soll, die Schalldämmung mit porosierten Hochlochziegeln am Bau sicher zu prognostizieren. Im Rahmen dieses Vortrages soll ein Überblick über die bisher bekannten Mechanismen bei der Schalldämmung mit Hochlochziegeln gegeben werden. Unter Einbeziehung von Messergebnissen aus Prüfständen und ausgeführten Gebäuden sollen Berechnungsmöglichkeiten in Anlehnung an DIN EN 12354-1 betrachtet werden, welche die akustischen Eigenschaften der porosierten Hochlochziegel beinhalten.

• Schalldämmung von Hohlraumböden [DAGA 2002 (Bochum)]
  A. Meier and E. Schröder
[A]

Doppel- und Hohlraumböden sind in Büro- und Verwaltungsgebäuden gerne verwendete Bauteile, da sie durch ihren leicht zugänglichen Hohlraum den Verzug von Installationen, wie z. B. Netzwerkkabel, Luftführung oder der Wasser- und Energieversorgung, ermöglichen. Aufgrund ihrer unter Trennwänden durchlaufenden Verlegeweise führen diese Aufbauten aber teilweise zu Beschwerden über eine unzureichende Tritt- und Luftschalldämmung. Um bereits vor der Bauausführung anhand der bauakustischen Anforderungen verschiedene Produkte bzw. Konstruktionsweisen zu beurteilen, stellen viele Hersteller den Planern entsprechende Prüfzeugnisse zur Verfügung. Trotz dieser Daten kam es in den letzten Jahren vor, dass die bauakustischen Anforderungen am Bau verfehlt wurden. Forschungsarbeiten zeigten vielfältige Ursachen. In der VDI 3762 werden daher Vorhaltemaße zwischen 5 dB und 8 dB empfohlen. Inzwischen wurden die Rahmenbedingungen des Messverfahrens zur Bestimmung der Schalldämmung von Doppel- und Hohlraumböden mit Einführung der DIN EN ISO 140 Teil 12 geändert. Sofern Prüfstandsergebnisse nach dem überarbeiteten Verfahren vorliegen, sind die genannten Vorhaltemaße nach unserer Meinung unangebracht, wenn die speziellen Einbaubedingungen des Messverfahrens auf die Praxis bezogen werden. Es fehlt derzeit noch an (publizierter) Erfahrungen, wie die Prüfstandsergebnisse auf die Praxissituation übertragbar sind. Anhand von Prüfstandsmessungen unter Anwendung des überarbeiteten Verfahrens wird über unsere Erfahrung berichtet. Es wird ein Vorschlag unterbreitet, wie unter Einbeziehung akustischer Prognosemodelle nach EN 12 354 Prüfstandsmessungen auf die Praxis zu beziehen sind. Im Vordergrund steht dabei die Analyse der Stoßstelle zwischen Bodenplatte und Wandkonstruktion.

• Messtechnische Erkenntnisse zur Schalldämmung biegesteifer Bauteile [DAGA 2005 (München)]
  A. Meier
[A]

Viele Baumaterialien verhalten sich in Abhängigkeit der Masse schalltechnisch nahezu gleichwertig. Dies erleichtert die Abschätzung der Schalldämmung. Die flächenbezogene Masse ist somit der wichtigste Parameter für die Planung der Schalldämmung. Eine weitere Einflussgröße ist die genaue Lage der Grenzfrequenz bei gleicher Masse. Es gibt Materialien, wie z.B. Porenbeton, die im Vergleich zu üblichen Baustoffen günstigere schalltechnische Eigenschaften aufweisen. Manche Baustoffe weisen auch weniger günstigere Eigenschaften auf. Der Beitrag zeigt anhand von Messergebnissen u.a. an einer vergleichsweise schweren Ziegelwand, dass neben der Masse und des Verlustfaktors auch die elastischen Parameter des Baumaterials eine wichtige Auswirkung auf die Schalldämmung des Bauteils nehmen. Diese Auswirkungen werden anhand verschiedener Baustoffe dargestellt.

• Aktueller Stand zur Planung der Schalldämmung von Gebäuden mit leichten Ziegelaußenwänden [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Meier and G. Hilz
[A]

Bei der Planung der Schalldämmung z.B. von Mehrfamilienwohngebäuden ist die Anwendung des Nachweisverfahren nach DIN 4109 nicht zulässig, sofern die Außenwände monolithisch aus resonanzbehafteten leichten Ziegeln erstellt werden. Auch ohne Schallschutznachweis wurden und werden Wohngebäude aus solchen Ziegeln erstellt. In den letzten Jahren tritt eine zunehmende Anzahl von schalltechnischen Schadensfällen auf.

Die Bemühung der Ziegelindustrie zur Verbesserung der Schalldämmung solcher Wände scheint nun zu greifen, wie aktuelle Ergebnisse aus Prüfstandsmessungen zeigen. Es besteht die Frage, ob die verbesserten Ziegel nun für den Einsatz in Mehrfamilienwohngebäuden uneingeschränkt bzw. unter bestimmten Randbedingungen geeignet sind.

Der Beitrag fasst den aktuellen Stand zusammen. Anhand von Prüfstands- und Baumessungen soll geklärt werden, ob das Prognoseverfahren gemäß DIN EN 12354 für eine entsprechende Anwendung als Nachweisverfahren im Planungsprozess geeignet ist. Die Ergebnisse werden auch mit den veröffentlichten Erkenntnissen anderer Institute verglichen. Ggf. werden Vorschläge zur Schaffung von Planungssicherheit bzw. notwendigen Zulassungsangaben der Ziegel diskutiert.

Meier, H.-E.

• 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.

• Vehicle Acoustics: Chances for Application of Research Results [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H.-E. Meier
[A]

Vehicle acoustics is (almost) not organized as an autonomous branch of research. However, numerous principles and methods of acoustics have been developed by research people regarding vehicle acoustics as one possible field of application. Examples are Signal Analysis (analog and digital), Modal Analysis, Psychoacoustics, Statistical Energy Analysis (SEA), Active Noise Cancellation (ANC), Sound Intensity and many more. Some of these examples have become essential standard tools in vehicle acoustics, some exist on the fringes. The study of their history of application and conversion leads to evidence of success factors which (co-) determine the chances for the application of a scientific idea or development result. It is mandatory for acousticians as well as for automotive engineers to know these factors and to understand their different cultural view from the either partner's side.

Meier, P.

• MEMS Packaging - Technological Solutions for a Si-Microphone [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Becker, M. Koch, T. Braun, V. Bader, P. Meier, E. Jung, R. Aschenbrenner and H. Reichl
[A]

Micro Systems and Micro Devices play an important role in today's high tech products. They are used as acceleration sensors for airbag control, as piezo actuators for high resolution print heads, as micro pumps for high precision chemical/medical dispensers or as silicon microphones for smallest hearing aid applica-tions. In order to facilitate the use of such fragile devices, packaging of these structures is on major issue. Due to the cost and yield issues associated with this process step, significant evolution on top of the mi-croelectronic packaging techniques is required. MEMS packaging fulfils a crucial role within the function of the MEMS device. Besides the electrical inter-connection, the package provides mechanical protection, media separation or coupling (e.g. pressure), signal conditioning, etc., it must enable the resulting package to be manufactured and assembled at low cost. Also, high reliability requirements even under harsh conditions (e.g. oil sink with extreme tempera-ture differences and aggressive ambient) must be fulfilled in order to be accepted in the market for high tech solutions. Within the project InFON a packaging technology for stress sensitive MEMS devices has been developed, that allows the cost effective packaging of a silicon microphone. The development of the packaging tech-nology is described in detail from concept development and material selection to manufacturing process development and reliability characterization.

Meinecke, C.

• Anforderungen jüngerer und älterer Autofahrer an In-Car-Kommunikation und die Sprachwiedergabe von Infotainmentgeräten [DAGA 2008 (Dresden)]
  R.-L. Fischer, C. Meinecke and J. Otten
[A]

In den letzten Jahren ist eine Zunahme der Bedeutung auditiver Kommunikation im Fahrzeug zu beobachten. Die meisten Fahrerassistenz- und Informationssysteme besitzen Sprachausgaben, es werden vermehrt Sprach-Dialog-Systeme eingesetzt und Avatare sollen zukünftig sogar in natürliche Kommunikation mit dem Fahrer treten können.

Hier vorgestellt werden die Ergebnisse einer Online-Befragung von Autofahrern zu ihren Erfahrungen bei der Wahrnehmung von Sprache während der Fahrt und ihren Erwartungen diesbezüglich. Fokussiert wird in der Untersuchung die Wahrnehmung der Sprachqualität natürlicher Sprache und von Sprachausgaben verschiedener Infotainmentgeräte, beschrieben durch die Skalen Klang, Lautheit, Sprachverständlichkeit und Höranstrengung.

Es ist zu erwarten, dass sich die Anforderungen an die Sprachausgaben der Systeme verändern werden, weil im Zuge des demographischen Wandels eine Erhöhung des Durchschnittsalters und damit einhergehend mit einer Zunahme der Anzahl hörbeeinträchtigter Autofahrer zu rechnen ist. Entsprechend untersucht diese Studie nicht nur die Wahrnehmung jüngerer Autofahrer (bis 40 Jahre), sondern auch älterer Autofahrer (ab 50 Jahre) mit und ohne Hörverlust, mit dem Ziel die spezifischen Probleme und Bedürfnisse der einzelnen Personengruppen zu beschreiben.

Die Ergebnisse der Studie werden dargestellt und Konsequenzen für die Entwicklung eines objektiven Messinstrumentes für Sprachverständlichkeit im Fahrzeuginnenraum diskutiert.

Meinel, E.

• Experimente mit der Geigenstimme [DAGA 2005 (München)]
  E. Meinel and J. Mishima
[A]

Der Stimmstock der Geige zählt zu den wichtigsten klangbestimmenden Teilen des Instrumentes. Es bieten sich deshalb vielfältige Möglichkeiten, das Klangbild auch am fertigen Instrument in bestimmten Grenzen zu ändern. Anhand der Analyse von Klopftönen (Übertragungsfunktion und Zeitverlauf) und der gestrichenen Leersaiten sowie einer subjektiven Bewertung durch einen Anspieltest wurde geprüft, inwieweit sich verschiedene Manipulationen und unkonventionelle Stimmenformen klanglich auswirken und ihre Klangwirkung durch vereinfachte Messverfahren sicher nachzuweisen ist.

Meinhof, E.

• Entwicklung einer PC-basierten Softwareumgebung für psychoakustische Experimente [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E. Meinhof and A. Lacroix
[A]

Hörexperimente sind für Fragestellungen der Psychoakustik grundlegend. Hierbei ist es notwendig, verschiedene Schallsignale erzeugen zu können. Der Ansatz dieser Arbeit liegt in der Entwicklung einer universell einsetzbaren Experimentierumgebung, die alle für psychoakustische Untersuchungen wichtigen Signale erzeugen kann. Die Software auf der Basis von MATLAB ermöglicht mittels einer grafischen Benutzeroberfläche Schallsignale in beliebiger Kombination auszuwählen und zu erzeugen, um beispielsweise Maskierungsexperimente durchzuführen. Die Signale können im Zeit- und Frequenzbereich grafisch dargestellt werden. Die akustischen Parameter der Schallsignale lassen sich komfortabel variieren. Die Ausgabe der Schallsignale erfolgt über die Soundkarte eines PCs und wird der Versuchsperson mittels eines Kopfhörers dargeboten, welcher schallpegelkalibriert ist. Die Software, die durch ihre Modularität leicht erweiterbar ist, soll die Planung und Durchführung von psychoakustischen Untersuchungen vereinfachen. Durch das hohe Maß an Anschaulichkeit und Interaktivität eignet sich das Programm insbesondere auch zum Einsatz in der Lehre. Die Experimentierumgebung und ihre Möglichkeiten werden in diesem Beitrag anhand von Beispielen vorgestellt.

Meinke, M.

• A Hybrid Approach to Analyze the Acoustic Field Based on Aerothermodynamic Effects [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Bui, M. Meinke and W. Schröder
[A]

A hybrid LES/CAA approach to simulate sound fields generated by aeroacoustic and thermoacoustic effects will be presented. Acoustic perturbation equations are used, which are capable to describe acoustic wave propagation in a non-uniform mean flow such that the computational domain of the flow simulation has to comprise only the significant acoustic source region. The input data to evaluate the acoustic source terms are generated by an LES computation in a flow region that contains all major acoustic sources. Special care is taken on Combustion Noise in which a sound field of an unbounded flame is simulated. Besides a fourth-order DRP-Scheme (Dispersion Relation Preserving) for spatial discretization a LDDRK-Scheme (Low Dissipation and Low Dispersion Runge Kutta) is used for time integration. By analyzing the sound radiation into unbounded space the need arises due to the limitation of computational resources to introduce artificial boundaries to make the computational domain finite, such as PML (Perfect Machted Layer) or Sponge Layer, to avoid unphysical numerical reflections into the computational domain.

Meis, M.

• 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.

• Zum Einfluss der Sprachverständlichkeit auf kognitive Leistungen: Eine Studie mit Grundschulkindern [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Klatte, M. Meis, C. Janott, C. Hilge and A. Schick
[A]

Schulisches Lernen basiert massgeblich auf mündlicher Kommunikation. Schätzungen zufolge verbringen Kinder ca. 75 Prozent der Unterrichtszeit mit Zuhören. Gute Sprachverständlichkeit ist daher eine wesentliche Voraussetzung für erfolgreiches Lernen. Verschiedene Untersuchungen zeigen jedoch, dass diese Voraussetzung in Klassenräumen oft nicht gegeben ist. Anliegen der hier berichteten Studie war es, die Bedeutung einer guten Sprachverständlichkeit in Unterrichtsräumen für das schulische Lernen zu dokumentieren. Hierbei wurde von der Annahme ausgegangen, dass sich eine suboptimale Sprachverständlichkeit nicht nur in fehlerhafter Identifikation der gehörten Information, sondern vor allem auch in einer Erhöhung der Höranstrengung äußert: die Hörer benötigen mehr kognitive Kapazität, um die Sprache zu dekodieren. Hierdurch kommt es zu einer Verringerung der für das Behalten und die mentale Verarbeitung der Information verfügbaren Arbeitsgedächtnisressourcen und somit zu Leistungsbeeinträchtigungen bei komplexen Aufgaben. In der zu berichtenden Studie wurde der Einfluß der Sprachverständlichkeit auf die Leistung von Grundschulkindern beim Identifizieren, kurzzeitigen Behalten und Verarbeiten von gehörter Information geprüft. Die Sprachverständlichkeit wurde durch die Installation eines Soundfield-Systems in dem nach raumakustischen Kriterien eher ungünstigen Testklassenraum variiert. Die Ergebnisse der Studie zeigen die Bedeutung optimaler Hörbedingungen für Grundschulkinder.

• Auralisierung und subjektive Bewertung von Klassenräumen [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Nocke, D. Heydinger, M. Meis and A. Schick
[A]

Moderne Raumakustiksimulationsprogramme erlauben neben der Berechnung und Visualisierung von Schallfeldern in Räumen auch die Auralisierung der raumakustischen Verhältnisse. Somit lassen sich die Hörbedingungen in verschiedenen Klassenräumen schnell und ohne großen Aufwand im Computer nachbilden und verändern. Für das in diesem Beitrag vorgestellte Experiment wurden fünf verschiedene Räume modelliert und für zwei Hörpositionen mit männlicher und weiblicher Sprechstimme auralisiert. Diese insgesamt 20 Hörbeispiele bildeten die Grundlage einer subjektiven Beurteilugn der Hörsamkeit durch 79 Versuchspersonen.

Bislang liegen wenig Daten und somit psychometrische Grundlagen zur Erstellung eines Fragebogeninstruments zur Hörsamkeit (von Klassenräumen) vor. Mit Hilfe von Experten- und Laienbefragungen wurde daher das Oldenburger Hörsamkeitsinventar entwickelt. Die Ergebnisse der vorgestellten Untersuchung zur subjektiven Beurteilung der Hörsamkeit zeigen, dass anhand dieses neuen Instruments (16 siebenfach skalierte Adjektivpaare) möglich ist, wesentliche Charakteristika der Raumakustik subjektiv und trennscharf abzubilden.

Die Ergebnisse werden vor dem Hintergrund der Anwendung und Anwendbarkeit in Feldstudien zur Beurteilung von sehr guten, akzeptablen und sehr schlechten Räumen diskutiert.

• Zur Wirkung von aktiven und passiven raumakustischen Maßnahmen auf die Geräuschwahrnehmung und Lebensqualität von Schülern: Ergebnisse aus einer prospektiven Längsschnittstudie [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Meis, A. Uygun, C. Janott, C. Hemmer-Schanze, C. Hilge, J. Kahlert and A. Schick
[A]

Im Rahmen einer prospektiven Längsschnittstudie wurden in zwei Münchner Schulen bei sechs Klassenräumen (mittlere Nachhallzeit, vorher=0.86-1.11 sec.) drei unterschiedliche raumakustische Interventionsmaßnahmen (Mittlere Nachhallzeiten, nachher [Differenz] =0.32-0.57 durch die Akustikdecken, Bedingungen 1 und 3) durchgeführt: 1. Einbau von schallabsorbierenden Materialien, 2. Installation eines Soundfield-Systems und 3. die Kombination von beiden Maßnahmen. Es wurden insgesamt 124 Kinder (59 Mädchen) mittels psychometrisch geprüfter Inventare zur Umweltqualität und Akustik, zum Wohlbefinden und zur schulischen Leistungsfähigkeit befragt. Nach den raumakustischen Interventionen konnten signifikante Verbesserungen in allen drei feldexperimentellen Bedingungen besonders dann nachgewiesen werden, wenn die Fragen sich direkt auf die akustischen Veränderungen bezogen. Mögliche bildungspolitische Konsequenzen werden diskutiert.

• Effects of different kinds of traffic noise on reading and attention performance in elementary school children [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Sukowski, M. Klatte, M. Meis and A. Schick
[A]

In the context of the sub-project ''Effects of traffic noise on speech intelligibility and cognitive performance in children'' the first test module examined attention performance (arithmetic test) and reading performance (reading test) in children under the influence of traffic noise. In addition, the perceived annoyance due to presented noise stimuli was surveyed. The implemented sounds varied in traffic density and frequency spectrum. A total of 103 children from elementary schools in Oldenburg with ages ranging from 8-10 years at the time of participation took part in the experiment.

The results from the arithmetic test show a general negative influence of the noise conditions compared to the control condition as well as significant differences between particular noise conditions. In both the arithmetic and reading tests, negative effects due to traffic noise were especially detected in children with high performance levels. An analysis of the judgments on annoyance primarily revealed an influence of traffic density.

In total, negative effects of general noise conditions as well as of particular noise stimuli were confirmed. The results additionally indicate that the influence of noise stimuli cannot only be predicted by acoustical parameters. Moreover, other factors such as individual performance ability also influence whether and to what extent an effect due to noise is detectable.

• Effects of irrelevant speech and traffic noise on speech perception and phonological short-term memory in children aged 6 to 7 years [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Klatte, H. Sukowski, M. Meis and A. Schick
[A]

The ability to analyze, store and process heard speech plays a fundamental role in social and cognitive development. Since children have much more difficulties to understand speech in noise than adults, noise reduction should be a primary goal in order to achieve acoustical environments supportive for children's learning. In a current study, we investigate the effects of traffic and speech noises on performance in listening tasks in children aged six to seven years. The tasks include phoneme discrimination, phonological short-term memory, and sentence comprehension. The traffic sounds vary with respect to temporal and spectral characteristics. The aim of this study is (a) to explore the effects of moderate-level environmental noise on children's learning and (b) to explore which qualities of traffic sounds affect the disruption of children's speech perception. Such findings could provide reasonable guidelines for the technical development of low-noise means of transport.

• Wie bewerten Schüler ihre Lernumgebung? Ergebnisse eines Feldexperimentes zur Sanierung von Klassenräumen aus einer ganzheitlichen Perspektive [DAGA 2005 (München)]
  M. Meis, B. Becker, S. Hofmann and C. Nocke
[A]

Im Kontext der Lehr-Lernforschung (vgl. Schick, Klatte & Meis, 1999) wurde im Rahmen eines interdisziplinären Projektes eine modellhafte, ganzheitliche und finanziell attraktive Lösung für zukünftige Klassenzimmer entwickelt. Dabei sollte gezeigt werden, wie Licht und Farbe, Boden und Raumakustik die Wirkung eines Klassenzimmers verändern und wie sich räumliche Gegebenheiten im Empfinden und Verhalten von Schülern niederschlagen. Zwei Klassenräume einer Grundschule wurden modellhaft umgestaltet. Neben der Veränderung des Farbdesigns und der Beleuchtung wurden insbesondere die akustischen Eigenschaften der beiden Experimentalräume verändert. So wurden die gemittelten Nachhallzeiten von über einer Sekunde auf eine halbe Sekunde im sprachrelevanten Bereich (250-2000 Hz) gemäß den Vorgaben der DIN 18041 (2004) reduziert. Weiterhin wurde ein norament Kautschukfußboden (Konstruktion mit Dämmfilz, Verlegeplatte mit Nut und Feder) verbaut, um störende Nebengeräusche im Raum zu minimieren. 61 Schüler im Alter von 8 Jahren wurden im Rahmen eines Kontroll-Experimental-Gruppendesigns vor und nach den Sanierungsarbeiten mittels 7-stufiger Skalen befragt, wie sie die verschiedenen Komponenten der Raumgestaltung sowie deren Veränderungen erleben. Dabei bewerteten die Schüler jeweils ihren eigenen und zwei weitere Räume, so dass ein Bezugssystem aufgebaut wurde. Zur Bewertung der Raumakustik wurden trockene Sprachsignale einer dänischen Sprecherin mittels Lautsprecher eingespielt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Optimierung der beiden Experimentalklassenräume zu deutlichen subjektiven Verbesserungen geführt hatte. Neben Effekten bezüglich der Farbgestaltung und der Beleuchtung wurden auch klare Effekte der Verbesserung der Akustik nachgewiesen. Die simulierte Lehrerstimme wurde durch die Intervention signifikant als weniger ,hallig' und ,brummig' empfunden und die Nebengeräusche durch das Verrücken von Stühlen wurden als weniger störend bewertet. Insgesamt zeigte sich eine sehr deutliche Unterrichtspräferenz zugunsten der beiden optimierten Räume.

• Subjektive Einschätzung der Sprechstimme und der Hörumgebung in universitären Seminarräumen [DAGA 2005 (München)]
  M. Meis, C. Hilge, C. Nocke, T. Bräcker, V. Lammers, M. Lützen, R. Machner, M. Mühlhan, A. Müller, B. Silge, W. Wempe, S. Wolter and A. Schick
[A]

Im Rahmen einer feldexperimentellen Studie wurden insgesamt N=311 Studenten zur Hörsamkeit von universitären Seminarräumen befragt. Basierend auf dem laborexperimentellen Ansatz von Meis & Nocke und Befunden einer kanadischen Feldstudie von Hodgson & Kennedy wurde ein Fragebogen entwickelt, der zum einen reiznahe Items zur Bewertung der Sprechstimme (z.B. ''hallig'' vs. ''trocken'', ''klirrend vs. gedämmt'') und zum anderen Skalen zur Bewertung der Hörumgebung enthielt (z.B. genereller Hörkomfort, Störgeräusche). Nach einem raumakustischen Screening wurde für ein varianzanalytisches Modell die Befragung in insgesamt sechs raumakustisch unterschiedlichen Seminarräumen durchgeführt. Die Seminarräume unterschieden sich signifikant sowohl hinsichtlich der gemittelten Nachhallzeiten als auch hinsichtlich des Nachhallverlaufs. Beide Parameter schlugen sich in den subjektiven Bewertungen der befragten Personen nieder. So wurden Räume, die ein Maximum der Nachhallzeit im Frequenzbereich zwischen 500 Hz und 4 kHz aufwiesen, zwar klanglich als angenehmer bewertet als Räume, deren Maximum der Nachhallzeit unterhalb von 250 Hz lag, jedoch wurde die Geräuschkulisse durch Kommilitonen in den erstgenannten Räumen als störender empfunden. Implikationen für die angewandte Lehr-Lernforschung und die Möglichkeit einer Ferndiagnose durch psychometrisch geprüfte Befragungsinstrumente werden abschließend diskutiert.

• Beurteilung von Geräuschen: Ergebnisse einer Lärmwirkungsstudie mit Kindern [DAGA 2005 (München)]
  H. Sukowski, M. Meis, M. Klatte and A. Schick
[A]

In der Schallwirkungsforschung hat die Erhebung von subjektiven Urteilen vor allem hinsichtlich der störenden und belästigenden Wirkung von Geräuschen seit langem einen festen Platz. Untersuchungen zu dieser Frage werden jedoch überwiegend mit Erwachsenen durchgeführt. Kinder werden in Studien zu dieser Thematik dagegen kaum berücksichtigt, obwohl sie dem Umgebungslärm meist in gleicher Weise ausgesetzt sind wie Erwachsene und oftmals weniger Möglichkeiten haben, sich gegen unerwünschten Schall zu wehren.

Im Rahmen eines Forschungsprojektes zur Wirkung von Lärm auf kognitive Leistungen von Kindern wurden daher zusätzlich zur Erhebung verschiedener kognitiver Fähigkeiten auch Aufgaben zur Beurteilung von präsentierten Geräuschen durchgeführt. In einem ersten Testblock beurteilten Kinder aus dritten Schulklassen kurze Ausschnitte von Straßenverkehrsgeräuschen sowie ein Sprachgeräusch hinsichtlich der empfundenen Störung und der Brummigkeit. Die Geräusche wurden über Lautsprecher dargeboten. In einem zweiten Testblock wurden Kindern aus ersten Schulklassen verschiedene Schienenverkehrsgeräusche und ein Sprachgeräusch über Kopfhörer präsentiert, die dann auf ihre Störung, Brummigkeit und Lautstärke hin zu beurteilen waren.

Die Ergebnisse beider Gruppen zeigen, dass Kinder grundsätzlich in der Lage sind, Aufgaben zur Beurteilung von Geräuschen zu bearbeiten. Die älteren Kinder konnten sehr differenzierte Urteile abgeben, aus denen sich Hinweise auf besonders störende oder brummige Geräuschkomponenten ableiten lassen. In der Gruppe der jüngeren Kinder zeigten sich bislang weniger eindeutige Ergebnisse. Hier deuten sich zwar möglicherweise Grenzen an, ab welchem Alter Aufgaben zur Geräuschbeurteilung überhaupt sinnvoll einsetzbar sind. Es ist jedoch zu diskutieren, ob durch eine noch weiter gehende altersadäquate Gestaltung der Erhebungsverfahren die Möglichkeit geschaffen werden kann, weiterhin auch sehr junge Kinder in Geräuschbeurteilungsaufgaben einzubeziehen.

• Lärmbelästigung und Lebensqualität im Umfeld des Frankfurter Flughafens [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Schreckenberg, U. Felscher-Suhr and M. Meis
[A]

Im Zug der Ausbauplanungen des Frankfurter Flughafens wurden die Auswirkungen von Flugverkehrsgeräuschen auf Belästigung, Wohn-, und Umweltqualität sowie gesundheitsbezogener Lebensqualität im Umfeld des Frankfurter Flughafens untersucht. Die Feldstudie wurde im Auftrag des Regionalen Dialogforums Flughafen Frankfurt durchgeführt. Zu den untersuchten Fragestellungen zählen die Auswirkungen des Fluglärms auf diese Variablenkomplexe im Sinne von Dosis-Wirkungs-Beziehungen; der Einfluss des Berechnungsverfahrens (100/100-Methode vs. Realverteilung) auf die Pegel-Belästigungsbeziehung; die Identifikation lärmsensibler Tageszeiten und die Erwartungen zum Flughafenausbau.

2312 Anwohner des Frankfurter Flughafens wurden im Zeitraum April bis Jahresende 2005 in persönlichen Interviews zu ihren Wohn- und Lebensbedingungen befragt. Ein Teilsample von 200 Probanden nahm an einer ''Vertiefungsstudie'' teil, in der vier Tage mehrmals am Tag die Fluglärmbelästigung und jeden Morgen die Schlafqualität protokolliert wurde. Für alle Probanden wurden individuelle Immissionspegel durch Flug-, Straßen- und Schienenverkehrsgeräusche bestimmt.

Es konnten Unterschiede in Abhängigkeit der Flugverkehrsgeräuschbelastung im psychischen Wohlbefinden und dem Beschwerdedruck gefunden werden, die aber nicht im Sinne von Dosis-Wirkungs-Beziehungen zu interpretieren sind. Der nächtliche Fluglärm hingegen beeinflusst pegelabhängig die subjektive Schlafqualität und Einschlafdauer. Die für die Lärmbelästigung aufgestellte Dosis-Wirkungskurve liegt über der metaanalytisch gewonnenen Dosis-Wirkungskurve von Miedema & Oudshoorn (2001), entspricht aber Ergebnissen neuerer Lärmwirkungsstudien. Eine erhöhte Lärmbelästigung bei gleichem Pegel konnte für Nachtrandzeiten ermittelt werden. Die erwarteten Veränderungen durch den Flughafenausbau hängen eng mit der aktuellen Lebensqualität und der Fluglärmbelästigung zusammen. Je nach verwendetem Berechnungsverfahren unterscheiden sich die Pegel-Belästigungsbeziehungen statistisch signifikant bei allerdings geringer Effektstärke. Insgesamt können beide Verfahren (100/100-Methode vs. Realverteilungsverfahren) nicht als ungeeignet zur Beschreibung von Dosis-Wirkungsbeziehungen verworfen werden.

• Wirkungen von Hintergrundgeräuschen und Nachhall auf Sprachverstehen und Arbeitsgedächtnis in verschiedenen Altersgruppen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Klatte, J. Bastian, M. Meis and B. Noack
[A]

Die Fähigkeit zum genauen Hinhören und verstehenden Zuhören ist eine entscheidende Voraussetzung für das schulische und vorschulische Lernen. In Alltagssituationen wie dem Schulunterricht findet das Zuhören häufig unter ungünstigen Hörbedingungen wie Hintergrundgeräuschen und Nachhall statt. Das Sprachverstehen von Kindern wird durch solche Faktoren stärker beeinträchtigt als das Erwachsener. Die vorliegenden Studien erlauben jedoch keine Vorhersage über die Wirkungen spezifischer raumakustischer Bedingungen in verschiedenen Altersgruppen. Bei der Operationalisierung des Hörverstehens konzentrierte man sich sehr auf die Leistung beim Nachsprechen von Silben und Wörtern, d.h. auf die Informationsaufnahme. Wirkungen der Hörbedingungen auf die Speicherung und Verarbeitung der Information wurden kaum betrachtet. Auch diese Prozesse können durch ungünstige akustische Bedingungen beeinträchtigt werden. In einer experimentellen Studie werden die Wirkungen von Nachhall und Hintergrundgeräuschen auf das Verstehen, Behalten und Verarbeiten von sprachlicher Information in verschiedenen Altersgruppen geprüft. Die Datenerhebung erfolgt im Kommunikations-Akustik-Simulator im Hörzentrum Oldenburg, in welchem die raumakustischen Charakteristiken realer Klassenräume simuliert werden. Erste Ergebnisse zu den Wirkungen der raumakustischen Bedingungen auf die Leistungen von Grundschulkindern und Erwachsenen werden berichtet.

Meister, H.

• Modellierung verschiedener Meßverfahren zur Erfassung der Ordnungsschwelle [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Meister, H. Klüser, M. Walger and H. von Wedel
[A]

Die Ordnungsschwelle (OS) beschreibt den zeitlichen Abstand zweier Sinnesreize, die mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit hinsichtlich ihres Auftretens erkannt und in eine Reihenfolge gebracht werden können. Sie wird als Diagnoseverfahren im Rahmen zentral auditiver Verarbeitungsstörungen genannt, bezüglich ihrer Ergebnisse und Aussagefähigkeit jedoch kontrovers diskutiert. Ein wichtiger Grund hierfür kann darin zu suchen sein, daß sehr unterschiedliche Meßverfahren zum Einsatz kommen, die z.T. aus theoretischen Gründen (z.B. Konvergenz auf verschiedene Richtig-Antwortwahrscheinlichkeiten) voneinander abweichende Ergebnisse produzieren. Eine Reihe von in der Literatur beschriebenen Methoden zur Erfassung der OS wurde systematisch untersucht. Hierbei wurden die Verfahren mittels Monte-Carlo-Simulationen modelliert und die Ergebnisse miteinander verglichen. Es wurde besonderes Augenmerk auf die Abweichung vom theoretischen Zielwert (''Bias'') und die Genauigkeit der Methoden gelegt. Auch hinsichtlich der Effizienz der Verfahren konnten Aussagen getroffen werden. Es zeigte sich, daß einige Verfahren einen deutlichen positiven oder negativen Bias aufwiesen. Ebenfalls war teilweise eine hohe Streuung der Ergebnisse und somit eine niedrige Genauigkeit der Meßmethoden zu beobachten. Es konnte festgestellt werden, daß einfache adaptive 2AFC 2- oder 3-Schritt-Algorithmen bzw. gewichtete adaptive Verfahren bei geeigneter Parameterwahl und Auswertung der Ergebnisse eine valide Messung der Ordnungsschwelle erlaubten, während andere der angewendeten Methoden nicht sehr geeignet erschienen. Mit einem der validierten Verfahren wurden zusätzlich empirische Untersuchungen mit normalhörenden Probanden durchgeführt, wobei sich - bei niedriger intraindividueller - eine hohe interindividuelle Streuung der OS-Werte im Bereich von 20 bis 100 ms zeigte.

• Speech processing in noise for cochlear implants using a modified channel picking strategy [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Meister, M. Walger and H. von Wedel
[A]

Speech perception in noise is a crucial problem for hearing impaired persons. Modern conventional hearing aids offer various techniques, such as beamforming or one-microphone noise suppression methods. These techniques are not established in cochlear implants (CI). Commercially available CIs have up to 22 channels or electrodes, respectively. Various processing strategies such as CIS or SPEAK are used. Since not all of the electrodes must be stimulated at the same time in order to yield optimum speech intelligibility, channel picking strategies choosing a limited number of electrodes are applied.

The presentation describes an approach towards speech processing in cochlear implants based on a modified channel picking strategy. The experiments were conducted using a simulation of the signal processing of cochlear implants and were performed with normal hearing subjects. The stimulation of the cochlea via electrodes was modelled with amplitude-modulated sinusoidal carriers of constant frequencies representing a 20 channel CI. Thus, the technique is comparable to methods described by McAulay and Quatiery, also referred to as MQ-models. The rationale behind testing the signal processing with normal hearing subjects is that performance of implanted patients depends on various parameters and commonly shows large interindividual scatter.

The experiments were conducted with several noise-signals (narrow band, speech-like) and various signal-to-noise ratios. It turned out that the modified strategy reveals improvement of speech intelligibility for narrow-band noises and unfavourable SNRs. Since the method reveals further potential for improvement it might be promising for enhancing speech perception in cochlear implants. Refinement of the strategy and evaluation with CI users is subject to subsequent studies.

• Der Einfluss von Kompressionsparametern auf das Richtungshören in der horizontalen Ebene [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Musa Shufani, M. Walger, H. von Wedel and H. Meister
[A]

The perception of the direction of sounds depends on several parameters, such as interaural time differences (ITD) and interaural level differences (ILD). In order to restore loudness perception a dynamic compression is installed in nonlinear hearing aids. Since compression alters the signal levels presented to both ears, influences on directional hearing are possible.

The effects of compression time constants and compression ratios were examined using a hearing aid simulator based on a digital signal processor (Motorola DSP 56009 AVM). The two audio-channels of the DSP simulate bilateral hearing aid provision. The acoustic stimuli were generated via soundcard and processed by the DSP using different compression parameters (compression ratios of 3:1 and 8:1, attack time constants of 2, 20, and 200 ms). Release time was held constant at 500 ms.

Measurements with normal hearing subjects revealed decreased lateralisation when ILDs were used as cues whilst no effect occurred when applying ITDs. This held true for high compression ratios and short attack times and can be explained with the altered amplitudes of the signals.

In an additional investigation, the position of a sound source was simulated using head-related transfer functions (HRTF), thus considering ILDs and ITDs simultaneously. HRTFs from -60 to +60 deg. with steps of 15 deg. were considered. Again, the ability to localise sounds was decreased with increasing compression ratio and shorter attack time constants mainly due to the effect on the ILDs.

The presentation shows the results of the various experiments and discusses outcomes gained with hearing impaired subjects.

Meister, M.

• Abtastfrequenzen bei Laufzeitmessungen für die Entfernungsbestimmung akustischer Quellen [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Meister and K. Wicker
[A]

Sonarsysteme an Bord von Ubooten dienen der Detektion und Verfolgung von Objekten im Wasser. Passives Sonar wertet nur das empfangene Schallfeld aus, ohne selbst zusätzliche Geräusche zu erzeugen. Häufig ist eine Kenntnis der Objektentfernung erforderlich. Sie läßt sich bei Kugelwellenausbreitung aus der Krümmung einer Wellenfront über Laufzeitunterschiede zwischen separaten Einzelsensoren ermitteln. Es wird ein neuartiges Verfahren vorgestellt, das eine einzige Antennenanordnung verwendet. Im Gegensatz zum bisherigen Korrelationsverfahren werden beim Advanced Ranging Sonar (ARS) die Krümmungsradien der ankommenden Wellenfronten durch mehrfach fokussierendes Beamforming bestimmt. Zur bestmöglichen Bestimmung des Maximums ist eine möglichst hohe Abtastfrequenz erforderlich, was zu hohem Realisationsaufwand führt. Für eine praktische Anordnung ist aber der Aufwand möglichst gering zu halten. Weiter wird in dieser Arbeit gezeigt, welche Abtastfrequenzen für die Signalverarbeitung dieses Entfernungsmesssystems erforderlich sind. Hierbei wurden Simulationsdatensätze mit verschiedenen Verfahren bearbeitet und die Ergebnisse verglichen. Auch bei diesem Verfahren muß das Abtasttheorem sowohl für die zeitliche Abtastung, als auch für die räumliche Abtastung eingehalten werden.

Meistring, P.

• Prototyp eines Schwingerregers für tieffrequente Schwingungen von Holzdecken [DAGA 2005 (München)]
  U. Schanda, K. Rogge, P. Meistring and R. Mühlberger
[A]

Tieffrequente Schwingungen spielen im Holzbau eine wichtige Rolle; im EUROCODE 5, einem Regelwerk der Holzbaustatik, werden u.a. Nachweise für die erste Eigenfrequenz, die über 8 Hz zu liegen hat, verlangt. Bauakustisch erfolgt eine Beurteilung erst ab 100 Hz (bzw. über den Spektrumsanpassungswert ab 50 Hz). Viele Holzdecken weisen trotz guter bewerteter Normtrittschallpegel eine deutliche Erhöhung der Trittschallpegel mit zunehmenden Werten zu tiefen Frequenzen auf. Der oftmals verwendete Begriff ''Dröhnen'' mag darauf hindeuten. Um den sich überschneidenden Frequenzbereich zwischen 5 Hz aus statischen Gründen bis 100 Hz aus akustischer Sicht genauer untersuchen zu können, war es das Ziel, einen kostengünstigen und aus Gründen der Minimierung des Einflusses auf die zu untersuchende Decke auch leichten Schwingerregers zu bauen, der gleichzeitig durchstimmbar und variabel in der in die Decke eingeleiteten Kraft ist. Ein Prototyp des auf einer mechanischen Unwucht basierenden Schwingerregers soll einschließlich Steuerung und Messdatenaufnahme kurz erläutert werden. Vergleichsmessungen an einer Holzstegträgerdecke mit einer Modalanalyse mit dem Impulshammer als auch mit einer FEM-Berechnung sollen gezeigt werden. Der Vorteil der frequenzselektiven Anregung wird voraussichtlich am Beispiel der Wirkung eines Schwingungstilgers demonstriert.

• Modalanalyse einer Holzstegträgerdecke - FEM-Simulation im Vergleich mit Messungen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  P. Meistring and U. Schanda
[A]

Auf dem Gebiet der niederfrequenten Schwingungen im Holzbau besteht heute noch großer Klärungsbedarf. Die Vielzahl an ausgeführten Konstruktionen macht eine Vorhersage des Schwingungsverhaltens schwierig. Deshalb sind für die Entwicklung von schwingungsreduzierenden Maßnahmen an Holzbauteilen als auch für die Untersuchung derer Wirkung auf schall- und schwingungstechnische Eigenschaften aufwendige Messreihen unumgänglich. Eine Reduzierung dieses hohen Messaufwandes kann durch eine Berechnung mit Hilfe der Methode der finiten Elemente (FEM) erfolgen. Ziel ist es, das Eigenschwingungsverhalten einer Konstruktion mittels FEM in Abhängigkeit von Aufbau, Dimension sowie Auflager-, Einspannungs- und Belastungssituation zu berechnen. Derartige Berechnungen sollen auf lange Sicht die Grundlage für die Erarbeitung von Vorschriften zur projektbezogenen Bemessung von schwingungsreduzierenden Maßnahmen und damit für Verbesserung hinsichtlich der Trittschallübertragung bilden. Theoretisch kann darauf aufbauend auch die Ankopplung an das angrenzende Luftschallfeld oder an angrenzende Bauteile simuliert und bauakustische Kennwerte errechnet werden. Die vorgestellte Arbeit beschreibt ein FEM-Modell einer Holzstegträgerdecke samt schwimmendem Estrich. Als Vergleichsgrundlage dienen Ergebnisse von ausgiebigen Schwingungsmessungen an einer entsprechenden Prüfdecke. Neben der Übereinstimmung der Ergebnisse von messtechnischer und rechnerischer Modalanalyse werden in der Simulation unterschiedliche Faktoren wie Elementkombination, Materialsteifigkeit, Modellierung der Auflager bezüglich ihrer Auswirkung auf den Wert der Eigenfrequenzen untersucht.

• Bauakustische Eigenschaften von Bauteilen aus Leichtbauwerkstoffen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Meistring, B. Nusser and U. Schanda
[A]

In einem Forschungsprojekt an der Fachhochschule Rosenheim werden Konstruktionsgrundlagen für die Anwendung von Leichtbauelementen im Innenausbau erarbeitet. Der Fokus wird auf die Anwendung von leichten Holzverbundwerkstoffen mit Rohdichten unter 500 kg/m als Beplankungsmaterial für nichttragende innere Trennwände gerichtet. Neben den werkstoffspezifischen Besonderheiten bei statischer Bemessung, Verbindungstechnik, Herstellung und Montage spielt die bauakustische Auslegung der Trennwände eine zentrale Rolle. Es gilt - trotz des geringen Gewichts der Bauteile - eine ausreichende, mit gängigen Konstruktionen des Innenausbaus vergleichbare Schalldämmung zu erzielen. Als Voraussetzung dafür werden neben der Ermittlung grundlegender mechanischer und schalltechnischer Kenngrößen (Steifigkeit, Verlustfaktor, ua.) umfangreiche orientierende Luftschallmessungen an Leichtbauwerkstoffen im Türenprüfstand in ein- und zweischaliger Anordnung durchgeführt. Die gewonnenen Ergebnisse im Vergleich mit Daten ausbautypischer Referenzwerkstoffe stellen die Grundlage für die Zusammenstellung sinnvoller Wandprototypen dar. Diese werden in Bauteilgröße auf ihre schalldämmenden Eigenschaften hin untersucht. Im Vortrag werden die Ergebnisse der Material- und Bauteilprüfungen zusammengefasst und die daraus zu ziehenden Rückschlüsse für die bauakustische Auslegung von Bauteilen aus Leichtbauwerkstoffen aufgezeigt.

• Innere Verlustfaktoren ausgewählter Leichtbauwerkstoffe und ihre Ermittlung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Nusser, P. Meistring and U. Schanda
[A]

Bei der Berechnung des Luftschalldämm-Maßes von Bauteilen nach der derzeit gültigen EN 12354-1:2000 geht der Verlustfaktor des jeweiligen Baustoffes mit ein. Für die für den Bausektor neuen Leichtbauwerkstoffe wie z.B. Waben- und Wellstegplatten, PUR- und PS-Sandwichplatten oder Tischlerplatten mit 'Leichtholz''-Mittellage sind jedoch noch keine Literaturwerte vorhanden. An der Fachhochschule Rosenheim wurde im Zuge des Verbundforschungsprojekts ''Holzbau der Zukunft'' die Eignung dieser Baustoffe für sehr leichte, nichttragende, innere Trennwände untersucht. Hierzu wurden die inneren Verlustfaktoren von 20 verschiedenen Plattentypen mit unterschiedlichen Kern- und Deckschichtdicken gemessen. Systematische Untersuchungen bzgl. Anrege- und Messpositionen, Anzahl der Messpunkte, Befestigungsart der Beschleunigungsaufnehmer, etc. wurden durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sowie die inneren Verlustfaktoren der Leichtbauwerkstoffe werden vorgestellt.

Melchior, F.

• Zur Kombination von Wellenfeldsynthese mit monoskopischer und stereoskopischer Bildwiedergabe [DAGA 2005 (München)]
  F. Melchior, S. Brix and D. de Vries
[A]

Das an der TU Delft entwickelte Prinzip der Wellenfeldsynthese ermöglicht die natürliche und räumliche Reproduktion von Schallfeldern für einen großen Wiedergabebereich. Das generierte Schallfeld erlaubt es, für eine große Zahl von Zuhörern einen ihrer Position entsprechend korrekten Klangeindruck zu erzielen. Diese Eigenschaft bietet völlig neue Möglichkeiten bei der Entwicklung von zukünftigen audiovisuellen Systemen. Vorraussetzung ist jedoch eine genaue Kenntnis des Zusammenwirkens von räumlicher Tonwiedergabe mittels Wellenfeldsynthese und monoskopischer bzw. stereoskopische Bildwiedergabe.

Dieser Beitrag liefert eine Zusammenfassung bisheriger Untersuchungen zur Wahrnehmung bei der Kombination von Wellenfeldsynthese mit Bildwiedergabe für unterschiedliche Applikationen. Weiterhin werden erste Ergebnisse zur Kombination von Wellenfeldsynthese mit stereoskopischer Bildwiedergabe vorgestellt.

• Simulationsumgebung für Mikrofonarrays in der Musikaufnahme [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Oschlies, B. Albrecht, F. Melchior and D. de Vries
[A]

Der Einsatz von Mikrofonarrays in der Musikaufnahme ist derzeit wenig erforscht. Problematisch - im Gegensatz zu bekannten Anwendung von Empfängerarrays .z.B. im HF-Bereich - ist hier vor allem das gewünschte konstantes Arrayverhalten über einen in der Größenordnung sehr großen Wellenlängenbereich. Die hohe erreichbare Richtwirkung eines Mikrofonarrays bei linearem Frequenzgang erlaubt zum einen eine Alternative zur klassischen Stützmikrofonierung, zum anderen kann das Schallfeld z.B. für die objektorientierte Audiowiedergabe analysiert werden. Betrachtet wird ein lineares logarithmisches Array, welches prototypisch an der TU Delft entwickelt wurde. Eine hierfür an der TU Ilmenau erstellte Simulationsumgebung ermöglicht den virtuellen Entwurf und Einsatz eines solchen Arrayaufbaus. Dabei bieten verschiedene Simulationsebenen einen visuellen und akustischen Eindruck vom zu erwartenden Arrayverhalten. Durch die Vorgabe beliebiger Parameter können die Auswirkungen von Parameteränderungen und Fehlern simuliert werden. So lässt sich z.B. als wichtige Zielgröße die Richtwirkung im Nah- und Fernfeld darstellen. Zur akustischen Kontrolle kann schon während der Planung eine Quelle virtuell in der Ebene vor dem Array platziert werden. Komplexe und arbeitsintensive Tests mit realen Arrays werden somit erst dann notwendig, wenn alle simulierten Ergebnisse zufrieden stellend sind. Aus dem darstellbaren Verhalten lassen sich Rückschlüsse auf Entwurfsparameter und die notwendigen Präzisionen der praktischen Umsetzung ziehen. Ins besondere die Arrayausmaße bei gewünscht hohem Frequenzumfang sowie wie die Schärfe der zu erwartenden Richtwirkung sind dabei von Interesse.

• On the perception of reflections from directive sources in binaural simulations [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Melchior and D. de Vries
[A]

The directivity of a sound source is difficult to be perceived for a static listener in an anechoic environment or in case of a pure direct sound reproduction system. If the listener can navigate inside an auditory environment he can explore the directivity pattern of a source by moving the listening position. In case of a static listener only a difference in the source timbre itself can be perceived without effecting the impression of different directivity. To make the directivity of a source perceivable for a static listener, early reflections are required. In this study the importance of correct auralization of different reflection orders generated by a mirror image source model (MISM) using a directive source is investigated. A listening experiment has been carried out to grade the quality of different simulations. During the experiment the reflections only up to a certain order were auralized corresponding to the source directivity. The results are compared to a reference with correct simulation for all used orders. The paper presents the findings of the listening experiment and its implications for simulation of source directivity in terms of early reflections.

• On the visualization and modification of room impulse responses for sound design [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Melchior and D. de Vries
[A]

The integration of psycho-acoustic knowledge can enhance the usability of sound design tools. For this purpose a psycho-acoustic layer between the signal processing and the user interface is required to adapt the visualization and interaction tools. In this work the concept is used in an interaction model for impulse responses. To allow a direct shaping of the energy decay curve by the user the inverse curve is calculated. Afterwards an envelope is derived in order to process the room impulse response. This approach is also used for the frequency dependent modification of energy decay relief plots. Using perceptual adapted smoothing windows makes further improvements to the visualization of energy decay relief plots in terms of sound design. This paper describes the extension of an interaction model for impulse responses based on energy decay curves and energy decay relief plots as well as perceptual adapted smoothing windows for visualization improvements.

Melichar, M.

• Wizard-of-Oz tests for a dialog system in smart homes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Krebber, S. Möller, R. Pegam, U. Jekosch, M. Melichar and M. Rajman
[A]

Within the scope of the European IST-project INSPIRE (INfotainment management with SPeech Interaction via REmote microphones and telephone interfaces) a speech-dialog system for accessing different kinds of home appliances (TV, VCR, lamps, blinds etc.) is currently developed. The purpose of the system is to provide an intelligent and uniform user interface. The interface is capable of supporting the user by controlling different complex devices and increasing the acceptance and quality of the services. The system is controlled via microphone arrays for home use or by telephone or internet access for remote use. The Wizard of Oz (WoZ) replaces the automatic speech recognition and allows to set different error rates. More over it allows to test different metaphors. The presentation will focus on the architecture of the WoZ tool and the way how it was used to test the quality of the dialog system and the overall quality.

Mellert, V.

• Prediction of noise propagation – a summary of the special session of DAGA 2000 on immission prognosis [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  V. Mellert
[A]

Noise prediction follows several guidelines for sound propagation outdoors, depending on the source of noise and on the legislation of the specific country. Sound propagation, on the other hand, obeys physical laws of acoustic wave propagation. The discrepancies between guidelines and physical parameters affecting sound propagation outdoors are reviewed, and discussed in the ''light'' of the result of the so-called Vorkolloquium on ''immission prognosis'' during the DAGA 2000 meeting.

• Hauptdimensionen einer kombinierten Geräusch- und Vibrationswahrnehmung in Flugsituationen: Auswertungen zum semantischen Differential [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Quehl, A. Schick, V. Mellert, B. Schulte-Fortkamp and H. Remmers
[A]

Untersucht werden die kombinierten Wirkungen von Geräuschen und Vibrationen auf das Wohlbefinden und Komforterleben beim Fliegen. Ziel ist es, einen sogenannten Komfortindex für Flugsituationen zu entwickeln, der objektiv-physikalische und subjek-tiv-psychologische Indikatoren der Flugsituation in einen numerischen Einzahlwert in-tegriert (Craik & Zube, 1976). Auf Basis derartiger Indexes soll eine Binnendifferenzie-rung innerhalb bestimmter Flugzeugtypen im Hinblick auf eine kombinierte Geräusch- und Vibrationswirkung erfolgen. In einer Reihe von psychoakustischen Voruntersuchungen wurde ein neues, dem Un-tersuchungsgegenstand methodologisch angepaßtes Erhebungsinstruments entwik-kelt. Es umfaßt zwei konzeptspezifische, semantische Differentiale (je eins für Flug-zeuge bzw. Hubschrauber) sowie standardisierte Subskalen aus der Eigenschafts-wörterliste von Janke & Debus (1981). Mit Hilfe des Erhebungsinstruments wurden drei Untersuchungsreihen in sogenannten Mock-ups [zwei Flugzeug-Mockups (n=117, n=250) und ein Hubschrauber-Mock-up (n=107)] bzw. während eines realen Hub-schrauberfluges (n=25) durchgeführt. Für jede Flugsituation wurden pro vibroakustischem Feld bzw. Cluster und pro Sitz Polaritätsprofile sowie die klassischen, psychoakustischen Parameter nach Zwicker (1999) bestimmt, die mit den korrespondierenden denotativen Items der Polaritätspro-file korreliert wurden. Faktor- und Regressionsanalysen wurden durchgeführt, um wichtige Faktoren zu extrahieren, die später in den angestrebten Komfortindex einflie-ßen sollen. Es ist geplant, diese Ergebnisse theoretisch mit einem Modell zur synergetischen Wir-kung von Geräuschen und Vibrationen beim Fliegen zu überprüfen. Dazu sollen in ei-ner laborexperimentellen Studie ausgewählte physikalische Parameter (z.B. Geräusch- und Vibrationspegel) von Cruisingsituationen in Flugzeugen und Hubschraubern mit Hilfe des vom Institut für technische und angewandte Physik (itap) entwickelten ''sound and vibration reproduction system'' systematisch variiert (z.B. 3 x 3 Design) und beur-teilt werden.

• Ein adaptives Verfahren zur Bestimmung der subjektiven Tonhaltigkeit [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Vormann, J.L. Verhey, V. Mellert and A. Schick
[A]

Bereits auf der DAGA 1999 in Berlin wurde ein adaptives 1-up-1-down-Verfahren mit interleavten Tracks zur Messung der subjektiven Tonhaltgkeit vorgestellt. Mit diesem Verfahren wurde der Einfluß verschiedner Signalparameter von syhthetischen Geräuschen auf die Tonhatigkeit ermittelt. Diese Messungen wurden auf weitere Parameter ausgedehnt und das Verfahren in einigen Punkten geändert. Schon in Berlin konnte gezeigt werden, daß die DIN45681(Entwurf) in vielen Punkten nicht mit den Daten diser Messungen in Einklang stehen. Die auf diese Weise erhobenen Daten sollen die Grundlage zum kritischen Vergleich mit der DIN45681 sein und als Basis für ein alternatives, im Vergleich zur DIN45681 erweitertes und robusteres Berechnungsmodell der Tonhatigkeit dienen.

• Experimente zur Wahrnehmung von Vibrationen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Bellmann, V. Mellert, C. Reckhardt and H. Remmers
[A]

Der Mensch ist vielfältigen Ganzkörpervibrationen ausgesetzt, die unterschiedlichen Immissionstypen angehören können (Verkehr und Industrie). In realen Situationen treten nicht nur schmalbandige und sinusförmige Vibrationen auf, sondern auch breitbandige Signale mit zufälligem und stochastischem Charakter. Bestehende Normen, wie z.B. die ISO 2631 1/2 [1997,1989], verwenden ausschließlich sinusförmige Anregungen und beschreiben die Grundlagen der Wahrnehmung von Vibrationen in Gebäuden, wie etwa die Perzeptionsschwellen von Ganzkörpervibrationen in alle Raumrichtungen oder die Langzeitwirkung von Vibrationen auf den Menschen. Existierende Literaturdaten zur Vibrationswahrnehmung, z.B. Perzeptionsschwellen [Parsons & Griffin, JSV88; Meloni, 1991) zeigen erhebliche Unterschiede zu den Standardwerten, es sind aber auch starke Abweichungen untereinander zu erkennen, die zum Teil auf die Verwendung von unterschiedlichen Meßmethoden zurückgeführt werden [Griffin, 1991]. Außerdem existieren keine oder nur lückenhafte Angaben in der Literatur zu grundlegenden Fragen der Vibrationswahrnehmung, wie z.B. die Frage nach den JNDs (Just Noticeable Differences) in der Frequenz oder in der Amplitude. Aus diesen Gründen beschäftigt sich diese Untersuchung mit grundlegenden Experimenten zur Vibrationswahrnehmung mit sinusförmigen Signalen. Als Meßmethoden werden Verfahren aus der Psychoakustik verwendet. Es werden die Perzeptionsschwellen für sitzende Probanden in alle drei Raumrichtung im Frequenzbereich von 12,5 bis 80 Hz gemessen, sowie die JNDs in der Amplituden und in der Frequenz bestimmt. Im weiteren werden die Kurven gleicher Vibrationsempfindung [z.B. Griffin, JASA76, Howarth & Griffin, JASA88] (vergleichbar mit Isophone) im selben Frequenzbereich ''psychovibratorisch'' gemessen.

• Die Sechs-Mikrofonanordnung als Ersatz für die Kunstkopf Aufnahmetechnik [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  N. Podlaszewski and V. Mellert
[A]

A six-microphone arrangement as substitute for dummy-head recording technique. An approximation of the directional characteristics of a dummy-head in the horizontal plane with a simple microphone array is presented. A new method was used in the calculations of the microphone-array parameters to estimate the similarity of the transfer functions of the microphone array with the dummy-head HRTFs. This method takes into account psychoacoustically determined frequency-weights for group-transmission time, phase and magnitude. Results of practical sound localization tests in the horizontal plane with six-microphone array are reported. Also described is an application of this technique to calculate the parameters and filter-functions for microphone arrays to approximate experimentally measured individual HRTFs.

• Biegeschwingerbasierte Ultraschallwandler hoher Leistung für Anwendungen in Luft [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  N. Freese and V. Mellert
[A]

Motviert durch die Anforderungen akustischer Rückstreumessungen in Luft, wie hoher akustischer Leistung und sehr scharfer Richtcharakteristik, wurde ein auf einem Biegeschwinger basierender Schallwandler gebaut. Dem Problem der schlechten Impedanzanpassung zwischen Wandler und Luft wurde hierbei durch ein Exponentialhorn zur Kraft-Schnelle-Tranformation begegnet, gekoppelt mit einem gestuften, tellerförmigen Biegeschwinger, wie ihn z.B. schon Gallego-Juarez und Barone zu Beginn der 70er-Jahre vorgeschlagen hatten. Das Fernfeld dieses vom Horn zentral angeregten Biegeschwingers kommt hierbei dem eines Kolbenstrahlers sehr nahe. Im konkreten Fall konnte der Schalldruckpegel eines handelsüblichen Wandlers um ca. 20 dB erhöht werden, bei gleichzeitiger Verbesserung der Richtcharakteristik. Die aus den Stufen des Schwingers resultierenden Probleme bei der Berechnung der Eigenmoden wurden durch den Einsatz von FE-Methoden näherungsweise gelöst.

• Bestimmung der Feldimpedanz aus der direkten Messung von Schallschnelle und - druck im Freifeld [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  C. Nocke and V. Mellert
[A]

Die direkte Messung der Schallschnelle war bislang für praktische Anwendungen kaum möglich. Mit Hilfe neuartiger Sensoren (Microflown) kann die Schallschnelle direkt gemessen werden. Messungen im Kundtschen Rohr mit diesen Sensoren zeigen gute Übereinstimmung mit theoretischen Vorhersagen und anderen Messverfahren. In diesem Beitrag wird über Erfahrungen Freifeldmessungen berichtet. Durch die direkte Messung der Schnelle und des Druck sollte prinzipiell eine (lokale) Bestimmung der Admittanz bzw. Impedanz dicht vor bzw. an beliebigen Oberflächen möglich sein. Viele der bekannten Verfahren zur Bestimmung der Impedanz im Freifeld weisen gerade bei tiefen Frequenzen ( f 500 Hz) Mängel auf, die z.T. in der idealisierten Annahme der Ausbreitung ebener Wellen begründet sind. Es werden Messungen vorgestellt, die die Bestimmung der lokalen Admittanz aus der direkten Messung von Schnelle und Druck und Messungen mit Hilfe des Kugelwellenreflexionsfaktors vergleichen.

• Neuvermessung der Normalkurven gleicher Lautstärkepegel [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H. Oey and V. Mellert
[A]

Die in den letzten Jahren gefundene Diskrepanz zwischen der ISO 226 ''normal equal loudness level contours for pure tones'' und aktuellen Messergebnissen soll zu einer Neubestimmung der ISO 226 führen. Ziel dieser Untersuchung ist es, für diese Neubestimmung Messergebnisse zur Verfügung zu stellen. Dafür wird das interleaved 2 AFC Verfahren benutzt, da sich diese Meßmethode nach Untersuchungen von C. Reckhardt als robust erwiesen hat: Kontexteffekte und Einfluss der Startparameter auf die Messergebnisse werden bei diesem Verfahren minimiert. Präsentiert werden die 20, 30, 40, 50 und 60 dB Isophone bei den Frequenzen 63, 100, 160, 250, 315, 400, 630 und 800 Hz. Um den Einfluss der Feinstruktur der Hörschwelle, der sich bis zu den 40 dB Isophonen bemerkbar macht (M. Mauermann , G. Long und B. Kollmeier) zu berücksichtigen, wird mit einem 3 AFC Verfahren die Ruhehörschwelle an den untersuchten Frequenzen gemessen, um über den ''equal-loudness sensation level'' eine weitere Reduzierung der inter-individuellen Messergebnisse zu erreichen.

• Lokalisationsversuche für virtuelle Realität mit einer 6-Mikrofonanordnung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  N. Podlaszewski and V. Mellert
[A]

Für mehrere männliche und weibliche Versuchspersonen (VPn) wurden die komplexen HRTF's (mit Phase relativ zum Freifeld) in der Horizontalebene vermessen. Die Messung wurde in 10 Schritten durchgeführt. Die individuellen HRTF's wurden dann als Zielfunktionen benutzt um die Filterfunktionen einer für die Versuchsperson optimierten Mikrofonanordnung zu berechnen, die aus 6 Mikrofonen besteht und die Richtcharakteristik des Kopfes nähern soll. Mit dieser Mikrofonanordnung wurde rosa Rauschen für alle Schalleinfallswinkel in Horizontalebene aufgenommen und den VPn zur Lokalisation über Kopfhörer vorgespielt. Als Bezugssignal wird rosa Rauschen genommen , das mit den individuellen HRTF's gefaltet wurde. So hat jede Versuchsperson eine auf den eigenen HRTF's basierende Lokalisationsmessung durchgeführt. Für die virtuelle Lokalisation wurde ein neues adaptives Meßverfahren verwendet.

• Wahrnehmungs- und Unterschiedsschwellen von Vibrationen auf einem Kraftfahrzeugsitz [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  I. Baumann, M. Bellmann, V. Mellert and R. Weber
[A]

Zur Erhöhung des Sitzkomforts im Kraftfahrzeug sind Kenntnisse über die Wahrnehmung von Ganzkörper- sowie Sitzvibrationen auf dem Fahrzeugsitz nützlich. Bestehende Normen, wie z.B. die ISO 2631 1/2 [1997,1989], verwenden ausschließlich starre Sitze und sinusförmige Anregungen und beschreiben die Grundlagen der Wahrnehmung von Vibrationen in Gebäuden, wie etwa die Perzeptionsschwellen von Ganzkörpervibrationen. Hingegen existieren keine oder nur lückenhafte Angaben zur Vibrationswahrnehmung in Fahrzeugen. Dieser Beitrag berichtet über Experimente zur Wahrnehmung von Sitzvibrationen im Fahrzeug: Gemessen werden Perzeptionsschwellen und gerade wahrnehmbare Amplitudenunterschiede (JNDL - Just Noticeable Differences in Level) auf einem Fahrzeugsitz eines Mittelklassefahrzeugs. Dieser Sitz ist auf einem ''Sound and Vibration Reproduction System'' im Labor montiert, und sinusförmige Signale im Frequenzbereich von 12.5 bis 100 Hz werden zur Anregung der Shaker verwendet. Im Vortrag werden die Ergebnisse der Schwellenmessungen für 10 Versuchspersonen dargestellt.

• Methoden zur Verbesserung der objektiven Beschreibung subjektiver Qualitätsurteile der Sitz- und Lenkradvibrationen im Fahrzeug [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Bellmann, R. Weber, I. Baumann, P. Hillebrand and V. Mellert
[A]

Komfort und Qualität im Bezug auf die wahrnehmbaren Innengeräusche und Vibrationen im Kraftfahrzeug werden nach wie vor subjektiv ermittelt. Professionelle Subjektivbeurteiler mit langjähriger Erfahrung beurteilen im Fahrzeug die Qualität des Dröhnens, die Sitz- und Lenkradvibrationen im Leerlauf bei drei verschiedenen Betriebszuständen: a) ohne Verbraucher, b) mit Verbraucher und c) mit Verbraucher und Klimaanlage (falls vorhanden). In dieser Untersuchung geht es um geeignete objektive Signalparameter, die möglichst hoch mit Subjektivurteilen korrelieren. Deshalb werden parallel zu den Subjektivbeurteilungen die Sitz- und Lenkradvibrationen 16-kanalig und die Geräusche 4-kanalig mit Schwingungsaufnehmern und Mikrofonen (einschließlich Kunstkopf) in unterschiedlichen Fahrzeugen einer Fahrzeugklasse aufgezeichnet. Aus diesen Messsignalen werden auf verschiedene Arten Parameter berechnet. Die vorgenommenen Korrelationsanalysen vergleichen die bisher eingesetzten Messgrößen mit Signalparametern, die nach der ISO 2631-1/2 [1997, 1989] und der ISO 5349 [1986] berechnet werden. Insgesamt zeigt sich, dass die Signalparameter nach der ISO, die die unterschiedlichen Empfindlichkeiten des Menschen für Ganzkörper- sowie Hand-Arm übertragenen Vibrationen berücksichtigen, besser geeignet sind, das subjektive Komfortempfinden quantitativ zu beschreiben als die bisher eingesetzten Messgrößen. Zusätzlich erweist sich der Frequenzbereich um die zweite Motorordnung als wesentlich für die Beurteilung der Lenkrad- und Sitzvibrationen.

• Charakterisierung von Reifen-Fahrbahn-Geräuschen mit Geräuschbegriffen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Buss, R. Weber, W. Liederer and V. Mellert
[A]

Im Rahmen der Verbesserung und Weiterentwicklung von Reifen werden unter anderem subjektive Beurteilungen der Reifengeräusche durchgeführt. Daraus werden Kriterien zur Optimierung der Reifen abgeleitet. Bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten erfolgt die Beurteilung der Reifen mit einer kategorialen Notenskala in Verbindung mit der Charakterisierung besonderer Geräuschphänomene mit Geräuschbegriffen. Beurteilungen von über 800 Reifensätzen in einem Zeitraum von drei Jahren werden einer Analyse unterzogen. Dabei werden verschiedene statistische Verfahren angewendet, die hier an einigen Beispielen gezeigt werden sollen. Untersucht wird z.B. die Häufigkeit des Auftretens verschiedener Geräuschphänomene sowie die Anzahl der bei einem Reifensatz in einem Geschwindigkeitsintervall auftretenden Phänomene. Außerdem wird der Zusammenhang zwischen den einzelnen Geräuschphänomen und der daraus resultierenden Verschlechterung der Benotung betrachtet. Die Häufigkeit, mit der spezifische Phänome in den einzelnen Geschwindigkeitsbereichen auftritt, wird ebenfalls beschrieben.

• Interaktionseffekte von Schall und Vibration auf die Komfortbeurteilung von Flugsituationen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Quehl, A. Schick, V. Mellert and H. Remmers
[A]

Cruising situations of two aircraft types (jet or propeller aeroplane) were systematically varied in sound pressure level and vibration magnitude (3 x 3 design) and presented as stimuli in a laboratory experiment using a ''sound and vibration reproduction system''. Thirty subjects were asked to evaluate the stimuli on 15 adjective pairs of a semantic differential. The goal was to determine the specific contribution of sound and vibration on comfort evaluation of aircraft flight situations. Principal component analysis derived three orthogonal dimensions of a ''semantic space'' within the judgements were made. The first dimension explaining about 40 % of the observed variance was interpreted as comfort dimension related to specific sound and vibration characteristics. Analysis of variance indicated significant effects of vibration magnitudes and sound pressure levels as well as a significant two-way interaction, suggesting that the assessment of comfort was dependent on the interaction of both physical parameters. T-tests comparison showed that at almost all vibration magnitudes an additional increase of sound pressure level decreased the comfort assessment, and vice versa, that at nearly all sound pressure levels a further increase of vibration magnitude decreased the comfort rating. The conclusion with respect to these findings was to assume an additive interaction between sound pressure level and vibration magnitude with regard to the comfort judgement of aircraft flight situations. In the present study, the sound pressure level explained about 70 % of the variance, and the vibration magnitude accounted about 30 % of the variance in the comfort evaluation.

• 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].

• Vergleich von technischen Prognoseprogrammen für die Schallimmission mit physikalischen Berechnungen der Schallausbreitung im Freien [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Matuschek and V. Mellert
[A]

In den verschiedenen Ländern der EU haben sich über Jahre eigene Richtlinien und Prognoseprogramme für die Schallimmission entwickelt. Es besteht der Bedarf, europaweit die Schallausbreitung im Freien zum Zwecke der Immissionsprognose mit einer einheitlichen Richtlinie zu berechnen. Diese Richtlinie sollte statt empirischer Formeln eher physikalisch begründete Variablen zur Berücksichtigung von z.B. meteorologischen Bedingungen und der Bodenimpedanz enthalten. Es wurde anhand einfacher Modellsituationen mit Hilfe eines ''Fast Field Program'' numerisch untersucht, inwieweit die empirischen Ausbreitungsformeln die ''tatsächlichen'' Bedingungen der Schallausbreitung berücksichtigen, für die sie ausgelegt wurden. Das Ergebnis zeigt die überaus gute Näherung der bekannten Richtlinien an die wirkliche Wellenausbreitung unter den gegebenen meteorologischen Bedingungen.

• The Origin of the Audio Signal in a Beam of Modulated Ultrasound in Air [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Mellert and B. Schwarz-Röhr
[A]

The parametric generation of low-frequent sound by means of modulated or interfering ultrasound is well-known in underwater acoustics. The non-linearity of the equation of state produces a low-frequent sound beam of the high directivity of the ultrasound projector. In recent years similar devices are used to generate audible sound in air. The so-called ultrasound loudspeakers radiate with surprisingly high directivity (''audio spotlight''). Experiments indicate that the audio signal in air results not only from the non-linear equation of state but fluid boundaries play an important role as well.

• Engine sound noise - Apart from so-called engine order analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Kubo, V. Mellert, R. Weber and J. Meschke
[A]

Improvement of car engine sound plays a great role in its development nowadays, especially sporty cars and luxurious cars. Therefore it is necessary to understand the underlying auditory features of perception to sporty and luxurious sound.

Firstly in this research the meaning of sporty and luxurious impression are investigated with a number of test persons.

Secondly the time-dependent spectral change of an engine noise due to accelleration is investigated. Interesting correlation between a 'sporty' percept and transient properties of the sound pressure signal is observed.

Additionally, a principal component analysis of questionnaire indicates good correlation between well-known stationary psychoacoustic parameters (loudness, roughness) and the over-all 'luxurious' impression.

The sporty or luxurious impression of an engine noise is additionally investigated with synthetic sounds in which the relevant and time-varying features are systematically adjusted.

• Flight Simulations: Influence of Environmental Factors on Passenger Comfort
  C. König, I. Baumann, S. Buss, N. Freese, S. Hallmann, R. Kruse, V. Mellert and R. Weber
[A]

There is a number of factors that influence the passenger comfort in an aircraft cabin. The influence of environmental variables - noise and vibration, temperature and relative humidity - on passengers comfort is analysed in the EU-Project FACE (Friendly Aircraft Cabin Environment). An environmental comfort index (ECI) to describe the influence of the environmental variables on passenger comfort is important for the manufactures of aircrafts. Because the environmental variables cannot be varied adequately in real flights the effect of varied environmental conditions on passengers are examined in a cabin simulator at Watford, UK with 364 test persons. In order to arrange a realistic simulation there are flight attendances and food services during the tests. Each environmental parameter was set independent to three different values. This leads to 27 different environmental conditions. It has been attempted to predict the overall cabin comfort with a linear model. The parameters of the linear model are the direct ratings of the environmental variables.

[FACE is funded by the European Community under the 'Competitive and Sustainable Growth' Program, Project Nr. GDR1-2001-40205]

• Feasibility study for a primary free-field microphone calibration technique in the frequency range 20 kHz to 200 kHz [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Bouaoua, T. Fedtke and V. Mellert
[A]

Today ultrasound is extensively used in industrial and medical applications. Evidence on the harmful health effects of exposure to ultrasound suggests that caution should be taken in its use, but until now no internationally agreed limits exist. In order to establish appropriate limits and to test the output of ultrasound devices there is a need to develop reliable sound pressure measurements in air in the frequency range from 20 kHz to about 150 kHz.

This paper gives a preliminary study of a primary free-field calibration technique for quarter-inch microphones by using the reciprocity method. This method is based on the measurement of the electrical transfer impedance of a pair of microphones coupled in the free field, of the effective distance between the microphones, and of the air properties.

The first step in this work was the measurement of the output signal of a Brüel & Kjaer microphone type 4135 used as a sound source. In the measurement set-up two microphones 4135 were located face-to-face in an anechoic chamber. A comparison of the experimental difference between signals corresponding to two different distances (10 cm and 20 cm) and the difference predicted theoretically resulted in a good agreement. The measurements showed a good reproducibility and a sufficient signal to noise ratio. These results are encouraging to start the development of a suitable reciprocity calibration method.

• Influence of frequency and magnitude on the perception of vertical whole-body vibration [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Bellmann, V. Mellert, H. Remmers and R. Weber
[A]

The interest in human response to vibration becomes more and more public because the number of mechanized sources of vibrations in daily life have enlarged and the number of exposed persons has increased. Existing standards, for example, ISO 2631-1/2 (1997, 1989), refer to sinusoidal (deterministic) excitation base on vibration perception in buildings. These standards address, i.e., perception thresholds of whole-body vibrations in all directions or equivalent-comfort contours. Existing data in literature on the perception of sinusoidal whole-body vibration show considerable differences to the present standards. However, data from different laboratories deviate from each other too, probably due to differences of the used psychophysical measurement method. Additionally, incomplete details exist in the literature for basic experiments like difference thresholds (JND). Nevertheless, the benefit of more and better information and knowledge about the perception of vibrations allows to improve human response to vibration models (HRVM) so that 'well-being' would increase and the annoyance experienced from vibrations would be reduced. Furthermore, revised designs and standards could be developed on the basis of improved HRVM and psychophysical data. In the present study, some results from vertical whole-body vibration perception experiments like perception thresholds, JND in level and frequency, as well as equal-vibration level contours are presented. These data are determined with new and reliable psychophysical measurement methods which minimize the influence of measurement parameters on the results. The experiments are conducted in the frequency range from 5 to 100 Hz.

• Ein Demonstrationsexperiment zur parametrischen Schallerzeugung in Luft [DAGA 2005 (München)]
  V. Mellert, R. Kruse and B. Epp
[A]

kommt noch

• Application of musical harmonic theory to engine sound design [DAGA 2005 (München)]
  N. Kubo, V. Mellert, R. Weber and J. Meschke
[A]

Die Anwendung der Musiktheorie auf Maschinengeräusche wird aktuell diskutiert. Zur Verbesserung der Geräuschqualität von Motoren wird untersucht, ob die Theorie der Harmonie funktionieren kann. Bis jetzt gibt es nur wenige Untersuchungen zur Musiktheorie, die Hinweise zur Verbesserung der Geräuschqualität geben. Der vorliegende Artikel konzentriert sich darauf den Geräuscheindruck ''sportlich'' eines Fahrzeuges durch die Theorie zu untersuchen und quantitatives Verbesserungspotenzial aufzuzeigen. Motorengeräusche haben verschiedene harmonische Klänge als Motorordnungen. Normalerweise beurteilt man die Geräusche nach den Eigenschaften der Hauptordnung. Um die Beziehung zwischen Hauptordnung und sonstigen Ordnungen zu analysieren, werden die Geräusche so modifiziert, dass sie nur eine dominierende Ordnung aufweisen. Dann wird wie in der Musiktheorie eine zusätzliche Ordnung beigegeben. Mit harmonischen Klängen wird die Anwendung der Methode auf ihre Verbesserung des Geräuscheindrucks ''sportlich'' untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Musiktheorie für Geräuschdesign von Motorengeräusche anwendbar ist. Jedoch sind die musikalischen Toneindrücke, wie Konsonant und Dissonant, bei der Beschreibung des Geräuscheindrucks ''sportlich'' ohne Bedeutung. Stattdessen sind Unterschiede von einer halben bzw. ganzen Oktave zwischen Hauptordnung und zusätzlichen Ordnungen entscheidend.

• Uncertainty in the Realization of the Standard of Sound Pressure in Low Ultrasonic Frequency Range by the Free-Field Reciprocity Technique [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  N. Bouaoua, T. Fedtke and V. Mellert
[A]

The standard of sound pressure in air up to 40 kHz is realized by means of the reciprocity calibration of half-inch laboratory standard microphones. In order to extend the frequency range towards higher frequencies a new automated measurement set-up for free-field reciprocity calibration of quarter-inch working standard microphones has been established [J. Acoust. Soc. Am. 118, 1944 (2005)]. This paper describes the measurement uncertainty associated with the realization of the standard of sound pressure in the low ultrasonic frequency range using quarter-inch working standard microphones. Measurement techniques and calculation procedures suited to minimize the uncertainty are described and components of uncertainty in the frequency range 20 kHz to 125 kHz are given. The uncertainty was calculated according to the guide to the expression of uncertainty in measurement, GUM.

• In-situ Impedanzmessung mit einem kombinierten Schnelle- und Drucksensor [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Kruse and V. Mellert
[A]

Die Messung der Oberflächenimpedanz mittels in-situ Methoden bietet gegenüber konventionellen Verfahren (z.B. ISO 10534-2) eine Reihe von Vorteilen: Die Messung kann am installierten Bauteil bei beliebigem Einfallwinkel ausgeführt werden. Hierzu werden üblicherweise Impuls-Echo Verfahren oder das Zwei-Mikrofon Verfahren angewandt. Durch die Möglichkeit der Direktmessung der Feldimpedanz mittels einer Mikrofon/Microflown Kombination kann ebenfalls die Oberflächenimpedanz ermittelt werden. Messungen der Impedanz wurden an verschiedenen Absorbern für unterschiedliche Einfallswinkel durchgeführt. Hierbei wurde besonders der Einfluß der Kalibration des Microflowns, der Probengröße sowie der Meßgeometrie untersucht. Die Ergebnisse werden mit Impedanzrohr-Messungen sowie Ergebnissen der Zwei-Mikrofon Methode verglichen.

• Akustik und Schwingungsphysik – ein Blick auf die Angewandte Physik an der Universität Oldenburg
  V. Mellert
[A]

Eine Reihe historischer Zufälle hat dazu geführt, dass sich ein Fach Akustik an der Universität Oldenburg in einem physikalischen Fachbereich etablieren konnte. Viele Wurzeln der Akustik in Oldenburg liegen in der Angewandten Physik in Göttingen, die mit den Namen Meyer und Schroeder verbunden ist. Der Versuch, Modellkonzepte der Schwingungsphysik systematisch für physikalisch-technische Problemlösungen anzuwenden, hat zu einer charakteristischen Schwerpunktsetzung in den Oldenburger Naturwissenschaften beigetragen und den Ausbau der Neugründung vor 30 Jahren nachhaltig beeinflusst. Auch wenn der Vortrag nicht dem Anspruch einer Ideengeschichte genügen wird, so soll doch anhand einiger Beispiele aus der Entwicklung des Faches Physik in Oldenburg aufgezeigt werden, dass es wichtig ist, die Akustik als Querschnittsfach in der physikalischen und in der ingenieurwissenschaftlichen Ausbildung und Forschung beizubehalten und auszubauen.

• Effects of duration and S/N ratio of partially masked sinusoids on judged tonal salience [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Hansen, R. Weber and V. Mellert
[A]

The determination of tonal content is a prevalent issue in the context of sound design but also in annoyance/noise problems. In order to integrate the duration and level dependency of tonal components into a reliable, objective measure of pitch salience of weak tonal components in noise the following experiments are conducted. The tonal components in noise presented vary in length and in level. 13 stimuli are judged by 40 subjects in a complete pair comparison. The data obtained are modeled by probabilistic choice models. An one-dimensional choice model, i.e. BTL model, must be rejected in favor of a more general elimination-by-aspect model (Zimmer et al., 2004; Tversky, 1979). The results are the following: (1) No saturation of pitch salience is reached in an duration interval from 250 ms to 2000 ms with equal level. (2) The subject's judgment aspects are identified by modeling the choice behavior: A ''click'' aspect describes the sound being too short having a clear pitch and a ''S/N-ratio'' aspect indicates the equivalent duration of a tonal component. No apparent ''duration'' aspect is identified . Furthermore a possible subjective distinction of tonal phenomena classes will be discussed. (The presentation will be given in German)

• Messung der Bodenimpedanz im Freiland [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Kruse, P. Rong and V. Mellert
[A]

Die Bodenimpedanz hat einen wesentlichen Einfluss auf die Schallausbreitung, insbesondere bei Entfernungen bis ca. 100 m. Zur ihrer Bestimmung sind in-situ Verfahren besonders geeignet. Die für Straßenoberflächen und Schallschutzwände üblichen Verfahren wie ISO 13472-1 und CEN/TS 1793-5 (Adrienne-Verfahren) beruhen auf der Annahme ebener Wellen und sind daher wenig geeignet für tiefe Frequenzen und flache Einfallswinkel. Mit dem Standard ANSI S1.18-1999 (Template Method for Ground Impedance) ist ein Verfahren gegeben, um aus der Transferfunktion zwischen zwei über der untersuchten Oberfläche positionierten Mikrofon die Absorberkennwerte des Bodens und somit die Impedanz zu bestimmen. Dieses erfolgt durch Vergleich der Transferfunktion mit vorberechneten Spektren für div. Absorberparameter(-kombinationen) und Geometrien. Im Zuge der aktuellen Revision dieses Standards ist eine Direktbestimmung der Impedanz mittels eines verbreiteten Schallfeldmodels (Nobile, Hayek 1985) vorgesehen. Die Autoren haben in diesem Zusammenhang eine Reihe von Messungen im Freiland und im Labor ausgeführt, um die Zuverlässigkeit des vorgeschlagenen Verfahrens zu prüfen. Besondere Beachtung fanden hierbei die Eignung für tiefe Frequenzen sowie die Bestimmung einer besonders fehlerunempfindlichen Messgeometrie.

• Vergleich der Auswirkung vibroakustischer Einflussgrößen auf Kabinen-Personal in realen und Simulator-Flügen
  N. Freese, I. Baumann and V. Mellert
[A]

Im Rahmen des EU-geförderten HEACE-Projekts (www.heace.org) wurden Experimente zu den möglichen Auswirkungen von Umweltparametern am Arbeitsplatz auf die Crew von Verkehrsflugzeugen durchgeführt. Ziel des Projektes war die Entwicklung eines ''human response models''.

Die Experimente wurden sowohl in Simulatoren als auch in realen Langstrecken-Flügen durchgeführt.

Neben physikalischen Parametern wie zum Beispiel Schall / Vibrationen, Luftqualität und -temperatur wurden zusammen mit Projektpartnern Daten von Versuchspersonen durch physiologische Messungen (wie z.B. Cortisol-Spiegel und Herzfrequenz) und durch Fragebögen erhoben.

Verschiedene Indikatoren wurden durch statistische Methoden aus den erhobenen Daten entwickelt. Sie sind Bestandteil des sich in der Entwicklung befindlichen umfassenden Modells zur Vorhersage menschlicher Reaktion auf Umweltparameter in Flugzeuginnenräumen.

Vorgestellt wird ein Vergleich der Resultate aus den vibroakustischen Daten der realen Flüge mit denen der Simulationsversuche.

Meloni, T.

• Akzeptanz von baulichen Lärmschutzmassnahmen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  F. Fischer, T. Meloni and T. Kuentz
[A]

F. Fischer, T. Meloni, T Kuentz Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft (BUWAL) Abteilung Lärmbekämpfung CH-3003 Bern Akzeptanz von baulichen Lärmschutzmassnahmen In einer Feldstudie wird der Einfluss von baulichen Lärmschutzmassnahmen auf die Belästigungsreaktion der Anwohner untersucht. Als bauliche Lärmschutzmassnahmen definieren wir Einrichtungen, welche die direkte Schallausbreitung zwischen der Lärmquelle und dem Wohnhaus unterbrechen. Neben ihrem Hauptzweck, der Schallreduktion, wirken sie über nicht-akustische Effekte indirekt auf das subjektive Erleben der Lärmsituation. Ziel dieser Untersuchung ist, die unterschiedlichen Faktoren in Bezug auf die erlebte Lärmminderung der baulichen Lärmschutzmassnahmen zu vergleichen und zu quantifizieren. Damit eingeschlossen ist die Diskussion der Akzeptanz von baulichen Lärmschutzmassnahmen. Anhand 17 verschiedenen Kombi-nationen aus baulichen Lärmschutzmassnahmen und Siedlungstypen werden für Strassenverkehrs- und Eisenbahnlärm die Belästigungs- respektive Störungsreaktionen in telefonischen Interviews erhoben. Erste Resultate weisen darauf hin, dass das subjektive Erleben entscheidend durch die nicht-akustischen Einflüsse der baulichen Lärmschutzmassnahmen mitbestimmt wird. 11. Oktober 1999/FF/Mel/Kz

• Wenn Grenzwerte nicht greifen: eine Lösung für Baulärm [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  T. Meloni and F. Fischer
[A]

Zum Schutz des Menschen werden meist Grenzwerte gefordert, welche die Betroffenen vor starken Störungen schützen sollen. Ein Grenzwertkonzept fordert allerdings einige Voraussetzungen, u.a. muss die Lärmbelastung einen universellen Charakter haben und muss auf einfache Weise durch akustische Beschreibungsgrössen erfassbar sein. Viele Facetten dagegen trägt der Baulärm, bedingt durch die Vielfalt der Bauprozesse, der Arten der Baumaschinen und der Zeitmuster der Bauabläufe. Wegen dem individuellen Charakter und der problematischen Erfassung von Baulärmsituationen wird zum Schutz des Menschen kein Verfahren über Grenzwerte eingesetzt, sondern es werden direkt Massnahmen angewendet. Ansatzweise wird dabei nach den selben Kriterien wie beim Grenzwertkonzept beurteilt, ob Massnahmen getroffen werden müssen oder nicht. In der Baulärmrichtlinie des Schweizerischen Bundesamtes für Umwelt Wald und Landschaft, die kürzlich aus dem Stadium des Entwurfes herausgewachsen ist, wird eine Massnahmenliste den Bauherren und damit auch allen Fachleuten an der Front als Wegleitung beim Planen und Bauen dienen. Die Massnahmen umfassen Planung, Projektierung, Bauausführung und lärmminderndes Verhalten. Je lärmempfindlicher das betroffene Gebiet und je länger die Lärmeinwirkung dauert, desto strenger sollen die Anforderungen an die zu treffenden Lärmschutz-Massnahmen sein.

• Schutz des Menschen vor Erschütterungen: Wirkungsdeterminanten - Umsetzung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  T. Meloni and A. Seiler
[A]

Lärmende Quellen sind im Grunde genommen vibrierende d.h. mechanisch schwingende Quellen. Im Hinblick auf deren Wirkungen auf den Menschen darf die Ausbreitung über feste Körper neben dem ''Luftweg'' nicht ausser Acht gelassen werden. Unerwünschte mechanische Schwingungen werden als Erschütterungen bezeichnet. So fühlen Menschen Erschütterungen im mechanischen Kontakt mit dem Gebäude und hören sekundären Luftschall, der von der Gebäudestruktur abgestrahlt wird. Aus der Wirkungspalette von Erschütterungen und sekundärem Luftschall dominieren im Umweltbereich vor allem subjektive Empfindungen und nachts zusätzlich Schlafbeeinflussungen. Konkret äussern sich die subjektiven Empfindungen in Belästigungen und Störungen. Zur Schlafbeeinflussung zählen die Aufwachreaktionen, welche hinsichtlich der Umsetzung von Schutzzielen als Kriterium verwendet werden. Bezüglich Wahrnehmung müssen spezifische Eigenheiten des sekundären Luftschalls oder die Kombinationswirkung von Erschütterungen und Schall diskutiert werden. In der Schweiz wird gegenwärtig eine Verordnung zum Schutz des Menschen vor Erschütterungen und sekundärem Luftschall erarbeitet. Die Verordnung soll Menschen primär in ihren Wohnungen resp. in Räumen, in denen sie sich regelmässig während längerer Zeit aufhalten, vor den hauptsächlichen Erschütterungsquellen aus Umwelt und Haus schützen. Dargestellt werden die Zusammenhänge zwischen den Wirkungsdeterminanten und den Umsetzungsansätzen angesichts einer rechtlichen Regulation.

• Räumliche und zeitliche Bedingungen der Belästigungswirkung von Verkehrslärm – Untersuchungsergebnisse aus Deutschland und der Schweiz [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Kastka, T. Meloni, F. Fischer, J. Münch and E. Borsch-Galetke
[A]

Das Konzept der globalen Belästigung, mit dem Anwohner undifferenziert mit einer einzigen Angabe ihre Beeinträchtigung durch eine Lärmquelle beschreiben, berücksichtigt nicht Unterschiede in der Störempfindlichkeit von Anwohnern gegenüber dem Lärm nach Ort und Zeit und möglichen Schutzeffekten wie dem Schließen von Fenstern. In zwei Untersuchungen - einer Schweizer zur Wirkung von Straßen- und Eisenbahnlärm und einer Deutschen zur Wirkung von Fluglärm am Flughafen München - wurde die Frage behandelt, ob und in welchem Umfang Unterschiede der Belästigungswirkung im Innen- und Aussenbereich der Wohnung tags und nachts vorliegen. Für den Wohnbereich wurde außerdem untersucht, welchen Einfluß die Fensterstellung auf die Belästigung durch Lärm hat, und wie diese Unterschiede Tags und Nachts ausfallen. In der Schweizer Studie wurden zur Wirkung von Schallschutzwänden und Fenstern 504 Anwohner aus 17 Untersuchungsgebieten der deutsch- und französischsprachigen Schweiz telephonisch befragt. Berechnet wurden die individuellen Belastungen zu jeder Wohnung mit und ohne Lärmschutzwände und die Dämmleistung der Wände für Tag- und Nachtverkehr. Das Pegelmittel betrug tags nach dem Bau der Lärmschutzwände 58 dB(A) Leq, vor dem Bau 64 dB(A). Die Dämmleistung der Anlagen lag im Mittel bei 6 dB(A, (Range 0 -17dB(A). Die Belastung nachts lag durchschnittlich um 8 dB(A) tiefer. Das Pegelmittel der Kontrollstichprobe lag bei 63 dB(A). In einer Untersuchung am Flughafen München wurden 775 Anwohner an 25 Untersuchungspunkten an allen Flugrouten, die Siedlungsgebiete tangieren, befragt. Die Pegel wurden mit einem Rechenmodel als Leq für Tag- und Nachtbelastung durch Fluglärm bestimmt. Tags waren die Anwohner im Mittel über alle Stichproben mit 46 dB(A), nachts mit 36 dB(A) Fluglärm belastet. Ergebnisse beider Untersuchungen: Die Gesamtbelästigung der Anwohner wird beherrscht durch die Belästigung im Aussenbereich und die Innenraumsituation bei offenem Fenster tags. Bei geschlossenen Fenstern liegt in allen Gebieten die Belästigung unter 10 % HA. Erst ab 5 dB(A) Dämmleistung der Wände ist eine Verminderung der Belästigung nachweisbar, ab 10 dB(A) und mehr ist eine starke Verbesserung der Wohnsituation beobachtbar: Als Folge der Dämmleistung der Wände wird die Belästigung bei offenen Fenstern tags und nachts stark reduziert, ebenso die Belästigung im Aussenbereich (Balkon, Garten). Die Gestaltung der Wände spielt keine wesentliche Rolle, die Zweckerfüllung ist in den Augen der Anwohner durch starke Dämmleistung gegeben. In beiden Studien zeigt sich eine Differenz von etwa 10 dB(A) Leq bzgl. der Tag- Nachtempfindlichkeit der Anwohner gegenüber Lärm.

• Akzeptanz von baulichen Lärmschutzmassnahmen entlang von Eisenbahnlinien [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Hauenstein, V. Delb, M. Burkhardt, F. Fischer and T. Meloni
[A]

The principal purpose of noise control measures is the reduction of harmful or annoying effects of sound. We assume the noise barriers being accepted if the noise reduction undershoots the value that can be expected based on the well-known dose-effect relationship. A telephone research done in 1999 focused primarily on noise along Swiss roads. It showed that the acceptance towards noise control measures was mainly determined by their acoustic effectiveness and the remaining noise exposure. The goal of a second study was to compare those results with the situation along railway lines. 169 residents have been interviewed in May 2003. As a case example Rheinfelden (20 km east of Basel) was chosen where noise barriers of two to three meters height were realised. Furthermore, Eiken, which is situated at the same railway line, was chosen as a control group with similar noise emissions but with no barriers. It could be confirmed that the acceptance of noise control measures is mainly determined by the remaining noise exposure. However, the acoustic effectiveness of a noise barrier has no significant impact on the acceptance. This is probably because of the relatively poor average noise reduction of 5 dB for the buildings adjacent to the railway line. In addition, following the study of 1999 and a German investigation of road noise control measures, we examined whether the fact that there is a noise barrier reduces the subjective annoyance. This so-called ''barrier bonus'' could not be confirmed in Rheinfelden. However, a certain tendency is recognisable.

• Beurteilung von sekundärem Luftschall [DAGA 2005 (München)]
  T. Meloni, P. Billeter and F. Fischer
[A]

Sekundärer Luftschall wird in Räumen von Gebäuden als dumpfes Grollen erlebt. Belastungsseitige Voraussetzung dazu ist eine schwingende Gebäudestruktur. Aspekte der Belastungssituation wie auch der Wahrnehmung und Empfindung des sekundären Luftschalls führen dazu, dass die Beurteilung anhand der Schwingungsgrösse in den Räumen gerechtfertigt und auch praktikabel ist. Dieses Vorgehen setzt die Kenntnis eines charakteristischen Wertes der Schwinggeschwindigkeit auf der Raumhülle voraus, so dass der gehörte Luftschall schutzgerecht beurteilt werden kann. Implizit ist in diesem charakteristischen Wert resp. dieser bewerteten Schwingstärke eine Übertragungsfunktion integriert. Diese beschreibt den Zusammenhang zwischen der Schwinggeschwindigkeit auf der Raumhülle und der Körperschallabstrahlung in den Raum in Abhängigkeit der Gebäudesituation. Die gesamte Beurteilungsprozedur für den sekundären Luftschall mitsamt dieser Übertragungsfunktion wird in diesem Beitrag diskutiert und auch der Beurteilung von taktil erlebten Schwingungen (Erschütterungen) gegenübergestellt.

• Lärmdatenbank Schweiz (LDBS) - Flächendeckendes Monitoring der Lärmbelastung in der Schweiz [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Ingold, T. Meloni, M. Balmer, H. Bögli and F. Fischer
[A]

Die Lärmbekämpfung in der Schweiz hat über die letzten zwanzig Jahre grosse Anstrengungen unternommen, um übermässig lärmige Anlagen zu sanieren. Trotzdem ist das Wissen über die Lärmbelastung in der Schweiz lückenhaft. Zwar ist für Strassen, Eisenbahnen und Flugplätzen eine Darstellung der Lärmbelastungen mittels Lärmbelastungskataster vorgeschrieben, doch sind diese primär ein Arbeitsmittel zur Lärmsanierung und die Informationen beschränken sich aufgrund der gesetzlichen Vorgaben auf die Angabe von Grenzwertüberschreitungen.

Das Bundesamt für Umwelt hat daher im Jahre 2002 ein Pilotprojekt mit dem Ziel initiiert, eine Lärmdatenbank für die gesamte Schweiz (LDBS) auf Basis eines Geographischen Informationssystems zur erstellen. Neben der Lärmbelastung aus Strassen, Eisenbahnen und Flugplätzen können damit auch Informationen über getätigte und geplante Lärmschutzmassnahmen sowie Aussagen zu den gesundheitlichen und wirtschaftlichen Auswirkungen von Lärm gemacht werden. Das System wird sodann eine wichtige Rolle bei der Evaluation von Kosten und Nutzen zukünftiger Lärmschutzszenarien spielen. Daneben ist die LDBS EU-kompatible, da Erhebung und Verarbeitung von Daten gemäss der EU-Umgebungslärmrichtlinie 2002/49/EG möglich sind.

Die LDBS enthält zwei Genauigkeitsstufen (GS): Eine Übersichtsvariante (GS1) liefert für die Gesamtschweiz anhand von schnell zugänglichen Daten des Bundes globale Aussagen zur Lärmbelastung. Die Detailvariante (GS2) erhebt von ausgewählten Gebieten in der Schweiz genauere Daten, womit die Genauigkeit der gesamtschweizerischen Aussagen weiter gesteigert werden kann.

Das Pilotprojekt wurde im März 2007 erfolgreich abgeschlossen und erste statistische Auswertungen über die Lärmbelastung in der Schweiz liegen vor. Neben weiteren Analysen ist geplant, das Projekt in einer zweiten Phase weiter zu entwickeln, um die Datengenauigkeit zu erhöhen und weitere Lärmarten zu berücksichtigen

• Stand der Strassenlärmsanierung in der Schweiz [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Meloni, L. Cosandey, K. Ingold, N. Lüthi-Freuler and H. Pestalozzi
[A]

Im Jahre 2006 wurde erstmals eine umfassende Erhebung zum Stand der Lärmsanierung aller Strassen in der Schweiz durchgeführt. Erfasst wurden dabei die Kosten der bis heute abgeschlossenen (rund 1 Mrd. Schweizer Franken) und der verbleibenden Sanierungen und Schallschutzmassnahmen (rund 3 Mrd. Schweizer Franken). Neben den Kosten werden auch die Verteilung auf die verschiedenen Massnahmentypen sowie die Schutzwirkung auf die Bevölkerung dargestellt. Neben dem finanziellen Mittelbedarf für die fristgerechte Sanierung der Schweizer Strassen werden auch dringlich einzuleitende Massnahmen zur Bekämpfung des Lärms an der Quelle aufgezeigt.

Mengistu, K.T.

• Telephone-Based Spoken Dialog System Using HTK-based Speech Recognizer and VoiceXML [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K.T. Mengistu and A. Wendemuth
[A]

In order to construct proper acoustic, language and semantic models of a practical dialog system, one must define the task and application domain of the system. In the absence of prior knowledge of the application domain, a framework that can be used for various tasks and spoken languages becomes essential. In this paper, we describe such a framework. Our purpose is to bring the power and flexibility of HMM-based speech recognizers into the world of spoken dialog systems.

The framework comprises of an ISDN telephone network interface to deliver calls into the system, VoiceXML for dialog authoring, an ATK/HTK-based speech recognizer, a semantic interpreter, a TTS engine, a means for response generation, and a Database interface. At the core of the system is the VoiceXML platform OptimTalk that consists mainly of a VoiceXML Interpreter, and a CCXML interpreter.

Given an application domain, one can build the appropriate robust acoustic models using HTK and have a working speech recognizer integrated in a dialog system framework. Our framework requires one only to specify the required recognition resources; namely, HMM Models and pronunciation lexicon in the configuration file of our ATK-based speech recognizer. Grammar data are written along with the VoiceXML dialog scripts for each dialog and only the grammar for the initial dialog should be specified in the configuration file. We developed a separate grammar component supporting HTK's native grammar format and made use of ATK's dynamic grammar enabling feature to allow changing grammar dynamically with the dialog.

Menk, J.

• Lärmhypothek: Anreizsystem zur Lärmreduktion [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Menk, F. Abbühl, A. Hauser and H. Bögli
[A]

Verkehrsinfrastrukturen verursachen häufig übermässig Lärmimmissionen. In der Schweiz sind mehrere hunderttausend Personen über dem Immissionsgrenzwert (IGW) belastet. Auch nach Abschluss der Sanierungen der Verkehrsanlagen werden übermässige Lärmimmissionen bei sämtlichen Verkehrsträgern verbleiben. Einer der Gründe dafür ist, dass das Umweltschutzgesetz (USG) und die Lärmschutz-Verordnung (LSV) die Möglichkeit der Gewährung von Erleichterungen bei den Lärmschutzauflagen vorsehen, wenn Massnahmen zur Lärmreduktion unverhältnismässig wären oder ihr gewichtigere Interessen des Ortsbild-, Natur- und Landschaftsschutzes oder der Verkehrs- und Betriebssicherheit entgegenstehen.

Erleichterungen könnten zwar zeitlich begrenzt gewährt werden, doch kommt dies in der Praxis kaum zur Anwendung, so dass aus umweltrechtlicher Sicht für den Verursacher keine weiteren Anreize mehr bestehen, den Lärm zu vermindern.

Eine abschreckende Wirkung für Lärmverursacher können die insbesondere beim Fluglärm zur Diskussion stehenden Entschädigungszahlungen für lärmbelastete Immobilien haben. Die Entschädigungszahlungen werden aufgrund des Enteignungsrechts ausgerichtet und müssen in jedem einzelnen Fall eingeklagt werden. Mit einer vollumfänglichen Entrichtung der Entschädigungen besteht aber für den Lärmverursacher in diesem Bereich kein wirtschaftlicher Anreiz mehr, seine Lärmemissionen zu verringern, obwohl die Bevölkerung weiterhin vom Lärm betroffen ist.

Eine Lösung wäre der Einsatz von wirtschaftlichen Instrumenten, welche eine Verringerung oder Vermeidung von Lärm grundsätzlich bezahlt machen. So könnte Lärm bzw. Ruhe im übertragenen Sinn als Hypothek betrachtet werden, da der Lärmverursacher das Gut Ruhe von den Lärmbetroffenen ausleiht. Die Lärmhypothek könnte nur durch eine Verminderung der Lärmbelastung 'zurückzahlbar' werden, wobei die Betroffenen das Recht hätten, diese zu verzinsen. Damit würde ein zusätzlicher Anreiz zur Lärmreduktion geschaffen, und die Betroffenen würden für die erduldete Lärmbelastung entschädigt.

• CBT-Lehrgang “Fluglärmminderung“ - computer based training for pilots [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Menk, D. Hiltbrunner, F. Abbühl and M. Liechti
[A]

Fluglärm ist nicht nur bei internationalen Flughäfen, sondern auch bei kleineren Flugplätzen der Schweiz immer wieder ein Thema. Obwohl Piloten während ihrer Ausbildung lernen, möglichst lärmarm zu fliegen, besteht in diesem Bereich Verbesserungspotenzial. Um dieses Potenzial ausschöpfen zu können, wurde ein computerbasierter Pilotenlehrgang entwickelt.

Der CBT-Lehrgang ''Fluglärmminderung'' bietet den interessierten Piloten und Flugschülern die Möglichkeit, am PC zu lernen wie sie ein Flugzeug möglichst lärmarm betreiben können, ohne dabei die Sicherheit zu vernachlässigen. Von den akustischen Grundlagen über die technischen Massnahmen bis hin zu den operativen Möglichkeiten werden alle Belange der Entstehung, Ausbreitung, Verminderung und Wahrnehmung von Fluglärm ausgeleuchtet. Je nach Bedürfnis des einzelnen Piloten können die verschiedenen Kapitel des Lehrganges in unterschiedlicher Tiefe bearbeitet und das Wissen am Schluss durch einen kleinen Test überprüft werden.

Der CBT-Lehrgang steigert nicht nur bei den Piloten die Sensibilisierung für lärmarmes Fliegen, sondern auch bei den Flugplatzhaltern. Diese können für ihren Flugplatz die optimale An- und Abflugroute ermitteln lassen und diese dem CBT-Lehrgang zur Verfügung stellen. Dadurch sind für die interessieren Piloten auf Modulbasis alle optimalen Flugrouten der erhobenen Flugplätze erhältlich. Schliesslich profitieren von diesem verbesserten Flugregime vor allem die Flugplatzanwohner, die durch eine grössere Akzeptanz eine bessere Lebensqualität erreichen können.

Menzel, D.

• Binaurale Raumsynthese mittels Wellenfeldsynthese - Realisierung und Evaluierung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Menzel, H. Wittek, H. Fastl and G. Theile
[A]

Durch Anwendung der binauralen Raumsynthese (BRS) kann bei Kopfhörerdarbietung die Wiedergabe von Sprache und Musik in verschiedenartigen Räumen bereits recht authentisch simuliert werden. Im Vortrag wird nun ein System vorgestellt, bei dem für die BRS-Wiedergabe ein ''virtueller Kopfhörer'' mittels Wellenfeldsynthese realisiert und evaluiert wird. Dabei werden durch ein kreisförmiges Array mit 23 Lautsprechern, das etwa 40 cm über dem Kopf der Versuchsperson angeordnet ist, fokussierte Quellen nahe den Ohren erzeugt. Die fokussierten Quellen werden mittels Headtracking so gesteuert, dass Ihre Positionen relativ zum Kopf stabil sind und damit die HRTFs unabhängig von der Kopfdrehung. Das System erlaubt eine nahezu perfekte raumbezogene Lokalisation von Schallquellen in der Horizontalebene, ist jedoch bezüglich der Abbildung der Elevation, insbesondere unterhalb der Ohrenhöhe, noch verbesserungsfähig. Für Quellen aus unterschiedlichen Richtungen sind Klangfarbenunterschiede zwar wahrnehmbar, aber nicht störend.

• Entwicklung und Verifikation eines Lautheits-Thermometers [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  H. Fastl, D. Menzel and W. Maier
[A]

Um breiten Bevölkerungsschichten die Bedeutung von dB(A)-Werten näher zu bringen, werden öfters Pegel-Thermometer verwendet, bei denen dB(A)-Werten typische Geräusche zugeordnet sind. Beispielsweise werden 20 dB(A) durch Blätterrauschen dargestellt, während für 120 dB(A) ein Preßlufthammer steht. Ein Vorteil dieser Pegel-Thermometer liegt in ihrer Anschaulichkeit; als Nachteil ist jedoch festzuhalten, dass - trotz gleichem dB(A)-Wert - verschiedene Geräusche eine sehr unterschiedliche Lautstärke erzeugen können; die Differenzen im zugehörigen Lautheitswert können mehr als den Faktor 3 betragen. Deshalb bietet es sich an, anstelle eines Pegel-Thermometers ein Lautheits-Thermometer zu verwenden. Dies hat den Vorteil, dass durch die lineare Lautheitsskale die Unterschiede in der Geräuschentwicklung durch verschiedene Schallquellen besonders augenfällig veranschaulicht werden. Darüber hinaus können mit dem Lautheits-Thermometer breite Bevölkerungsschichten mit der Maßeinheit 'sone' der Lautheit besser vertraut gemacht werden. Dazu wurden zunächst Personen gebeten (ohne Darbietung von Schallen), aus dem Gedächtnis verschiedene aus dem Alltag bekannte Geräusche auf einem Lautheits-Thermometer anzuordnen. Die von den Personen genannten Geräusche sowie zusätzliche, vom Versuchsleiter ausgewählte Geräusche wurden auf DAT aufgezeichnet. Aus dem resultierenden Geräuschinventar wurde von 13 Versuchspersonen in psychoakustischen Experimenten für 44 Alltagsgeräusche deren Lautheit mittels der Methode der Größenschätzung bestimmt. Das dabei erarbeitete Lautheits-Thermometer wird vorgestellt und diskutiert. Darüber hinaus werden die Beurteilungen mit bzw. ohne Schalldarbietung miteinander verglichen. Schließlich werden die subjektiven Lautheitsskalierungen instrumentellen Messungen der Lautheit durch ein kommerzielles Lautheits-Analyse-System gegenübergestellt.

• Psychoakustische Untersuchungen zum Einfluss der Farbe auf die Lautheit von Sportwagen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Menzel
[A]

Die vom Menschen wahrgenommene Lautheit hängt nicht nur von akustischen Eingangsgrößen wie dem Schallpegel oder der Spektralverteilung ab, sondern kann auch durch nicht-akustische Faktoren beeinflusst werden. So zeigte sich, dass Zugvorbeifahrtgeräusche als lauter empfunden werden, wenn gleichzeitig das Standbild eines rot eingefärbten Zuges präsentiert wird, während die Darbietung eines hellgrün eingefärbten Zuges zu einer Reduzierung der Lautheit führen kann. Diese Effekte der audio-visuellen Interaktion spiegeln sich bei der Farbgebung typischer Sportwagenmarken wider, da hier häufig kräftige Farben ('Ferrari-Rot') gewählt werden. Eine Ausnahme bilden britische Sportwagen, die meistens in dunklem grün lackiert sind. In einer Untersuchung mit einem Standbild eines britischen Sportwagens, der elektronisch in den vier Farben rot, hellgrün, blau und dunkelgrün präsentiert wurde, zeigte sich, dass sowohl rot als auch dunkelgrün eingefärbte Fahrzeuge im Mittel eine höhere Lautheit hervorrufen als hellgrüne oder blaue Fahrzeuge. Dieses Ergebnis lässt vermuten, dass die dunkelgrüne Farbe ebenfalls als typisch für Sportwagen eingeschätzt wird.

• Untersuchung von Farbeinflüssen auf die Lautheit mit einem Einregelverfahren [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Menzel, E. Faccinelli and H. Fastl
[A]

Der Einfluss visueller Reize auf die Lautheit wurde in früheren Experimenten anhand unterschiedlich eingefärbter Standbilder von Personenzügen und Sportwagen mittels freier Größenschätzung untersucht. Die Farbe rot ließ hierbei Geräusche als lauter erscheinen, während hellgrün die beurteilte Lautheit verringerte. Ziel der vorliegenden Studie war es, Farbeinflüsse auf die Lautheit mittels der psychoakustischen Methode des Einregelns genauer zu quantifizieren. Hierbei hatten die Versuchspersonen die Aufgabe, zwei breitbandige Rauschsignale auf gleiche Lautheit einzuregeln, während synchron rote bzw. grüne Farbflächen dargeboten wurden. Der eingestellte Rauschpegel erwies sich jedoch als unabhängig von der Farbe, was darauf hindeutet, dass während des Vorgangs des Einregelns die auditive Wahrnehmung dominiert. Eine zur Verifizierung unter gleichen Bedingungen durchgeführte Größenschätzung zeigte wiederum tendenziell die aus früheren Untersuchungen bekannten Ergebnisse.

Menzer, F.

• Reduced Localizability in Sequences of Narrowband Noise Bursts [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  F. Menzer and C. Faller
[A]

Der Präzedenz-Effekt beschreibt die wahrgenommene Lokalisationsdominanz eines Schalleignisses über ein etwa 2ms - 50ms später eintreffendes Schallereignis. Auf ähnliche Art und Weise können auch bei Sequenzen von schmalbandigen, über 100ms langen Rauschpulsen, die von unterschiedlichen Positionen ausgesendet werden, signifikante Abweichungen der Position des Hörereignisses von den realen Positionen der Schallquellen festgestellt werden. Dieser Effekt kann teilweise von einem auditorischen Lokalisations-Modell (Faller und Merimaa, 2004) erklärt werden.

Merchel, S.

• Einfluss der zeitlichen Frequenzveränderung auf die audio-taktile Integration im Fahrzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  E. Altinsoy and S. Merchel
[A]

Im Fahrzeuginnenraum werden Schall sowie Ganzkörperschwingungen gleichzeitig wahrgenommen. Durch Interaktion der beiden Sinnesmodalitäten ergibt sich ein Gesamtfahrzeuginnenraumeindruck. Diese multimodale Interaktion und Integration zweier Stimuli ist abhängig von unterschiedlichen physikalischen Parametern wie Synchronität, Frequenz, Ort oder Intensität. In vorherigen Untersuchungen wurden sinusoidale Signale sowohl vibratorisch, als auch akustisch wiedergegeben. Damit diese von einer Versuchsperson als ein multimodales Ereignis wahrgenommen werden, darf zum Beispiel ihre Frequenz nur in bestimmten Grenzen voneinander abweichen. Bei solchen Experimenten werden die zu untersuchenden Parameter meist zeitlich konstant gehalten. Aber in der Realität (zum Beispiel im Fahrzeug oder bei musikalischen Darbietungen) verändern sich diese Parameter zeitlich. In diesem Beitrag wird, unter Berücksichtigung bisheriger Studien, der Einfluss der zeitlichen Frequenzänderung auf die audio-taktile Integration untersucht.

• 5.1 oder 5.2 Surround – Ist Surround taktil erweiterbar? [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Merchel and E. Altinsoy
[A]

Bei musikalischen Darbietungen wird der Schall vom Hörer oft sowohl auditiv als auch taktil wahrgenommen. Eindrucksvolle Beispiele sind die Pauken im klassischen Konzert, die Orgel in der Kirche oder Rockkonzerte. Dabei regt der Luftschall die Sitzplätze oder die Körperoberfläche direkt zum mitschwingen an. Es kann (z. B. bei der Orgel) auch direkt Körperschall von der Schallquelle zum Hörer übertragen werden.

Obwohl in der Realität diese taktilen Komponenten wahrnehmbar sind, fehlen sie oft bei der Reproduktion von Musikaufnahmen im Heimbereich. Das liegt zum einen an niedrigeren Pegeln zum anderen am eingeschränkten Frequenzbereich der Wiedergabelautsprecher. Im Surround-Standard ist für die Reproduktion tieffrequenter Effekte ein zusätzlicher Kanal (LFE) vorgesehen. Dieser wird üblicherweise über einen Subwoofer wiedergegeben. Die Reproduktion von taktilen Komponenten ist dabei nur eingeschränkt möglich. Eine Erweiterung des Systems durch einen elektrodynamischen Schwingungserreger zur Wiedergabe von Ganzkörperschwingungen kann sinnvoll sein.

Dieser Beitrag untersucht welchen Einfluss solch eine Erweiterung auf die authentische Reproduktion von Musik hat. Verschiedene Wiedergabemöglichkeiten werden in einem Hörversuch verglichen. Die Ergebnisse werden mit Hinblick einer möglichen Erweiterung für Surroundwiedergabe diskutiert.

Mercier, S.

• Vibration Control in a tunnel under an office rehabilitation project [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Asselineau and S. Mercier
[A]

During the preparatory work for the Universal 1900 exposition, the line between the Paris railway stations of Austerlitz and Orsay was rerouted into a tunnel under the administrative building of the station.

A century latter, this building is being turned into a high class office rental project, and the structure borne noise from trains turned from synonym of wealth to nuisance. Due to the fact that part of the building is preserved it was not deemed possible to implement vibration control measures on the building. Therefore vibration control had to be implemented under the track.

Due to the restricted loading gauge in this old tunnel, custom tailored vibration control measures had to be implemented. Basically, these called for a resilient mat under and on each side of the ballast, with careful consideration being given to the overall thickness as it could eventually foul the loading gauge.

This paper describes the preliminary diagnosis prior to designing the vibration control measures, then the specification and the implementation of those measures, and finally the commissioning measurements.

• Objektive Erforschung der Podiumsakustik Europäischer Konzertsäle [DAGA 2005 (München)]
  K.-H. Lorenz, R. Metkemeijer and S. Mercier
[A]

In diesem Vortrag werden objektive Messungen in diversen Europäischen Konzertsälen zur Erforschung ihrer Podiumsakustik behandelt. Im Rahmen einer laufenden Dissertation zum Thema 'Sprachverständlichkeit und Hörsamkeit in europäischen Konzertsälen' konnten akustische Messungen auf den Podien zahlreicher europäischer Konzertsäle vorgenommen werden. Darunter befinden sich u.a. Wiener Musikvereinssaal, Gewandhaus Leipzig, Stadtcasino Basel, Tonhalle Zürich, Concertgebouw Amsterdam, Royal Albert und Royal Festival Hall London. In den Sälen wurden Impulsantworten mittels eines Maximalfolgenmesssystems an äquivalenten Quell- und Mikrophonorten auf den Podien gemessen. Mit einem Auswertungsprogramm wurden die akustischen Parameter EDT, T30, TCenter, Cl80, D50, ST1, ST2, EEB sowie ALcons dieser Podiumsimpulsantworten berechnet und sollen hier präsentiert und verglichen werden. Es soll versucht werden, zu klären, warum z.B. das Concertgebouw Amsterdam in dem Ruf steht, eine für die Musiker schwierige Podiumsakustik zu besitzen, wohingegen die Royal Festival Hall für den guten Kontakt der Ausführenden zueinander bekannt ist.

• Vom Klopfgeist zu einer hervorragenden Akustik (1)- Die neue Tonhalle Düsseldorf: Kreatives Raumakustik-Design einer Konzertsaal-Totalsanierung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Vercammen, K.-H. Lorenz-Kierakiewitz and S. Mercier
[A]

Wegen einer Brandschutzsanierung wurde die Tonhalle Düsseldorf renoviert - eine eine ideale Gelegenheit, die lange bekannten Probleme der Akustik zu lösen. Das wichtigste Problem war der berüchtigte Klopfgeist - ein starkes Echo, verursacht durch die Kuppelform des Saales. Gerade diese Form macht den Saalcharakter so außerordentlich anziehend. Die Frage war, wie das Echoproblem die Architektur respektierend zu lösen sei. Wir schlugen einen kreativen Ansatz vor, der auf die frühere Nutzung der Tonhalle als Planetarium zurückgreift: Die Lösungsidee bestand aus einer visuell geschlossenen, akustisch jedoch transparenten Innenkuppel, hinter der Schallumlenkkörper verhindern, dass der Schall sich wie in Brennpunkt eines Hohlspiegels im Parkett sammelt. So erreicht der Schall gleichmäßig im Raum verteilt das Publikum - das Echo wird vermindert und der Klang verbessert. Es wurden umfangreiche Untersuchungen an einem akustischen Maßstabsmodell durchgeführt, um die richtige Form der Umlenkkörper zu bestimmen (siehe auch Vortrag ''Die akustische Quadratur des Kreises''). Verbesserungen der Akustik auf dem Podium wurden realisiert, und die erneuerte Bestuhlung akustisch optimiert, so dass sich gemeinsam mit der Volumenvergrößerung eine längere Nachhallzeit ergibt. Der akustische Entwurf wurde gemeinsam mit den Architekten von HPP und anderen beteiligten Fachplanern umgesetzt, wobei die ebenfalls erneuerten technischen Einrichtungen in eine sehr komplexe Geometrie integriert werden mussten. Das Ergebnis ist nicht eine architektonische Bereicherung und Erneuerung , sondern auch in akustischer Hinsicht besonders gut gelungen: Neben der Austreibung des Klopfgeistes gelang die Realisation einer merklichen Verbesserung der Akustik, durch die die Tonhalle Düsseldorf sich mit anderen Konzertsälen mit hervorragender Akustik messen kann.

• Vom Klopfgeist zu einer hervorragenden Akustik (2)- Die neue Tonhalle Düsseldorf: Die akustische Quadratur des Kreises [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K.-H. Lorenz-Kierakiewitz, M. Vercammen and S. Mercier
[A]

Im Rahmen der Totalsanierung der Tonhalle Düsseldorf ergab sich eine ideale Gelegenheit, zu versuchen, die lange bekannten Probleme der Akustik des großen Saales zu lösen. Da es sich um einen Kuppelsaal handelt, war das wichtigste, wenngleich nicht einzige Problem der berüchtigte Klopfgeist - ein starkes Kollektivecho von allen Teilen der beinahe Halbkugelförmigen Kuppel. Der kreative Ansatz zur Lösung des Echoproblems beestand aus einer visuell geschlossenen, akustisch jedoch transparenten Innenkuppel, hinter der Schallumlenkkörper angebracht sind, die brechen und verhindern sollen, dass der Schall wie in Brennpunkt eines Hohlspiegels im Parkett gesammelt wird, sondern oberhalb des Publikums ein 2-dimensionales Horizontalfeld bildet. Hierzu wurden umfangreiche Untersuchungen (insgesamt 182 Varianten von 3 Basisgeometrien!) an einem akustischen Maßstabsmodell der Tonhalle im Maßstab 1:12 durchgeführt, um die richtige - das Echo am stärksten vermindernde - Form der Umlenkkörper zu bestimmen. Hierbei mussten auch die vielen, ebenfalls erneuerten technischen Einrichtungen und Installation in eine sehr komplexe Geometrie integriert werden. Gleichzeitig war es notwendig, messtechnisch ein geeignetes visuell geschlossenes Wandmaterial für die Innenkuppel zu bestimmen, welches über eine ausreichende akustische Transparenz verfügt. Neben der Austreibung des Klopfgeistes gelang so die Realisation einer merklichen Erhöhung der Nachhhallzeit, Verbesserung der allgemeinen und der Podiums-Akustik im besonderen, was hier messtechnisch gezeigt werden soll.

Mercier, V.

• Wie laut soll Musik sein? [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  V. Mercier, I. Felchlin and B.W. Hohmann
[A]

Anlässlich einer Präventionsaktion zum Thema ''Hören'' der Gewerblichen Berufsschule Luzern konnten 700 Lehrlinge (24% Frauen) mit einem Durchschnittsalter von 17,3 Jahren eingehend befragt werden, u. a. zum eigenen Hörvermögen, zum Auftreten von Ohrgeräuschen, zur Häufigkeit und Dauer des Besuches von Musikveranstaltungen, zur Einschätzung der Lautstärke an solchen Veranstaltungen und zum individuellen Musikkonsum über Kopfhörer. Zudem wurde der bevorzugte Schallpegel bei der Musikwiedergabe im Kopfhörer bestimmt und ein Hörtest ab CD durchgeführt. Für jeden Lehrling wurde aufgrund der angegebenen Expositionszeiten und des individuellen Wiedergabepegels die gesamte Schallbelastung errechnet. Als Schallpegel für die öffentlichen Veranstaltungen wurden die Grenzwerte der Schall- und Laserverordnung eingesetzt. Bei der Auswertung zeigen sich wesentliche Unterschiede zwischen Männern und Frauen, sowohl beim individuell bevorzugten Wiedergabepegel [91 bzw. 81 dB(A)] wie auch bei der Beurteilung der Lautstärke von Musikveranstaltungen. Die Lautstärke in Diskotheken wird von 39% der Männer und von 51 % der Frauen als zu hoch beurteilt, die Lautstärke an Rock-/Pop-Konzerten von 31% der Männer und von 46% der Frauen, und die Lautstärke an Technoparties von 38% bzw. 40%. Betrachtet man nur jene Lehrlinge, die über eigene Erfahrungen mit den betreffenden Veranstaltungen verfügen, so beurteilt eine Mehrheit die Lautstärke als zu hoch. Es fragt sich also, ob die Veranstalter mit überhöhten Lautstärken nicht an den Wünschen der Besucher vorbeizielen oder gar einen Teil des Zielpublikums - vor allem Frauen - fernhalten. Die Berechnung der Schallbelastung durch Musik zeigt aber auch, dass der Dauerschallpegel LEQ bei 58% der jungen Männer und bei 41% der jungen Frauen 87 dB(A) überschreitet - dies trotz der in der Schweiz seit 1996 eingeführten Schallgrenzwerte für Musikveranstaltungen und ohne berufliche Lärmbelastung.

• Gehörbelastung der Besucher von Freiluft-Musikfestivals [DAGA 2002 (Bochum)]
  B.W. Hohmann, T. Billeter, D. Luy and V. Mercier
[A]

Seit 1996 begrenzt die Schall- und Laserverordnung in der Schweiz die Lautstärke von Musikveranstaltungen auf einen Mittelungspegel von 93 dB(A) ausserhalb der Tanzfläche. Die Behörden können einen Mittelungspegel von 100 dB(A) im ganzen Publikumsbereich bewilligen, doch muss der Veranstalter dann Gehörschutzmittel bereithalten und die Besucher über das Risiko informieren. Die Verordnung ist in Revision. Musikveranstalter drängen auf eine Erhöhung der Grenzwerte. Bisher fehlten Angaben zur typischen Gehörbelastung von Besuchern an einem Festival, das den höheren Grenzwert von 100 dB(A) bewilligt erhielt. Deshalb wurden am grossen 6tägigen Paléo-Festival in Nyon am Genfersee allabendlich 10 freiwillige Besucher mit Schalldosimetern Larson-Davis 705/805 (mit Speicherung des Mittelungs- und Maximalpegels pro Minute) ausgerüstet und führten ein Protokoll über die verschiedenen Situationen: Zeit, Ort (Bühne/Distanz), subjektive Beurteilung der Lautstärke und der Tonqualität, Verwendung von Gehörschutzmitteln. Jeder dieser Situationen konnte der entsprechende Schallpegel zugeordnet werden. Gleichzeitig nahm die zuständige Behörde Schallmessungen am stärkstexponierten Publikumsplatz und bei der Tonregie vor, und Beauftragte der Festivalorganisation überwachten die Schallpegel bei jeder Tonregie permanent. Für die Auswertung wurden folgende Schwerpunkte gesetzt: - Gesamtdosis der Besucher: Durchschnitt und Extremwerte - Anteil der Musikbelastung an der Gesamtdosis - Vergleich der Messwerte nach Schall- und Laserverordnung mit den Pegeln im Publikum - Anwendbarkeit einer Pegelkorrektur zwischen Publikumsbereich und Tonregie - Abhängigkeit des Lautstärkeurteils vom registrierten Schallpegel Die Ergebnisse sind eine wichtige Grundlage für die Festlegung von Schallgrenzwerten.

• Schallpegel an Musikveranstaltungen: zu hoch oder zu tief? [DAGA 2003 (Aachen)]
  B.W. Hohmann and V. Mercier
[A]

In der Schweiz ist seit 1996 die Schall- und Laserverordnung in Kraft, welche die Schallpegel an öffentlichen Veranstaltungen mit elektroakustisch verstärkter Musik auf einen Dauerschallpegel von 93 dB(A) oder für Einzelveranstaltungen und mit Bewilligung der zuständigen Behörde auf 100 dB(A) begrenzt. Musikhören ist eine der bevorzugten Freizeitaktivitäten der Jugendlichen. Im Mittel hören sie 1 Stunde pro Tag Musik mit Kopfhörern, und etwa ein Drittel besucht regelmässig Discotheken, Konzerte, Technoparties oder Festivals. Aus der Sicht des Gesundheitsschutzes ist es wichtig, die Schallgrenzwerte so festzulegen, dass die aus diesen Freizeitaktivitäten resultierende Schallbelastung in akzeptablen Grenzen bleibt und dadurch das Risiko einer Hörbeeinträchtigung nicht ansteigt. Veranstalter machen aber geltend, dass gewisse Musikarten nur mit hoher Lautstärke zur Geltung kommen und dass die Besucher solche Lautstärken auch wünschen. In unseren Studien haben wir deshalb versucht, folgende Fragen zu beantworten: - Wie gross ist die effektive Schallbelastung der Besucher an einem Konzert oder an einem mehrtägigen Festival? - Ist die Einhaltung der Schweizer Grenzwerte realistisch, ohne dass die Qualität der Musik abnimmt? - Wie beurteilen die Besucher die Lautstärke und die Tonqualität an solchen Veranstaltungen? Gibt es dabei Unterschiede zwischen Frauen und Männern?

Meri, H.

• Acoustic waves generated by a pulsed laser in anisotropic semiconductors [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Audoin, H. Meri and C. Rossignol
[A]

When a laser pulse is focused at the surface of a material, the transient heating of the semi-transparent material induces ultrasound. The subsequent acoustic generation and propagation has been extensively described even when the material behaviour shows anisotropy and viscosity. However, when a 1064 nm laser pulse is focused at the surface of silicon, it has been observed that the material contracts whereas heating should produce expansion. In addition to the usual thermal acoustic source, a non thermal sound excitation results of photo excitation of electron-hole pairs. Therefore, to describe the optoacoustic effect in semiconductors it is necessary to account for thermoelastic and other deformation sources simultaneously. In this presentation, a model is implemented that accounts for the diffusive character of charge carrier motion and heat conduction. Relevant differential equations are coupled together and with the wave motion equation. Three sets of equations are linearised in a 2D Fourier domain and solutions are found with an appeal to convenient boundary conditions. Signals are calculated for off epicentre positions at the rear side of the anisotropic semiconductor. Experiments are performed on a 5 mm thick silicon plate with a Nd:Yag laser that delivers 20 ns pulses. Signals are measured for epicentre and off epicentre positions. Very good agreement is obtained with calculated signals for both positions demonstrating that both sound generation mechanism and anisotropy are accurately taken into account.

Mérida, E.

• Impact of acoustic quality in schools : from measurement to perceptive evaluation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Barlet and E. Mérida
[A]

This paper deals with the evaluation of the acoustic quality of nursery schools. These premises are rarely considered in terms of environment, particularly in acoustic terms. Nevertheless, during their stay, all the users, adults and children, could be confronted with unpleasant acoustical conditions. However, nursery school environments play an important role in the young children's development of knowledge and sociability. In order to know more about the relation between the children's comportment, the adults' evaluation and the environment, it seems essential to analyse the impact of acoustic on their reactions, notably by modifying the spaces. So, we realized a study in five nursery schools in Bordeaux, which represent a large architectural diversity. We chose to work in particular spaces: the classroom and the activity room [Louwerse C., Barlet A., Sémidor C., 2002]. Although the initial methodological approach was more global, in this article we want to focus our attention only on two phases. These phases were separated by a modification of acoustical characteristics: a decrease of reverberation time. Each phase was constituted of the following elements: measurements, ''subjective'' survey with closed questionnaires (only with adults) and observations (children's typical comportments). We also analyzed the correlation between the evaluation of acoustic comfort before and after the modifications. We will demonstrate that, in this case, the decrease of reverberation time is not systematically correlated with a decrease of the produced noise level and with the comfort degree of adults. These results will be corroborated by the analysis of children's comportment in both phases.

Merimaa, J.

• Der auditive Raumeindruck in zwei Konzertsälen stark unterschiedlicher Größe [DAGA 2005 (München)]
  J. Merimaa, W. Hess and J. Blauert
[A]

Der auditive Raumeindruck in Aufführungsstätten für Musik wird u.a. durch die psychoakustischen Deskriptoren ''Hörereignisausdehnung' (auditory source width, ASW) und ''Umhüllung'' (listener envelopment, LEV) gekennzeichnet. Es wird über eine Untersuchung berichtet, in der sowohl ASW als auch LEV in zwei Konzertsälen stark unterschiedlicher Größe beurteilt wurden. Die Versuchspersonen bewerteten dabei drei Hörproben mit ''trocken''aufgenommenen, natürlichen Geräuschen (Cello, Snare und rosa Rauschen), die jeweils mit den binauralen Impulsantworten der Säle gefaltet worden waren. Es zeigte sich, dass im Mittel in dem kleineren Saal eine größere Hörereignisausdehnung und Umhüllung wahrgenommen wird als in dem großen, wobei allerdings die Anregungssignale die Ergebnisse beeinflussen. Für die raumakustische Praxis wird hierdurch betätigt, dass auch kleinere Säle so gestaltet werden können, dass sich ein befriedigender auditiver Raumeindruck einstellt. Dies ist wichtig, da der Raumeindruck als wichtiges Qualitätskriterium gilt.

• Localization of Incoherent Narrow-Band Noise Bursts [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Merimaa and C. Faller
[A]

The localization of brief interaurally incoherent narrowband noise bursts was studied. The stimuli consisted of 15 dichotic 'frozen' noise bursts at center frequencies of 500 Hz and 2 kHz with an average ILD of 0 dB and interaural waveform coherence below 0.05. Although the occurring instantaneous localization cues varied considerably over time, all stimuli were localizable. Many of the stimuli were localized displaced from the median plane. The general localization trends could be predicted using a weighted sum of the ITD and ILD cues obtained with the binaural cue selection model [Faller and Merimaa (2004)].

Merkel, T.

• Sanierung eines Freifeldraumes bei kleinem finanziellen Spielraum [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Merkel
[A]

Reflexionsarme Messumgebungen sind Grundlage vieler akustischer Messungen. Vor zwei Jahren fand ich einen Freifeldraum an unserer Hochschule vor, der seit vielen Jahren dornröschengleich auf Wiederbelebung wartete. Dieser Raum mit einem Messvolumen von ca.50 m3 ist allseitig mit Dämmmaterial ausgekleidet, das aus geschichteten Platten besteht, die unverkleidet 35 cm in den Raum hereinreichen. Begehbar ist der Raum über ein schwingfähiges Stahlgestell. Eine Untersuchung des Dämmmaterials bestätigte die Vermutung, dass es sich um mineralische Glaswolle handelt, die im Verdacht steht, gesundheitschädigend zu wirken. Es wird eine unkonventionelle Art der Sanierung des Raumes vorgestellt, in deren Ergebnis der Raum wieder für Wissenschaft und Lehre nutzbar ist und die auch den finanziellen Rahmen kleinerer Arbeitsgruppen nicht sprengt. Um eine Aussage über die Veränderung der akustischen Raumeigenschaften durch die Sanierung machen zu können, wurde der Raum vor und nach der Sanierung in Anlehnung an die DIN ISO 3745 charakterisiert.

• Die Umkehrung parametrischer Schallabstrahlung [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Merkel
[A]

Parametrische Ultraschallstrahler können nicht hörbare, hochfrequente Schallwellen stark gerichtet aussenden. Bei hohen Schalldrücken lassen sich nichtlineare Übertragungseigenschaften der Luft in der Art nutzen, dass ein aufmoduliertes Audiosignal demoduliert wird und in den hörbaren Bereich verschoben wird. Dieses Audiosignal hat trotz seiner viel größeren Wellenlänge eine ähnliche Richtcharakteristik, wie das Trägersignal, man spricht daher von einem Audiobeam. Derartige Lautsprecher haben den Nachteil, dass die Wiedergabe der Tiefen quadratisch mit der Frequenz abnimmt. Der parametrische Effekt in der Luft lässt sich umkehren: Ein nicht modulierter und gerichteter Ultraschall wird im Übertragungsmedium mit Audioschall konfrontiert und mit einem Mikrofon wieder aufgenommen. Es zeigt sich, dass das empfangene Signal moduliert wurde und sich das Audiosignal durch Signalverarbeitung wiedergewinnen lässt. Es werden Experimente mit verschiedenen Messanordnungen vorgestellt und die Ergebnisse zur Diskussion gestellt.

Mersdorf, J.

• Ökonomische Repräsentation natürlicher Intonationskonturen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Mersdorf, H. Kruschke, O. Jokisch and D. Hirschfeld
[A]

F''ur verschiedene Anwendungsf''alle (Intonationsforschung, Prominenzdetektion in der Spracherkennung, Datenbeschreibung und Kategorisierung f''ur die Sprachsynthese), ist es w''unschenswert, nat''urliche prosodische Parameterverl''aufe ''okonomischer darzustellen bzw. nur die linguistisch relevanten Merkmale zu extrahieren und aufzubewahren. Das ist insbesondere f''ur Rohverl''aufe der Grundfrequenz schwierig, da die linguistisch relevanten Merkmale von verschiedenen Effekten ''uberlagert und verdeckt werden: * Die Mikrointonation hat artikulatorische Ursachen. F''ur bestimmte Lautverbindungen k''onnen typische Unstetigkeiten im Grundfrequenzverlauf beobachtet werden. Problematisch ist dabei, da''s mikrointonatorische ''Anderungen in kurzen Zeitr''aumen ablaufen und einen gro''sen Wertebereich umfassen k''onnen. * Durch den Wechsel stimmhafter und stimmloser Sprachabschnitte ist die Messung einer kontinuierlichen Grundfrequenzkontur unm''oglich. Zus''atzlich zu den fehlenden Me''swerten sind die ''Ubergangsbereiche vom stimmhaften zum stimmlosen Signal Orte mit starken Mikrointonations-Effekten, was eine einfache Interpolation im stimmlosen Bereich erschwert. Im vorliegenden Artikel wird ein Verfahren zur Gl''attung von Intonationskonturen beschrieben. Das Verfahren kam bei der Datenaufbereitung f''ur die datenbasierte Sprachsynthese und bei der automatischen prosodischen Etikettierung zum Zwecke der Sprechstilerkennung zum Einsatz. Die N''utzlichkeit des Verfahrens wird f''ur diese zwei Anwendungsf''alle demonstriert.

Mertins, A.

• 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).

Merz, A.

• Ein körperschallbasiertes Überwachungssystem für die Ultrapräzisionsfertigung [DAGA 2008 (Dresden)]
  J.O.A. Köhler, C. Schäfer and A. Merz
[A]

In einem größeren Projekt zur akustischen Überwachung von Ultrapräzisionsfertigungsprozessen, wie z.B. Drehen, Schleifen oder Bohren, werden Acoustic Emission (AE) Sensoren eingesetzt um Anschnittsmomente und Crashs zu erkennen und um den Werkzeugverschleiß zu überwachen. Die AE-Sensoren werden dazu direkt auf dem Werkzeughalter montiert. Die Übertragungsfunktion vom Werkzeug zum Sensor wird zunächst charakterisiert und es werden geeignete Algorithmen vorgestellt, die für diese Anwendung entwickelt wurden. Die gesamte Algorithmik soll später in einem Prototyp auf einem FPGA integriert werden.

Meschke, J.

• Engine sound noise - Apart from so-called engine order analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  N. Kubo, V. Mellert, R. Weber and J. Meschke
[A]

Improvement of car engine sound plays a great role in its development nowadays, especially sporty cars and luxurious cars. Therefore it is necessary to understand the underlying auditory features of perception to sporty and luxurious sound.

Firstly in this research the meaning of sporty and luxurious impression are investigated with a number of test persons.

Secondly the time-dependent spectral change of an engine noise due to accelleration is investigated. Interesting correlation between a 'sporty' percept and transient properties of the sound pressure signal is observed.

Additionally, a principal component analysis of questionnaire indicates good correlation between well-known stationary psychoacoustic parameters (loudness, roughness) and the over-all 'luxurious' impression.

The sporty or luxurious impression of an engine noise is additionally investigated with synthetic sounds in which the relevant and time-varying features are systematically adjusted.

• Application of musical harmonic theory to engine sound design [DAGA 2005 (München)]
  N. Kubo, V. Mellert, R. Weber and J. Meschke
[A]

Die Anwendung der Musiktheorie auf Maschinengeräusche wird aktuell diskutiert. Zur Verbesserung der Geräuschqualität von Motoren wird untersucht, ob die Theorie der Harmonie funktionieren kann. Bis jetzt gibt es nur wenige Untersuchungen zur Musiktheorie, die Hinweise zur Verbesserung der Geräuschqualität geben. Der vorliegende Artikel konzentriert sich darauf den Geräuscheindruck ''sportlich'' eines Fahrzeuges durch die Theorie zu untersuchen und quantitatives Verbesserungspotenzial aufzuzeigen. Motorengeräusche haben verschiedene harmonische Klänge als Motorordnungen. Normalerweise beurteilt man die Geräusche nach den Eigenschaften der Hauptordnung. Um die Beziehung zwischen Hauptordnung und sonstigen Ordnungen zu analysieren, werden die Geräusche so modifiziert, dass sie nur eine dominierende Ordnung aufweisen. Dann wird wie in der Musiktheorie eine zusätzliche Ordnung beigegeben. Mit harmonischen Klängen wird die Anwendung der Methode auf ihre Verbesserung des Geräuscheindrucks ''sportlich'' untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Musiktheorie für Geräuschdesign von Motorengeräusche anwendbar ist. Jedoch sind die musikalischen Toneindrücke, wie Konsonant und Dissonant, bei der Beschreibung des Geräuscheindrucks ''sportlich'' ohne Bedeutung. Stattdessen sind Unterschiede von einer halben bzw. ganzen Oktave zwischen Hauptordnung und zusätzlichen Ordnungen entscheidend.

• Körperschallbedämpfung an Fahrzeugteilstrukturen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Meschke, L. Miranda and A. Wolf
[A]

Das Schwingungsverhalten einer Fahrzeugteilstruktur (Teil eines vorderen Längsträgers) wurde gemessen (z.B. mittels Laserscanning-Vibrometrie) und mittels FEM berechnet. Untersucht wurde, welche Teilflächen-Schwingungsformen (Resonanzen) der Struktur in Abhängigkeit bestimmter Anregungsarten auftreten und welche relevant sind für Luftschallabstrahlung bzw. für Körperschallleitung. Mögliche Maßnahmen zur Reduzierung des Körperschalls werden aufgezeigt. Mittels FEM wurde der Einfluss angrenzender Strukturen und flächenhafter Bauteile untersucht. Darüber hinaus wurden Messungen am Fahrzeug und einer Rohkarosserie durchgeführt, um den Einfluss von Modifikationen an der Längsträgerstruktur (z.B. Bedämpfung, Versteifung) zu ermitteln.

Metkemeijer, R.

• Amsterdam Music Hall - Design of and validation measurements in a great pop music hall [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K.-H. Lorenz, R. Metkemeijer and Y. Dekeyrel
[A]

''Heineken Music Hall - Design of and validation measurements in a great pop music hall''

Abstract

This lecture deals with an extraordinary hall: the Heineken Music Hall in Amsterdam. This hall was designed for the main purpose of high-quality pop concerts for an audience of up to 5500 persons and its acoustic properties have become widely admired since its opening. Because most of the events planned in the hall make use of PA systems, a low reverberation level and low reverberation time in all frequencies, even the lowest, was required as well as sufficient diffusion. The design used a certain philosophy: to create an acoustic environment close to free field conditions. This requires extreme measures to control the absorption, diffusion and reverberation properties especially at low frequencies. Thus special absorption and diffusion elements for the walls and the ceiling had to be designed. Measurements of the designed absorber construction were performed during the construction of the hall. After its completion impulse response and reverberation measurements were taken in the hall to evaluate the acoustic properties. It proves that the desi

• Objektive Erforschung der Podiumsakustik Europäischer Konzertsäle [DAGA 2005 (München)]
  K.-H. Lorenz, R. Metkemeijer and S. Mercier
[A]

In diesem Vortrag werden objektive Messungen in diversen Europäischen Konzertsälen zur Erforschung ihrer Podiumsakustik behandelt. Im Rahmen einer laufenden Dissertation zum Thema 'Sprachverständlichkeit und Hörsamkeit in europäischen Konzertsälen' konnten akustische Messungen auf den Podien zahlreicher europäischer Konzertsäle vorgenommen werden. Darunter befinden sich u.a. Wiener Musikvereinssaal, Gewandhaus Leipzig, Stadtcasino Basel, Tonhalle Zürich, Concertgebouw Amsterdam, Royal Albert und Royal Festival Hall London. In den Sälen wurden Impulsantworten mittels eines Maximalfolgenmesssystems an äquivalenten Quell- und Mikrophonorten auf den Podien gemessen. Mit einem Auswertungsprogramm wurden die akustischen Parameter EDT, T30, TCenter, Cl80, D50, ST1, ST2, EEB sowie ALcons dieser Podiumsimpulsantworten berechnet und sollen hier präsentiert und verglichen werden. Es soll versucht werden, zu klären, warum z.B. das Concertgebouw Amsterdam in dem Ruf steht, eine für die Musiker schwierige Podiumsakustik zu besitzen, wohingegen die Royal Festival Hall für den guten Kontakt der Ausführenden zueinander bekannt ist.

Metten, B.

• Molekulardynamische Untersuchung der Kollapsdynmik von Sonolumineszenzblasen [DAGA 2003 (Aachen)]
  D. Schanz, T. Kurz, B. Metten and W. Lauterborn
[A]

Der Verlauf wichtiger physikalischer Grössen während des Kollapses einer mit Edelgas (Argon) gefüllten Sonolumineszenzblase wird numerisch untersucht. Dazu wird ein molekulardynamisches Hartkugelmodell benutzt. Rechnungen wurden von einigen Hunderttausend bis mehreren Millionen Teilchen gemacht, um den Einfluss der Teilchenzahl auf die Güte der Rechnung zu zeigen. Es zeigt sich, dass zur Fehlerminimierung eine Maximierung der Teilchenzahl anzustreben ist. Verschiedene physikalische Effekte wurden implementiert, die einzeln zugeschaltet werden können, um ihren Einfluss auf den Blasenzustand zu ermitteln. Dazu gehören eine thermische Grenzschicht, die den Wärmeaustausch mit der Umgebung regelt; Verwendung eines Gemisches von Edelgasen anstelle des reinen Argon; Das Verdampfen von Wasser in die Blase beim Aufschwung sowie die Kondensation der Wassermoleküle an der Blasenwand beim Kollaps; Die Dissoziation von Wassermolekülen durch die hohen Temperaturen beim Kollaps, daraus folgend die chemischen Reaktionen der verschiedenen Bestandteile. Der Einfluss dieser Effekte wird durch den Vergleich der zeitlichen Entwicklung von Temperatur, Druck, Dichte und Teilchengeschwindigkeiten in der Blase dokumentiert. Es wurde gefunden, dass das Vorhandensein von Wasserdampfmolekülen extremen Vehältnissen in der Blase entgegenwirkt. Chemische Reaktionen verringern aufgrund ihres endothermen Charakters die Blasentemperatur. Ein Gasgemisch setzt die maximal erreichte Temperatur aufgrund von Inhomogenitäten in der Blase herab.

• Particle modeling of strongly collapsing microbubbles [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Kurz, D. Schanz, B. Metten and W. Lauterborn
[A]

Microbubbles having a rest radius below a few micrometers can be regarded as mesoscopic systems amenable to direct particle simulation on a molecular scale. In the final stages of strong collapse of such bubbles under ultrasonic or shock wave excitation a highly-excited, rapidly changing inhomogeneous state of the bubble medium emerges. Modeling of its dynamics is an involved task due to the interplay of several physical processes, e.g. heat and mass diffusion, phase transition, ionization, light emission, and chemical reactions.

A review is given of our recent attempts to simulate the physical and chemical scenario within collapsing bubbles by means of molecular dynamics simulations with up to several million particles. Different driving conditions, bubble compositions, and thermodynamic and physicochemical mechanisms were implemented and selectively turned on. In this way the relative importance of the included effects can be assessed, as regards the maximum temperature and pressure achieved in the bubble, the formation of compression or shock waves, the generation of cavitation luminescence light, and the concentration and outflow of chemical products.

• Sonochemical yields of cavitation collapse by molecular dynamics simulation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Schanz, T. Kurz, B. Metten and W. Lauterborn
[A]

The collapse of a single acoustically excited bubble is simulated using a hard-sphere molecular dynamics model. Initial bubble size, acoustic driving pressure and bubble composition are varied to study the influence of these parameters on the physical conditions attained during the collpase. Also, modifications of the MD model, e.g. by implementation of the variable-soft sphere (VSS) potential, are introduced to assess the model fidelity.

In the simulation, different particle species (e.g. noble gas atoms, water vapor molecules) and their chemical reactions are taken into account. At the end of the collapse, high temperatures and particle speeds occur because of energy-focusing in the spherical bubble. At driving conditions typically encountered with single-bubble sonoluminescence, temperatures and pressures are sufficiently high to lead to molecular dissociation and sonochemical reactions, in particular the formation of OH radicals. We investigate the sonochemical yield in a number of representative cases and point out that the effect of mixture segregation appears to be important to correctly predict the rate at which reaction products enter the liquid phase.

• Molekulardynamische Untersuchungen sonochemischer Reaktionen in Kavitationsblasen [DAGA 2005 (München)]
  D. Schanz, T. Kurz, B. Metten and W. Lauterborn
[A]

Zunehmend rückt in der Erforschung der Kavitationsblasendynamik und der Sonolumineszenz die chemische Entwicklung des Blasenmediums beim Kollaps in den Mittelpunkt des Interesses. Die chemischen Vorgänge bestimmen wesentlich den Massentransport aus der Blase, die Kompressibilität und Energiebilanz des Mediums und damit die erreichbaren Temperaturen und Drücke im Zentrum. Ein Verständnis der Kopplung zwischen Hydro- und Chemodynamik in der Blase ist ebenso Voraussetzung für eine korrekte Vorhersage chemischer Prozeßraten in sonochemischen Anwendungen. Neben Ratengleichungsmodellen, die an hydrodynamische Kontinuumsmodelle gekoppelt sind, bietet sich als ein alternativer Weg der numerischen Modellierung die Molekulardynamiksimulation an. Dieses Verfahren wird zur Berechnung der Fluid- und chemischen Dynamik beim Kollaps typischer Blasen, wie sie bei der Einzelblasensonolumineszenz auftreten, und von Mikrobläschen eingesetzt. Die im Innern der Blasen erreichten Temperaturen und Drücke und die dabei auftretenden chemischen Produktionsraten für verschiedene Verbindungen werden als Funktion der Anregungsparameter und der chemischen Anfangszusammensetzung von mit Edelgas und Wasserdampf bzw. mit Luft und Wasserdampf gefüllten Blasen dargestellt. Desweiteren wird ein Vergleich der molekulardynamischen Simulation mit Berechnungen eines von Storey und Szeri entwickelten Kontinuumsmodells durchgeführt, der die Temperatur- und Druckentwicklung sowie das Ausmass der Bildung verschiedener Verbindungen umfasst.

Mettin, R.

• Dynamik akustischer Blasenfelder [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Luther, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Die Hamiltonsche Formulierung inkompressibler Hydrodynamik hat sich als erfolgreicher Ansatz zur Modellierung von Kavitationsblasenfelder erwiesen. Wir beschreiben die Dynamik von N masselosen und sphaerischen Blasen in einer viskosen Potentialstroemung bei hohen Reynolds- und niedrigen Weberzahlen. Schwerpunkt der Untersuchung ist die Charakterisierung der hydro-akustischen Paarwechselwirkung der Blasen und ihrer Relevanz fuer die Entstehung und Stabilitaet kollektiver makroskopischer Strukturen (Filamente, Streamer). Fuer ausgewaehlte Trajektorien werden die Aussagen des Modells mit experimentellen Daten verglichen.

• Systematische Untersuchung der Einzelblasen-Sonolumineszenz mit Zwei-Frequenz-Anregung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Mettin, D. Krefting and W. Lauterborn
[A]

Die Lichtemission von sonolumineszierenden Einzelblasen, getrieben durch eine Grundmode bei 25 kHz und der ersten Harmonischen bei 50 kHz, wurde systematisch in Abhaengigkeit von Amplituden und relativer Phase der Anregung untersucht. Vergleichsrechnungen mit Beruecksichtigung eines veraenderlichen Diffusionsgleichgewichts der Blasengroesse liefern gute Uebereinstimmung mit den Messungen und bestaetigen indirekt die ''Argon-Hypothese'' fuer Einzelblasen-Sonolumineszenz.

• Translationsdynamik levitierter Einzelblasen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  D. Krefting, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Akustische Kavitationsblasenfelder sind komplexe Mehrphasensysteme, die Ph''anomene raum-zeitlicher Strukturbildung aufweisen. Ein Kavitationsblasenfeld besteht aus etwa $10^ 3$ bis $10^ 4$ beobachtbaren Blasen mit Ruheradien von typischerweise 5 bis 10 $mu$m. Dieses r''aumlich ausgedehnte System von im Schallfeld miteinander wechselwirkenden Blasen besitzt die F''ahigkeit zur Selbstorganisation. Charakteristisch sind die inhomogene Verteilung der Blasen in dendritischen oder filamentartigen Ver''astelungen (sog. streamer) sowie die Anordnung der Blasen in Clustern. Kavitationsph''anomene sind in vielen technologischen und verfahrenstechnischen Anwendungen von zentraler Bedeutung (Sonochemie, Ultraschallreinigung etc.). Daher ist das Verst''andnis der nichtlinearen dynamischen Eigenschaften von Kavitationsblasenfeldern von gro''sem wissenschaftlichem und technischem Interesse. Um die raum-zeiliche Dynamik eines akustischen Kavitationsblasenfeldes zu untersuchen, wurde das Verfahren der dreidimensionalen Particle Tracking Velocimetry (3D-PTV) mit einer Bildrate von 2.25 kHz angewandt. Das Messverfahren erlaubt die r''aumliche Rekonstruktion der Trajektorien einzelner Blasen und ermoeglicht daher die experimentelle Charakterisierung der Blasen-Blasen-Wechselwirkung. Von besonderem Interesse sind hierbei Kollision- und Fragmentationsprozesse in dem Blasenfeld.

• 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.

• Stereoskopische Hochgeschwindigkeitsaufnahmen von Kaviationsblasenstrukturen [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Appel, D. Krefting, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Bei starker Beschallung von Flüssigkeiten treten Kavitationsblasen auf, die sich in der Regel in verästelten Strukturen (Streamern) anordnen. Mit Hochgeschwindigkeitskameras in stereoskopischem Aufbau werden verschiedene solche Blasenmuster untersucht und dreidimensional dargestellt. Da es sich um dynamische Strukturen handelt, in denen sich die Blasen schnell bewegen, können einzelne Blasenbahnen identifiziert und verfolgt werden. Blasengeschwindigkeiten und -dichten sowie Ausgangsdaten für eine detaillierte Modellierung werden bestimmt.

• Partikelmodellierung verschiedener Kavitationsblasenstrukturen [DAGA 2002 (Bochum)]
  P. Koch, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Bei starker Beschallung von Fluessigkeiten auftretende Kavitationsblasenstrukturen werden mithilfe eines Partikelansatzes modelliert. Als Ausgangsdaten dienen Aufnahmen, die mit Hochgeschwindigkeits-Stereotechniken gewonnen wurden. Zur Beschreibung der Wechselwirkung der Blasen untereinander und der Blasen mit dem Schallfeld werden nichtlineare Blasenschwingungen angenommen. Charakteristische Eigenschaften der experimentellen Beobachtungen lassen sich gut reproduzieren.

• Kräfte in akustischen Kavitationsfeldern [DAGA 2002 (Bochum)]
  D. Krefting, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

In akustischen Kavitationsfeldern, wie sie z.B. in der Ultraschallreinigung verwendet werden, bilden die entstehenden Blasen komplexe raumzeitliche Strukturen. Die Dynamik der Blasen ist im Wesentlichen durch die Wechselwirkung mit dem Schallfeld des akustischen Resonators (1.Bjerkneskraft) und dem anderer Blasen (2.Bjerkneskraft) bestimmt. Bei der Translation treten zusätzliche Reibungskräfte auf, die von der Stokes'schen Formel abweichen können. Zum einen führt die Blase Radialschwinungen aus, die bei hohen Schallamplituden stark nichtlinear werden. Zum anderen können durch angelagerte Partikel an der Blasenoberfläche die hydrodynamischen Randbedingungen modifiziert werden (Mitnahmebedingung). Mit Hochgeschwindigkeits-Kinematografie wird die Dynamik von Einzelblasen experimentell bestimmt und mit den theoretischen Vorhersagen verglichen.

• Bjerknes-Instabilität levitierter Einzelblasen bei geringem statischen Druck [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Mettin, B. Lindinger and W. Lauterborn
[A]

Die Moeglichkeit, levitierte Einzelblasen bei starken Anregungswechseldruecken zu beobachten, findet Begrenzung durch zwei Arten von Instabilitaeten: Eine ''Oberflaecheninstabilitaet'', die zu Abweichungen von der Kugelgestalt der Blase und schliesslich zu ihrer Zerstoerung fuehrt, sowie eine ''Bjerknes-Instabilitaet''. Letztere bedeutet, dass der Blasenfallenmittelpunkt fuer kleine Stoerungen Positions-instabil wird, d.h. die Blase wird aus dem Zentrum (hohen Anregungsdrucks) nach aussen verschoben. Rechnungen und Experimente zeigen, dass bei abgesenktem statischem Druck offenbar die Bjerknes-Instabilitaet zuerst erreicht wird und daher beobachtbar ist. Bei Normaldruck dagegen wird die Blase in der Regel zuerst durch die Oberflaecheninstabilitaet zerstoert, und die Bjerknes-Instabilitaet bleibt unbeobachtbar.

• Die Bedeutung von Kavitationsblasen für transiente Membranpermeabilisierung und Zellschädigung [DAGA 2003 (Aachen)]
  B. Wolfrum, C.D. Ohl, R. Mettin, T. Kurz and W. Lauterborn
[A]

Seit Erfindung der extrakorporalen Lithotripsie finden Stoßwellen vielfältige Anwendung in der Medizin. In der Praxis können bei diesem Verfahren der Steinzertrümmerung Gewebeschädigungen als Nebeneffekt auftreten. Es wurde gezeigt, dass Stoßwellen auch die Aufnahme von extrazellulären Molekülen erleichtern können. Das Einschleusen von normalerweise nicht membranpermeablen Molekülen in Zellen (drug delivery) ist eine wesentliche Vorraussetzung für andere medizinische Anwendungen wie z.B. die Gentherapie. Wir zeigen hier, dass Zellpermeabilisierung und die Aufnahme von FITC-Dextran nach Stoßwellenapplikation in vitro durch Kavitationsblasen verursacht wird. Die Kavitationsblasen entstehen in der nach dem Stoß auftretenden Unterdruckphase und kollabieren weniger als 200 s später. Dabei wird ein starkes Strömungsfeld erzeugt, welches zur Ablösung vom Substrat, zur transienten Permeabilisierung und zur Zerstörung der Zellen führen kann. Befinden sich Kavitationskeime in der umgebenden Flüssigkeit, so wird die Ausbildung von Kavitationsblasen erleichtert. Die Blasendynamik wurde mit dem Keller-Miksis Modell berechnet und mit mikroskopischen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen verglichen. Bereits geringe Unterdruckamplituden von weniger als 2 MPa reichen aus, um Levovist Kontrastmittelblasen auf mehr als das 30-fache ihres ursprünglichen Radius aufzuziehen und Zellen im darauf folgenden Kollaps der Blasen sichtbar zu schädigen.

• Akustische und räumliche Strukturbildung in Ultraschall-Kavitationsfeldern [DAGA 2003 (Aachen)]
  D. Krefting, R. Mettin, U. Parlitz and W. Lauterborn
[A]

Blasen in akustischen Kavitationsfeldern, wie sie z.B. in der Ultraschallreinigung Anwendung finden, werden zu stark nichtlinearen Radialschwingungen angeregt. Die Schallemissionen dieser Radialschwingungen führen zu wesentlichen Modifikationen des akustischen Spektrums im Kavitationsfeld. Neben dem Auftreten von höheren Harmonischen der über die Schallwandler eingestrahlten Frequenz kann auch das Anschwingen von subharmonischen Frequenzen und ein hoher Rauschanteil beobachtet werden. Der Frequenzanteil unterhalb der Betriebsfrequenz ragt in den hörbaren Frequenzbereich hinein und stellt in der Anwendung eine beachtliche Lärmquelle dar. In Ultraschallreinigungbädern entstehen akustische Stehwellenfelder. Darin bilden die Blasen komplexe raumzeitliche Strukturen. Bei diesem Selbstorganisationsprozess kann sich das Schwingungsverhalten der beteiligten Blasen sehr stark verändern. Die Blasenstrukturen und die Schallemissionen werden simultan aufgezeichnet. Das Auftreten charakteristischer Frequenzanteile im Spektrum kann so mit der Entstehung bestimmter räumlicher Blasenverteilungen in Zusammenhang gebracht werden. Auch an Grenzflächen kann die Bildung solcher kollektiv schwingender Blasenstrukturen beobachtet werden. Dieses Phänomen kann für das Verständnis von kavitationsbedingten Reinigungs- und Erosionsprozessen von großem Interesse sein.

• Quantitative Bewertung von Partikelmodellierungen akustischer Kavitation [DAGA 2003 (Aachen)]
  P. Koch, R. Mettin, J. Appel and W. Lauterborn
[A]

Die bei starker Beschallung von Flüssigkeiten auftretenden Kavitationsblasenstrukturen werden mit Hilfe eines Partikelansatzes modelliert. Als Ausgangsdaten dienen stereoskopische Hochgeschwindigkeitsaufnahmen. Vorgestellt werden quantitative Vergleiche zwischen den Aufnahmen und der Simulation. Die Bewertung unterschiedlicher Modellierungen führt zu verbesserten numerischen Beschreibungen.

• Druckwelleninduzierte Kavitation in der Wundballistik [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Mettin, B. Wolfrum, B. Siegmund and H. Kijewski
[A]

In der Wundballistik wird die Wechselwirkung von Geschossen mit biologischem Gewebe oder ähnlichen Stoffen sowie dessen Schädigung untersucht. Bei Versuchen mit schnellen Vollmantelgeschossen (960 m/s) in wasserhaltigen Medien (Gelatine und reines Wasser) zeigte sich ein typisches Schadensmuster, bei dem nach Aufprall und einigen cm relativ dünnem Schusskanal das Geschoss fragmentiert und eine große Wundhöhle reißt. In Hochgeschwindigkeitsaufnahmen konnten schnell auftretende Kavitationsereignisse nachgewiesen werden. Sie entstehen offenbar im Nachlauf der beim Eintritt verursachten akustischen Welle nach schallweicher Reflektion (Zugwelle). Die Amplitude der frühen Druckwelle wird abgeschätzt, und Vergleiche mit der Fokalzone von Stoßwellenlithotriptern werden gezeigt. Hieraus folgt, dass eine Gewebeschädigung fern von der Hauptwundhöhle durch Kavitation nicht ausgeschlossen werden kann.

• Versuch einer Energiebilanz für ein Ultraschallbad unter Berücksichtigung ultraschallinduzierter Kavitation in Wasser [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Sobotta, C. Jung, P. Koch, D. Krefting, W. Lauterborn and R. Mettin
[A]

Es ist bekannt, dass Hersteller von Ultraschallgeräten (US-Geräten) ihre US-Wannen kleineren Füllvolumens (1-10 Liter) mit wesentlich höheren volumenbezogenen US-Leistungsdichten ausgedrückt in Watt/Liter ausstatten als US-Wannen mit großem Füllvolumen. Diese volumenbezogene US-Leistungsdichte wird auch - in Übereinstimmung mit der Erfahrung aus der Reinigungspraxis - als wichtiger US-Geräteparameter beworben. Folgende volumen- und zeitbezogenen Energieverbrauchsmechanismen der in ein befülltes US-Bad eingebrachten US-Energie werden anhand von Modellrechnungen diskutiert: - Entstehung und Wachstum sowie - Vernichtung (Stoßwellen, Implosion) von Blasen, - Schwingungen von Blasen, - Andere Dämpfungsmechanismen. Der Umwandlungsgrad von in das US-Bad eingebrachter US-Leistung in reinigungswirksame Kavitation (L. D. Rozenberg, 1970) wird diskutiert. Die Messergebnisse für - den relativen Schalldruckpegel der Subharmonischen und - den Pegel der anregenden US-Frequenz in Abhängigkeit von der eingebrachten US-Leistung werden vorgestellt. Der Anteil der über US-Wandler eingebrachten US-Wirkleistung wird mittels kaloriemetrischer Messung bestimmt. Diese Ergebnisse werden in die Diskussion einer volumenbezogenen US-Leistungsdichte als möglichem US-Geräteparameter einbezogen.

• 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.

• On the Classification of Cavitation Bubble Structures
  R. Mettin, D. Krefting, T. Tervo, P. Koch and W. Lauterborn
[A]

It has recently been recognized that the appearance of acoustic cavitation can be classified into several prototypes of bubble structures. We report on new results and characterization of such structures. Experimental methods comprise high-speed cinematography and recording of acoustic emissions. Properties of different bubble patterns are discussed, in particular with respect to ultrasonic cleaning and surface erosion. Furthermore, the controllability of bubble structures by external means is investigated.

• Simulation of Cavitation Bubbles in Travelling Acoustic Waves [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Koch, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

A particle model is employed to simulate bubble tracks in a travelling acoustic wave. The primary Bjerknes force is rewritten for the general case of spatially varying phase of the pressure, leading to a force term related to the phase gradient. Other features of the particle model include rectified diffusion, bubble merging and splitting. We compare experimental observations of bubble structures below a sonotrode of large diameter to simulation results. In this experiment, a high contribution of travelling waves is found at elevated sound intensity, leading to a large acoustic pressure onto the bubbles away from the emitter surface. The observations are reproduced fairly by the model, if certain assumptions on the bubble sources are made.

• Interaction of Bubble Clouds and Solid Objects [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Tervo, R. Mettin, D. Krefting and W. Lauterborn
[A]

We present high-speed observations of acoustic cavitation bubbles near and on solid objects submerged in the liquid. The dynamics of various bubble structures are revealed in the presence of the boundaries, and the effect on surface cleaning is investigated. Bubble sizes and density statistics are obtained from the recordings. It is known that cleaning and erosion effects are mainly caused by bubbles in direct neighborhood of or in contact with the object. The number of such active bubbles is estimated.

• Simulationen zur asphärischen Blasendynamik [DAGA 2005 (München)]
  K. Köhler, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Es ist experimentell gut dokumentiert, dass eine zunächst sphärische Kavitationsblase, die sich in der Nähe von Grenzflächen oder von benachbarten Blasen befindet, beim Kollaps deformiert wird und sogar einen Jet bilden kann, der die Blase durchstößt. Nichtsphärische Kollapsdynamik tritt in Vielblasensystemen auf und ist daher für viele Anwendungen wie z. B. die Ultraschallreinigung oder die Sonochemie relevant. Ein etabliertes Verfahren zur numerischen Simulation dieses Strömungsproblems mit freier Grenzfläche bildet die Randintegralmethode. Diese Methode wurde implementiert, um die Kollapsdynamik von Blasen in der Nähe ebener und gekrümmter Oberflächen näher zu untersuchen. Weiterhin wurde die Dynamik von Systemen aus zwei oder drei miteinander über das Strömungsfeld gekoppelten Blasen bei verschiedenen Anfangsbedingungen analysiert, um Aussagen über die Wechselwirkungen in einem Mehrblasensystem zu gewinnen. Schließlich wurde das Aufschwingen und der Kollaps elongierter Blasen (Rotationsellipsoide) berechnet, die als Modell der bei der optischen Kavitation mit Femtosekundenpulsen entstehenden Zylinderblasen angesehen werden können.

• Interaction model of sound field and cavitation bubbles
  R. Mettin, P. Koch and W. Lauterborn
[A]

Acoustic cavitation bubbles emerge, oscillate and translate according to the pressure distribution given by the ultrasonic field. Reversely, the bubble distribution is changing the properties of the medium and influences the sound wave propagation. Our approach to model this complex interaction consists of two steps which are applied iteratively: first, the pressure distribution is calculated on the basis of a linearized Wijngaarden model. For this task, a fixed continuous bubble density function in space is used, and an FEM tool is applied to solve the modified wave equation. Second, the nucleation, translation, rectified diffusion and merging/splitting of cavitation bubbles is simulated by a particle model approach. This is done for a fixed pressure field which is the result of step one and which is transfered to the particle model. The interface between step two and step one is the conversion of the final bubble distribution, which is discrete in space, into a continuous one. Then the FEM step is applied once more, and so on. Results of this hybrid model are compared to cavitation bubble structure formations seen in experiments. In particular, low frequency fluctuations of streamer structures in an ultrasonic bath and the bubble distribution in front of a sonotrode emitter are addressed by the simulations.

• 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.

• Untersuchung von Kavitation an sehr kleinen Ultraschallwandlern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Nowak, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Ein fundamentales Problem in der Beschreibung sowie der Anwendung von Kavitation ist ihre Skalierung bzw. in vielen Fällen ihre 'Nicht-Skalierbarkeit'. Im Falle akustischer Kavitation bezieht sich das insbesondere auf die Schallfrequenz, deren Variation oft zu sogenannten 'Frequenzeffekten', also qualitativen Übergängen der sich einstellenden Phänomene führen kann. Beispiele bilden z.B. bestimmte chemische Reaktionen oder Emulsifikationen, die im unteren kHz-Bereich anders ablaufen als im unteren MHz-Bereich. Grundlage hierfür können nicht nur die bekannten Unterschiede in Bezug auf Kavitationskeimgrößen, Viskositätseffekte oder Volumeneindringtiefen des Ultraschalls bilden, sondern auch die konkrete Auslegung des Schallwandlers. Um diesen Einfluss besser zu verstehen wird hier das Kavitationsverhalten an relativ untypischen Wandlern untersucht, nämlich an sub-Millimeter-Emittern im unteren MHz-Bereich. Untersuchungsmethoden sind mikroskopische Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, akustische Emissionsmessungen und Lumineszenzmessungen.

• Raum-zeitliche Untersuchung von Sonolumineszenz und Sono-Chemolumineszenz [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Otto, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Die Lichtemission kavitierender Flüssigkeiten wird oft im zeitlichen und räumlichen Mittel bestimmt, da sie nur sehr geringe Intensitäten aufweist. Mit bildverstärkten Optiken kann man allerdings die Mittelungszeiten für räumliche Aufnahmen verkürzen. Zudem ist durch phasenstarr schaltbare, kurze Belichtungszeiten eine zeitliche Mittelung über synchrone Teilintervalle der Anregungsperiode realisierbar (vgl. Ohl et al., DAGA'96). Entsprechend wird in dieser Arbeit versucht, durch abbildende Lumineszenzmessungen Informationen über Blasenaktivität in bestimmten Blasenstrukturen zu gewinnen. Ein Ergebnis ist, dass in einer Stehwelle in Wasser bei 25 kHz die Emission von Luminol (Sono-Chemolumineszenz) räumlich und zeitlich gewissermaßen diffuser auftritt als die Sonolumineszenz. Dies wird im Zusammenhang mit der Sphärizität und der chemischen Aktivität von Kavitationsblasen diskutiert.

• Bjerkneskräfte und gleichgerichtete Diffusion in laufenden und stehenden Wellenfeldern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J.O. Claussen, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Der Lebenszyklus von Kavitationsblasen in Ultraschallfeldern wird theoretisch untersucht. Wesentlichen Einfluss haben hierbei die akustischen Kräfte (Bjerkneskräfte), die zu teilweise sehr schneller Translation im Raum sowie zu gegenseitiger Blasenanziehung führen. Ebenfalls zentral ist die Gasdiffusion in die Blase hinein bzw. aus der Blase heraus. Das ändert die Blasengröße und damit deren Schwingungsverhalten.Unter der Annahme nichtlinearer, aber kugelförmiger Oszillationen der Blasen werden relevante Paramterbereiche für stehende und laufende Wellen sowie ihre Überlagerungen untersucht und diskutiert. Ein wichtiges Ergebnis ist die effektive Absenkung der Druckschwelle für gleichgerichtete Diffusion durch Bjerkneskraft-Effekte in stehenden Wellen.

• Modellierung der Translation akustischer Kavitationsblasen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Koch, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

In den letzten Jahren wurde verstärkt Translation und Wechselwirkung akustischer Kavitationsblasen im unteren kHz-Bereich experimentell und theoretisch untersucht. Dieser Beitrag diskutiert den derzeitigen Stand der sogenannten Partikelmodellierung, d.h. der Nachbildung auch komplexerer Vielblasenstrukturen durch ein Ensemble von Einzelblasen. Grundlage bilden hierbei die Bjerkneskräfte, die für sphärische nichtlineare Blasenpulsationen berechnet werden. In Systemen weniger Blasen wurden die Modellannahmen verifiziert und anhand dreidimensionaler experimenteller Daten mit vielen Blasen weiter untersucht. Schließlich wurde auch die Rückwirkung der Blasenverteilung auf das Schallfeld durch eine modifizierte Wellengleichung berücksichtigt. Neben einem Überblick über Modellvoraussetzungen, Idealisierungen, Stärken und Erfolge des Partikelansatzes kommen auch Problematiken und zukünftige Erweiterungen zur Sprache.

• Membranreinigung mit Ultraschall [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Reuter, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Die Ultraschallreinigung von Filtrationsmembranen zur Trinkwasseraufbereitung wird untersucht.
Für die Ultraschallreinigung spielen schwingende Kavitationsblasen eine wichtige Rolle, daher wird ihnen in dieser Untersuchung besondere Beachtung geschenkt.
In einem flexiblen Testaufbau, der aus einem durchsichtigen Wasserbecken und Tauchschwingern besteht, wird ein getauchtes, aus mehreren parallelen Polymermembrantaschen aufgebautes Membranmodul im Saugverfahren betrieben. Dabei sind die Verschmutzungsseiten der Membrantaschen optisch zugänglich. An diesem Testaufbau werden optische und akustische Messungen durchgeführt. Dazu gehören die Vermessung der Schallfeldkonfiguration des benutzten niederfrequenten Ultraschalls unter Veränderung verschiedener, zum Beispiel geometrischer Parameter, sowie die fotografische und hochfrequenzkinematografische Aufnahme der Kavitationsstrukturen im Hinblick auf ihre Reinigungswirkung. Gleichzeitig findet eine fortlaufende Prüfung der Membranintegrität durch Trübungsmessung und Partikelzählung statt.
Ziel der Untersuchung ist sowohl ein verbessertes Verständnis der mikroskopischen Vorgänge bei der Reinigung als auch die Erkenntnis von Optimierungsmöglichkeiten in großtechnischen Anlagen zur Trinkwasserfiltration.

• Untersuchungen zur Kavitation und Reinigung bei Megaschall [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Otto, T. Nowak, R. Mettin, F. Holsteyns and A. Lippert
[A]

While ultrasonic cleaning is well established as a major application of cavitation, the detailed mechanisms and the optimization of parameters are still under investigation. This is true in particular for the higher frequency range, where more gentle cleaning of surfaces can be achieved, and where the treatment of nanostructured material is within the scope. We report on experimental investigations of megasound cavitation characteristics and effects with respect to surface cleaning and erosion. The methods include visual bubble observations, luminescence measurements, and acoustic measurements.

• Frequenzskalierung von Doppelschicht-Kavitationsstrukturen [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Nowak, R. Mettin, W. Lauterborn and F. Holsteyns
[A]

Kavitationsstrukturen und -effekte werden bei verschiedenen Anregungsfrequenzen untersucht. Hierfür wurden z.T spezifische Wandler hergestellt, um die Schallfeldgeometrie mit der Wellenlänge zu skalieren und deren Einfluss jeweils möglichst ähnlich zu gestalten. Untersuchungsmethoden sind Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, Lumineszenz- und akustische Emissionsmessungen sowie Reinigungs- und Erosionstests. Erste Ergebnisse zeigen einen Bereich, in dem eine gewisse Skalierbarkeit mit der Wellenlänge gegeben ist. Damit könnte man eventuell zu sehr hohen Frequenzen, bei denen die aktiven Blasen nicht mehr beobachtbar sind, extrapolieren.

• Dynamik wechselwirkender Blasen bei akustischer Kavitation [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Pluta, U. Parlitz, R. Mettin and W. Lauterborn
[A]

Ein Modell zur Beschreibung der Blasendynamik bei der akustischen Kavitation muss sowohl die Kopplung zwischen dem Schwingungs-und Translationsverhalten (z.B. primäre Bjerkneskraft) der einzelnen Blasen als auch die Wechselwirkungen untereinander (sekundäre Bjerkneskraft, Schallabstrahlung) berücksichtigen. In numerischen Simulationen werden die Einflüsse der verschiedenen Wechselwirkungen auf die Dynamik eines Mehrblasensystems und die dadurch auftretenden Bewegungsmuster untersucht. Zunächst wird die radiale Pulsationsdynamik akustisch angeregter, sphärischer Gasblasen in einem viskosen, schwach kompressiblen Fluid mit Hilfe linearisierter Keller-Miksis-Gleichungen über ein gekoppeltes System von gedämpften getriebenen harmonischen Oszillatoren beschrieben. Anschließend wird die Auswirkung einer zeitverzögerten Kopplung sowie nichtlineare Schwingungen untersucht.

• Experimentelle Beobachtung der sprunghaften Blasenbewegung in Kavitationsfeldern [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Mettin and T. Nowak
[A]

Oszillierende Blasen, die in einem Schallfeld eine Translation ausführen, sollten eine unstete Bewegung zeigen: durch die Impulserhaltung der umströmenden Flüssigkeit wird die Blase in ihrer Kollapsphase beschleunigt und während des Aufschwingens abgebremst. Während der Effekt theoretisch wohlbekannt ist und auch an größeren Blasen in speziellen Aufbauten untersucht wurde, ist den Autoren keine direkte Beobachtung in kavitierenden Blasenfeldern bekannt. Wir zeigen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, in denen die sprunghafte Bewegung für einzelne Blasen sichtbar wird. Die gemessenen Blasengrößen und -geschwindigkeiten werden mit Modellen der Blasentranslation verglichen und insbesondere in Hinsicht auf Blasenstabilität untersucht.

Metze, F.

• Information discovery using distant speech recognition [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  F. Metze
[A]

Continuous incremental improvements of basic technologies lead to the wide-scale deployment of automatic speech recognition (ASR) applications such as dictation or speech dialog systems several years ago. The business case however is usually based on efficiency, instead of an added value for the user such as new services or an improved experience.

This is due to the fact that ASR is still not mature enough for applications which require either very low word error rates or the parsing of complete utterances, particularly if audio quality is generally low. Still, even moderately accurate speech recognition can be very useful in 'walk in' situations and for 'topic spotting' applications: here, ASR using distant microphones represents a non-intrusive technology which can be used as a barrier-free modality to initiate interaction of users with multi-modal devices, for example information kiosks. An ASR enabled kiosk could detect conversations matching its domain in its vicinity and proactively invite users to explore its contents by non-disturbing methods, for example by flashing pictures of products or exhibits on the screen. Once the initial discovery of information is achieved by ASR, further interaction could happen via touch or keyboard for robustness and speed.

In this paper we therefore describe recent work focusing on distant speech recognition as an enabler for multi-modal interaction with devices, allowing easy discovery of devices, capabilities, and content by non-expert users.

Metzen, H.A.

• Die praktische Umsetzung eines Konzepts zur monetären Bewertung von Lärmschutzmaßnahmen [DAGA 2003 (Aachen)]
  H.A. Metzen and W. Probst
[A]

Wenn primäre Lärmschutzmaßnahmen wie lärmmindernde Fahrbahnbeläge oder sekundäre Maßnahmen wie Abschirmwände zur Lärmminderung an Verkehrswegen geplant sind, ist es oft erforderlich, die hierdurch erreichte Verbesserung zu den Kos-ten der Maßnahme in Beziehung zu setzen. Soll eine derartige Bewertung auf der Basis von Kosten erfolgen, so kommt es darauf an, den Nutzen durch die Verringe-rung der Geräuschimmission in bewohnten Gebieten als Wertsteigerung zu quantifi-zieren. Vom BUWAL -Schweiz - ist hierzu ein Verfahren vorgelegt worden, welches die Ab-hängigkeit der Mietpreise von Wohnungen als Basis einer derartigen Bewertung verwendet. Dieses Verfahren ist umgesetzt worden und steht nunmehr zur monetä-ren Bewertung von beliebig komplexen Lärmszenarien und von Lärmschutzpro-grammen zur verfügung. Das Verfahren geht von einer Mietwertänderung pro m Wohnfläche und pro dB Än-derung des Beurteilungspegels aus. Die maximale Wohnfläche eines Gebiets ergibt sich aus der Gebietsgröße und der GFZ (Geschoßflächenzahl). Soll nun die Nutz-wertsteigerung durch eine beliebige Kombination von Lärmschutzmaßnahmen beur-teilt werden, so wird sowohl für den Status Quo wie auch für den Planungszustand nach Durchführung eine Lärmkarte für den gesamten Planungsumgriff berechnet. Bei der Bewertungsrechnung wird nun für jedes Rasterelement die Wertsteigerung und durch Summation für das gesamte Gebiet der monetäre Nutzen ermittelt. Das Verfahren wird an einer realen Planungssituation demonstriert.

• Methodik zur Bestimmung der Lärmbelastung in Städten nach der EU-Umgebungsrichtline [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Probst and H.A. Metzen
[A]

Gemäß Maschinenrichtlinie sind die Hersteller von Maschinen verpflichtet, die Ge-räuschemission der von ihnen in Verkehr gebrachten Maschinen anzugeben. Die Praxis zeigt, dass vor allem Hersteller großer Maschinen dazu neigen, sich bei dieser Angabe auf den Emissions-Schalldruckpegel zu beschränken und den Schallleis-tungspegel als nicht hilfreich oder zu aufwändig bei der Ermittlung darzustellen. Es wird gezeigt, dass die Bestimmung des Schallpegels am Arbeitsplatz und die An-wendung einer Umgebungskorrektur ohnehin eine zusätzliche Bestimmung des Schallleistungspegels direkt oder indirekt erfordert, weil diese Umgebungskorrektur von der Differenz Schallleistungspegel-Arbeitsplatzschallpegel abhängt. Es kann a-ber auch gezeigt werden, dass aufgrund einer Einschätzung der Maschinenstruktur in vielen Fällen auf diese Bestimmung des Schallleistungspegels verzichtet und der Emissions-Schalldruckpegel somit über eine einzige Pegelbestimmung ermittelt wer-den kann. Dies eröffnet die Möglichkeit, maschinenspezifische Festlegungen zu tref-fen, die eine wesentliche Reduzierung des mit der Geräuschangabe und -nachprüfung verbundenen Aufwands zur Folge haben. Die entsprechenden, im Auf-trag der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin untersuchten Techniken werden erläutert.

• Radiation Factor Correction when calculating Flanking Transmission [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H.A. Metzen
[A]

The calculation scheme in EN 12354-1 and -2 calculates the flanking transmission index Rij from the sound reduction indeces Ri and Rj of the elements in each transmission path. These sound reduction indeces result mostly from tests performed in transmission suites according to ISO 140. This procedure leads to an overestimation of the flanking transmission caused by the difference in the radiation factor for forced and free bending waves. When predicting sound insulation it is would be useful to apply a correction to account for the different radiation efficiency below the critical frequency. Approaches to consider this effect are discussed and compared with measured data. Data from fields measurements are presented to judge whether the proposed correction increases the accuray of the predictions in different building situations.

• Exigence of Sound Insulation Measures in the Vicinity of Airports and Traffic Routes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H.A. Metzen
[A]

In noise mapping projects, the assessment of the noise levels is intended to result in actions to reduce the noise impact for the inhabitants in the investigated area. This aim has already been part of national regulations on noise immission maps and is emphasised by the EC-directive on Environmental Noise. Possible actions comprise besides traffic and land-use planning, measures at the sources also the reduction of sound transmission by improving the sound insulation of facades of buildings. This objective can be handled by software techniques evaluating the facade levels and the sound reduction index of the facade elements. For rough estimations the performance of windows is used to assess which buildings in the area need further treatment or even a complete reinstallation. When a more detailed study is required the building facade composed of different parts (e.g. facade, window, air intake) can be modelled in detail making use of the outdoor level as calculated with the noise mapping software. This procedure is quite useful when national building regulations specify a maximum or mean indoor level as performance parameter. This paper discusses strategies and techniques focussing on noise mapping projects in the vicinity of airports and traffic routes.

• Zur Angabe der Unsicherheit bei großräumigen Lärmkartierungsprojekten [DAGA 2005 (München)]
  H.A. Metzen
[A]

In der Technischen Anleitung zum Schutz gegen Lärm (TA Lärm) werden bei Immissionsprognosen Angaben zur Unsicherheit der berechneten Pegel gefordert. Aber auch bei grossflächigen Lärmkartierungsprojekten ist die Angabe der Unsicherheit der berechneten Lärmverteilung von grundsätzlichem Interesse. Bei Einbeziehung der Unsicherheit in die Lärmkartierung erhält man eine Aussage über die Rasterpegelwerte, die z.B. auf einem 95%-igen Vertrauensniveau nicht überschritten werden. Diese Maximalwertabschätzung beinflusst die Pegelverteilung und damit die ggf. zu ermittelnden Einwohnerzahlen in den einzelnen Pegelbereichen. Bei der Prognose von Industrielärm kann die Unsicherheit der Emissionskennwerte aus den Angaben zur Streuung des Schallleistungspegels nach DIN EN ISO 3741 bis 3747 abgeleitet werden. Eine Schwierigkeit besteht darin, Streuungen für parametrisierte Quellen wie Straßen- und Schienenverkehr anzugeben. Aus der Kenntnis von Messergebnissen an Verkehrswegen können Annahmen über deren Streuung abgeleitet werden. Neben den Grundlagen zur Unsicherheit wird schwerpunktmäßig die Anwendung des Konzeptes der Unsicherheit bei Lärmkartierungsprojekten beispielhaft aufgezeigt. Möglichkeiten zur Überprüfung der prognostizierten Streuungen werden dargestellt. So kann durch Übernahme von Meßdaten von automatisch registrierenden Meßstationen in das Berechnungsmodell die Genauigkeit der Immissionsprognose erhöht werden. Es werden dynamische Lärmkarten erzeugt, die auf die aktuell gemessene Verkehrslärmemission Bezug nehmen.

• Kombinierte Berechnung und Beurteilung von Lärm- und Luftschadstoffimmissionen bei Straßen und Industrieanlagen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  H.A. Metzen and I. Dormuth
[A]

Die EU-Umgebungslärmrichtlinie 2002/49/EC sowie die EU-Richtlinien 1999/30/EC und 2000/69/EC zu einzuhaltenden Luftschadstoffkonzentrationen in der Umgebungsluft verpflichten Städte und Kommunen zur Überprüfung und Einhaltung von Grenzwerten zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen. Die hierbei einzuhaltenden Fristen erfordern eine effektive Projektplanung bei der Beschaffung der Ausgangsdaten, der Erstellung des digitalen Stadtmodells und der eigentlichen Berechnung. Eine erhebliche Zeitersparnis kann durch Verwendung des einmal erstellten digitalen Stadtmodells sowohl für die Lärm-, als auch für die Luftschadstoffprognose realisiert werden. Auch bei der Planung von Industrieanlagen erfolgt die Berechnung und Beurteilung sowohl der Lärm-, als auch der Luftschadstoffimmissionen auf Grundlage eines gemeinsamen digitalen Modells. Es werden die Möglichkeiten zur Umsetzung dieses Konzepts anhand von konkreten Planungsbeispielen erläutert. Zudem wird auf die Grundlagen der Modellierung der Luftschadstoffausbreitung unter Verwendung des Modells AUSTAL2000 eingegangen.

• Berechnung des Schallschutzes im Holz-/Leichtbau - Möglichkeiten zur Verbesserung der Prognosegenauigkeit [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H.A. Metzen
[A]

Die Berechnungsmodelle zur Luft- und Trittschalldämmung nach DIN EN 12354-1 und -2 sind für den Massivbau inzwischen erprobt und hinsichtlich ihrer Prognosegenauigkeit beschreibbar. Demgegenüber können gegenwärtig die Berechnungsergebnisse für Gebäude in Holz- und Leichtbauweise bei Einbeziehung von Stoßstellendaten nur als erste Näherung betrachtet werden, da verschiedene Effekte bisher vernachlässigt werden. Das Modell verwendet zur Berechnung des Flankendämm-Maßes Rij die Trenndämmmaße aus üblichen ISO-konformen Wand- und Deckenprüfständen. Insbesondere bei mehrlagigen Leichtkonstruktionen treten Unterschiede im Übertragungsverhalten auf, die bei der Trenndämmmaß-Prüfung prinzipiell nicht miterfasst werden können. Dazu gehören die Korrektur der Abstrahlgrade für erzwungene und freie Anregung, die Höhe der empfangsseitigen Bauteildämpfung über dem Abstand von der Stoßstelle, die Anisotropie des Bauteils infolge von Stützen, Ständern und Balken, sowie Mehrfachübertragungswege an Stoßstellen zwischen Leichtbauteilen, die durch die Schnellemessung auf den äußeren Platten nicht separat erfasst und daher zahlenmäßig nicht beschrieben werden können. Der Vortrag stellt - auch vor dem Hintergrund der kürzlich begonnenen Arbeiten in CEN/TC126/WG2/AHG3 - den Stand der Erkenntnisse dar und zeigt mögliche Lösungswege auf, um diese Einflüsse zukünftig zu berücksichtigen.

Metzner, J.

• Modellhafte Nachbildung und Analyse der Ersatzlaute eines Bauchredners [DAGA 2005 (München)]
  J. Metzner, M. Schmittfull and K. Schnell
[A]

Die Kunst des Bauchredens besteht darin, dass ohne merkliche Lippen- und Kieferbewegungen gesprochen wird. Da dies der natürlichen Sprechweise insbesondere bei den Lauten [b, p, m, v, f] widerspricht, müssen diese durch Ersatzlaute substituiert werden.

Die Ersatzlaute werden modellhaft mit Hilfe des artikulatorischen Sprechtraktmodells Tractsyn von P. Birkholz nachgebildet und analysiert. Die Ergebnisse werden mit Analysen realer Sprachsignale eines professionellen Bauchredners verglichen. Bei den Analysen wird insbesondere auf die Bewegungen und Lagen der Formanten geachtet, um die Qualität der Ersatzlaute objektiv beurteilen zu können.

Die Realisierbarkeit des Bauchredens wirft auch die allgemeine Fragestellung auf, wie und ob perzeptiv gleiche Laute durch unterschiedliche Vokaltraktstellungen erzielbar sind. Hierbei zeigt sich, dass nur der für das Sprachverstehen relevante Spektralbereich bedeutend ist. Die Untersuchungen deuten darauf hin, dass die Ersatzlaute in erster Linie die untersten Formanten der nachzubildenden Laute approximieren.

Ein reales Modell der Vokaltraktstellungen zur Simulation der Nasallaute [m], [n] und den Ersatzlauten [m'], [m''] wurde angefertigt und wird bei der Tagung vorgestellt. Zur Fertigung des Modells wurde die Geometrie des Sprechtrakts für [m] nachgebildet und in Gips gegossen, welche durch Einlagen modifiziert werden kann. Die stimmhafte Anregung erfolgt entweder mittels eines Ballons oder eines speziellen Lautsprechers.

Meunier, N.

• Das Normungsvorhaben zur direkten Vermessung der Schienenrauheit [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Eichenlaub and N. Meunier
[A]

Die Schallemission von Eisenbahnfahrzeugen wird über einen weiten Bereich der Fahrgeschwindigkeiten von der Geräuschentstehung am Rad-Schiene-Kontakt bestimmt. Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass diese durch die Gesamtamplitude der Oberflächenrauheiten von Rad und Schiene und ihre spektrale Verteilung festgelegt wird. Um den Einfluss des Fahrweges bei der Messung von Schienenfahrzeuggeräuschen zu minimieren, geben die technischen Spezifikationen für Interoperabilität (TSI's) Obergrenzen für Schienenrauheiten des Referenzgleises an, bis zu der Typtests durchgeführt werden können. Im Bezug auf diesen TSI's wurde festgestellt, dass das in der Norm ''DIN EN ISO 3095:2005-11 Messung der Geräuschemission von spurgebundenen Fahrzeugen'' beschriebe Mess- und Auswerteverfahren der Schienenfahrflächenrauheit genauer und ausführlicher spezifiziert werden muss. Zu diesem Zweck wurde von dem europäischen Komitee für Normung (CEN) TC 256, WG 3 2005 im Auftrag der europäischen Kommission ein Normentwurf erarbeitet, der Datenerfassung und -verarbeitung regeln soll. Der Vortrag stellt diesen Normentwurf vor.

• 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.

• Vorschriften zur Messung instationärer Kurvengeräusche von Schienenfahrzeugen [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Eichenlaub and N. Meunier
[A]

Bei der Geradeausfahrt entstehen Rad-Schiene-Geräusche durch das Abrollen der Radlauffläche auf der Schienenfahrfläche. Dabei wird das Rollgeräusch von der Rauheit der Kontaktflächen bestimmt. Beim Befahren enger Kurven werden dem Abrollen Gleitvorgänge überlagert, die weitere nicht stationäre, zumeist tonhaltige Schallemissionen verursachen. In der Vergangenheit gab es bereits eine Vielzahl von Einzeluntersuchungen von Kurvengeräuschen, die jeweils der Klärung spezieller Fragestellungen dienten. Der Vortrag stellt anhand von Beispielen dar, wie weit diese Arbeiten untereinander vergleichbar sind und welche Schlüsse für das Abfassen einer einheitlichen Messvorschrift gezogen werden können. Eine Untersuchung, die auf Basis des im Rahmen des Projekts ''UIC Combatting Curve Squeal'' entstandenen Messvorschriftenentwurfes von TNO durchgeführt wurde, wird vertiefend dargestellt. Insbesondere wird dabei die notwendige Abwägung zwischen einer möglichst einfachen Gestaltung der Messungen und der erzielbaren Qualität der Messdaten untersucht.

Meunier, S.

• Annoyance and loudness of pure tones in noise: application to active control of fan noise [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Meunier, G. Rabau and E. Friot
[A]

The aim of the work reported here is to study the perception of hissing or booming in noise. These kinds of noises are known to be very annoying. They are composed of a background noise, to which a pure-tone signal is added. If the frequency of the pure tone is high, a hissing is heard , if it is low, a booming is heard. Many studies have been done on the perception of pure tones in noise, especially by R. Hellman and by H. Fastl and his team for applications. In this paper we will focus on a particular application which is active noise control of aircraft fan noise. In the study, the fan noise was composed of a pure tone at around 1.8 kHz with a high level, in a broad band noise, with weaker pure-tone components at other frequencies. By active control, the peak at 1.8 kHz can be eliminated. First, we made experiments to quantify annoyance in different cases : 1- different sounds were synthesized that were composed of pure tones of different frequencies added to a white noise. 2- a sound was synthesized that was composed of a pure tone at 1.8 kHz added to a low-pass noise. 3- noises were recorded on a fan engine in a groundtest facility with and without control. Secondly, the perceptual benefit of the control has been evaluated. In the end, the perceptual mechanisms involved when listening to hissing or booming sounds are studied in terms of masking and masked loudness.

• Perceptual and physical evaluation of loudspeakers [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Lavandier, P. Herzog and S. Meunier
[A]

Normalized measurements used nowadays to compare loudspeakers are only based on a few physical characteristics (frequency response, directivity, sensibility,...). The perception of reproduced sound is not considered, although listening is the final goal of audio sources. Without tools to assess the perceived result of their work, audio professionals are restricted in the improvements that they could give to their products.

Aiming to a wider evaluation of reproduced sound, we decided to evaluate a panel of loudspeakers in two parallel ways : objective measurements and perceptive ones. The 'objective' study involves advanced physical measurements and signal processing, such as correlation, transfer, and time-frequency analysis which should allow a more accurate characterization of the sound radiated by loudspeakers. The 'perceptive'' study is based on psychoacoustical measurements. Perceptive attributes are determined that are responsible for our evaluation of an audio source. The goal of our research is to find correlations between the dimensions revealed by these two types of measurements.

First, we will present the experimental protocol chosen. It is compatible with both physical and psychoacoustical measurements as we want to correlate their results. It allows to compare different loudspeakers, at the same position in an usual room, during a unique set of the psychoacoustical experiment. Secondly, the first results of the two types of measurements will be shown. They focus on the study of the restitution of timbre so the spatial dimension of sound reproduction will not be considered here. At the end, both measurement will be compared.

• Can we hear the complexity of vibrating plates ? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Demirdjian, D. Habault, S. Meunier and G. Canévet
[A]

The present work is related to the field of psychomechanics, the aim of which is to establish correlations between acoustical and perceptual attributes of sounds radiated by a vibrating structure and the mechanical parameters of that structure.

As a case study, we examine the vibrations of a plate excited by a transient point force. This raises an optimization problem for sound synthesis, since we need to find a compromise between the level of accuracy (and time cost) required for a valid modeling of the plate, and the perceptual realism of the synthesized sounds resulting from the corresponding calculations.

Two main aspects are considered. Firstly, we wished to know whether a plate with a variable thickness can be modeled by a constant-thickness plate that would be equivalent, from a perceptual point of view, in terms of the radiated sounds. If so, such equivalence would greatly reduce the complexity of the model. We performed calculations on both types of plates, and ran psychoacoustic tests on the respective sounds to evaluate their similarity. Perceptual criteria could be identified, that allowed us to define an ''equivalent thickness''. Secondly, we recorded acoustic impact responses of actual plates, with constant thickness, and then compared the recorded sounds to the synthetic sounds produced by our model, again using psychoacoustic tests of similarity. These tests help to determine which parameters are relevant for auditory similarity, and thus provide hints for improving or optimizing our theoretical models.

Meyendorf, N.

• Detection of subsurface structures by use of the atomic force acoustic microscopy technique [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Kopycinska-Müller, A. Striegler, B. Bendjus, B. Köhler and N. Meyendorf
[A]

Atomic force acoustic microscopy (AFAM) method is a dynamic enhancement of atomic force microscopy (AFM) technique that is capable of detection and evaluation of elastic properties of materials. The AFAM technique is a contact based method and as such provides information on the samples elastic properties from a certain sample volume compressed under an AFM tip. Therefore, it is possible to use this technique to detect subsurface defects. Calculations based on theoretical models for contact mechanics indicate that it is possible to detect subsurface structures at depths equal three to five times of the tip-sample contact radius, depending on the mismatch in the elastic modulus of the surface and the defect. Thus, in standard AFAM measurements we can detect defects buried at 50 nm to 150 nm. A set of nine square membranes 3,7 x 3,7 m large, with thicknesses increasing in 30 nm steps from 30 nm to 270 nm was dry etched in silicon. AFAM images obtained on this sample showed all the membranes. The estimated tip-sample contact radius was approximately 10 nm, which indicates that mechanisms other than contact mechanics were involved in the imaging process.

Meyer, A.

• Dreidimensionale akustische Kartierungen mit kugelförmigen Mikrofonarrays [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Döbler and A. Meyer
[A]

Beamformingsysteme zur schnellen, bildgebenden Analyse von komplexen Schallquellen sind seit einigen Jahren auch in der industriellen Anwendung Stand der Technik. Vereinfachend wird dabei angenommen, dass sich die zu analysierenden Schallquellen in einer Ebene vor dem Array befinden. Reale Objekte hingegen weisen häufig komplex tiefenstrukturierte Oberflächen und demnach auch tiefenstrukturierte Schallquellen auf, so dass bei der Approximation auf eine Ebene Messfehler auftreten, die sich in Form von Pegelverfälschungen, verzerrter Lokalisation und Aliasingeffekten im Messergebnis manifestieren. In Innenräumen ist mit der Kartierung auf nur einer Ebene das Schallfeld nicht komplett zu erfassen. Mit herkömmlichen, zweidimensionalen Arrays ist eine 3D-Kartierung nur eingeschränkt möglich. Zur Aufhebung dieser Einschränkungen ist in der GFaI die dreidimensionale akustische Kartierung entwickelt worden. Im Beitrag werden zunächst die Anforderungen an die Arraygeometrie und die weitere erforderliche Hardware vorgestellt. Die Erweiterung des Beamforming auf dreidimensionale Oberflächen erfordert ein entspechendes 3D-Modell. Es wird dargestellt, welchen Ansprüchen dieses Modell genügen muss, wie die Koordinaten des Arrays bezüglich des 3D-Modells einfach und praxistauglich ermittelt werden können und welche Anpassungen der Algorithmen zur Kartierung erforderlich sind. Es folgt eine Gegenüberstellung von zwei- und dreidimensionaler Kartierung, eine Diskussion der Vor- und Nachteile sowie der möglichen Messfehler anhand von Anwendungsbeispielen.

Meyer, B.

• Phonemverwechslungen bei menschlicher und automatischer Spracherkennung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Meyer, T. Brand and B. Kollmeier
[A]

Automatic speech recognition (ASR) has seen many advances in the last years, but the large gap between recognition of spoken language by humans and machines still prevents it from everyday use. The extraordinary performance of the human auditory system motivates our work, led by the idea to increase the performance of automatic recognition by following the biological blueprint.
A comparison between ASR and human speech recognition (HSR) is established, which may be beneficial to identify sources of errors and improve feature extraction in ASR. HSR and ASR experiments are performed on the Oldenburg Logatome Corpus (OLLO). OLLO consists of nonsense syllables, which ensures that listeners cannot employ context knowledge. This contributes to a fair comparison and helps to distinguish between effects of imperfect feature extraction and language models. The comparison includes two different kinds of signals presented to human listeners: Firstly, noisy speech samples are converted to mel-frequency cepstral coeffiencts (MFCCs), the most common ASR features. These features are resynthesized, with information about voicing and fundamental frequency being discarded. Secondly, the original signals with added noise are presented, which is used to evaluate the loss of information caused by the process of resynthesis.
Data analysis is performed utilizing confusion matrices for phonemes and for the phonetic features voicing, manner and place of articulation. Information transmission scores are calculated to estimate the importance of different information channels. The analysis shows that different error patterns emerge for ASR and HSR with the original and the resynthesized signals, which suggests modifications to the MFCC feature extraction.

Meyer, J.

• Mikrofonpositionierung bei Mikrofon-Arrays für Hörgeräte [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Meyer
[A]

Es hat sich gezeigt, dass durch den Einsatz von Mikrofon-Arrays in Hörgeräten die Sprachverständlichkeit erhöht werden kann. Dies bringt jedoch auch einige Probleme mit sich. Dieser Beitrag setzt sich mit der Problematik auseinander, dass für ein am Kopf betriebenes Mikrofon-Array die Freifeldbedingung für das akustische Schallfeld nicht mehr gültig ist. Diese wird aber bei den meisten Design Methoden für eine fixe Richtcharakteristik vorausgesetzt. Die Konsequenz ist eine von der gewünschten Charakteristik abweichende realisierte Charakteristik. Es wird gezeigt, dass diese modelliert werden kann als Überlagerung der gewünschten Freifeld-Charakteristik und einer ''Fehlercharakteristik''. Letztere hängt ab von der Position der einzelnen Sensoren, deren Freifeldcharakteristik ( Kugel, Kardioide,...), der Kopfform und -größe und der Frequenz der einfallenden Schallwelle. Der Einfluss dieser Faktoren auf die Charakteristik wird näher analysiert. Hierzu wurden theoretische Untersuchungen durchgeführt. Diese werden unterstützt von Simulationen und Messungen. Es wird gezeigt, dass durch Einbeziehung des akustischen Streufeldes in den Designprozess die Übereinstimmung zwischen gewünschter und realisierter Richtcharakteristik verbessert werden kann (zur Orientierung: Eine Beispielsimulation ergab z.B. eine Verringerung der maximalen Abweichung in der vorderen Halbebene von 9 dB auf 4 dB). Ausserdem kann man durch geeignete Wahl der Mikrofonpositionen den Einfluss der Fehlercharakteristik gering halten.

• Zur Akustik in Johann Sebastian Bachs Kirchen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Meyer
[A]

Die akustischen Verhältnisse in Kirchen werden nicht nur durch die Länge der Nachhallzeit, sondern insbesondere durch deren Frequenzverlauf geprägt. In einer repräsentativen Zusammenstellung von Meßergebnissen aus etwa 50 gotischen und 40 barocken Kirchen werden die baustil-typischen Eigenarten beider Gruppen verglichen. Auf dieser Grundlage werden einige Kirchen, die in J. S. Bachs Leben eine wichtige Rolle gespielt haben, mit rekonstruierten Nachhallkurven für Bachs Zeit in ihrer klanglichen Wirkung diskutiert. Da zu gehören u. a. Kirchen in Ohrdruf, Lüneburg, Arnstadt und Mühlhausen. Lange Nachhallzeiten führen zwangsläufig zu relativ langen Einschwingzeiten des statischen Schallfeldes im Raum. Deshalb kommt den ersten Reflexionen eine besondere Bedeutung zu. In gotischen Kirchen treffen diese vielfach in zwei Gruppen ein: zunächst höherfrequente Reflexionen von den Säulen und Pfeilern und erst später die tieferfrequenten Reflexionen von den Seitenwänden. Die Grenze für eine weitgehend vollständige Reflexionen durch die Säulen liegt in gotischen Kirchen typischerweise in der Größenordnung um 1300 bis 1400 Hz, eine weitgehend vollständige Beugung um die Säulen herum tritt etwa unterhalb 300 Hz auf. Zwischen diesen Grenzen nimmt mit steigender Frequenz die Beugung ab und die Reflexion zu. Dieser Effekt verlängert noch zusätzlich die Einschwingzeit der tiefen Tonlagen und unterstützt damit den von Bach geschätzten ''gravitätischen'' Orgelklang.

• Wechselbeziehungen zwischen Orgel und Raumakustik [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Meyer
[A]

Wie kein anderes Musikinstrument ist die Orgel stets als ein individuelles Instrument an einen individuellen Raum gekoppelt. Dies ermöglicht und verlangt eine Anpassung der Orgel an die raumakustischen Gegebenheiten. Zwei Gesichtspunkte dazu sollen näher betrachtet werden. Zum einen ist für eine ausgeglichene Klangwirkung der tiefen Tonlagen eine hinreichende Resonanzdichte des Raumes erforderlich. Da die Anzahl der Eigenresonanzen pro Frequenzintervall proportional zum Volumen ist und mit der 3. Potenz der Frequenz ansteigt, ergeben sich insbesondere für kleinere Räume Probleme, wenn für tiefe Orgeltöne die nächste Raumresonanz zu weit ab liegt. Macht man zur Bedingung, dass (zumindest statistisch) 5 Raumresonanzen in ein Halbtonintervall fallen, die nächstliegende Resonanz also nicht mehr als 10 cent vom Pfeifengrundton entfernt ist, läßt sich daraus eine untere Grenzfrequenz für eine sinnvolle Disposition ableiten. Unter diesem Aspekt kann der Substitution eines 32'-Registers durch ein 16'- und ein 10 2/3'-Register besondere Bedeutung zukommen. Zum anderen hängt die klangliche Wirkung hoher Frequenzen in starkem Maße von den ersten Raumreflexionen ab, insbesondere wenn der Direktschall in seiner freien Ausbreitung beispielsweise durch eine Emporenbrüstung behindert wird. Neben den auf höhere Frequenzen beschränkten Reflexionen von Säulen und Pfeilern spielen dabei die Decken- bzw. Gewölbereflexionen eine wichtige Rolle. Denn sie können den Schall je nach Art des Gewölbes über die volle Länge des Raumes fortleiten (ebene Decken, Tonnengewölbe,Kreuzgewölbe mit geraden Scheitellinien) oder auf kleinere Raumbereiche beschränken (z.B. sog. gebuste Kreuzgewölbe), was hinsichtlich der Schärfe der Pfeifenintonation zu beachten ist.

• Musical Acoustics - Topics and Aims [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Meyer
[A]

If the old Greek philosopher Aristoteles once said: The beginning of all science is the surprise, that things are as they are'', this seems to be true particularly for musical acoustics. It is not only the fact that musical instruments work with a high degree of nuances, even if they had been developed empirically without any knowledge of their physical function. There are also the aesthetic aspects like the ranking of quality. Just this interaction between physical processes and the human sensation affects the particular appeal of musical acoustics - a research field that is comprised of much more than only the physics of musical instruments. However during his research, the author often has been asked ''Why or for whom are you doing that?'' That might be reason enough to comprehend the topics and aims of musical acoustics. And it might be allowed to express the title in German according to Friedrich Schiller's inauguration lecture at the University of Jena ''Was ist und zu welchem Ende studiert man musikalische Akustik?'' Schiller has spoken about the interdisciplinary aspects of history, and interdisciplinary aspects of musical acoustics shall be the focal point of this paper.

• Die St. Michaelis-Kirche in Lüneburg - ein Beispiel für akustische Veränderungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Meyer
[A]

Die St. Michaelis-Kirche in Lüneburg stammt aus der Epoche der norddeutschen Backsteingotik. Nach der Reformation wurde sie mit umfangreichen Holzeinbauten ausgestattet, wie durch ein detailliertes Gemälde um 1700 dokumentiert worden ist. Diese Einbauten wurden später wieder entfernt und ein porenschließender Wandanstrich aufgebracht. Im Rahmen einer notwendigen Gewölbesanierung kam jetzt - insbesondere auch im Hinblick auf große musikalische Veranstaltungen - der Wunsch nach einer Verbesserung der akustischen Verhältnisse in dem sehr halligen Raum auf. Dabei sollte die Nachhallzeit jenes Bauzustandes, den J. S. Bach als Michaelis-Schüler erlebt hatte, als Zielvorgabe gelten. Ausgehend von einer Nachhallmessung im Jahre 2000, bei der sich rund 500 m Schutznetze mit Staubablagerungen unterhalb der brüchigen Gewölbe befanden, wurde die Nachhallzeit auf den Zustand um 1700 zurückgerechnet. Dabei ergab sich für den unbesetzten Raum bei mittleren Frequenzen ein Wert von knapp 5 s und ein deutlicher Abfall zu tiefen Frequenzen. Die auch unter denkmalpflegerischen Gesichtspunkten vertretbaren Maßnahmen zur Reduzierung der aktuellen Nachhallzeit von über 7 s, insbesondere der Einsatz textiler Doppelsegel mit einem Abstand von etwa 20 cm zwischen den Stoffbahnen, werden vorgestellt und die erreichten Ergebnisse sowohl unter dem Gesichtspunkt der baustiltypischen Nachhallzeit für Backsteingotik als auch im Hinblick auf die Nutzung des Raumes diskutiert.

Meyer, O.

• Ableitung von Testszenarien für Spracherkenner und Sprachdialogssysteme aus einer Nutzerstudie [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Seitz, N. Künstner and O. Meyer
[A]

Derzeit werden vermehrt Sprachdialogsysteme zur Steuerung von Komponenten im Fahrzeug eingesetzt. Die Funktionsauswahl erfolgt typischerweise anhand einer Menüführung. Die Rahmenbedingungen während einer kundentypischen Sprachinteraktion (z.B. Geschwindigkeit, Störgeräusch, Verkehrsdichte) und das Verhalten des Nutzers sowie dessen Verhaltensanpassung an ein Dialogsystem sind im Kraftfahrzeug z.Zt. nicht umfassend untersucht. Der Test von ASR Systemen im Realfahrzeug wird heutzutage mit nutzungsuntypischen Szenarien durchgeführt. Es wird eine Nutzerstudie vorgestellt, die basierend auf einem Seriensystem, akustische Parameter für automatisierte Tests von Spracherkennern als auch Sprachdialogsystemen ableitet.

Meyer, R.

• Sequentielle Monte-Carlo-Verfahren zur Grundfrequenerkennung überlagerter realer und synthetischer Vokale [DAGA 2005 (München)]
  R. Meyer, J. Nix and V. Hohmann
[A]

Der Mensch kann Sprache auch in schwierigen akustischen Situationen sehr robust identifizieren und verstehen. Psychoakustische Messungen zeigen, dass Menschen dabei eine Vielzahl unterschiedlicher Signalmerkmale, wie z.B. Grundfrequenz und Schalleinfallsrichtung zur akustischen Szenenanalyse (Auditory Scene Analysis, ASA) nutzen. Computermodelle (Computational Auditory Scene Analysis, CASA) zur Nachbildung dieser Fähigkeit existieren bereits, nutzen aber meist nur einzelne Merkmale. Modelle, die verschiedene Merkmale kombinieren, sind bisher nur rudimentär entwickelt. Des Weiteren scheint das Gehör Modelle der Dynamik der Quellen zu nutzen. Verfahren, die dies berücksichtigen, fehlen bisher ebenfalls weitgehend. Eine Möglichkeit, sowohl die Kombination der verschiedenen Signalmerkmale, als auch den Einbezug der Quellendynamik zu realisieren, bieten die Sequentiellen-Monte-Carlo-Filter (SMC-Filter). Die dieser Arbeit zugrunde liegende Hypothese ist, dass das Gehör die Grundfrequenz als primären Parameter zur Verbindung spektraler Anteile nutzt. In diesem Beitrag wird ein Verfahren zu Grundfrequenzbestimmung und -verfolgung von zwei überlagerten Sprechern auf der Grundlage eines SMC-Filters vorgeschlagen. Es wird ein Verfahren zur Messung der zwei wahren Grundperioden beschrieben. Die für den SMC-Filter notwendige, empirisch bestimmte Quellendynamik wird gezeigt. Die Kombination der Messung mit der Quellendynamik übernimmt der SMC-Filter. Es werden Ergebnisse dieses Algorithmus für die Überlagerung realer und synthetischer Vokale gezeigt. Die Kombination weiterer Signalmerkmale in den bestehenden Algorithmus, insbesondere die Integration der Schalleinfallsrichtung, wird diskutiert.

Meyer, T.

• Berechnungsmodell für Fluglärm-Immissionen auf der Grundlage umfangreicher statistisch gesicherter Messdatensätze [DAGA 2002 (Bochum)]
  T. Meyer, E. Renz and M. Bosse
[A]

NO ABSTRACT AVAILABLE

• Assessment of the aircraft noise immission at airports on the basis of splitting up the aircraft-mix into two groups [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Meyer, E. Renz and M. Bosse
[A]

At DAGA 2001 (published in DAGA report 2002), measurement results of more than 100.000 aircraft noise events were presented allowing to derive a stable value of noise emission for a group of aircraft types with similar engine power. This value resulted from measuring data with distances between 400 m and 1300 m of starting aircraft resp. between 130 m and 530 m of landing aircraft. The evaluation based on the diminuation of maximum noise levels with the distance as published in AzB (guidance established in Germany for calculation of aircraft noise). The accuracy of the evaluated sound power was within the limits of 1 dB(A). The group of aircraft examined in this study covers between 30 and 70 % of the total aircraft mix at all civil airports. An additional study was made recently in order to examine under which conditions it is possible to calculate a total noise immission including as a second group the rest of the regarded total aircraft mix allowing a difference of less than 1 dB(A) in comparison with the measured L noise immission values of the regarded total aircraft mix. It was found that this is possible by adding a constant value for the sound power of group 2 in relation to group 1 independent from different noise emissions and percentages of the aircraft types included in the second group. The results are given based on every of 52 different days within the first half-year 2003. The days were chosen with dominating traffic directions. In such days 4 different measuring points for landing resp. 5 different measuring points for starting aircraft were included in the study.

Meynial, X.

• A preliminary study of an isodynamic transducer for use as active acoustic materials [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Lissek and X. Meynial
[A]

Active control of the acoustic impedance of walls in rooms allows fine control of reverberation in auditoria. Such active materials may use locally reacting cells comprising a transducer connected to an electronic control circuit. The feedback circuit is based on a linear combination of the pressure at the transducer diaphragm and its velocity, and allows making the active material absorbing (absorption coefficient alpha close to 1), but also reflecting (alpha close to 0), and even 'super-reflecting' (alpha0 !). Most of the characteristics of an ideal transducer for use as active material seem to be reached by isodynamic transducers, for their acoustical performances as well as for manufacturing costs considerations. We present results from simulations involving a finite element model of such a transducer, which predict a good control over two frequency decades. Preliminary experimental results obtained with a basic prototype of isodynamic transducer are encouraging. It is likely that better results can be obtained (especially in the 'super-reflecting' case) with closer control over the various mechanical parameters. Future work will also address the optimisation of the magnet geometry and the assembly of the diaphragm.

Michaelis, C.

• Temporäre und permanente Innenohrschäden nach Einwirkung von Freizeit-Lärm (Kinderspielzeugpistolen, Rockmusik). Experimentelle Studien
  K. Lamm, C. Michaelis, R. Scheler, H.-J. Steinhoff and W. Arnold
[A]

In der vorliegenden Arbeit wurden die temporären und permanenten Hörschwellenabwanderungen (TTS, PTS) und morphologischen Innenohrschäden nach Knalltraumata mit Spielzeugpistolen (1-6 kHz, 150-153 dB[lin], 8 Schüsse, 1/min, 10 cm Abstand zum linken Ohr, n=25) und Impuls-Schallbelastungen mit Rockmusik (1-16 kHz, Mittelungspegel 106 dB[A], 2 x 2,5 Stunden, n=17) systematisch untersucht. Die Hörschwellen wurden mit Hilfe der Hirnstammaudiometrie (BERA) und den Distorsionsprodukten der otoakustischen Emissionen (DPOAE I/O functions) bei 1,5; 2; 3; 4; 6; 8; 12 und 16 kHz vor und nach den Schallexpositionen bis zum 21. Tag bestimmt. Zudem wurden Fluoreszenz-Zytokochleogramme erstellt, um die Haarzellschäden zu quantifizieren. Unmittelbar nach den Knalltraumata waren 54-151003136er äußeren Haarzellen (OHCs) in der 3-5 kHz Region rupturiert; ab dem 7. Tag fehlten auch 15 4096er inneren Haarzellen (IHCs). Die TTS betrug unmittelbar nach den Knalltraumata 29-50 dB bei 1.5-16 kHz. Eine partielle Erholung trat nur in den ersten 3 Tagen auf, so dass eine maximale PTS um 32-34 dB bei 3-4 kHz und eine moderate PTS um 16-24 dB in den benachbarten Frequenzen verblieb. Nach den Beschallungen mit Rockmusik wurden keine morphologisch sichtbaren Schäden an den OHCs oder IHCs festgestellt. Dennoch betrug die TTS 47-58 dBHL bei 3-16 kHz. Innerhalb von 24 h kam es zu einer partiellen Hörerholung, danach nicht mehr. Nach 21 Tagen betrug die PTS 28-42 dBHL bei 6-16 kHz. Diese Befunde deuten auf neue Aspekte permanenter zellulärer Funktionsstörungen im Hörsystem.

Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG La 670/4-1/4-2.

Michaelis, D.

• Vollautomatische Glottisdetektion bei Hochgeschwindigkeitsaufnahmen [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Anderson, D. Michaelis and H.W. Strube
[A]

Mit dem Ziel, die Korrelation zwischen der Glottisöffnungsfläche und dem Rauschanteil (GNE) in der Stimme zu untersuchen, wurde ein Algorithmus entwickelt, der anhand von monochromen Hochgeschwindigkeitsaufnahmen der schwingenden Stimmlippen die Glottis (Fläche zwischen den Stimmlippen) vollautomatisch erkennt. Der Hochgeschwindigkeitsfilm wird hierbei als dreidimensionales Bild mit der Zeit als dritte Dimension betrachtet, in dem von automatisch bestimmten Samenpunkten aus ein Volumenwachstumsverfahren bis zu einem ebenfalls automatisch bestimmten Schwellenwert durchgeführt wird. Um verdeckte Informationsverluste zu vermeiden, kann auch bei geringer Qualität der Aufnahmen auf eine Vorverarbeitung der Bilder verzichtet werden. Dieses Verfahren ermöglicht die Initialisierung weiterführender Kantendetektionsalgorithmen wie z.B. ''aktive Konturen''. Der Algorithmus wird beschrieben und erste Ergebnisse werden vorgestellt.

• Akustische Analyse pathologischer Stimmen in fortlaufender Sprache [DAGA 2003 (Aachen)]
  H.W. Strube, D. Michaelis, J. Lessing and S. Anderson
[A]

In Kooperation zwischen Physik und Phoniatrie (Univ. Göttingen) werden akustische Analyseverfahren zur Bewertung von Stimmpathologien entwickelt. Über Verfahren für isolierte Vokale hinaus ist die Analyse fortlaufender Sprache für realistischere Bewertung erforderlich. Dazu wurde eine automatische Erkennung stimmhafter und stimmloser Laute entwickelt, die auch bei hochgradig gestörten Stimmen funktioniert. Neben Messgrößen, die denen gehaltener Vokale entsprechen (z.B. Göttinger Heiserkeitsdiagramm), werden dynamische und statistische Größen betrachtet, z.B. Stimmfeld, VOT, Pausenzeiten. Die akustischen Verfahren werden durch Videoauswertungen ergänzt.

Michel, U.

• Numerische Simulation der Schallabstrahlung vom Einlauf eines Flugtriebwerks [DAGA 2003 (Aachen)]
  N. Schönwald, C. Schemel, D. Eschricht, F. Thiele and U. Michel
[A]

Der stetig zunehmende Luftverkehr geht mit einem Anstieg der Lärmbelästigung einher, so dass die Entwicklung leiser Flugzeuge und Flugtriebwerke immer größere Bedeutung gewinnt. Durch die Einführung von Nebenstromtriebwerken konnte der Strahllärm deutlich reduziert werden, was dazu führte, dass andere Quellen die Lärmabstrahlung von Triebwerken dominieren. Von besonderer Bedeutung ist dabei der tonale Rotorlärm, der sich durch den Triebwerkseinlauf ausbreitet und ins Fernfeld abgestrahlt wird. Zum Entwurf lärmarmer Triebwerke wurde ein kombiniertes Simulationsverfahren zur Ausbreitung von Rotorlärm durch einen axialsymmetrischen Triebwerkseinlauf und dessen Abstrahlung ins Fernfeld entwickelt, dass entsprechend der physikalischen Anforderungen geeignete ressourcensparende numerische Methoden verwendet. Mittels Fourierreihenentwicklung in Umfangsrichtung kann ein zu den dreidimensionalen linerarisierten Eulergleichungen äquivalentes System von komplexen zweidimensionalen Gleichungen für jede Azimutalmode hergeleitet werden. Die Lösung für die einzelnen Azimutalmoden erfolgt mit einem modifizierten zweidimensionalen Computational-Aeroacoustics-Verfahren (CAA), das speziell für die Schallausbreitung optimierte Diskretisierungsschemata höherer Ordnung verwendet. Aus den Einzellösungen der jeweiligen Moden lässt sich anschließend das vollständige dreidimensionale Schallfeld zusammensetzen. Da in einem Flugtriebwerk nur eine begrenzte Anzahl von ausbreitungsfähigen Moden angeregt wird, reduziert diese Verfahrensweise den numerischen Aufwand erheblich. Von einer Interfacefläche außerhalb des Einlaufs wird die Schallabstrahlung ins Fernfeld mit einem Integralverfahren berechnet, das auf der akustischen Analogie von Ffowcs Willams und Hawkings (FWH) basiert. Das FWH-Verfahren arbeitet im nicht von der Triebwerksgeometrie beeinflussten Fernfeld sehr viel effizienter als das CAA-Verfahren im Einlauf, so dass das Schallfernfeld mit adäquatem numerischen Aufwand bestimmt werden kann. Als Anwendung für die Methode wurde die Richtcharakteristik für einen Triebwerkseinlauf berechnet und mit experimentellen Ergebnissen verglichen.

• Numerical Simulation of the Noise Generation at the Outlet Section of Combustion Chambers [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Schemel, F. Thiele and U. Michel
[A]

Combustion noise has become an increasingly important component of total aero-engine noise, especially during the landing approach of modern aircraft. In this flight regime, the reduction of combustion noise has become a particular goal of efforts to optimize sound emission. Combustion noise is understood to be a conglomerate of direct and indirect noise. The indirect combustion noise, addressed by a numerical method here, is radiated from an acceleration zone downstream of the combustion chamber. A change in state together with a fluctuation in entropy is identified as the source mechanism for this indirect noise. This change in state is brought about by the acceleration of an entropy fluctuation through a nozzle flow. The relationship between direct and indirect combustion noise, however, is outside the scope of this work.

The approach for the simulation of radiation and propagation of indirect combustion noise is based on the linearized Euler equations coupled with a Computational Aeroacoustics (CAA)-method. The numerical method employing the 4th order DRP scheme is first verified by comparison to a compact theory from literature.

The CAA method is applied to internal subsonic nozzle flows with non-compact entropy wave propagation. The sound pressure level (SPL) in the numerical examples given grows with increasing contraction ratio of the nozzle.

• 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.

• Entropieschall – Eine Parameterstudie zur Entstehung von indirektem Verbrennungsschall [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  F. Bake, U. Michel and I. Röhle
[A]

In Verbrennungssystemen wie zum Beispiel in Triebwerken unterscheidet man zwischen direktem Verbrennungsschall, der an den instationären Verbrennungsprozess bzw. an die instationäre Wärmefreisetzung gekoppelt ist, und indirektem Verbrennungsschall oder auch Entropieschall. Entropieschall entsteht durch beschleunigte Temperatur- bzw. Entropiestörungen im Brennkammerausritt (Ausströmung mit Ma=1) von Triebwerken. Die somit beschleunigten Entropiewellen verursachen dann eine Massenstromschwankung (Monopolquelle) sowie eine Impulsstromschwankung (Dipolquelle). Der Einfluss verschiedener Parameter auf die Entstehung von Entropieschall oder auch indirektem Verbrennungsschall wurde untersucht. Dafür wurde ein generischer Referenzversuch, genannt Entropiewellengenerator (EWG), aufgebaut, bei dem in einer Rohrströmung durch elektrisches Heizen von sehr dünnen Platindrähten künstlich Entropiewellen eingebracht werden. Stromab des Heizmoduls wird die Strömung in einer konvergent-divergenten Düse auf eine Machzahl von bis zu Ma = 1,2 beschleunigt. Der entstehende Entropieschall wird dann in dem Rohrabschnitt stromab der Düse mit wandbündig eingebauten Mikrofonen erfasst und aufgezeichnet. Der Versuchsstand ermöglicht die Variation vieler verschiedener Parameter, wie Massenstrom, Düsenmachzahl, Heizleistung, Lauflänge zwischen Heizmodul und Düse sowie Art der Anregung (periodisch, pulsartig oder kontinuierlich). Die Ergebnisse zeigen einen etwa linearen Anstieg der Entropieschallamplitude mit der Amplitude der Temperatur- bzw. Entropiestörung sowie einen Anstieg des Entropieschalls mit der Düsenmachzahl. Die Resultate wurden mit einer eindimensionalen Theorie zur Vorhersage von Entropieschall verglichen und zeigen zum Teil eine gute Übereinstimmung. Das erhöhte Interesse an den Enstehungsmechanismen von Entropieschall begründet sich auf der großen Bedeutung für die Gesamtschallabstrahlung von Brennkammersystemen. Durch die erreichten Lärmreduktions-Maßnahmen an den verschiedenen Komponenten des Triebwerks, z. B. beim Bläserdesign oder im Bereicht des Strähllärms durch Vergrößerung des Mantelstroms, gehört Brennkammerlärm zu den zukünftig potentiell relevante Triebwerksschallquellen.

• Vergleich experimenteller Daten und numerischer Berechnungen zur Analyse der Dämpfungseigenschaften überströmter Liner für Flugtriebwerke [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Busse, C. Richter, C. Heuwinkel, L. Enghardt, I. Röhle, U. Michel and F. Thiele
[A]

Der Einfluss der Überströmungsgeschwindigkeit auf die Impedanz von Schalldämpfern (Linern) ist für deren Einsatz in Flugtriebwerken ein wichtiger Parameter. Dieser wurde experimentell und numerisch untersucht. Dazu wurden in einer durchströmten, austauschbaren runden oder eckigen Messstrecke verschiedene axialsymmetrische oder ebene schalldämmende, realitätsnahe Auskleidungen vermessen. Jede untersuchte Frequenz wurde von Lautsprechern monofrequent angeregt. Die resultierenden Wechseldrücke wurden mithilfe mehrerer beidseitig der Probe wandbündig angeordneter Mikrofone erfasst. Die Messdatenauswertung, insbesondere die Trennung in hin- und zurücklaufende Wellen und die Berücksichtigung verschiedener Fehlergrößen, erfolgte durch Algorithmen im Frequenzbereich. Die Auswertungsergebnisse waren Ausgangsbasis für die numerische Rückrechnung der Impedanz im Zeitbereich mit Hilfe einer numerischen Methode. Dafür wurde ein kommerzielles, nichtlineares Optimierungsverfahren mit einer proprietären CAA-Methode gekoppelt. Ziel der Optimierung war die Minimierung des Fehlerquadrats zwischen gemessenem und numerisch berechnetem Frequenzgang der Schallleistungsdissipation des Liners. Dazu wurden die fünf Parameter des Impedanzmodells variiert. Bei Formulierung im Zeitbereich kann der Frequenzgang der Impedanz mit einer einzigen Optimierung gefunden werden. Im Gegensatz zu Messungen mit dem Kundtschem Rohr berücksichtigt die berechnete Impedanz nichtlineare Änderungen durch die Überströmung der Probe. Mit den ermittelten Modellparametern kann die Wirkung der akustischen Auskleidung in der realen Einbausituation im Flugtriebwerk simuliert werden.

Mick, K.

• Beurteilung und Klangbeeinflussung von Dieselgeräuschen [DAGA 2005 (München)]
  C. Zerbs, O. Martner and K. Mick
[A]

Untersuchungen zu Geräuschen von Dieselfahrzeugen zeigen, dass die klassischen psychoakustischen Parameter keine hinreichend gute Beschreibung der Dieselcharakters ermöglichen. Durch die Parameter werden die impulshaltigen Signalanteile, die den dieselhaftigen Klangcharakter hervorrufen, nur unzureichend beschrieben.

Die Anwendung von signalanalytischen Kenngrößen, die zur Beschreibung der Spitzenhaltigkeit von Signalen geeignet sind, verspricht unter Berücksichtigung des Frequenzbereichs, in dem die Signalspitzen auftreten, eine wesentlich bessere objektive Charakterisierung.

In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur objektiven Beschreibung von Dieselgeräuschen vorgestellt, der anhand von Hörversuchung validiert wurde. Verwendet wurden Originalaufnahmen von Dieselgeräuschen sowie Dieselgeräusche, deren Klangcharakter durch Manipulation des Zeitverlaufs gezielt verändert wurde.

Miège, B.

• An innovative G.I.S. tool for environmental noise management [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Miège, J. Sampic and E. Premat
[A]

The Technical Studies Centre of Equipment of Lyon (CETE de Lyon) has been requested by the Departmental Direction of Equipment of Isère to build up a Geographical Information System collecting all the information related to noise on the 36 km long network of Grenoble's highways. The goal is to establish a reference state and to allow for setting and following up a program and a set of noise action plans according to the European Noise Directive 2002/49/EC. The achieved database is made up of three topics. Some basic data are given concerning urbanization around the road network, noise sensitivity in these areas, traffic distribution and history, existing noise shielding devices classified by categories (noise barriers, building insulation, road pavements...) with detailed information (size, pictures, ...). A second topic shows the results of noise measurements and the extension of these results using a noise propagation model based on the New French Method for Noise Prediction. This gives rise to a classification of the road network into around 30 homogeneous areas in terms of noise exposure and potential noise abatement measures. The last topic describes and assesses some action plans designed in order to reach a goal of acoustical comfort in the highways' vicinity. Since the achievement of this G.I.S. tool, the Departmental Direction of Equipment of Isère has set up an important program of actions for several years based on the results of this work and consisting in settling efficient acoustical road pavements on the whole network, building noise barriers and enhancing façade insulation.

Miehling, H.

• Active Resonance Control at the Audi aero-acoustic wind tunnel (AAWT) [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Evert and H. Miehling
[A]

A well-known problem associated with open-jet wind tunnels is the occurrence of low frequency pressure and velocity fluctuations. This so-called 'wind tunnel buffeting' negatively affects the flow parameters and thus the quality of both aerodynamic and aeroacoustic measurements.

The observed disturbances mainly originate from a periodic vortex shedding at the nozzle, which supports resonant modes of the tunnel duct. In principle, the destruction of large-scale vortices by passive means leads to a disturbances attenuation. However, due to the additional higher frequency noise generated by such devices, these methods are inapplicable to aero-acoustic wind tunnels.

Therefore an active control scheme for the suppression of wind tunnel buffeting has been developed and tested at the Audi aero-acoustic wind tunnel facility. This control system, termed Active Resonance Control (ARC) utilizes a global control of the resonant duct modes in order to suppress the generation of disturbance. Both the underlying theory of disturbance generation and compensation, as well as operational experiences with the ARC-system will be presented.

• Aeroakustik in turbulenter Anströmung - Windkanal und Strassenmessungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Miehling, N. Lindener, A. Cogotti, F. Cogotti and M. Maffei
[A]

Aeroakustik ist zu einem wichtigen Qualitätsmerkmal vor Kunde geworden. Die Messungen im Windkanal mit niedrigem Turbulenzgrad zeigen nur in den gemittelten Spektren gute Übereinstimmung zu Messungen auf der Strasse. Qualitativ zeigen sich beim Abhören aber Unterschiede im Windgeräusch auf der Strasse und im Windkanal. Um diese Unterschiede besser zu verstehen, hat Audi zusammen mit dem Windkanal Pininfarina (Italien) umfangreiche Straßenmessungen und Messungen in beiden Windkanälen (Audi und Pininfarina) durchgeführt. Die Anströmung auf das Fahrzeug wurde dabei mit einer Cobra-Sonde gemessen; gleichzeitig wurde dazu mit einem Kunstkopf das Fahrzeuginnengeräusch aufgezeichnet. Bei den Straßenmessungen wurden typische turbulente Anströmbedingungen, wie sie von atmosphärischem Wind oder Verkehr produziert werden, untersucht. Die Auswirkung dieser turbulenten Anströmung auf die Aeroakustik im Fahrzeug wird anhand von verschiedenen akustischen Größen (Schwankungsstärke, Loudness, Modulationsanalyse) aufgezeigt. Im Windkanal Pininfarina wurden Messungen an denselben Fahrzeugen mit den Turbulenz-Generatoren (TGS) durchgeführt und mit den Straßenmessungen verglichen. Dies sowohl für die Strömungsparameter, wie auch für die akustischen Größen. In einem bei Audi durchgeführten Hörvergleich wurden die Straßenmessungen mit den Messungen im Windkanal unter turbulenter Anströmung verglichen.

Mielcarek, S.

• Surface phonons in ferroic materials [DAGA 2002 (Bochum)]
  B. Mroz, S. Mielcarek and A. Trzaskowska
[A]

Ferroelastics are the mechanical analogues of ferroelectrics, with spontaneous strain replacing spontaneous polarization and uniaxial stress replacing the electric field. They exhibit mechanical domain structure, stress-strain hysteresis and the so-called soft acoustic mode due to the strong temperature dependence of the phonon velocity coupled to the spontaneous deformation. The bulk elastic properties of ferroelastics have been extensively studied for the last 15 years both by ultrasonic and classical Brillouin spectroscopy. Literature does not provide information concerning the surface phonons in these materials, mostly because the surface Brillouin spectroscopy was used to study the surface acoustic waves (SAW) in the opaque materials like semiconductors and metals in which the light penetration depth is relatively small, which makes the experiment much easier to perform . We present here the results of Brillouin scattering on the surface phonons propagating in three different ferroelastics: GMO, LCS and RLHS in the temperature ranges covering their phase transitions. The aim these studies was to answer the question on the way the phase transitions accompanied by strong anomalies of the elastic properties of the crystal were manifested on the surface. No significant elastic softenning was observed in course of our studies. The question arises if the soft surface mode can exists in ferroelastic material. This and other related problems will be discussed.

Miklós, A.

• Untersuchung der Ursachen von instabilen Pfeifentönen bei Orgeln [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Angster, S. Pitsch and A. Miklós
[A]

Es kommt oft bei historischen oder auch bei neugebauten Orgeln vor, daß die Musik durch instabile Pfeifentöne gestört wird. Ein Beispiel einer solchen Störung aus der Sicht der Organisten ist: Ein oder mehrere Töne werden lange ausgehalten. Plötzlich kommen andere Stimmen einzeln oder in Akkorden dazu. Beim Einsetzen dieser Töne sinken die ausgehaltenen Töne in ihrer Tonhöhe vorübergehend oder dauerhaft ab. Die Ursachen von solchen und ähnlichen Problemen wurden systematisch im Rahmen von einem durch die Europäische Kommission unterstützten Forschungsprojekt untersucht. Ziel der Untersuchungen ist es in erster Linie, die Ursache von diesen Fehlern herauszufinden. Unter anderem wurden folgende Parameter untersucht: Stabilität des Druckes im Reservoir, Druckschwankungen aufgrund tieffrequenter akustischer Resonanzen des Systems, Druckmodulationen verursacht durch einen plötzlichen Druckabfall in den verschiedenen Bauteilen, d.h. Windkanäle und Kondukten, unterschiedlichen Kröpfen, Bohrungen, Ventilen, usw. Es werden Videoaufnahmen von Laboruntersuchungen gezeigt und Ergebnisse von Messungen an Orgeln vorgeführt.

• Einfluss von Winddruckänderungen auf den Klang von Orgelpfeifen [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Angster, S. Pitsch, N. Zagyva and A. Miklós
[A]

Bei Pfeifenorgeln treten oft klangliche Probleme auf, die durch statische oder dynamische Druckänderungen im Windsystem verursacht werden. Diese Probleme wurden systematisch im Rahmen eines durch die Europäische Kommission unterstützten Forschungsprojekts untersucht. Es wird über statische und dynamische Messungen zum Einfluß von Winddruck-änderungen auf den Klang der Lippenorgelpfeifen berichtet.

• Lineare und nichtlineare Wandschwingungen offener zylindrischer Orgelpfeifen [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Angster and A. Miklós
[A]

Lineare Wandschwingungen wurden an fünf nahezu gleichen Pfeifen untersucht. Bei den Prinzipal 4' C Pfeifen war entweder die Material-zusammensetzung (10% bis 75% Zinn-Blei-Legierung) oder die Bearbeitung des Wandmaterials (gehämmert, gehobelt, ausgedünnt) unterschiedlich. Die Pfeifen wurden von einem Intonateur möglichst gleich intoniert. Somit wurde der Einfluss des Materials auf den Klang (Einschwingvorgang und Stationärspektrum) untersucht. Nichtlineare Wandschwingungseffekte wurden an einer dünnwandigen 8' Salizionalpfeife untersucht. Die Geschwindigkeit der Wandschwingungen wurde mit Hilfe eines Laser-Vibrometers erfasst. Subharmonische Komponenten in der Mitte zwischen den harmonischen Teiltönen der von der Luftsäule erzwungenen Schwingungen der Pfeifenwand wurden ausgemessen. Über den Einfluss der Wandschwingungen auf den Pfeifenklang wird auch berichtet.

• Einfluss der Stimmvorrichtung labialer Orgelpfeifen auf den Formantaufbau des stationären Klanges [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Pitsch, J. Angster and A. Miklós
[A]

Die Schallabstrahlung labialer Orgelpfeifen unterschiedlicher Stimmvorrichtungen wurde im Rahmen eines durch die Europäische Kommission unterstützten Forschungsprojekts (CRAFT) untersucht. Die Stationärspektren am offenen Ende und am Labium der Pfeifen wurden aufgenommen. Die Experimente wurden an drei Prinzipalpfeifen durchgeführt, die aus der selben Metallplatte mit den selben Dimensionen hergestellt wurden. Das offene Ende der ersten Pfeife war auf Ton geschnitten, die zweite Pfeife war mit einer Stimmrolle, die dritte Pfeife mit einem Stimmfenster (Expression) versehen. Die Labiumbreiten und Aufschnitthöhen waren bei allen Pfeifen gleich dimensioniert. Die an den beiden Öffnungen der selben Pfeife gemessenen Stationärspektren weisen unterschiedliche Formantstrukturen auf. Auch der Formantaufbau des Klanges der unterschiedlichen Pfeifen ist unterschiedlich. Eine Erklärung zum akustischen Verhalten dieser Pfeifen wird hier gegeben.

• The influence of different types of wind chests on the sound formation of flue organ pipes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Angster, S. Pitsch and A. Miklós
[A]

The influence of different wind chests on the sound of flue organ pipes has been investigated by voicing different Diapason pipes on the slider chest and by measuring them on the slider chest and on a cone chest in the anechoic room of the Fraunhofer-Institute of Building Physics. The attack transients of the pipes in both cases have been analysed. The results show that the speech of the same pipe on different types of wind chests are different. It is assumed that at the very beginning of the attack different partials of the pipe sound have been excited on the different wind chests by the edge tone. The most important characteristics of the attack transients are discussed.

• The influence of new types of wind systems on the sound of organ pipes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Pitsch, M. Schaupp, J. Angster and A. Miklós
[A]

By building new organs large pressure oscillations may occur in the wind system. These oscillations have to be reduced so that the played melody won't be disturbed. On the other hand organists express often the wish that the wind should be 'living'. Organ builders are not able to set the wind pressure modulation ('the livingness of the wind') according to the wish of the customer. An innovative, computer controlled pressure regulation system with ''user defined'' pressure response has been developed in the Fraunhofer-Institute of Building Physics. With the help of a software the organist can choose the type of wind according to the style of music he is playing: living wind, normal wind and slow wind. The effect of different types of wind pressure oscillations on the pipe sound has been investigated. This research work was supported by the European Union in the context of a CRAFT project, in which 12 organ builder companies participated from nine countries.

• Attack transient analysis of flue organ pipes with different cut-up height [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Täsch, T. Wik, J. Angster and A. Miklós
[A]

The flue organ pipe is a complicated physical system whose functionality is not completely understood until now. The sound quality of an organ pipe is mainly influenced by the attack transients. This onset is first dominated by the so called edge tone, while later the resonator of the pipe will play a more important role. To understand the working of a flue organ pipe it is necessary to analyze the transition phase of the edge tone and the stationary sound of the pipe. For the analysis a Short Time Fourier Transformation is used. Since the resolution of this analysis method is not good enough in the time and frequency domain to examine the short attack transients of flue organ pipes, several improvements of the STFT have been made. For the measurements several special pipes have been used: narrow pipes whose onset is very slow; a pipe of which the cut up is adjustable; a pipe of which the length is adjustable. The results of the analysis of these organ pipes will be shown and discussed.

• Numerical simulation of the flow in the flue organ pipe [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Adachi, J. Angster and A. Miklós
[A]

Sound generated in a flue organ pipe is susceptible to the voicing adjustment. A small change in the configurations of the flue, lower and upper labiums, etc. often results in a great change in the sound. This research aims to clarify the effect of the voicing adjustment on the physical properties of the air jet emerging from the flue and thus on the output sound. Two specific adjustments are considered here: the height of the lower lip relative to the languid and the inner geometry of the foothole. The numerical simulation of the jet emerging from the flue of a modelled wooden organ pipe was first carried out. By changing the height of the lower lip, the direction and the velocity profile of the jet were calculated. The air flow in the pipe foot of a modelled metal pipe was also simulated. It was found that two different states of the flow exist depending on the foothole inner geometry: the circulation of the flow in one state has the opposite direction to that in the other. These observations were then used for estimating the output sound. To this end, sound was synthesized using a physical model that is a set of differential equations with delayed feedback describing the sound generation in the flue organ pipe. A sound demonstration illustrating the voicing effects on the sound will be presented.

• Einfluss des Winddrucks auf die Lautheit von Lippenorgelpfeifen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Angster, S. Pitsch, K. Hoge and A. Miklós
[A]

Im Rahmen eines EU-Projektes wurden zahlreiche Untersuchungen zum Thema Intonation und Dimensionierung von Orgelpfeifen und zur Klärung des Einflusses von Intonationsschritten auf den Pfeifenklang durchgeführt. Eine sehr wichtige Fragestellung der beteiligten Orgelbaufirmen war es, wie man die Lautheit einer Orgelpfeife beeinflussen kann und welche Rolle der Winddruck dabei spielt. Hierzu wurden im reflexionsarmen Raum des Fraunhofer-Institutes für Bauphysik (IBP) Klangmessungen bei unterschiedlichen Winddrücken vorgenommen und anschließend analysiert. Die Lautheit einer Lippenorgelpfeife wird maßgeblich durch die Anregungsleistung beeinflusst, die sich aus dem Winddruck im Pfeifenfuß, dem Volumenstrom in der Kernspalte und der Verweildauer des oszillierenden Freistrahls im Resonatorkörper zusammensetzt. Durch die Erhöhung des Winddrucks vergrößert sich zwar die Lautheit, gleichzeitig verändert sich aber auch die Klangfarbe der Pfeife, was eigentlich nicht erwünscht ist. Hier wird diskutiert, wie diese klanglichen Änderungen im Stationärspektrum in Abhängigkeit vom Winddruck aussehen und welche Intonationsschritte einem Intonateur letztendlich die Möglichkeit bieten, die Lautheit einer Pfeife innerhalb eines Registers anzupassen, ohne ihren Klangcharakter zu verfälschen.

• Schallleistungsbestimmung an Lippenorgelpfeifen: Messverfahren und Einflussfaktoren [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  K. Hoge, A. Miklós and J. Angster
[A]

Das Fraunhofer IBP (Stuttgart) arbeitet mit 10 Orgelbaufirmen aus 9 Ländern an einem von der Europäischen Union unterstützten Forschungsprojekt, das sich mit der Anpassung der Orgel an den Raum beschäftigt. Das Ziel ist es, den Orgelbauunternehmen schon während der Planungsphase einer Orgel Hilfestellungen zu geben. Ein wichtiger Parameter um eine Anpassung vornehmen zu können ist die abgestrahlte Schallleistung der Orgel und damit der Pfeifen. Im Hinblick auf die Besonderheiten des Pfeifenklangs (schmalbandig, tonal, harmonisch, stationär) wurde aus den aktuellen Verfahren zur Schallleistungsbestimmung das Hallraumverfahren ausgewählt und Messungen durchgeführt, die den Einfluss von Winddruck, Tonhöhe und Geometrie (Mensurierung) der Lippenorgelpfeife deutlich machen sollten. Nicht nur durch die starre Aufstellung, konstante Druckversorgung und das extrem schmalbandige Spektrum waren die Messungen mehr als üblich von den Eigenschaften des Hallraumes beeinflusst. Auch die Tatsache, dass bei einer offenen Lippenorgelpfeife zwei nahezu punktförmige Schallquellen voneinander abhängig abstrahlen, hat die Messergebnisse beeinträchtigt. Als zweites Messverfahren wurde eine Intensitätsmessung mit einem Mikrofon-Array (NS-STSF/SONAH) im reflexionsarmen Raum getestet. Die Ergebnisse sowie Vor- und Nachteile der Verfahren und ein Ausblick auf andere Möglichkeiten zur Bestimmung der Schallleistung werden diskutiert.

• Entwurf einer Fuzzy-Logic Regelung für Windsystemauslassventile in Kirchenorgeln [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  Z. Dubovski, S. Pitsch and A. Miklós
[A]

Der Pfeifenklang in einer Kirchenorgel wird während des Spielens durch Druckschwankungen und -schwingungen negativ beeinflusst. In traditionellen Orgeln werden verschiedene Balgsysteme eingesetzt, um den Druck zu regeln. Durch das Schwingungsverhalten des Balges und Druckreflexionen im Kanalsystem werden teilweise sehr große Druckschwingungen verursacht. Um diese zu dämpfen und Druckverluste auszugleichen wurde am Fraunhofer Institut für Bauphysik (IBP) ein elektronisch geregeltes Auslassventil entwickelt. Je nach benötigter Luftmenge (Wind) und gewünschtem Solldruck wird die Öffnungsfläche des Ventils verändert. Der Aktor (z.B. ein Schrittmotor) wird durch einen Regler angesteuert, der mit Hilfe von Fuzzy-Logic arbeitet. Ein Mikrocontroller mit integrierter Fuzzy-Logic Einheit übernimmt dabei die Bearbeitung der Regelalgorithmen. Die Funktionsweise der Regelung wurde mit verschiedenen Windverbräuchen im Labor der musikalischen Akustik an einer Modellorgel getestet und überprüft.

• Photacoustic measurements of ammonia by a telecommunication diode laser [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Angelmahr, A. Miklós and P. Hess
[A]

A distributed-feedback (DFB) telecommunication diode laser radiating at 1.53 m was used for photoacoustic (PA) detection of ammonia molecules in the gas phase. The frequency of the diode laser was adjusted to an absorption line of ammonia and modulated at the first longitudinal resonant frequency (3.8 kHz) of the cylindrical resonator of the photoacoustic cell. For noise reduction a differential method with two acoustic resonators and a lock-in amplifier was used. To increase the Q factor of the cell electro-polished stainless steel resonators were applied. For reducing the adsorption problem of the polar ammonia molecule, the remaining surface of the cell was covered with a 30 m Teflon coating. The adsorption behavior of ammonia with different gas flows was examined in detail. With this small system, it is possible to perform fast trace gas measurement of ammonia in the parts per million (ppmV) concentration range. The sensitivity of the photoacoustic cell could be determined to 5.0 10-9 Wcm-1 (S/N = 1). The photoacoustic ammonia sensor could be applied for measurement and control of ammonia concentrations in exhaust gases of vehicles, of industrial plants, and for monitoring ammonia emissions by livestock farming.

• Photoacoustics: an acoustic method for trace gas measurements [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Miklós, M. Angelmahr and J. Angster
[A]

The photoacoustic (or optoacoustic) effect, the generation of sound by the absorption of pulsed or modulated light has been known since the famous experiments of Alexander Graham Bell in 1880. Scientific and practical applications of the photoacoustic technique have been considerably promoted by the invention of laser, which is an almost ideal light source for photoacoustics. Recently, photoacoustic detectors play an increasing role in trace gas detection and analysis. The sensitivity of a small, simple and cheap photoacoustic detector is only slightly smaller than that of a very sophisticated and expensive optical system equipped with a multipass optical absorption cell and a cooled infrared detector. The performance of a photoacoustic trace gas detector depends mostly on its acoustical design. However, the majority of the published or commercially available photoacoustic detectors are acoustically not optimized. Considerable improvement in the sensitivity could be achieved by using better acoustic designs and more sophisticated measurement and data evaluation methods. The PA research in the Fraunhofer Institute of Building Physics is targeted to the development of specific, acoustically optimized PA detectors for each important application fields of the PA technique, such as trace gas measurement and analysis in air; emission control of exhaust gases of vehicles and industrial combustion; detection of poisonous gases, drugs and explosives, monitoring and control of process gases, etc.

• Untersuchungen über den Einfluss von Pfeifenmensurationsparametern auf den Klang von Lippenorgelpfeifen
  J. Angster, T. Wik, T. Trommer and A. Miklós
[A]

Wenn grundlegende Phänomene der Physik von Lippenorgelpfeifen untersucht werden, sind Experimente an Modellen akzeptabel. Häufig allerdings unterscheiden sich diese Modelle beträchtlich von echten Lippenorgelpfeifen. Deshalb sollten die feinen Details des Pfeifenklangs auch an echten Pfeifen untersucht werden. Die Klangqualität einer Orgelpfeife wird hauptsächlich vom Einschwingvorgang beeinflusst. Dieses Einschwingen wird zuerst durch den Schneidenton bestimmt, später dann spielt der Pfeifenresonator eine wichtigere Rolle. Um die Physik einer Lippenorgelpfeife zu verstehen, ist es notwendig, die akustischen Eigenschaften des Pfeifenresonators zu messen, den Schneidenton zu analysieren, sowie den Einschwingvorgang und den Stationärklang. Mehrere spezielle Pfeifen mit dem gleichen Ton sind untersucht worden: Pfeifen mit verschiedenen Durchmessern, eine Pfeife, deren Aufschnitthöhe und eine weitere Pfeife, deren Länge verstellbar sind. Bei der Auswertung wurden alle physikalischen Einflüsse, die zur Klangerzeugung beitragen, berücksichtigt. Diese Ergebnisse werden dazu verwendet werden, eine Mensurationsmethode zu entwickeln, um Lippenorgelpfeifen auszulegen und eine Software zu entwickeln, um die Orgelpfeifenabmessungen der wichtigsten Pfeifenregister zu entwerfen.

• Entwicklung eines Systems zur Simulation der Abstrahlung von Orgelpfeifen [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Trommer, J. Angster and A. Miklós
[A]

Die Qualität einer Orgel ist abhängig von ihrer Anpassung an die akustischen Eigenschaften des Raumes. Sie kann über die Dimensionierungen der Pfeifen eingestellt werden. Heutzutage wird versucht die optimale Anpassung durch den Vergleich mit Orgelpfeifen in ähnlichen Räumen oder durch den Aufbau und Betrieb einer kleinen Windlade mit einigen Probepfeifen einzuschätzen. Die Anzahl der Pfeifen und die Möglichkeiten diese zu verändern sind beschränkt. Zur Unterstützung der Orgelbauer die optimale Anpassung der Orgel an den Raum besser abzuschätzen, wurde am Fraunhofer IBP ein System entwickelt, mit welchem die Schallabstrahlung von Orgelpfeifen simuliert wird. Dieses System gibt von Orgelpfeifen gewonnene Klänge wieder und bietet die Möglichkeit, diese nach einigen Regeln der Mensurierung so zu verändern, als ob die Orgelpfeife, von der die Aufnahme stammt, selbst verändert gewesen wäre. Das mobile System besteht aus Notebook mit Programm und Klangbibliothek, Verstärker, 2 Lautsprechern samt Stativ. Das Programm verwaltet die Aufnahmen, passt sie an die gewünschten Pfeifenänderungen an und gibt sie wieder. Sie wurden an zylindrischen, metallenen und offenen Lippenorgelpfeifen des Prinzipalregisters der Tonhöhen c und c' bei unterschiedlichen Dimensionierungen gemacht. Die Überprüfung der Ähnlichkeit der Klänge von System und Pfeife wurde im reflexionsarmen Raum durchgeführt.

• Prediction of overblowing behavior of an organ flue pipe [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Adachi, J. Angster and A. Miklós
[A]

The sound of an organ flue pipe originates from oscillation of an air jet in the mouth. The oscillation is caused by fluid dynamical instability of the jet itself and by sound generated in the flue pipe. The phase and magnitude of jet oscillation relative to sound is essential to determine which acoustic mode is excited as well as the spectrum of the generated sound. Because the theory of the oscillating jet has only been developed with several assumptions such as an inviscid flow, a jet of infinite length and a fixed velocity profile, an experimental method should be employed to develop a model of the actual jet motion. In this research, this was done numerically. Using the finite element method (FEM), a jet initially having a square-shaped velocity profile that is deflected by sound was simulated. The results were analyzed to obtain change in the velocity profile, the phase and the magnitude of the jet oscillation amplitude. Based on these analyses, a jet oscillation model was developed. With this model, incorporated with a physical model of an organ flue pipe, overblowing behavior with change in blowing pressure was estimated. The predicted behaviour was compared with the experimental results.

Milbrod, E.

• Lehrlingsprojekt 'Audiometrieraum' [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E. Milbrod
[A]

Die Ausbildung zum Hörgeräteakustiker / zur Hörgeräteakustikerin ist eine Berufsausbildung im dualen System. Die theoretische Ausbildung (Berufsschule) wird für alle angehenden Absolventen für die gesamte Bundesrepublik Deutschland in Lübeck durchgeführt. Das vorgestellte Projekt wurde mit Schülern dieser Schule im Rahmen der Ausbildung durchgeführt.

Die Ausbildung in Lernfeldern umfasst auch die Arbeit in Projekten. Ein Projekttag wird für die Thematik ''Raumakustik'' zu verwendet. Die Schüler haben ein großes Interesse an Akustik, wie sie in den Räumen zur Anpassung von Hörgeräten herrscht. Deshalb wurde mit einer Klasse das Thema ''Audiometrieraum'' bearbeitet. Ziel sollte es sein, einen Raum so zu gestalten, dass er den Bestimmungen des BIAP möglichst nahe kommt

Die Schüler entwickelten die verschiedensten Kompetenzen während dieser Projektarbeit. Sie wurden in die Lage versetzt fachkompetent ein Problem zu lösen und das Ergebnis zu beurteilen. Unter den fachlichen Schwerpunkten mussten sie sich mit den Themen Nachhallzeit und Stehenden Wellen in Räumen beschäftigen. Ein Novum war die Beschäftigung mit den Raummoden. Die Möglichkeiten der Messung von Sprachverständlichkeit über den STI wurde ausprobiert.

Mildner, V.

• 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.

Millard, C.

• Etude du traitement acoustique d'un atelier de fabrication de petit électroménager [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Millard, H. Campagna and H.-S. Arbey
[A]

En prévision de la mise en place de la future législation sur le bruit en milieu de travail, l'étude acoustique d'un atelier a été entreprise. L'atelier mesure 84 m de longueur et 28 m de largeur, il comprend 3 travées disposées longitudinalement, séparées par deux allées de 2,2m de largeur.


La simulation la plus efficace a consisté à privilégier le traitement des zones les plus critiques puis à envisager des actions de réduction du bruit à la source : -mise en place de matériau amortissant sur les goulottes, de carters 3 côtés autour des moteurs, de caissons insonorisants - modification des carters existants - amortissement des chutes de pièces - suppression des fuites d'air comprimé.


Des gains notables sont observés, puisque le niveau sonore ne dépasse 80 dB(A) que dans une zone de l'atelier très réduite.


L'utilisation de la méthodologie d'acoustique prévisionnelle, a permis : i) d'identifier et de quantifier les sources de bruit, ii) de proposer des solutions d'amélioration de l'ambiance sonore, iii) de trouver la solution la plus performante à coût objectif fixé


Référence : C.Millard, Etude acoustique d'un atelier, démarche méthodologique. Fiche n132

Milot, G.

• 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.

Milz, H.-J.

• Refexionsarme Räume - Eine Frage der Auskleidung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H.-J. Milz
[A]

Schallmessräume entstanden aus der Idee heraus, ideale akustische Freifeldbedingungen zu verwirklichen. Die damit verbundenen Anforderungen sind hoch, der Grundgeräuschpegel soll unterhalb der Messschwelle liegen und die Raumrückantwort muss vernachlässigbar sein. So entstanden Räume nach DIN 45635 bzw. ISO 3745. Sie zeichnen sich durch eine besonders aufwendige Bauweise aus. Jeder kennt diese Räume mit den Keilauskleidungen. Moderne Messtechnik und Messräume für spezifische Aufgaben erfordern zwar auch reduzierte Raumreflexionen, lassen aber weniger strenge Messumgebungen zu, als sie in den oben genannten Normen vorgeschrieben sind. Dieser Beitrag befasst sich mit der Gegenüberstellung aktueller Auskleidungen für akustische Messräume. Die akustischen Eigenschaften von Keilabsorbern und Flachabsorbern werden gegenübergestellt, insbesondere unter Berücksichtigung unterschiedlicher Messverfahren. Die Eigenschaften realer Räume werden anhand von Beispielen verglichen.

• Schallleistungsmessung nach ISO 3745. Entwurf 3745.2-2002 [DAGA 2002 (Bochum)]
  H.-J. Milz
[A]

Die seit 1977 vorliegende Schalleistungsmessnorm ISO 3745 ist überarbeitet worden und liegt nun als Entwurf E DIN EN ISO 3745 bzw. ISO/DIS 3745 vor. In Deutschland existiert die DIN 45 635, Teil 1 mit vergleichbarem Inhalt. In dem Vortrag werden die Normen miteinander verglichen und die Neuerungen beleuchtet und diskutiert.

• Hochabsorbierende Schallmessräume im Vergleich zu reflexionsarmen Räumen [DAGA 2003 (Aachen)]
  H.-J. Milz
[A]

Hochabsorbierende Räume sind mit Flachabsorbern ausgekleidete Schallmessräume. Sie finden neben den klassischen mit Keilabsorbern ausgekleideten Räumen mehr und mehr Verbreitung. In Fachaufsätzen liest man von Messgenauigkeiten der Klasse 1 auch bei sehr tiefen Frequenzen (20 Hz) bei Auskleidungstiefen von nur 250 mm. Die Leistungsfähigkeit dieser Räume, aber auch ihre Grenzen, werden in dem Vortrag beschrieben. Bewertungsmaßstab sind die beiden Schallleisungsmessnormen ISO 3745 für die Genauigkeitsklasse 1 und ISO 3744 für die Genauigkeitsklasse 2. Die Frage, wie sich hochabsorbierende Räume allgemein bzw. die für Messungen verwendbaren Messvolumina und Messflächen qualifizieren lassen, wird diskutiert. Qualifizierungsergebnisse werden anhand realer Räume dargestellt und erläutert.

• Reflexionsarme Räume zwischen Normen und Kundenwünschen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  H.-J. Milz
[A]

Reflexionsarme Räume zwischen Normen und Kundenwünschen

Normen bilden die Basis zur Ermittlung vergleichbarer Daten. Sie geben ein Gerüst vor, mit dem weltweit identisch gearbeitet wird.

Reflexionsarme Räume werden in diesem Rahmen vielseitig genutzt, zum Beispiel in der Schallleistungsmessung technischer Aggregate, in der Automobilindustrie zur Messung der Fahrzeuggeräusche, in der Elektroakustik zur Mikrofonkalibrierung und im Lautsprecherbau sowie in der Audiometrie zur Bestimmung des Hörvermögens.

Diese vielseitigen Nutzungsmöglichkeiten stellen unterschiedliche Anforderungen an die akustische Raumqualität.

Neben den für normgerechte Messungen verlangten Raumeigenschaften werden zunehmend über den Rahmen der Normen hinausgehende Forderungen gestellt. So wünschen etwa die Entwicklungszentren der Automobilindustrie bei immer tieferen Frequenzen verlässliche Messwerte.

In dem Vortrag werden einzelne Einsatzbereiche reflexionsarmer Räume vorgestellt. Die entsprechenden genormten Anforderungen werden besprochen und mit realisierten Kundenwünschen verglichen.

• Sonderhallräume nach DIN EN ISO 3743-2 [DAGA 2008 (Dresden)]
  H.-J. Milz
[A]

Hallräume bieten die Möglichkeit, unabhängig von der Richtcharakteristik der Quelle, aus dem Diffusfeldspektrum und dem Nachhallzeitspektrum das Schallleistungsspektrum der Quelle zu bestimmen.

Sonderhallräume nach DIN EN ISO 3743-2 erlauben die Schallleistungsbestimmung direkt aus dem Diffusfeldspektrum unter Verwendung einer konstanten Nenn-Nachhallzeit.

Dieses sehr schnelle Messverfahren (bei dem die Messung der Nachhallzeit entfällt) erfordert im Gegenzug besondere akustische Eigenschaften des Messraumes.

Insbesondere muss das Nachhallzeitspektrum innerhalb eines schmalen Toleranzbandes liegen.

Im Vortrag werden die Rahmenbedingungen dargestellt und die Realisierung und die notwendigen Hilfsmittel beschrieben.

Minker, W.

• A Scalable Syllable Speech Recognizer [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Rico, O. Schreiner and W. Minker
[A]

Modularity is widely accepted as a dear advantage in any system. This is especially true for speech recognition systems, which must be scaled to different task demands. In order to reach this goal, each layer in a speech recognition system can be incorporated as a finite state machine, including the traditional HMM-Layer, lexicon and language model. Here we present a method of construction for a pure finite state speech recognition system. This includes the conversion of traditional HMMs into a finite state transducer and the related problems. The method is first proved for a lexicon based whole word recognizer and then extended to a subword unit approach using syllables. The syllables in this approach are phonetically motivated in order to minimize cross unit dependencies. Syllable level pruning is used for improved footprint and runtime.

Minnaar, P.

• The importance of head movements for binaural room synthesis - a pilot experiment [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  P. Minnaar, J. Plogsties, S.K. Olesen, F. Christensen and H. Møller
[A]

A localisation experiment was done in a standard listening room in which a set-up of 19 loudspeakers were placed around a chair. Head movements in the horizontal plane were allowed during sound presentation. The active loudspeaker had to be identified both in real life and when using a real-time binaural synthesis system. The binaural synthesis was done from binaural room impulse responses measured with an artificial head on the chair in the set-up. For every loudspeaker a set of measurements were made by rotating the artificial head in the horizontal plane. Anechoic signals were filtered by the impulse responses and presented over equalised headphones to a listener sitting in the same chair. The listener's head was tracked and the appropriate binaural room impulse response was chosen according to the head position. The early part of the binaural room impulse response was updated in real-time whereas the late part was kept constant for each loudspeaker. In a previous experiment the listener was not allowed to move the head during sound presentation and therefore real life and binaural synthesis with and without head movements could be compared. Localisation in real life and binaural synthesis improves significantly when head movements are allowed, demonstrating the importance of dynamic auditory cues. Furthermore, in dynamic binaural synthesis the number of localisation errors is low even though listeners' own heads (and ears) were not used to implement the synthesis.

• The directional resolution needed when measuring head-related transfer functions [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Plogsties, P. Minnaar, F. Christensen, S.K. Olesen and H. Møller
[A]

In a binaural synthesis system a limited number of measured Head-Related Transfer Functions (HRTFs) are used. A listening experiment was done to determine the lowest resolution with which HRTF measurements have to be made to ensure that interpolations between them are indistinguishable from measured HRTFs. Therefore interpolations were made from measurements with several different (low) resolutions by linearly interpolating the minimum phase components, after which the measured interaural time differences were reapplied. These HRTFs were then compared to HRTFs measured from the same directions. A pink noise signal was filtered by either measured or interpolated HRTFs and presented to 8 listeners through headphones in a three-alternative forced choice test. For static sound sources the target HRTFs were selected with a regular spacing of 30 degrees in the horizontal, frontal and median planes. Furthermore, dynamic movements through 90 degrees arcs on the three planes were tested. The movements were centred directly in front, behind, left, right, above or below the listener. The results show that the directional resolution needed depends strongly on direction and is significantly lower for dynamic sound sources. It is shown how the results can be predicted from the HRTF measurements by a simple criterion. This criterion was applied to HRTFs measured with 2 degrees resolution on the whole sphere around the head. In this way the resolution needed when measuring HRTFs for use in binaural synthesis was determined.

Minonzio, J.-G.

• Characterization of subwavelength elastic cylinders with the Decomposition of the Time Reversal Operator : Theory and Experiment [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J.-G. Minonzio, C. Prada, D. Chambers, D. Clorennec and M. Fink
[A]

We propose to use the D.O.R.T. method to improve characterization of sub-wavelength scatterers with conventional transmit receive arrays like those used for medical imaging. The D.O.R.T. method consists in the measurement of the array response matrix K, and the diagonalization of the corresponding time reversal operator KK*. In most former studies, a one to one correspondence between the eigenvectors of the time reversal operator and the scatterers in the medium was shown. This correspondence, valid in most experiment, is only true for isotropic scatterers, that is for point like inhomogeneities of compressibility. The question we now try to answer is : can we observe several eigenvalues for sub-wavelength object? From the associated eigenvectors, can we get information on the physical parameters of the object as the size, the compressibility, or the density? Simulations taking into account the contribution of the different vibrations modes of the object have improved the understanding of the eigenvectors of the time reversal operator for the small object. For an elastic very thin cylinder, monopole and dipole scattering terms are the two significant ones, it is then possible to calculate analytically the eigenvectors of the TRO for a linear array. We will present experimental results obtained with the 128 channels electronic device, using a 1.5 MHz 128 elements array and 0.2 to 0.4 mm cylindrical nylon or steel wires. A good agreement between results and simulations is shown.

(1) french acronym for Décompostion de l'Opérateur de Retournement Temporel

Miranda, L.

• Structure-borne noise prediction in vehicle components using a Hybrid FEM-SEA method [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  L. Miranda
[A]

The hybrid FE-SEA method was developed to improve the prediction of structure borne noise in mid-frequency range.

The approach uses the modal global response calculated with FE Models and the exact coupling loss factor from the energy matrix response. Statistical energy analysis (SEA) is a lumped parameter approach currently in widespread use for high frequency analysis. In this investigation, hybrid FE-SEA and SEA models were developed for Automotive components. A generalized joint process was develop and used for processing the various coupling between structural subsystems.The first validated results are presented and discussed in this presentation

• Körperschallbedämpfung an Fahrzeugteilstrukturen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Meschke, L. Miranda and A. Wolf
[A]

Das Schwingungsverhalten einer Fahrzeugteilstruktur (Teil eines vorderen Längsträgers) wurde gemessen (z.B. mittels Laserscanning-Vibrometrie) und mittels FEM berechnet. Untersucht wurde, welche Teilflächen-Schwingungsformen (Resonanzen) der Struktur in Abhängigkeit bestimmter Anregungsarten auftreten und welche relevant sind für Luftschallabstrahlung bzw. für Körperschallleitung. Mögliche Maßnahmen zur Reduzierung des Körperschalls werden aufgezeigt. Mittels FEM wurde der Einfluss angrenzender Strukturen und flächenhafter Bauteile untersucht. Darüber hinaus wurden Messungen am Fahrzeug und einer Rohkarosserie durchgeführt, um den Einfluss von Modifikationen an der Längsträgerstruktur (z.B. Bedämpfung, Versteifung) zu ermitteln.

• Zur numerischen Vorhersage des Zuschlaggeräusches einer Fahrzeugtür [DAGA 2008 (Dresden)]
  O. von Estorff, M. Markiewicz, L. Miranda and O. Zaleski
[A]

Eine besondere Herausforderung im Hinblick auf die Simulation vibroakustischer Fragestellungen ist seit einiger Zeit die Erstellung von Modellen, die - neben der Ergebnissauswertung im Frequenz- und Zeitbereich - auch das Hörbarmachen des Berechnungsergebnisses in Form eines möglichst realitätsgetreuen Geräusches ermöglichen. Ein solches Modell ist dann besonders anspruchsvoll, wenn neben der impulsartigen Strukturanregung auch die akustischen Eigenschaften einer geschlossenen Kavität, z.B. eines Fahrzeuginnenraumes, zu berücksichtigen sind. Von Bedeutung ist auch das zum Einsatz kommende Berechnungsverfahren. Es muss die für die Schallentstehung und -übertragung wesentlichen Effekte ausreichend genau erfassen, eine effiziente Datenübertragung zwischen einzelnen Teilmodellen sicherstellen und den Einsatz von zum Teil messtechnisch ermittelten Modellparameter erlauben. Im gegenwärtigen Beitrag werden Berechnungsmodelle erläutert, die zur Berechnung und zwecks Hörbarmachen des Geräusches einer ins Schloss fallenden Fahrzeugtür zum Einsatz kommen können. Bei der vorgeschlagenen Modellierung werden eine Mehrkörpersimulation und eine Schallfeldberechung mit der FEM im Zeitbereich kombiniert. Erste Ergebnisse, die mittels LMS Virtual.Lab in Kombination mit speziell entwickelten Matlab-Routinen berechnet wurden, werden vorgestellt und diskutiert.

Miron, R.

• Software-basierte Live Sound Messungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  E. Finder, W. Ahnert, S. Feistel and R. Miron
[A]

Nach einer kurzen Einführung der Meßsoftware EASERA wird eine neue Meßmethode dargestellt, bei der zur Anregung des Meßobjektes nicht nur klassische Sweep- oder MLS-Signale, sondern Sprach- und Musiksignale zur Anwendung kommen. Durch Verwendung eines solchen neuen Tools wird es möglich, auch mit externen Anregungen im Live-Modus zu arbeiten. Dabei werden Referenzsignale direkt von einem Ausgang eines Wiedergabegerätes, aber alternativ auch von einem Referenzmikrofon abgenommen. Das Meßsignal wird dann einer Echtzeitentfaltung RTD mit hoher Aktualisierungsrate unterzogen, so daß Impulsantworten oder komplexe Übertragungsfunktionen direkt erhalten werden. Neuartige Rauschunterdrückungsalgorithmen erlauben es, daß Impulsantworten bis zu 10s Länge auch in besetzten Hallen oder Stadien abgeleitet werden können. Als Beispiele werden Falluntersuchungen in einem Stadion und in der Frauenkirche Dresden erläutert. Die notwendigen Meßbedingungen und die Grenzen des Verfahrens werden dargelegt.

Mironov, M.

• 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.

Mishima, J.

• Experimente mit der Geigenstimme [DAGA 2005 (München)]
  E. Meinel and J. Mishima
[A]

Der Stimmstock der Geige zählt zu den wichtigsten klangbestimmenden Teilen des Instrumentes. Es bieten sich deshalb vielfältige Möglichkeiten, das Klangbild auch am fertigen Instrument in bestimmten Grenzen zu ändern. Anhand der Analyse von Klopftönen (Übertragungsfunktion und Zeitverlauf) und der gestrichenen Leersaiten sowie einer subjektiven Bewertung durch einen Anspieltest wurde geprüft, inwieweit sich verschiedene Manipulationen und unkonventionelle Stimmenformen klanglich auswirken und ihre Klangwirkung durch vereinfachte Messverfahren sicher nachzuweisen ist.

Mishina, Y.

• Criteria for Environmental Noise based on Neutral Reaction of Inhabitants [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  K. Kuno, M. Omiya, Y. Okumura, A. Hayashi, Y. Mishina and Y. Oishi
[A]

The environmental quality standards for noise in Japan were established to protect public health and conserve the daily living environment. They are revised to define the guidelines for environmental noise in term of equivalent sound pressure level LAeq in 1999. The new guidelines were settled on studies of speech interference, sleep disturbance and noise effect to inhabitants. Concerning dose-response for noise, the reaction of highly annoyed is adopted to decide the criteria in many social surveys. Strong reaction is, however, minor and neutral reaction extends primarily in usual case. Environmental noise measurements and social surveys have been conducted in Nagoya City since 1982. This paper aims to derive the criteria based on neutral reaction as well as positive reaction. In addition, we discuss the stability of criteria with respect to the number of samples that are used to derive the criteria.

Mitri, F.G.

• Ultrasonic wave propagation in human cancellous bone: Application of Biot theory [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  Z.E.A. Fellah, F.G. Mitri, W. Lauriks, C. Depollier and J.Y. Chapelon
[A]

Ultrasonic wave propagation in human cancellous bone is considered. Reflection and transmission coefficients are derived for a slab of porous material having an elastic frame using Biot's theory modified by the Johnson et al model for viscous and inertial exchanges between fluid and structure. The sensitivity of the Biot-Johnson parameters is studied showing their effects on phase velocity and attenuation of the fast and slow waves. Experimental results for waves transmitted and reflected by human cancellous bone samples are given and compared with theoretical predictions.

• The dynamic acoustic radiation force on cylinders: theory and simulations [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F.G. Mitri, S. Chen, Z.E.A. Fellah, P. Trompette and J.Y. Chapelon
[A]

The theory of the dynamic radiation force Yd experienced by an infinite cylinder is presented. Analytical solutions of the equations for the dynamic radiation force are derived. The equations enable analytical radiation force dependencies on the acoustic field and medium parameters. The case of compressional and shear waves absorption in the solid material of the cylinder is also discussed. The results of numerical calculations are presented, indicating the ways in which the form of the frequency dependence of the dynamic radiation force function Yd for cylindrical targets is affected by variations in the material parameters of the cylinder. The case of lossless and lossy materials is considered. The results are of interest in view of the dynamic radiation force to determine the vibrating velocity of a cylinder immersed in water or embedded in any lossy medium in order to determine its local visco-elastic parameters.

Mizuno, S.

• Development of Fully Enclosed Type Traction Motors Aiming at Low Noise [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Mizuno, S. Noda, K. Suzuki and S. Shiraishi
[A]

We are promoting development of a low-noise low-maintenance fully-enclosed motor for railway vehicles. This is a part of our program for a 'new traffic system that is friendly to man and the environment.' Railway vehicle motors needs to be compact and light, but have high output power, so they require an efficient cooling system. Thus, many have adopted an open-type structure in which external air is taken in for cooling. However, since external air usually contains dust, these types of motors require periodical disassembly for cleaning. This problem is avoided with fully enclosed motors. Moreover, with fully enclosed motors, noise is confined internally, thus realizing a low-noise motor. The key to development of a fully enclosed motor lies in the successful development of a structure that provides efficient cooling. This paper introduces two types of fully enclosed motors: (1) a fully enclosed traction motor with an outer fan and (2) a fully enclosed traction motor without an outer fan.

Mleczko, M.

• Nonlinear modeling of ultrasound contrast agents with Wiener series [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Mleczko, M. Postema and G. Schmitz
[A]

Ultrasound contrast agents consist of microbubbles with diameters of 1-5 m encapsulated by a shell. Under ultrasound insonification microbubbles oscillate nonlinearly, with resonance frequencies being within the range of diagnostic ultrasound. This nonlinearity can be utilised to improve detection, thus maximising the contrast agent to tissue ratio.

Current state-of-the-art detection methods employ heuristic schemes like summing the responses to pulses of different polarity, which suppresses the linear response and odd order nonlinearities to detect contrast agents. For the development of improved detection schemes, however, it is necessary to model the nonlinear oscillation characteristics of ultrasound contrast agents. Therefore, we propose the modelling of ultrasound contrast agents by means of Wiener series which provide an input/output description form for dynamic nonlinear systems.

This approach was tested for an ultrasound contrast agent simulated by a modified Rayleigh-Plesset equation. The contrast agent behaviour was calculated for white noise input. From this data, the coefficients of a third orderWiener series were identified with an efficient and numerically stable orthogonal search algorithm. The identified system features dynamic nonlinearity with a pronounced nonlinear bandpass-behaviour. For a sinusoidal input, the identified model approximates the contrast agent oscillation with a mean square error of 7.6%.

Similar to linear systems, the nonlinear behaviour can be described in the frequency domain. This approach enables the development of detection schemes which take into account the dynamic nonlinear properties of microbubbles.

Moeck, J.P.

• Lokalisierung von Schallquellen in geschlossenen Brennkammern [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Pfeifer, J.P. Moeck, L. Enghardt and C.O. Paschereit
[A]

Moderne Brennkammern für Flugzeugtriebwerke oder stationäre Gasturbinen werden zur Optimierung ihrer Effizienz und zur Minimierung der Schadstoffemissionen bei sehr hohen Temperaturen mit nicht stöchiometrischen Gemischen von Luft und Brennstoff mager betrieben. Diese Art der Verbrennung hat den Nachteil, dass sie zur Ausbildung von Instabilitäten neigt, die grundsätzlich ein sehr unangenehmes akustisches Fernfeld erzeugen und außerdem im Resonanzfall auch die Lebensdauer der Brennkammer signifikant herabsetzen können. Im Rahmen der DFG Forschergruppe Verbrennungslärm geht es im Teilprojekt 10 um die Lokalisierung solcher Schallquellen in geschlossenen Brennkammern. Dies wird durch die Auswertung von Druckmesswerten wandbündig angeordneter Sensoren unter Ausnutzung der akustischen Nahfeldinformation der Schallquellen erreicht. Das örtlich begrenzte Gebiet, in dem die Schallquellen vermutet werden, wird durch ein Raster vorgegebener Monopolquellen diskretisiert. Danach wird aus den Beziehungen zwischen den Schallquellen und dem durch die Quellen im Raster theoretisch hervorgerufenen Schalldruck ein lineares Gleichungssystem für die Quellamplituden aufgestellt. Durch Invertierung dieses Systems werden die Amplituden der diskreten Schallquellen rekonstruiert. Eine örtliche Variation des Rasters ermöglicht die Abtastung potentieller Quellgebiete und somit den Rückschluss auf die tatsächliche Quellenverteilung. Die aufgestellten Gleichungssysteme werden im Rahmen einer Simulationsrechnung als Parameterstudie gelöst und bewertet. Ausgewählte Simulationsergebnisse werden vorgestellt, um die Möglichkeiten und Grenzen des Verfahrens zu verdeutlichen.

Möck, T.

• Schalltechnisches Verhalten von Montagetreppen - Ein neuer Treppenprüfstand für Prüfung, Forschung und Entwicklung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  T. Möck, H.-M. Fischer, R. Kurz and H. Lammers
[A]

Es ist bekannt, dass der Trittschall von Montagetreppen trotz Einhaltung der schalltechnischen Anforderungen (oftmals sogar des erhöhten Schallschutzes) immer wieder zu Beschwerden führt. Da das Verhalten der Treppe nicht vom Verhalten des angekoppelten Baukörpers getrennt wer-den kann, wurde zur Entwicklung trittschalloptimierter Treppen und zur Vorabbeurteilung der schalltechnischen Eigenschaften von Montagetreppen deshalb ein neuer Treppenprüfstand kon-zipiert und gebaut. Der Prüfstand ist so konzipiert, dass den üblichen baulichen Umgebungsbe-dingungen Rechnung getragen wird: In einem Teil des Prüfstandes kann die Treppe in einer typi-schen Massivbausituation eingebaut werden, wobei die Treppenwand variabel an die geforderte Situation angepasst werden kann. Im anderen Teil des Prüfstandes können Leicht- und Holzbau-bedingungen realisiert werden, wobei beliebige Kombinationen von Treppenwand und Decke variabel eingebaut werden können. So bietet dieser Prüfstand den Treppenherstellern die Mög-lichkeit, Montagetreppen unter praxisgerechten Baubedingungen schalltechnisch zu untersuchen und gezielt eigene Produktentwicklung zu betreiben. Im vorliegenden Beitrag wird der neue Prüfstand vorgestellt und über erste Ergebnisse an darin untersuchten Montagetreppen berichtet.

• Schall-Längsleitung bei leichten Schrägdachkonstruktionen [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Kurz, M. Ströhle and T. Möck
[A]

Eine erhöhte Schall-Längsleitung über leichte Schrägdachkonstruktionen ist häufig die Ursache für Klagen über einen mangelhaften Schallschutz von Wohnungs- und Haustrennwänden. In DIN 4109 und anderen Regelwerken gibt es keine Angaben zum Flankendämmmaß von Dachkonstruktionen. Die Folgen sind Planungsunsicherheit und Rechtsstreitigkeiten. Es werden aktuelle Messergebnisse insbesondere von mit Hartschaum gedämmten Steildachkonstruktionen vorgestellt und einzelne Einflussparameter und Übertragungswege erläutert. Ferner wird die Anwendbarkeit der neuen eu-ropäischen Rechenverfahren auf den Holz- und Skelettbaubau am Beispiel Dach diskutiert.

• Wie können Messungen im Treppenprüfstand auf konkrete Bausituationen übertragen werden? [DAGA 2002 (Bochum)]
  T. Möck, H.-M. Fischer, J. Scheck and E. Petzold
[A]

Es ist bekannt, dass es bei leichten Treppenkonstruktionen immer wieder zu Beschwer-den aufgrund einer zu hohen Trittschallübertragung vor allem im tiefen Frequenzbereich kommt. Da es für Hersteller von Treppen bisher fast keine Möglichkeiten zur schalltechni-schen Optimierung und Abnahme ihrer Produkte - außer im eingebauten Zustand am Bau - gab, wurde ein speziell für die schalltechnische Prüfung von Treppen ausgelegter Prüf-stand konzipiert und gebaut. Darüber wurde bereits auf der DAGA 2001 ausführlich be-richtet. Eine wesentliche Frage, die es in diesem Zusammenhang zu klären gilt, ist die Übertrag-barkeit der Messungen im Prüfstand auf konkrete Bausituationen. Bereits in der Pla-nungsphase dieses Prüfstandes wurde darauf geachtet, entsprechende Randbedingun-gen so zu wählen, dass sie möglichst realitätsnah sind, eine situationsbezogene Anpas-sung ist dennoch unumgänglich. Als Grundlage hierfür wird zur Zeit an einem Berechnungsmodell gearbeitet, über dessen grundlegende Ansätze und erste Erfahrungen damit hier berichtet wird. Das beschriebene Verfahren soll sowohl Messergebnisse aus Prüfstandsmessungen als auch unterschiedliche Randbedingungen, wie beispielsweise den Einfluss flankierender Bauteile und die unterschiedliche Ausbildung der Trennwand, berücksichtigen. Anmerkung: Dieser Vortrag steht in engem inhaltlichem Zusammenhang mit den Vorträgen von Frau Evi Petzold und Herrn Jochen Scheck. Aus diesem Grund sollten diese Beiträge nach Möglichkeit unmittelbar hintereinander eingeplant werden. Folgende Reihenfolge ist vor-gesehen: 1. Beitrag Petzold, 2. Beitrag Scheck, 3. Beitrag Möck

• Charakterisierung von Körperschallquellen im Zusammenhang mit der Anregung von leichten Treppen [DAGA 2002 (Bochum)]
  E. Petzold, H.-M. Fischer, J. Scheck and T. Möck
[A]

Aus Untersuchungen an leichten Deckenkonstruktionen und insbesondere am Modellauf-bau einer einzelnen Treppenstufe ist bekannt, dass die Anregung mit dem Norm-Hammerwerk bei weitem nicht der Anregung mit Gehen entspricht. Im folgenden wurden die Anregevorgänge von unterschiedlichen Körperschallquellen sowie verschiedenen Ge-hern mit unterschiedlichem Schuhwerk auf leichten Montagetreppen im Treppenprüfstand untersucht. Auf Grundlage dieser Untersuchungen soll ein charakteristischer Anregevor-gang definiert werden, mit dessen Hilfe eine vernünftige Beschreibung der Verhältnisse besonders im problematischen tiefen Frequenzbereich berücksichtigt wird. Anmerkung: Dieser Vortrag steht in engem inhaltlichem Zusammenhang mit den Vorträgen von Herrn Thomas Möck und Herrn Jochen Scheck. Aus diesem Grund sollten diese Beiträge nach Möglichkeit unmittelbar hintereinander eingeplant werden. Folgende Reihenfolge ist vor-gesehen: 1. Beitrag: Petzold, 2. Beitrag: Scheck, 3. Beitrag: Möck

• Analyse des Schwingungsverhaltens von Montagetreppen mit Hilfe der Modalanalyse [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Scheck, H.-M. Fischer, E. Petzold and T. Möck
[A]

Um wirksame und situationsbezogene Verbesserungsmaßnahmen für die Trittschallüber-tragung von Montagetreppen zu konzipieren, ist eine detaillierte Analyse des Übertra-gungsmechanismus erforderlich, die eine Quantifizierung der Einflussgrößen auf die Tritt-schallübertragung ermöglicht. Große Bedeutung hat hierbei die Analyse des Schwin-gungsverhaltens des Gesamtsystems, bestehend aus Treppe und Gebäude. Um den Kenntnisstand diesbezüglich zu erweitern, wurden in einem neugebauten Treppenprüf-stand Untersuchungen angestellt, deren Schwerpunkte die Bestimmung von Übertra-gungsfunktionen sowie Modalanalysen sind. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sol-len die Grundlage für anschließende schalltechnische Verbesserungsmaßnahmen darstel-len. Anmerkung: Dieser Vortrag steht in engem inhaltlichem Zusammenhang mit den Vorträgen von Frau Evi Petzold und Herrn Thomas Möck. Aus diesem Grund sollten diese Beiträge nach Mög-lichkeit unmittelbar hintereinander eingeplant werden. Folgende Reihenfolge ist vorgese-hen: 1. Beitrag: Petzold, 2. Beitrag: Scheck, 3. Beitrag: Möck

• Zum Stand des Schallschutzes bei Treppen in Massiv- und Leichtbauweise [DAGA 2003 (Aachen)]
  T. Möck, H.-M. Fischer, J. Scheck and R. Kurz
[A]

Im Zusammenhang mit bauakustischen Güteprüfungen von Treppen ergibt sich häufig die Frage nach dem Stand des Schallschutzes bei Treppenkonstruktionen. Dies veranlasste uns im Rahmen eines Forschungsprojektes zur Erstellung eines Fragebogens zur Erhebung des aktuellen Standes des Schallschutzes bei Treppen sowohl in Massiv- als auch in Leichtbauweise. Dieser wurde an alle bei der VMPA eingetragenen Güteprüfstellen verschickt. Neben den Messwerten für den Norm-Trittschallpegel der Treppenkonstruktionen wurden auch die technischen Daten der untersuchten Treppen und der Gebäude, in denen die Untersuchungen durchgeführt wurden, erfragt. Wesentliche Parameter waren: Gebäudetyp (Reihenhaus, Doppelhaus...), Trennwandkonstruktion (einschalig, zweischalig...) und Übertragungssituation (horizontal, diagonal...). Desweiteren wurde nach subjektiven Eindrücken der Bewohner, sofern Störungen vorlagen, gefragt. Im Zeitraum des vergangenen Jahres sind weit über 200 Ergebnisse von bauakustischen Messungen an Treppen zusammengetragen worden. Über die Auswertungen der Datensammlung wird in diesem Beitrag berichtet.

Möhler, U.

• Vertrauensbildung als flankierende Maßnahme zur Lärmbelästigungsminderung? Ein Vorschlag für eine interdisziplinäre Umsetzung in der Praxis [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Felscher-Suhr, D. Schreckenberg, R. Schümer and U. Möhler
[A]

Verschiedene Studien zur Wirkung von Lärm auf den Menschen kommen zu dem Ergebnis, dass das Ausmaß der Lärmbelästigung u.a. auch davon abhängt, wie sehr die Lärmbetroffenen davon überzeugt sind, dass die Lärmverantwortlichen alles tun, um ihre Belastung so gering wie möglich zu halten. Dieser Sachverhalt wird in der englischsprachigen Literatur als ''misfeasance'' (Misstrauen) bezeichnet. Im deutschsprachigen Raum wird derselbe Effekt häufig positiv mit ''Vertrauen in die Verantwortlichen'' beschrieben. Eine eigene Untersuchung zur Lärmbelästigung der Bevölkerung Baden-Württembergs hat gezeigt, dass neben dem Ausmaß an Vertrauen auch die Art der Maßnahmen, die die Lärmbetroffenen ergreifen, um die Lärmsituation zu bewältigen, mit höherer oder geringerer Lärmbelästigung einhergehen. Es lassen sich langfristig-strategische Maßnahmen (Engagement in Bürgerinitiativen u.ä. ) von kurzfristig wirkungsbezogenen Maßnahmen (Fenster schliessen, lauter sprechen u.ä.) unterscheiden, wobei die ersten mit positiv, die zweiten negativ mit der Lärmbelästigung korreliert sind. Ansätze zur Bürgerbeteiligung bei der Umsetzung von Lärmminderungsmaßnahmen zeigen, dass die Anwohner nicht zwangsläufig diejenigen Vorschläge präferieren, die aus akustischer Sicht die wirksamsten sind. Um Lärmminderung möglichst effektiv zu gestalten, d.h. bei so geringen Kosten wie möglich die Lärmbelästigung maximal zu reduzieren wird ein interdisziplinärer Ansatz vorgeschlagen, der die oben genannten Aspekte integriert und der in der Praxis der Lärmminderung angewandt werden kann.

• Befragungen als Hilfsmittel bei der Aufstellung von Lärmminderungsplänen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Möhler, U. Felscher-Suhr and R. Wieringer
[A]

Die Landeshauptstadt München stellt derzeit in einer Pilotuntersuchung für ein Teilgebiet einen Lärmminde-rungsplan auf. Vor der Aufstellung des Maßnahmenplanes wurde im Pilotgebiet eine Befragung bei ca. 300 An-wohnern durchgeführt, um Informationen über das Ausmaß der Lärmbelastung im Gebiet und um eine Einschät-zung der Wirksamkeit möglicher Schallschutzmaßnahmen zu erhalten. Durch die Befragung ergaben sich wert-volle Hinweise auf die Störwirkung einzelner Lärmquellen im Gebiet; bei der Einschätzung von Schallschutz-maßnahmen zeigte sich teilweise ein deutlicher Unterschied zwischen der akustisch ermittelten Pegelminderung und der von den Befragten subjektiv erwarteten Auswirkung der Maßnahmen.

• Fensterstellung und Lärmbelästigung bei Schienen- und Straßenverkehrslärm [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  D. Schreckenberg, R. Schümer, A. Schuemer-Kohrs, U. Möhler and M. Liepert
[A]

Jeweils über 700 Anwohner von Schienenverkehrswegen und Straßen wurden nach der Lärmbelästigung und nach Innenraum-bezogenen Störungen (u.a. im Kommunikationsbereich) durch die jeweilige Quelle sowie nach der üblichen Fensterstellung befragt. Straßenanwohner tendieren in sehr viel stärkerem Maße als Anwohner von Schienenverkehrswegen dazu, im Sommer tagsüber in den Wohnräumen die Fenster geschlossen zu halten (32% bei der Straße gegenüber 11% bei der Schiene). Analoges gilt für das Schließen der Fenster nachts in den Schlafräumen im Sommer (30% bei der Straße gegenüber 15% bei der Schiene). Bei der Straße finden sich zudem engere Korrelationen zwischen den Pegeln (quellen-bezogene Mittelungspegel an der lautesten Fassade) und der Fensterstellung (mit steigendem Pegel werden die Fenster zunehmend geschlossen gehalten; r um 0,30) sowie zwischen der Fensterstellung und den Belästigungs- / Gestörtheitsreaktionen (stärkere Gestörtheit bei üblicherweise geschlossenen Fenstern; r ebenfalls jeweils um 0,30). Letztere Beziehung bleibt auch bei Partialisierung des Pegels i.w. unverändert. Anders bei der Schiene: die Fensterstellung korreliert hier weder mit dem Pegel noch mit den Reaktionen (r jeweils um 0,0). Es werden Faktoren diskutiert, die zu den bei Schiene und Straße unterschiedlichen Beziehungen zwischen Fensterstellung einerseits und den Pegeln und Reaktionen andererseits beitragen mögen.

• Untersuchung von Schallemissionen aus Parkplätzen, Autohöfen und Omnibusbahnhöfen sowie von Parkhäusern und Tiefgaragen, vollständige Überarbeitung der Parplatzlärmstudie [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Liepert, U. Möhler, G. Prestele and W. Hendlmeier
[A]

Im Auftrag des Bayer. Landesamtes für Umweltschutz wurde die seit 1994 vorliegende 3. Auflage der ''Parkplatzlärmstudie'' vollständig überarbeitet und ergänzt. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurden zahlreiche Erhebungen von Kraftfahrzeugbewegungen an z.T. noch nicht untersuchten Parkplatzarten durchgeführt; dadurch wurde die Datenbasis um das 3- bis 4-fache des ursprünglichen Umfanges erhöht. Da sich der Bezug der Bewegungshäufigkeit auf die Anzahl der Stellplätze bei einigen Parkplatzarten als nicht zweckmäßig erwiesen hat, wurden für diese Parkplatzarten die für schalltechnische Berechnungen anzusetzenden Eingangsgrößen auf charakteristische Bezugsgrößen (z.B. Netto-Verkaufsfläche bei Einkaufsmärkten) umgestellt. Im Rahmen der Untersuchungen wurden darüber hinaus umfangreiche Schallmessungen durchgeführt, um die bei Parkvorgängen der derzeitigen Fahrzeugflotte auftretenden Schallemissionen zu kennzeichnen. Für die Erarbeitung eines Vorschlags der schalltechnischen Berechnung von Tiefgaragen und Parkhäusern wurden Schallmessungen an Tiefgaragenrampen und Parkhäusern durchgeführt. Zudem wurde das Rechenverfahren der ''Parkplatzlärmstudie'' auch gemäß den Vorgaben der aktuellen TA Lärm umgestellt und anhand von Kontrollmessungen überprüft.

• Schallmessung an Schienenverkehrswegen im Bereich von Weichenverbindungen [DAGA 2003 (Aachen)]
  U. Möhler and M. Liepert
[A]

In Diskussionen mit Behörden und Bürgern werden oft Befürchtungen geäußert, dass beim Überfahren von Weichenverbindungen besonders lästige Geräusche entstehen. Durch Messungen der Schallabstrahlung unterschiedlicher Zuggattungen mit und ohne Weichenverbindung wurde der Unterschied quantifiziert. Die Auswirkung der Messergebnisse auf die Beurteilung von Schienenverkehrslärm nach der 16.BImSchV wird diskutiert.

• Combined noise effects and noise protection planning – the need of regulation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  U. Möhler and M. Liepert
[A]

The noise protection planning in context with construction of new or existing traffic routes in Germany is considered isolated for each traffic noise source, the considerartion of combined noise sources ist not regulated. On behalf of some examples, the effects of the isolated consideration of noise sources will be demonstrated and some possiblilties to avoid these will be discussed

• Effectiveness of vibration preventive measures with consideration of modified properties of trainsets [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Liegl and U. Möhler
[A]

The attenuation of structure-borne noise caused by trains moving in tunnels nearby residential areas is essential in order to avoid disturbances in the neighbourhood. The effectiveness of protective measures is commonly described in terms of insertion loss and resonance frequency, both - among others - depending on the stiffness of the bearing and the unsprung mass of the wheelset. The results of current vibration measurements on the one hand indicate reduced vibrational excitation caused by modern lightweight trainsets. On the other hand metrological determinations in an existing railway-tunnel show a reduced effectiveness of the protective measures. The results of the measurements are presented and compared to calculated values. With reference to ongoing construction works consequences particularly with regard to the dimensioning of protective measures are discussed.

• Future Prediction Scheme for Sound Propagation from German Railways [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  U. Kurze, U. Möhler and J. Onnich
[A]

Developments in high speed rail traffic gave rise to start a revision of the present German ''Schall 03''. Most important new aspects result from the consideration of different source heights for aerodynamic sources, traction noise and equipment noise in addition to the rolling noise and to the consideration of octave band sound power levels rather than A-weighted overall sound pressure levels at a reference distance. While the concept is widely consistent with the European regulation based on the Dutch model, the prediction scheme for sound propagation is even stronger related to reliable engineering procedures by tailoring ISO 9613-2 to the needs of un-ambiguity and the availability of data describing average meteorological and ground conditions. Sound propagation from segments of line sources at different heights will be described in terms of geometrical divergence, standard conditions for atmospheric absorption, interaction with soft and rigid ground, effect of barriers, a limited number of specular reflections and a meteorological correction term. Other parameters, e.g. tree zones and general descriptions of built-up areas, will not be taken into account.

• Die Ermittlung akustischer Kenndaten für Lärmwirkungsuntersuchungen [DAGA 2005 (München)]
  U. Möhler and M. Liepert
[A]

Die Anforderungen an die Genauigkeit akustischer Kenndaten, die im Zusammenhang mit Lärmwirkungsstudien benötigt werden, wird oft unterschätzt. Anhand von Beispielen wird aufgezeigt, wie sich fehlerhafte Erhebungen auf das Ergebnis auswirken können. Es werden daraus MIndestanforderungen an die Bestimmung akustischer Kenndaten für Lärmwirkungsstudien sowohl im Feld als auch im Labor entwickelt.

• Tageszeitsbezogene Belästigung durch Straßen- und Schienenverkehrslärm - Methode und empirische Ergebnisse [DAGA 2005 (München)]
  U. Felscher-Suhr, D. Schreckenberg and U. Möhler
[A]

Mit den tagesperiodisch variierenden Aktivitäten ändert sich das Bedürfnis nach Ruhe bzw. die Empfindlichkeit gegenüber der Einwirkung von Umweltgeräuschen. Gewichtungen der Tageszeit, wie sie z.B. in den USA (Pegelmaß Ldn) üblich oder im europäischen Pegelmaß Lden verankert sind, entsprechen eher normativen Setzungen als empirischen Forschungsergebnissen. In einer Querschnitts-Felduntersuchung wurde im Rahmen des BMbF-Forschungsverbunds ''Leiser Verkehr'' geprüft, inwiefern sich Lärmbelästigungsurteile von Anwohnern von Straßen- und Schienenverkehrsgebieten (N= 1127) im Tagesgang unterscheiden. Um diese retrospektiv erfassten Daten zu validieren, und um die tatsächliche akustische Belastung den Stundenurteilen gegenüber zu stellen, schloss sich ergänzend an die Befragungsstudie eine weitere Erhebung an einer Teilstichprobe (n= 131) an: Mittels tragbarer Datenerfassungsgeräte sollten Lärmbelästigungsurteile sowie aktuell ausgeübte Tätigkeiten stündlich an vier aufeinanderfolgeden Tagen angegeben werden. Zugleich wurden Messungen an gebietsrepräsentativen Messpunkten vorgenommen und darauf aufbauend individuelle Pegel für alle Befragten errechnet. Es zeigten sich quellenspezifische Belästigungsprofile: Die Belästigung durch Straßenverkehrslärm ist am Morgen sowie am frühen Abend erhöht, während die Belästigung durch Schienenverkehrslärm - bei gleichem Pegel - in den Abendstunden ansteigt. Die Fragebogendaten zeigen insgesamt einen glatteren Profilverlauf, während die Daten aus der Vertiefungsstudie vor allem bei Schienenverkehrslärm stärker dem Pegel folgen und einzelne Schallereignisse in das Belästigungsurteil integrieren.

• Lästigkeit von Schienen- und Straßenverkehrslärm bei hohen Vorbeifahrhäufigkeiten – Ergebnisse einer Feld- und Laborstudie [DAGA 2005 (München)]
  M. Liepert, U. Möhler, D. Schreckenberg, R. Schümer and H. Fastl
[A]

In der Öffentlichkeit wird die Anwendbarkeit des sog. Schienenbonus bei Planfeststellungsverfahren zum Neu- oder Ausbau von Schienenstrecken mit Hinweis auf hohe prognostizierte Verkehrsmengen in Frage gestellt. Es stellt sich dabei die Frage, ob ein Lästigkeitsunterschied auch bei einer Verringerung der Pausendauern zwischen Zugvorbeifahrten im bisher ermittelten Ausmaß weiterhin besteht. Zur Untersuchung dieser Fragestellung wurde eine kombinierte Feld-/Laborstudie zur Lästigkeitswirkung von Schienen- und Straßenverkehrslärm bei hohen Verkehrsmengen durchgeführt. In der Feldstudie wurden die Ergebnisse akustischer Erhebungen und sozialwissenschaftlicher Befragungen in insgesamt 13 Gebieten mit Schienenverkehrslärm und 6 Gebieten mit Straßenverkehrslärm an Verkehrswegen unterschiedlicher Verkehrsmenge ausgewertet. Ein Großteil dieser Erhebungen wurde im Rahmen vorangehender Untersuchungen des Projektteams im Rahmen anderer Studien in den Jahren 1996 bis 2000 durchgeführt. Im Jahr 2002 wurden für die Studie in 3 weiteren Gebieten mit sehr hohen Verkehrmengen Befragungen durchgeführt. Ein Teil dieser Probanden nahm zudem an einer darauf folgenden Laboruntersuchung teil. Die Lästigkeitsurteile der Probanden aus Schienengebieten und Straßengebieten zu beiden Verkehrslärmarten wurden verglichen. Ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchung war der Vergleich der Ergebnisse der Felduntersuchung und der Laborstudie. Über die Durchführung und die Ergebnisse der Studie wird berichtet.

• Die Ermittlung der Schallausbreitung nach der neuen Schall 03 [DAGA 2005 (München)]
  U. Möhler and M. Liepert
[A]

Die Ermittlung der Schallimmissionen im Rahmen der Verkehrslärmschutzverordnung (16.BImSchV) für Schienenverkehrslärm soll in einem angepassten Berechnungsverfahren der Schall03 neu geregelt werden. Das neue Verfahren zur Berechnung der Schallausbreitung wird vorgestellt und die Unterschiede zur derzeit verwendeten Schall03 aufgezeigt.

• Lärmminderungsplanung in der Landeshauptstadt München - Erfahrungen bei der Beteiligung und Information der Öffentlichkeit [DAGA 2005 (München)]
  R. Liegl, U. Möhler, D. Kemmather and R. Wieringer
[A]

In der Landeshauptsstadt München stehen eine umfassende Information der Bürgerinnen und Bürger und ihre Beteiligung bei der konkreten Maßnahmenplanung im Mittelpunkt. Hierzu wurden Werkzeuge erarbeitet, die verschiedene Medien nutzen, um die Betroffenen erreichen zu können und ihnen Foren für die Beteiligung zur Verfügung zu stellen. Zum Einsatz kommen repräsentative Interviews, Informationen und Fragebogenaktionen auf dem Postweg, über das Internet sowie die Durchführung von Anhörungsterminen für die Öffentlichkeit. Über diese Informations- und Beteiligungsmöglichkeiten liegen zwischenzeitlich praktische Erfahrungen vor, die seitens der Betroffenen teilweise eine andere Gewichtung von Lärmkonflikten zeigen, als zunächst aufgrund der schalltechnischen Berechnungen zu erwarten war. Weitere Ergebnisse bestätigen in der Tendenz die Ergebnisse aus anderweitig vorliegenden Untersuchungen. Im Hinblick auf die anstehende Änderung des § 47 BImSchG könnten öffentliche Anhörungstermine ein fester Bestandteil der Lärmminderungsplanung werden; die Zweckmäßigkeit solcher Anhörungstermine wird hinterfragt und ein Ausblick auf das weitere Vorgehen bei der Information und Beteiligung der Bürgerinnen und Bürger gegeben.

• Geräuscheinwirkungen aus dem Hochgeschwindigkeitsverkehr im Bereich der Tunnelportale der Neubaustrecke Ingolstadt – Nürnberg [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  U. Möhler, M. Liepert and C. Eulitz
[A]

Im Mai 2006 wurde die Neubaustrecke Ingolstadt - Nürnberg für einen Hochgeschwindigkeitsverkehr mit bis zu v = 300 km/h in Betrieb genommen. In der Erprobungsphase wurden im Bereich der Tunnelportale impulshaltige tieffrequente Geräusche festgestellt. Durch gezielte Maßnahmen konnten diese Geräusche reduziert werden. Durch Schallmessungen im Bereich der nächstgelegenen Wohnbebauung wurde die Lärmbelastung vor und nach Einbau der Maßnahmen erfasst und beurteilt. Es werden die Mess- und Beurteilungsmethoden zur Bewertung der Tunnelgeräusche dargestellt und kommentiert.

• Testaufgaben zur Qualitätssicherung von Schalltechnik-Software [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Liepert, T. Maly, U. Möhler and J. Plundrich
[A]

Im Auftrag des Umweltbundesamtes wurden Testaufgaben für Schalltechnik-Software entwickelt. Die Aufgaben prüfen sowohl die richtlinienkonforme Umsetzung der Berechnungsvorschriften, als auch die Kompatibilität der Software-Produkte untereinander mittels QSI-Datenformat nach DIN 45687. Es wurden zwei verschiedene Typen von Testaufgaben entwickelt. Für die Berechnungsvorschriften RLS-90 und DIN ISO 9613-2 wurden Testaufgaben geringer Komplexität entwickelt. Diese bilden in der Praxis häufig anzutreffende Situationen ab, die dem Anwender Schwierigkeiten bei der regelkonformen Umsetzung in Software-Produkten bereiten. Die Testaufgaben wurden in Tabellenkalkulationsprogrammen umgesetzt und ein Ergebnisbereich ermittelt, der die im Rahmen der regelkonformen Berechnung möglichen Schwankungen angibt. Der zweite Typ ist eine Testaufgabe hoher Komplexität, in der die Ausbreitungsrechnung mehrerer und unterschiedlicher Schallquellen in einer komplexen Umgebung (Bebauung, Dämme, Schallschutzwände usw.) geprüft wird. Die Komplexität der Testaufgabe lässt eine ''händische'' Überprüfung der Ergebnisse nicht zu. Es werden daher die Ergebnisbereiche, die mit den in Deutschland gängigen Software-Produkten ermittelt wurden, dargestellt. Die bei der Umsetzung der Testaufgaben aufgetretenen Schwierigkeiten und Interpretationsspielräume werden diskutiert. Zudem wird über die Erfahrungen beim Datenaustausch im QSI-Datenformat berichtet.

Möller, M.

• Skalierbare automatische Klassifikation von Musikstücken mit individuellen Genre-Modellen [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Engelhard, M. Möller and S. Baumann
[A]

Wir beschreiben ein Open-Source System zur automatischen Genre-Klassifikation von Musikdateien. Dabei vertreten wir die Position, dass die Kriterien zur Unterscheidung von Genres wie Rock oder Pop nicht allgemeingültig, sondern unscharf und subjektiv sind. Darauf aufbauend extrahiert das vorgestellte System aus einer bereits klassifizierten Musiksammlung Merkmale (u.a. RMS, Bandwith, MFCC) und lernt mittels Support Vector Machine ein Modell, das anschließend auf neue Musikstücke angewendet werden kann. Bei der Entwicklung lagen wichtige Augenmerke auf Effizienz, Skalierbarkeit und Benutzerfreundlichkeit, um einen Transfer des State-of-the-Art im Music Information Retrieval in die Anwendungspraxis zu ermöglichen. Mit sehr kurzen Programmlaufzeiten und guten Klassifikationsgenauigkeiten legen wir vielversprechende Zwischenergebnisse vor.

Möller, S.

• Planung von Telefon-Sprachqualität: Unterschiedliche Modellansätze [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Möller and A. Raake
[A]

Für die Planung, den Aufbau und den Betrieb von Telekommunikations-Netzwerken ist es wichtig, eine möglichst genaue Abschätzung der von den Kunden erfahrbaren Sprachqualität auf Basis instrumentell messbarer Parameter der Übertragungsstrecke zu erhalten. Hierzu wurden in der Vergangenheit Modelle mit unterschiedlichen Zielsetzungen entwickelt. Zum einen sind dies signalbasierte Vergleichsmaße, welche durch Vergleich von Eingangs- und Ausgangssignal eines Teiles der Übertragungsstrecke (z.B. einer Kodier-Dekodier-Strecke) einen Schätzwert der Gesamtqualität in einer Hörsituation liefern. Demgegenüber sagen Netzwerkplanungsmodelle einen Schätzwert für die zu erwartende Kommunikationsqualität voraus, und zwar ausgehend von Planungswerten aller Elemente der Übertragungsstrecke, d.h. ohne Verwendung von Signalen und ohne Realisierung des betreffenden Netzwerkes. Teilweise werden hier zusätzlich auch Faktoren erfasst, welche die Dialogfähigkeit betreffen. Eine dritte Klasse von Modellen berechnet Qualitätsschätzwerte direkt aus Messwerten existierender Netze. Die Messwerte können entweder 'offline' oder auch direkt in laufenden Gesprächsverbindungen bestimmt werden. Diese Klasse eignet sich z.B. zur Überwachung der dem Kunden bereitgestellten Qualität (Qualitäts-Monitoring-Modelle). Im Vortrag werden die unterschiedlichen Modelltypen bezüglich ihrer Voraussetzungen, der Modellierungsansätze und der damit aus Benutzersicht erfassten Qualitätsmerkmale analysiert. Es zeigt sich, dass insbesondere den Netzwerkplanungsmodellen und Monitoring-Modellen teilweise sehr ähnliche Prinzipien zugrunde liegen. Für den Anwendungsfall der Netzwerkplanung lassen sich vielfach sinnvolle Qualitätsschätzwerte vorhersagen. Allerdings dürfen die Vorhersagen nicht als direkte Modellierungen von Benutzer-Qualitätsereigneissen missverstanden werden. Vorschläge für sinnvolle Kombinations- und Erweiterungsmöglichkeiten werden erläutert und diskutiert.

• Beschreibung der von Sprachkodierern hervorgerufenen Beeinträchtigungen mittels Impairment-Faktoren [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Möller and J. Berger
[A]

Auf Telefonübertragungsstrecken werden zur Datenreduktion in zunehmendem Maße Sprachkodierer mit Bitraten von 64-4 kbit/s eingesetzt. Die hierdurch hervorgerufenen Beeinträchtigungen wirken sich perzeptiv sehr unterschiedlich auf die Sprachübertragungsqualität aus. Obwohl in verschiedenen Untersuchungen die Multidimensionalität des Problems gezeigt wurde (vgl. McDermott, 1969; McGee, 1964; Bappert & Blauert, 1993),so ist doch besonders im Anwendungsfall der Netzwerkplanung eine eindimensionale Beschreibung der Qualitätsbeeinträchtigung von Vorteil. In diesem Beitrag wird die Beschreibung durch sogenannte Equipment-Impairment-Faktoren analysiert, welche für die Qualitätsplanung von Telefonnetzen neuerdings als einzige Planungshilfe international empfohlen werden. Impairment-Faktoren sind als inkrementeller Wert der durch Sprachkodierer hervorgerufenen Beeinträchtigung definiert, welcher zu anderen Beeinträchtigungen (z.B. durch Rauschen, Echos, etc.) additiv ist. Die hier beschriebenen Untersuchungen belegen jedoch, dass die Additivität nicht in allen Fällen (z.B. bei Codec-Tandems) gegeben ist. Es wurde eine neue Methode entwickelt, welche Impairment-Faktoren für neue Sprachkodierer in Bezug zum bestehenden Bewertungssystem verankert. Diese Methode ist nun bei der International Telecommunication Union (ITU-T) als Empfehlung vorgeschlagen worden (draft Rec. P.833, 2000). Experimentelle Untersuchungen zur Verifikation der Methode werden vorgestellt und hinsichtlich der Genauigkeit der Erfassung von Beeinträchtigungen interpretiert. Ein Ausblick zeigt Anwendungsmöglichkeiten im Falle von Übertragungsfehlern (Bitfehler, Paketverluste), sowie für die Auswirkungen auf Spracherkennung im Telefonnetz (z.B. für Auskunftsysteme).

• 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'')

• Monitoring speech quality in telephone networks: An overview [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Möller
[A]

Monitoring speech quality in telephone networks is a two-step procedure. First, all data which are relevant for speech quality have to be measured during network operation. Then, models can be defined which calculate quality indices on the basis of the measurements. This talk will give an overview of monitoring approaches related to speech communication quality, which is one component of the quality of a service (QoS). Intrusively or non-intrusively measured data forms an input to different types of quality prediction models. Such models are based on the perceptively based comparison between input and output signals of the transmission line (instrumental comparative models, e.g. PESQ, TOSQA, PACE, etc.), or on empirically determined relations between network planning parameters and user quality judgements (network planning models, e.g. the E-model or SUBMOD). They produce an estimate for certain quality dimensions which depend on the type of input parameters taken into account by the measurements. Various combinations between input parameters and prediction models are discussed, and limitations of the available methods are pointed out.

• Zur Qualität übertragener Sprache für Menschen und Maschinen [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Möller
[A]

The quality of speech transmitted over telecommunication networks has been an object of investigation for a long time, and assessment methods as well as quality prediction models have been developed. These methods and models refer to human-human communication, and they typically reflect only a part of the dimensions which contribute to the quality of a service, and to user satisfaction, usability and acceptability. However, future telecommunication networks will be used to an increasing part for human-machine interaction, e.g. to access telephone-based spoken dialogue systems. The quality of transmitted speech in those situations is different from the one in human-human communication, as the performance of speech technology devices (recognition, TTS, etc.) is influenced by other characteristics of the transmission channel. In this contribution, a comparison is drawn between important quality dimensions in human-human communication and the corresponding dimensions in the interaction with a spoken dialogue system. They form a basis for quality planning and optimisation of spoken language systems, as well as for transmission networks which are to be used for both human-human and human-machine interaction. Assessment methods for the two situations are presented and systemised, and comparative test data are discussed.

• Qualität von Telefon-Sprachdiensten: (K)eine Frage der Akustik? [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Möller
[A]

• Einfluss von Spracherkennung und Sprachsynthese auf die Qualität natürlichsprachlicher Dialogsysteme [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Möller and J. Skowronek
[A]

Bei der realen Anwendung von Sprachdialogsystemen kommt denjenigen Systemkomponenten, die sich direkt auf die akustische Realisierung gesprochener Sprache beziehen, eine wichtige Rolle zu. Einerseits hängt der Grad, zu dem sich der Benutzer vom System verstanden fühlt, zu einem großen Teil von der Erkennungsleistung des Systems ab. Diese wird wiederum durch die raumakustische Situation und mögliche weitere Übertragungskanäle (z.B. Telefon) beeinflusst. Andererseits wirkt die Sprachausgabe als eine Art Visitenkarte des Systems und kann die wahrgenommene Gesamtqualität erheblich beeinträchtigen oder verbessern. In diesem Vortrag soll der Einfluss der Spracheingabe und -ausgabe auf die vom Benutzer erfahrene Qualität am Beispiel eines Dialogsystems für Restaurantauskünfte (Bochumer Restaurant-Informations-System, BoRIS) untersucht werden. Ausgangspunkt ist eine Taxonomie möglicher Qualitätsaspekte des betrachteten Dienstes. Anhand dieser Taxonomie wurde ein Fragebogen zur Erfassung verschiedener Qualitätsdimensionen entworfen. Mit Hilfe dieses Fragebogens wurden Wizard-of-Oz-Experimente durchgeführt, in denen die Erkennungsleistung des Spracherkenners sowie unterschiedliche Sprachausgaben kontrolliert verändert wurden. Die Urteile der Versuchspersonen lassen Rückschlüsse auf die von diesen Komponenten beeinflussten Qualitätsdimensionen sowie auf die mit dem System erzielbare Gesamtqualität zu.

• Modellierung der Einflüsse des Übertragungskanals bei der Interaktion mit einem Smart-Home-System [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Krebber, A. Raake and S. Möller
[A]

Im Rahmen des europäischen IST-Projektes INSPIRE (INfotainment management with SPeech Interaction via REmote microphones and telephone interfaces) wird ein Sprachdialogsystem zur Interaktion mit verschiedenen Hausgeräten (TV, Videorecorder, Lampen, Jalousien, etc.) erstellt. Zweck dieses Dialogsystems ist es, ein intelligentes und einheitliches Benutzerinterface bereit zu stellen, welches die komplizierte Interaktion mit unterschiedlichen Geräten erleichtert und somit die Qualität und Akzeptanz der Dienste erhöht. Das System ist mit der Außenwelt sowohl über das Telefonnetz als auch über das Internet verbunden. Dadurch ist es möglich, Informationen aus dem Internet abzufragen und das System von einem entfernten Ort aus anzurufen. Beim Sprachzugang über das Telefonnetz oder über das Internet (Voice over Internet Protocol, VoIP) treten jedoch Störungen auf, die die Interaktion mit dem System maßgeblich beeinflussen können. Daher sollen diese schon in der Planungsphase berücksichtigt und ihr Einfluss auf die Systemqualität minimiert werden. Hierzu wurde ein Simulationssystem erstellt, welches sowohl stationäre Störungen in traditionellen Netzen als auch für VoIP typische zeitlich instationäre Störungen kontrolliert generieren kann. Im Vortrag wird dieses System vorgestellt, und es wird gezeigt, wie es wirkungsvoll zur Optimierung der Komponenten des Sprachdialogsystems eingesetzt werden kann.

• Quality Prediction Models for Telephone-Based Spoken Dialogue Systems [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Möller
[A]

The spoken interaction between a human user and an application based on speech technology (e.g. for information or transaction tasks, like railway information or telephone banking) gains ground in modern telephone networks. In order to estimate the overall quality a user of such a service will experience, quality prediction models have been set up. They calculate an index related to user satisfaction on the basis of parameters which can be logged during the interaction, either automatically or with the help of an expert transcription. The most popular modelling approach is the PARADISE framework developed by Walker et al. at AT&T.

In the talk, an overview is given about the modelling principles as well as the prediction accuracy which can be reached for human-machine interaction (HMI). Starting from a taxonomy of quality aspects which have demonstrated relevance for the HMI situation, it is shown that the PARADISE approach is still very limited both with respect to the predicted quality indices as well as with respect to the amount of subjective judgement variance covered by the model. The correlation to subjective judgements is considerably lower than for speech transmission quality models. A new proposal for predicting individual quality aspects is made in order to obtain more generic quality estimations.

• Wizard-of-Oz tests for a dialog system in smart homes [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Krebber, S. Möller, R. Pegam, U. Jekosch, M. Melichar and M. Rajman
[A]

Within the scope of the European IST-project INSPIRE (INfotainment management with SPeech Interaction via REmote microphones and telephone interfaces) a speech-dialog system for accessing different kinds of home appliances (TV, VCR, lamps, blinds etc.) is currently developed. The purpose of the system is to provide an intelligent and uniform user interface. The interface is capable of supporting the user by controlling different complex devices and increasing the acceptance and quality of the services. The system is controlled via microphone arrays for home use or by telephone or internet access for remote use. The Wizard of Oz (WoZ) replaces the automatic speech recognition and allows to set different error rates. More over it allows to test different metaphors. The presentation will focus on the architecture of the WoZ tool and the way how it was used to test the quality of the dialog system and the overall quality.

• Quantifying the Quality Difference between Narrow-Band and Wideband Speech Codecs [DAGA 2005 (München)]
  S. Möller and A. Raake
[A]

When speech is transmitted over wideband instead of narrow-band telephone channels, it can be expected that the overall quality perceived by the human user rises. However, degradations due to coding, noise or echo impact speech quality on both narrow-band and wideband channels. In order to judge the overall quality of a telephone connection, degradations occurring on the entire transmission channel from the mouth of the talker to the ear of the listener have to be taken into account. The degradations result in different perceptual quality dimensions which have to be integrated to form the overall quality percept.

One way of integrating different degradations is the impairment factor principle, used in the framework of the International Telecommunication Union for predicting the quality of narrow-band telephone networks. We present investigations to extend this principle to wideband transmission, by expanding the 'perceptual' quality scale underlying this principle. It will be shown that integral quality may rise by about 30% when switching from a narrow-band to a wideband channel, expressed in terms of impairment factor units. On the basis of this assumption, new impairment factors are derived for wideband speech codecs. These factors may be used to predict overall speech quality, as a part of a wideband quality prediction model which still is to be developed.

• Qualitätsdimensionen bei der Sprachübertragung in modernen Telekommunikationsnetzen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Wältermann, K. Scholz, A. Raake, U. Heute and S. Möller
[A]

Bei der Übertragung von Sprache in modernen Telekommunikationsnetzen können eine Vielzahl von Faktoren die vom Benutzer wahrgenommene Qualität beeinträchtigen. Dies sind neben konventionellen Leitungseigenschaften (z.B. Dämpfung, Rauschabstand) und Codecs auch Endgeräte mit unterschiedlichen akustischen Eigenschaften (z.B. Freisprecheinrichtungen) und Effekte aufgrund von Signalverarbeitung (z.B. Geräuschreduktion, Voice Activity Detection). Zeitvariante Effekte lassen sich beispielsweise bei Paketverlusten in Voice-over-IP-Verbindungen beobachten.

Aussagen über die Qualität solcher Verbindungen sind nur durch den Benutzer möglich, der das Qualitätsurteil durch einen vorherigen internen Vergleich des Wahrgenommenen mit seiner Erwartung, einer benutzer-internen Referenz fällt. Welche Charakteristiken des Sprach-Hörereignisses seinem Urteil zugrunde liegen und in welchem Maße ist zunächst unbekannt.

Um die bezüglich der Qualität relevanten Eigenschaften zu identifizieren, wurden mehrere auditive Experimente durchgeführt, die hier vorgestellt werden sollen. In diesen Experimenten wurde ein Satz von unterschiedlich verarbeiteten Sprachproben bewertet, der ein großes Spektrum potenziell auftretender Störungen repräsentiert. Multidimensionale Analysen ergaben drei für diese Stimuli stabile und orthogonale Dimensionen, die der Sprachqualität zugrunde liegen: 'Kontinuität', 'Direktheit/Frequenzgehalt' und 'Rauschhaftigkeit'. Durch eine Abbildung dieser Dimensionen auf Gesamtqualitätsurteile konnte 'Kontinuität' als die perzeptiv wichtigste Dimension identifiziert werden.

Die Idee der Modellierung der Gesamtqualität mit Hilfe perzeptiver Dimensionen soll als Basis für ein instrumentelles Verfahren zur Schätzung der Gesamtqualität übertragener Sprache dienen. Hierzu wird ein Ausblick auf Arbeiten eines laufenden DFG-Projektes gegeben.

• Messtechnische Erfassung der Qualitätsdimension 'Direktheit/Frequenz-gehalt' zur instrumentellen Analyse und Beurteilung von Sprachqualität [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  K. Scholz, M. Wältermann, L. Huo, A. Raake, S. Möller and U. Heute
[A]

Moderne Telekommunikationsnetze verursachen bei der Übertragung von Sprachsignalen vielfältige Störungen und Verformungen dieser Signale. Diese Beeinflussungen können die vom Nutzer wahrgenommene Qualität eines Systems beeinträchtigen. Zur Beschreibung der Gesamt-Sprachqualität eines Systems dient der Mean-Opinion-Score (MOS). Zur Analyse von Sprachqualität sind MOS-Werte jedoch nicht ausreichend; hierzu sind differenziertere Qualitätsurteile notwendig.

Ziel unserer Arbeit ist es, ein instrumentelles diagnostisches Verfahren zur Analyse und Beurteilung von Sprachqualität zu entwickeln. Unser Ansatz basiert auf der Beurteilung von drei Qualitätsdimensionen, die jeweils einzelne qualitätsrelevante Eigenschaften eines Sprachsignals erfassen: 'Direktheit/Frequenzgehalt', 'Kontinuität' und 'Rauschhaftigkeit'. Eine Schätzung der Gesamtqualität soll durch geeignete Verknüpfung der Einzel-Dimensionen erreicht werden. Von diesem auf orthogonalen perzeptiven Dimensionen basierenden Ansatz erwarten wir, dass er die heutzutage in realen Netzen auftretenden Störungen weitestgehend berücksichtigt. Idealerweise decken die gefundenen Dimensionen auch Störungen ab, wie sie in zukünftigen Systemen auftreten werden. Wird die Qualität eines neuen Systems von zusätzlichen perzeptiven Attributen bestimmt, erwarten wir, dass das instrumentelle Verfahren relativ einfach um die Erfassung dieser neuen Dimension erweitert werden kann.

Hier stellen wir einen Ansatz zur instrumentellen Erfassung des Attributs 'Direktheit/Frequenzgehalt' vor. Diese Dimension beschreibt den qualitätsrelevanten Einfluss, den der Frequenzgang eines Systems auf ein vom System verarbeitetes Sprachsignal hat. Ausgehend von den Frequenzgang-Parametern Bandbreite und Mittenfrequenz haben wir einen instrumentellen Schätzer für diese Dimension entwickelt. Die mit diesem Attribut-Schätzer erzielten Resultate werden vorgestellt. Außerdem wird ein Modell der untersuchten Qualitätsdimension vorgestellt, das u.a. zur Bestimmung weiterer dimensions-relevanter Parameter genutzt werden kann.

• Messung und Vorhersage der Effizienz bei der Interaktion mit Sprachdialogdiensten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Möller
[A]

Ein wichtiger Aspekt der Qualität sprachlicher Kommunikation ist ihre Effizienz, d.h. das Verhältnis von eingesetzen Resourcen zur Erreichung des kommunikativen Zieles. Effizienz spielt insbes. bei der Interaktion mit Sprachdialogdiensten eine große Rolle, bei denen das Ziel der Interaktion durch die Möglichkeiten des Systems vorgegeben ist, bspw. bei Auskunfts- und Reservierungssystemen oder beim Telefon-Banking. Zwei Arten von Effizienz sind hierbei zu unterscheiden: Die Effizienz der sprachlichen Interaktion selbst (communication efficiency), d.h. bezogen auf den Verlauf des Dialogs zwischen Benutzer und System, und die Effizienz bei der Lösung der übergeordneten Aufgabe (task efficiency), d.h. bezogen auf das Ziel, das durch die Benutzung des Systems erreicht werden soll.

Im Rahmen des EU-geförderten IST-Projektes INSPIRE wurde die Effizienz der Interaktion mit einem Smart-Home-System untersucht. Dazu wurden Benutzer zu verschiedenen Qualitätsaspekten befragt, und es wurden Parameter extrahiert, die den Verlauf der Interaktion zwischen Benutzer und System quantitativ erfassen. Es zeigt sich, dass die Benutzerurteile zur Effizienz nur sehr gering mit den gemessenen bzw. annotierten Parametern korrelieren, insbes. bei der wahrgenommenen bzw. gemessenen Länge der Interaktion und bei der Lösung der Aufgabe mit Hilfe des Systems. Daher wurde versucht, Benutzerurteile aus mehreren Parametern vorherzusagen - mit deutlich besserem Erfolg. Die Ergebnisse werden hinsichtlich der Frage diskutiert, welche Eigenschaften der Interaktion wirklich zur Wahrnehmung von ``Effizienz'' beim Benutzer führen. Sie sind insbes. für die Gestaltung von sprachbasierten und multimodalen Dialogsystemen von Bedeutung.

• Auswirkungen spektraler Eigenschaften auf die Klangfarbe und Qualität übertragener Sprache [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Wältermann, A. Raake and S. Möller
[A]

Die Klangfarbe (Timbre) eines Hörereignisses wird hauptsächlich durch spektrale Eigenschaften des korrespondierenden Schallereignisses bestimmt. Das Konzept der Klangfarbe hat dabei häufig einen mehrdimensionalen Charakter und kann durch eine oder mehrere perzeptive Dimensionen beschrieben werden. Im Kontext der Sprachübertragung können lineare Verzerrungen des Übertragungskanals zu unterschiedlichen Klangverfärbungen führen und zudem die Sprachqualität beeinträchtigen: Leitungsfilter oder elektro-akustische Eigenschaften von Endgeräten können den Frequenzgehalt (z.B. die Fülle) der Sprache beeinflussen. Die sendeseitige Raumakustik kann Einfluss auf die Direktheit der Sprache haben, die sich widerum im Frequenzgang niederschlägt (Kammfilter-Effekt).

Um den multidimensionalen Wahrnehmungsraum der Klangfarbe und die Auswirkung auf die Qualität im Kontext der Sprachübertragung näher zu untersuchen, werden in diesem Papier zwei auditive Experimente vorgestellt. Mit Hilfe einer sogenannten Sortieraufgabe als eine Methode der Ähnlichkeitsskalierung wurden von den Versuchsteilnehmern ähnlich klingende Sprachproben für jeweils unterschiedliche Sprecher gruppiert. Hierin wurde eine Vielzahl realer und synthetisch erzeugter Stimuli unterschiedlicher spektraler Eigenschaften untersucht. Mit Hilfe einer Multidimensionalen Skalierung konnte der Wahrnehmungsraum quantitativ bestimmt werden. Durch Abbildung der Raumkonfiguration auf Gesamtqualitätsurteile, die in einem weiteren Versuch gesammelt wurden, können so Aussagen über die Relevanz spektraler Eigenschaften für die Sprachqualität formuliert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse lassen Rückschlüsse auf optimale Übertragungseigenschaften von Übertragungskomponenten wie z.B. Endgeräten zu.

• Enhancing the Flexibility of a Multimodal Smart Home Environment [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Dimopulos, S. Albayrak, K.-P. Engelbrecht, G. Lehmann and S. Möller
[A]

The smart home offers a new opportunity to augment people's lives with ubiquitous computing technology providing enhanced communications, awareness, and functionality. A natural way of interaction in such a smart home is via a spoken natural-language dialogue: It is easy to learn, hands-free, and accessible from any place in the household or outdoors. However, speech-only interaction is less effective than the multimodal face-to-face interaction that humans are used to. In order to compensate for this disadvantage, the system should appear more ''intelligent'', e. g. in the form of a ''home assistant'', which should hide the complexity of the appliances through an intuitive interface.

A first speech-based home assistant was developed in the EU-funded IST project INSPIRE. In this talk, we present the results of recent work aiming at enhancing the system at two points: (1) The user interface was made more flexible by coupling it to a VoiceXML platform which provides remote or local voice interaction in a unified, standards-based fashion. (2) The system's modularity was leveraged by extending it with an abstract, protocol-independent device control mechanism. The results of these extensions are expected to facilitate the interaction in this type of ''intelligent'' environment, and finally to provide better acceptance of such environments in general.

• Evaluierung einer intelligenten Hausumgebung durch Modellierung von Benutzerverhalten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Möller and K.-P. Engelbrecht
[A]

Je mehr Möglichkeiten bestehen, Umgebungen durch Einsatz von Sprachtechnologie ``intelligent'' zu gestalten, desto stärker steigt der Bedarf an einer schnellen und ökonomischen Evaluierung. Üblicherweise umfasst eine adäquate Evaluierung zwei Aspekte: Die Überprüfung der Leistung der beteiligten Systemkomponenten (z.B. Spracherkennung, Sprachverstehen, Dialogführung und Sprachausgabe), sowie die Quantifizierung verschiedener Qualitätsaspekte aus Benutzersicht, wie bspw. der Effizienz, des Komforts, der Gebrauchstauglichkeit sowie der Akzeptanz. Da sich Qualität als Ergebnis eines Wahrnehmungs- und Beurteilungsprozesses ergibt, bedarf es zur Messung der oben genannten Qualitätsaspekte i. Allg. kontrollierter (Labor-) Experimente mit Versuchspersonen.

Im hier vorgestellten Beitrag soll ein neuer Weg beschritten werden, um Qualität und Gebrauchstauglichkeit mit nur minimalem Einsatz von Versuchspersonen schon in der Designphase zu quantifizieren. Dazu wurde Benutzerverhalten im Umgang mit einer Sprachsteuerung für Hausgeräte analysiert und ``fehlerhaftes'' Verhalten, welches zu einer unnötigen Verlängerung der Interaktion führt, phenotypisch klassifiziert. Es wurden vier Klassen von Fehlern extrahiert, welche nun mit Hilfe eines Benutzermodells explizit generiert werden sollen. Dadurch können das Verhalten des Systems bei nicht optimalem Benutzerverhalten quantifiziert und Vorhersagen für die Benutzbarkeit getroffen werden. Im Vortrag werden die Möglichkeiten und Grenzen dieser automatisierten Evaluierungsmethode aufgezeigt, und es wird die Übertragbarkeit auf andere (z.B. Web-basierte und multimodale) Systeme diskutiert.

• Wie gut ist breitbandige Sprachübertragung wirklich? Ein Lagebericht zur Erweiterung des E-Modells [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Möller, N. Côté, M. Wältermann and A. Raake
[A]

Breitbandige Sprachübertragung ermöglicht gegenüber derjenigen im Standard-Telefonband (300-3400 Hz) eine bessere Sprachübertragungsqualität. Auf einer Gesamt-Qualitätsskala, die insbesondere in der Netzplanung Verwendung findet, wurde der Qualitätsvorsprung für das definierte Breitband 50-7000 Hz mit knapp 30% angegeben. Jedoch ist bislang noch völlig unklar, in welchen Situationen dieser Vorsprung tatsächlich besteht. So kann er durch niederbitratige Kodierverfahren oder andere Störungen zunichte gemacht werden, sodass breitbandige Sprachübertragung unter Umständen schlechter als eine ungestörte ISDN-Schmalbandübertragung ist. Auch ist nicht klar, ob noch größere Bandbreiten einen weiteren Qualitätszuwachs erlauben.

In diesem Beitrag soll zunächst versucht werden, den Qualitätsvorsprung breitbandiger Sprachübertragung auf einer Gesamt-Qualitätsskala zu verorten. Dabei werden verschiedene Einflussfaktoren beleuchtet: Kontrast zwischen breitbandiger und schmalbandiger Übertragung im direkten oder indirekten Vergleich innerhalb eines Versuches, Störungen schmalbandiger und breitbandiger Verbindungen durch Kodierer, sowie Bandbreiten-Qualitätsfaktoren, wie sie von Raake (2006) vorgestellt wurden. Für einzelnen dieser Faktoren werden Zahlenwerte sowie auditiv oder instrumentell basierte Verfahren zu ihrer Ableitung angegeben. Im Ausblick wird der Beitrag in Zusammenhang zu anderen Arbeiten auf diesem Gebiet gesetzt, die letztendlich die Entwicklung eines parametrischen Modells für breitbandige Sprachübertragung, ein sogenanntes Breitband-E-Modell, anstreben.

• Predicting Speech Quality under Noise for a Wideband E-model [DAGA 2008 (Dresden)]
  J.-P. Ramirez, A. Raake, M. Wältermann and S. Möller
[A]

A survey was performed in order to assess the impairment due to circuit noise in wideband telephony (50-7000 Hz). The aim is to develop a model similar and/or complementary to the narrow-band E-model (ITU-T Rec. G.107, 2005), assessing a user's opinion of the overall quality in wideband speech transmission. The present study discusses the results of a wideband listening-only test. It is shown that in noisy conditions, quality of wide- and narrow-band transmission are rated in a very similar way. However, as opposed to the narrow-band case, a high- and a low-quality area can be differentiated, showing different sensitivity of speech quality to noise level increments. Based on our findings, we propose a model of the relationship between users' quality ratings (expressed on the wideband R-scale recently defined for the E-model, which ranges from 0 to 129) and the signal-to-noise ratio in wideband speech transmission. Following the same line of thoughts used by the narrow-band E-model, the signal-to-noise ratio can be calculated from the same underlying parameters such as the loudness rating and the circuit noise levels.

• 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.

Moerch, K.A.

• Cavitation inception on micro-particles: a self propelled particle-accelerator [DAGA 2003 (Aachen)]
  C.D. Ohl, M. Arora and K.A. Moerch
[A]

Wird eine Fluessigkeit einer Zugspannung ausgesetzt, koennen kleine Blaeschen dann ungehindert anwachsen, wenn die Amplitude des Unterdruckes die Oberflaechenspannung der Blase ueberschreitet. Im allgemeinen sind aber kleine Blasen in nicht ueberstaettigten Fluessigkeiten instabil, d.h. sie loesen sich in endlicher Zeit auf, und koennen so nicht als Keime dienen. Eine der Moeglichkeiten Keime zu stabilisieren, ist in hydrophoben Spalten von Partikeln gegeben. Dieses Modell zeigte zwar gute Uebereinstimmung mit Untersucheungen zur druck- und frequenzabhaengig ermittelten Kavitationsschwellen, eine direkte Beobachtung der Dynamik wurde aber bisher nicht durchgefuehrt. In diesem Vortrag wird mit bildgebenden Verfahren das Wachstum von Keimen an hydrophoben Partikeln aufgeloest. Insbesondere zeigt sich, dass mehrere Keime an einem Partikel anwachsen koennen, die zu einem spaeteren Zeitpunkt das Partikel gaenzlich umhuellen. Die Boebachtungen werden in einem erweiterten Kavitationsmodell eingebracht.

Mörchen, F.

• Temporal audio features for timbre and genre discrimination [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Ultsch and F. Mörchen
[A]

In the MusicMiner project we developed a system for organizing large collections of music with databionic mining techniques. Low level audio features are extracted from the raw audio data on short time windows during which the sound is assumed to be stationary. The resulting down sampled time series are aggregated to form a high level feature vector describing the music. We introduced the systematic use of temporal statistics for aggregation. From the huge set of features a small subset was selected to model timbre distance according to a carefully designed ground truth dataset. The feature vectors are used to discover emergent structures in collections of music by visualization with Emergent Self-Organizing Maps. The MusicMiner is freely available and offers intuitive browsing of large music collections based on the paradigm of geographic maps. In addition to timbre discrimination, the features can also be used for genre classification, or other musical description given enough ground truth data to model the perceptual notion of similarity with distances of feature vectors. We report on the latest results of utilizing the MusicMiner features for timbre and genre discrimination on several large datasets in comparison to previously proposed features.

Moeser, C.

• Zeitoptimierte Berechnung des Schalldurchgangs durch Wandstukturern mittels FEM [DAGA 2005 (München)]
  A. Peiffer, S. Brühl, S. Tewes and C. Moeser
[A]

Die Berechnung der Schalldurchgangs durch Wandstrukturen ist eines der typischen Aufgabenstellungen der numerischen Akustik. Dazu wird entweder eine Kombination von FEM- und BEM-Verfahren eingesetzt oder FEM Verfahren unter Verwendung von sogenannten Infiniten Elementen. Diese Methoden sind insbesondere für Diffusfeldanregung über mehrere Frequenzschritte sehr zeitaufwändig. In diesem Bericht wird ein Verfahren vorgestellt, welches unter der Vorraussetzung schwacher Kopplung eine sehr schnelle Berechung des Schalldämm-Maßes ermöglicht. Dazu wird die komplexe Formulierung des voll gekoppelten Problemes durch einen einfachen Anregungsfall im FE-Modell und die Abstrahlung durch schnelle Berechung das Rayleigh-Integrales ersetzt. Die Rechenzeit reduziert sich damit auf 1-2 Stunden auf Standard PCs. Praktischer Nebeneffekt ist die Berechnung SEA relevanter Paramter, wie Abstrahlgrad, Wellenzahl und Modendichte. Die Ergebnisse der FEM werden mit den Resultaten der SEA unter Verwendung der ermittelten Parameter verglichen.

• FEM Schalldurchgangsrechnung einer Doppelwandstruktur [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Moeser, A. Peiffer, S. Brühl and S. Tewes
[A]

Doppelwände mit einer Zwischenisolierung sind weit verbreitete Strukturbauteile. Am Beispiel einer Flugzeugstruktur aus Kohlefaser, bestehend aus einer Außenhaut mit Spanten und Stringern, einer Zwischenisolierung sowie der Innenverkleidung wird eine Schalldurchgangsberechnung durchgeführt. Für die Beschreibung der Struktur wird ein Finite Element Modell erstellt. Modelliert werden die Außenstruktur, die Innenverkleidung und die Isolierung. Die isolierende Glasswolle wird dabei als Fluid mit frequenzabhängigen Materialparametern beschrieben.

In dieses Finite Element Modell wird eine akustische Belastung integriert. Diese Last besteht aus statistisch verteilten Punktschallquellen. Aufgrund der zu erwartenden hohen Modendichte wird eine direkte Frequenzanalyse durchgeführt. Die Berechnung beinhaltet die Kopplung der Struktur mit der Isolierschicht, inklusive der Glasswolle.

Aus den resultierenden Strukturschnellen wird mit einem MATLAB Programm die abgestrahlte Leistung ermittelt. Aus der anregenden sowie der abstrahlenden Leistung ergibt sich der Schalldurchgang. Das Ergebnis wird mit Messwerten in einem Bereich bis 2000Hz verglichen.

Möser, M.

• Aufsätze für Schallschirme – Messungen an einer Lärmschutzwand [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Die mögliche Verbesserung der Abschirmwirkung von Schallschirmen durch Maßnahmen im Bereich der Schirmoberkante ist seit 1995 Gegenstand von theoretischen und praktischen Untersuchungen am Institut für Technische Akustik der TU Berlin. Die theoretischen Grundlagen und erste Ergebnisse wurden auf der DAGA 95, 97 und 98 bereits vorgestellt. Im wesentlichen lassen sich danach Verbesserungen in Frequenzbereichen betragsmäßig kleiner Impedanz erwarten, wie sie z.B. bei einem Resonatoraufsatz auftreten. In diesem Vortrag sollen Ergebnisse einer Außenmessung vorgestellt werden. In einem weiteren Vortrag bei dieser Tagung werden Ergebnisse aus Simulationen präsentiert, bei denen der Einfluß einer unterschiedlichen Abstimmfrequenz der Resonatoren untersucht wurde. Der bereits vorgestellte Aufsatz mit oben offenen Rohrstücken (lambda/4 Resonatoren) wurde weiterentwickelt und auf einer Länge von 10 m an einer vorhanden Lärmschutzwand befestigt, die sich an einer Bahnstrecke befand. Die Höhe der Lärmschutzwand wurde im Bereich des Aufsatzes reduziert, um Beugungseffekte um die Oberkante ohne Aufsatz zu vermeiden. Die Anregung erfolgte mit einem Lautsprecher an zwei unterschiedlichen Positionen. Die betrachteten Empfangsorte befanden sich in einem Abstand von bis zu ca. 20 m von der Wand auf der quellabgewandten Seite in sechs unterschiedlichen Höhen. Die Messungen wurden durch die Kooperation mit dem Forschungszentrum der DB in München ermöglicht. Die Ergebnisse dieser Messungen werden mit den Labormessungen eines verwandten Aufsatzes verglichen und diskutiert.

• Aufsätze für Schallschirme – verschieden abgestimmte Resonatoren [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Am Institut für Technische Akustik der TU Berlin werden seit 1995 theoretische und praktische Untersuchungen zur möglichen Verbesserung der Abschirmwirkung von Schallschirmen durch Maßnahmen im Bereich der Schirmoberkante untersucht. Die Vorstellung der theoretischen Grundlagen und erste Ergebnisse aus Labormessungen erfolgte auf der DAGA 95, 97 und 98. Im wesentlichen lassen sich danach Verbesserungen in Frequenzbereichen betragsmäßig kleiner Impedanz erwarten, wie sie z.B. bei einem Resonatoraufsatz auftreten. In Hinblick auf die Ergebnisse an einem Aufsatz mit oben offenen Rohrstücken (lambda/4 Resonatoren) soll in diesem Vortrag die Frage behandelt werden, ob durch eine unterschiedliche Abstimmung der Resonatoren (durch verschiedene Rohrlängen) eine breitbandig bessere Abschirmwirkung erzielt werden kann. Im Rahmen von numerischen Parametervariationen wurden bis zu fünf verschiedene Rohrlängen berücksichtigt. Zum Vergleich wurde der von T. Okubo und K. Fujiwara in der JASA 105(6) vorgestellte Aufsatz für die Berechnungen herangezogen. Als Anregespektrum wurden Güterzugvorbeifahrten verwendet. Die Ergebnisse dieser Simulationen werden dargestellt und diskutiert. In einem weiteren Vortrag auf dieser Tagung werden Ergebnisse einer Außenmessung eines Aufsatzes mit konstanter Rohrlänge präsentiert.

• Verbesserung der Schalldämmwirkung von Doppelschalen durch aktive Minderung des Hohlraumfeldes [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Jakob and M. Möser
[A]

Zweischalige Konstruktionen, wie sie z.B. als Doppelglasfenster, Flugzeugrümpfe, Spritzwände in Kraftfahrzeugen, etc. Verwendung finden, bieten für mittlere und hohe Frequenzen meist eine ausreichende Schalldämmung. Konventionelle Maßnahmen zur Erhöhung der Schalldämmung für tiefere Frequenzen setzen im allgemeinen einen erhöhten Masseaufwand oder eine Dickenvergrößerung jeweils in beträchtlichem Umfang voraus. Ein alternativer Ansatz, dieses Ziel zu erreichen, besteht in aktiven Maßnahmen. In diesem Vortrag wird über Meßergebnisse berichtet, die an einem Versuchsaufbau -- bestehend aus einem Doppelglasfenster -- gewonnen wurden. Zur Verbesserung der Schalldämmung wurde das Hohlraum-Schallfeld mit Hilfe von Mikrofonen und Lautsprechern zwischen den Scheiben minimiert und die Verbesserung der Schalldämmung gemessen. Der Einfluß von verschiedenen Lautsprecherpositionen und -kombinationen wurde untersucht.

• Aktive Minderung der Schallabstrahlung schwingender Platten durch geeignete Beeinflussung der Schwingungsmoden [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Jakob and M. Möser
[A]

Zwischen der aktiven Minimierung der Schallabstrahlung von Platten und der Minimierung der Plattenschwingung selbst können in bezug auf die dadurch hervorgerufene Lärmminderung große Unterschiede bestehen. Insbesondere im Frequenzbereich unterhalb der Koinzidenzgrenzfrequenz ist eine Minimierung der abgestrahlten Schalleistung der Minimerung des mittleren Schnellequadrates überlegen (vgl. DAGA'97 und DAGA'98). Bei praktischen Anwendungen sind aber die erforderlichen Kontrollmikrofone oft störend. In diesem Vortrag werden Verfahren anhand von Simulationsergebnissen diskutiert, die eine endliche Anzahl von Schwingungsmoden geeignet beeinflussen. Dabei wird auf die für die Schallabstrahlung wichtigen Intermodalterme besonders eingegangen und die unterschiedlichen Mechanismen, die bei der Schwingungsminimierung und der Abstrahlminimierung eine Rolle spielen, anschaulich erläutert. Schließlich wird ein besonders für regelungstechnische Anwendungen interessanter Ansatz mit konstanten Intermodaltermen erläutert.

• Die Nichtlinearität einer ungedämpften Mikrofonmembran [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Pastillé and M. Möser
[A]

Bei der Untersuchung nach den Ursachen von Nichtlinearitäten am Kondensatormikrofon kommt man unweigerlich zur Untersuchung der Eigenschaften der Mikrofonmembran. Diese wird, isoliert vom restlichen Aufbau (Gegenelektrode etc.), betrachtet. Das theoretische Modell wird, zur Vereinfachung der Rechnung, auf ein zweidimensionales Modell reduziert. Mit einem iterativen Lösungsverfahren kann man dann die Nichtlinearitäten untersuchen. Die theoretische Lösung ist mit zwei verschiedenen Laserscannern verifiziert worden, man bekommt einen Eindruck, wie unterschiedlich genau die jeweiligen Verfahren arbeiten.

• Schallschutzwände mit verbesserter Schattenwirkung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Möser
[A]

In dieser Arbeit wird eine schalltechnische Verbesserung für Schallschutzwände (die man zum Beispiel oft an Autobahnen und an Eisenbahnstrecken findet) ohne vergrößerte Bauhöhe vorgeschlagen Sie wird hergestellt durch die Oberflächenimpedanz von auf die Wand aufgesetzten oder angehängten Körpern. Dabei wird natürlich auch über Messnachweise berichtet; im Vordergrund stehen jedoch theoretische, physikalische Überlegungen und die gedankliche Durchdringung der Sachverhalte. Deshalb wird mit einer (kurzen) Beschreibung der Modellannahme und der feldtheoretischen Behandlung begonnen. Aus ihr lassen sich dann zunächst die praktisch fast immer verwendeten einfachen Naherungen ableiten und kritisieren. Diese einleitende Rückschau in eigentlich Wohlbekanntes zeigt nämlich auch, dass die genannten Naherungen bei Hausdächern und Schallschutzwallen versagen und zu viel zu günstigen Prognosen führen können.

• Aktive Beeinflussung des Drehklangs axialer Turbomaschinen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Schulz, W. Neise and M. Möser
[A]

In dem Beitrag wird über ein Forschungsvorhaben zur aktiven Lärmminderung an Axialventilatoren berichtet. Hierbei steht die Reduzierung des Drehklangpegels im Vordergrund. Hauptursache der tonalen Schallabstrahlung axialer Strömungsmaschinen sind die instationären, periodischen Kräfte, die von der Strömung auf die Laufradschaufeln, den Leitapparat und das Gehäuse ausgeübt werden, z. B. als Folge der Wechselwirkungen Zuströmung/Laufrad oder Laufrad/Leitrad. Im Gegensatz zu anderen Experimenten zur aktiven Lärmminderung werden hier keine Lautsprecher als sekundäre Schallquellen verwendet. Vielmehr werden gezielt instationäre aerodynamische Kräfte durch gepulstes Einblasen von Luft im Bereich des Kopfspaltes angeregt. Die Folge davon sind effektive aeroakustische Gegenschallquellen. Die Phasenlage der sekundären Schall-quellen kann gezielt so gesteuert werden, dass die davon abgestrahlten Schallwellen phasen-versetzt zu den primären sind. Hierdurch ergibt sich eine Minderung des primären tonalen Ventilatorgeräusches. Es wurden Fälle mit rotorsychronem gepulsten Einblasen sowohl vor als auch in der Laufradebene und auch im Bereich der Schaufelhinterkanten untersucht. Darüber hinaus erfolgte eine Variation der Einblaswinkel. Es wurden Anregungsarten gefunden, bei denen der Blattfolgefrequenzpegel sowohl auf der Saug- als auch auf der Druckseite gesenkt wurde, aber auch solche, bei denen Pegelreduzierungen auf nur einer Seite festzustellen waren, also auf der Saug- oder der Druckseite. Es gelang in einigen Versuchen, den Blattfolgefrequenzpegel um bis zu 20 dB zu reduzieren. Neben der Lärmminderung wurde in den meisten Fällen ebenfalls eine Verbesserung des Betriebsverhaltens erreicht.

• Aktive Verbesserung der Schalldämmung eines Doppelfensters: Vergleich zwischen Feedback- und Feedforward-Anordnungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  A. Jakob and M. Möser
[A]

Doppelglasfenster bieten für mittlere und hohe Frequenzen meist eine ausreichende Schalldämmung. Konventionelle Maßnahmen zur Erhöhung der Schalldämmung für tiefere Frequenzen setzen im allgemeinen einen erhöhten Masseaufwand oder eine Dickenvergrößerung jeweils in beträchtlichem Umfang voraus. Ein alternativer Ansatz, dieses Ziel zu erreichen, besteht in aktiven Maßnahmen, z.B. der Minimierung des Hohlraumschallfeldes zwischend den Scheiben durch Lautsprecher. Im Fensterprüfstand des Institutes für Technische Akustik der TU Berlin wurde eine Laborversion eines Doppelfensters mit integrierten Lautsprechern und (Fehler)-Mikrofonen aufgebaut. Zur DAGA 2000 wurden erste Messergebnisse mit einem einkanaligen adaptiven Feedback-Regler vorgestellt. Jetzt wird über Messungen berichtet, die mit Hilfe mehrkanaliger Feedback-Anordnungen sowie mehrkanaliger Feedforward-Anordnungen durchgeführt wurden. Die Messergebnisse beider Anordnungen werden miteinander verglichen und diskutiert. Im Falle der Feedforward- Anordnung wurde das nötige Referenzsignal durch ein Mikrofon im Senderaum des Fensterprüfstandes gewonnen. Die Eigenschaften des Senderaums im Fensterprüfstand führten zu Schwierigkeiten, auf die hier eingegangen wird. Ein abschließender Vergleich zwischen Messergebnissen mit verschiedenen Signalformen (Rauschen, Töne, Verkehrslärm), des damit verbundenen unterschiedlichen Erfolges der aktiven Maßnahme und der daraus resultierenden unterschiedlichen Schalldämmung von adaptiv-aktiven Fenstern wirft die Frage nach einer geeigneten Bewertung solcher breitbandigen aktiven Maßnahmen auf.

• Aufsätze für Schallschirme – Einfluß der Kammerbreite [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Die Verbesserung der Abschirmwirkung von Schallschirmen durch Maßnahmen im Bereich der Schirmoberkante ist seit 1995 Gegenstand von theoretischen und praktischen Untersuchungen am Institut für Technische Akustik der TU Berlin. Ergebnisse dieser Untersuchungen wurden auf der DAGA 95, 97, 98 und 2000, auf dem ICSV 7 sowie in der Acustica (1995) und JASA (1999) vorgestellt. In den letzten Jahren wurden dabei $lambda/4$-Resonatoren untersucht. Als Resonatoren wurden dabei halboffene Röhren verwendet. In diesem Vortrag werden Ergebnisse von Labormessungen vorgestellt, die den Einfluß der Breite der einzelnen Rohre untersuchen. Dazu wurde die Breite von 68 mm der 158 Röhren (Rohrlänge: 205 mm) eines bereits vorhandenen 3 m langen Aufsatzes durch Einbringung von Trennplatten halbiert. Die Untersuchungen fanden im reflexionsarmen Raum des Institutes für Technische Akustik statt. Dabei fanden jeweils zwei Meßserien an 35 Mikrofonpositionen mit und ohne eingefügte Trennplatten statt, um lediglich den Einfluß der halbierten Rohrbreite erfassen zu können. Bei mittleren und hohen Frequenzen (ab ca. 1500 Hz) läßt sich eine Verbesserung der Abschirmwirkung durch die reduzierte Kammerbreite der Röhren nachweisen. Der Einfluß der Kammerbreite eines Aufsatzes mit $lambda/4$-Resonatoren wurde 1998 auch von Okubo und Fujiwara mit Hilfe der BEM untersucht. Dabei wurde ebenfalls ein signifikanter Einfluß dieses Parameters auf die Abschirmwirkung festgestellt.

• Aktive Beeinflussung des Drehklangs axialer Turbomaschinen [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Schulz, W. Neise and M. Möser
[A]

Das vorliegende Projekt zielt auf die Reduzierung des Drehklangs axialer Strömungsmaschinen mit Hilfe aktiver Maßnahmen. Im Unterschied zu den üblichen Verfahren der aktiven Geräuschminderung werden hier jedoch keine Lautsprecher als sekundäre Schallquellen verwendet, sondern aeroakustische Quellen direkt im Rotor, die durch gezielte Beeinflussung der Strömung im Bereich der Schaufelspitzen erzeugt werden. Dies geschieht beispielsweise durch zeitlich konstantes oder dynamisches Einblasen von Luft sowie durch in die Gehäusewand integrierte Piezo-Elemente im Bereich des Kopfspaltes. Die Phasenlage der Antischallquellen kann so eingestellt werden, dass die davon abgestrahlten sekundären Schallwellen phasenversetzt zu den primären sind und sich in der Summe eine Minderung des Drehklangpegels ergibt. Bei der DAGA 2001 wurden Grundlagenuntersuchungen für die Beeinflussung mittels Einblasen vorgestellt. Bei dem Versuchsaufbau erfolgt die Schallausbreitung im Kanal überwiegend in Form ebener Wellen. Für diesen Fall wurden in weiterführenden Experimenten Piezo-Elemente als Aktuatoren verwendet, die entweder wandbündig oder radial aus der Wand hervorstehend vor dem Laufrad eingebaut waren. Es wurde die Umfangsposition und auch die axiale Lage der Aktuatoren variiert. In ersten Versuchen mit rotorsynchroner Ansteuerung der Aktuatoren konnte der Blattfolgefrequenzpegel um bis zu 5 dB verringert werden. Weiterhin wird über Experimente mit statischem Einblasen von Luft in die Umströmung der Laufradspitzen bei hohen Drehzahlen berichtet. Der Versuchsaufbau wurde modifiziert und im Unterschied zu den früheren Experimenten liegt hierbei das Hauptaugenmerk auf der Beeinflussung von Kanalmoden höherer Umfangsordnung. In den Versuchen gelang eine Reduzierung des Blattfolgefrequenzpegels um bis zu 12 dB. Das Projekt wird im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereiches 557 ''Beeinflussung komplexer turbulenter Scherströmungen'' gefördert.

• Berechnung der Abstrahlung eines Plattenstreifens durch Lösung des gemischten Randwertproblems [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Wird die Abstrahlung eines Plattenstreifens bei bekannter Schnelleverteilung auf der Oberfläche durch Verwendung des Rayleigh'schen Strahlungsintegrals angenähert, so wird im Bereich außerhalb des Streifens die Schnelle zu Null gesetzt. Dies entspricht anschaulich dem Einfügen des Plattenstreifens in eine unendlich große schallharte Wand. Dabei findet die akustische Kopplung zwischen Vorder- und Rückseite über den Rand des Plattenstreifens keine Berücksichtigung. Diese Kopplung besteht aber gerade bei tiefen Frequenzen im ''akustischen Kurzschluß'', bei dem nur eine geringe Abstrahlung erfolgt. Dieser physikalische Effekt findet bei der Berechnung über das Rayleigh'sche Strahlungsintegral keine Berücksichtigung. Daher wird für tiefe Frequenzen eine zu große Schallabstrahlung prognostiziert und besonders die Richtwirkung in der Axialebene der Radscheibe überschätzt. Ein neuer Ansatz behebt diesen Fehler. Bei dünnen Streifen kann aus Symmetriegründen von einem Schalldruck p=0 in der Ebene außerhalb des Plattenstreifens ausgegangen werden. Damit liegt ein gemischtes Randwertproblem vor, bei dem außerhalb des Plattenstreifens der Druck und innerhalb des Streifens die Schnelle vorgegeben ist. Zur Lösung des Problems wird der obere Halbraum in zwei Teilräume aufgeteilt, an deren Grenzfläche Druck und Schnelle übereinstimmen müssen. Die Ergebnisse werden in Form der Richtcharakteristik im Fernfeld bei verschiedenen Frequenzen vorgestellt und mit dem Rayleigh-Vefahren verglichen.

• Ein aktives Doppelglas-Fenster mit geringem Scheibenabstand [DAGA 2002 (Bochum)]
  A. Jakob, M. Möser and C. Ohly
[A]

Auf der DAGA 2000 und DAGA 2001 wurde ein Doppelglas-Fenster vorgestellt, dessen Schalldämmung durch geeignet angesteuerte Lautsprecher und Mikrofone im Hohlraum zwischen den Scheiben verbessert wurde. Vor allem im Bereich der Tonpilzresonanz des Doppelglas-Fensters konnten Verbesserungen von bis zu 10dB gemessen werden. Bedingt durch die recht großen verwendeten Lautsprecher betrug der Abstand der verwendeten Plexiglas-Scheiben 20cm. An einem neuen Versuchsaufbau wurde nun untersucht, ob sich die Ergebnisse auch bei etwas praxisnäheren Gegebenheiten bestätigen lassen. Deshalb wurde ein Fenster konstruiert, das aus zwei 4mm Fensterglasscheiben besteht, und durch den Einsatz von sehr schmalen Lautsprechern mit einem Scheibenabstand von nur 4cm auskommt. Messergebnisse mit verschiedenen Lautsprecher- und Mikrofonpositionen geben Einblick in die Wirkungsweise der aktiven Maßnahme. In diesem Zusammenhang wird anhand eines einfachen analytischen Beispieles auch auf die Problematik der Positionierung von Lautsprechern und Mikrofonen relativ zueinander eingegangen. Hier können unterschiedliche Anforderungen aus akustischer und regelungstechnischer Sicht entstehen.

• Der Einfluss der Laibungsimpedanz auf das Schalldämmmaß von kleinen Doppelfenstern [DAGA 2002 (Bochum)]
  K. Jakob, A. Jakob and M. Möser
[A]

Im Rahmen einer am Institut für Technische Akustik der TU Berlin durchgeführten Diplomarbeit sind die Einflussmöglichkeiten zur Verbesserung der Schalldämmung von Doppelfenstern durch Variation der Laibungsimpedanz untersucht worden. Sie beeinflusst das Schallfeld im Scheibenzwischenraum und hat damit Einfluss auf die Schalldämmung des Fensters. Charakteristisch für doppelschalige Konstruktionen ist bekanntlich der Einbruch der Schalldämmung bei der Masse-Feder-Masse-Resonanz des Systems. Ziel der Arbeit war es, durch geeignete Wahl der Laibungsimpedanz diesen Resonanzeinbruch abmildern und so die Schalldämmung anzuheben. Zunächst wurde ein einfaches Modell zur Berechnung der Schalldämmung aufgestellt, das den Einfluss der Laibungsimpedanz enthält. Die Rechenergebnisse sind durch Messungen im Fensterprüfstand überprüft worden, sie werden beide im Vortrag präsentiert. Bei den Messungen im Fensterprüfstand wurde ein ''Laborfenster'' verwendet, dessen Laibung mit auf die Masse-Feder-Resonanz des Doppelfensters abgestimmten Resonatoren () ausgekleidet war. Neben dem Schalldämmaß wurde zusätzlich die verbessernde Wirkung des modifizierten Fensters bei Beschallung mit Verkehrslärm ermittelt.

• Die Bestimmung des Spannungszustandes von Halteseilen durch Laufzeitmessungen akustischer Signale [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Tschakert and M. Möser
[A]

Der Spannungszustand von Halteseilen kann durch Laufzeitmessungen akustischer Signale mit Abweichungen von wenigen Prozent bestimmt werden. Die erforderlichen Eingangsgrößen (Länge, Masse des Seils) sind bekannt. Die im Allgemeinen ungenaue Abschätzung der Biegesteife des Seils ist nicht erforderlich. Im Vergleich mit einer Frequenzmethode ergeben sich sehr gute Übereinstimmungen der Ergebnisse.

• Aktive Lärmminderung am Spalt eines gekippten Fensters [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Ohly, A. Jakob and M. Möser
[A]

Was nützt das beste Schallschutzfenster, wenn es geöffnet ist? Basierend auf Versuchen der aktiven Lärmminderung im Hohlraum eines Doppelglasfensters wurde die Eignung aktiver Lärmminderungsalgorithmen für den Spalt eines gekippten Fenster untersucht. Aktive Lärmminderung kann ein Baustein zu Lärmminderung insbesondere bei tiefen Frequenzen sein. Im Rahmen einer am Institut für Technische Akustik der TU-Berlin durchgeführten Studienarbeit wurden hierzu Simulationen und Versuche durchgeführt. Bei der durchgeführten Rechnersimulation wurde der Schalleinfall durch einen Schlitz in einen abgeschlossenen Raum simuliert und dabei Parameter wie Schlitzbreite, Wellenlänge und Position der Lautsprecher und Fehlermikrofone variiert. Zum anderen wurden Versuche mit einem handelsüblichen Dreh-Kippfenster in einem Fensterprüfstand durchgeführt. Hier wurden ebenfalls verschiedene Lautsprecher- und Mikrofonanordnungen getestet. Neben monofrequenten Messungen wurden Versuche mit weißem Rauschen und verschiedenen Verkehrsgeräuschen durchgeführt.

• Aktiv verbesserte Aufsätze von Schallschirmen [DAGA 2003 (Aachen)]
  H.-I. Koh and M. Möser
[A]

Eine theoretische und numerische Untersuchung über das Schallfeld im Bereich eines aktiven Aufsatzes wurde durchgeführt, um die Wirkungsweise der aktiven Maßnahme bei einem Schallschirm verstehen und daraus Optimierungsmöglichkeiten ableiten zu können. Die bisherigen Untersuchungen von Lärmschutzwänden mit passiven Maßnahmen haben Erfolge für mittlere und hohe Frequenzen gezeigt. Mittels sekundären Schallfeldes wurde das primäres Schallfeld auf der Oberfläche des Schallschirmaufsatzes so verändert, dass die tangential zur Aufsatz-Oberfläche fließende Leistung im Schattengebiet des Schirmes möglichst weitgehend reduziert wird. Als Modell wird eine Anordnung mit einem schallharten zylindrischen Aufsatz auf einer schallharten halbunendlichen Schneide aufgestellt. Zuerst wurde das Schallfeld auf der Oberfläche des zylindrischen Aufsatzes lokal minimiert. Dabei wurde die Wirkung von der Regelungsposition und der Anzahl der Regelungspunkten auf das Schallfeld um den Aufsatz und im Fernfeld bei unterschiedlichen Frequenzen studiert. Zum Vergleich wurde die in das Schattengebiet des Schirmes abgestrahlte Leistung global minimiert, was die eigentliche Zielgröße ist.

• Aktive Doppelglasfenster: Vergleich zwischen Luft- und Körperschallgegenquellen [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Jakob, M. Möser, C. Ohly and L. Panek
[A]

In den letzten Jahren wurde über Forschungen an sogenannten ''aktiven Doppelglasfenstern'' berichtet (vgl. DAGA 2000-2002). Bei diesen wurde die Schalldämmung für tiefe Frequenzen im Bereich der Tonpilzresonanz erhöht, indem dem sich bei Beschallung von außen bildenden Hohlraumschallfeld zwischen den Scheiben mit Hilfe von ebenfalls zwischen den Scheiben angebrachten Lautsprechern ein Gegenschallfeld überlagert wurde, derart dass das Hohlraumschallfeld reduziert wurde. Dabei wurde quasi die Schallübertragungskette ''einfallende Schallwelle - Schwingen der äußeren Scheibe - Schwingen der Luft zwischen den Scheiben - Schwingen der inneren Scheibe - Schallabstrahlung der inneren Scheibe'' an einer Stelle gestört, nämlich genau in der Mitte. Ein alternativer Ansatz ist die Verwendung von Körperschallquellen auf einer oder beiden Scheiben. Auch eine Kombination von Lautsprechern und Körperschallquellen ist natürlich denkbar. Als Fehlersensoren für das aktive System kommen vor allem Mikrofone im Fensterhohlraum in Betracht sowie Beschleunigungsaufnehmer auf wiederum einer oder beiden Scheiben sowie Kombinationen von Beschleunigungsaufnehmern und Mikrofonen. Im Vortrag werden verschiedene Ansätze anhand von Simulationsergebnissen diskutiert und für einige ausgewählte Kombinationen Messergebnisse präsentiert.

• Berechnung der Abstrahlung einer Kreisscheibe durch Lösung des gemischten Randwertproblems [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Volz and M. Möser
[A]

Wird die Abstrahlung einer Kreisscheibe bei bekannter Schnelleverteilung auf der Oberfläche durch Verwendung des Rayleigh'schen Strahlungsintegrals angenähert, so wird im Bereich außerhalb der Kreisscheibe in deren Ebene die Schnelle zu Null gesetzt. Dies entspricht anschaulich dem Einfügen der Kreisscheibe in eine unendlich große schallharte Wand. Dabei findet die akustische Kopplung zwischen Vorder- und Rückseite über den Rand der Kreisscheibe keine Berücksichtigung. Diese Kopplung besteht aber gerade bei tiefen Frequenzen im ''akustischen Kurzschluß'', bei dem nur eine geringe Abstrahlung erfolgt. Dieser physikalische Effekt findet bei der Berechnung über das Rayleigh'sche Strahlungsintegral keine Berücksichtigung. Daher wird für tiefe Frequenzen eine zu große Schallabstrahlung prognostiziert und besonders die Richtwirkung in der Axialebene der Kreisscheibe überschätzt. Der bereits für das zweidimensionale Problem anhand eines Plattenstreifens auf der DAGA'02 vorgestellte neue Ansatz behebt diesen Fehler. Bei einer dünnen Kreisscheibe kann aus Symmetriegründen von einem Schalldruck p=0 in der Ebene außerhalb der Kreisscheibe ausgegangen werden. Damit liegt ein gemischtes Randwertproblem vor, bei dem außerhalb der Kreisscheibe der Druck und innerhalb des Scheibe die Schnelle vorgegeben ist. Zur Lösung des Problems wird der obere Halbraum in zwei Teilräume aufgeteilt. An der Grenzfläche auf der Halbkugel müssen Druck und Schnelle übereinstimmen. Da nur rotationssymmetrische Anregemoden untersucht werden reicht dabei die Übereinstimmung auf der senkrecht zur Kreisscheibe stehenden Schnittebene des Halbraumes aus. Die Ergebnisse werden in Form von Richtcharakteristiken im Fernfeld bei verschiedenen Frequenzen vorgestellt und mit dem Rayleigh-Vefahren verglichen.

• Improved shielding effect of noise screens by means of actively controlled headpieces [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H.-I. Koh and M. Möser
[A]

On the basis of theoretical studies on the effect of the cylinders attached to acoustical screens, a numerical study of actively controlled headpieces of noise screens has been presented last year. According to the theoretical investigations the tangential sound power-transport parallel to the surface of the attached cylinder is crucial in the shielding effect. In the last numerical study, the surface impedance of the headpiece was actively controlled to minimize the power transport along the headpiece as much as possible, i.e. the sound field on the surface was locally minimized. The calculation on the basis of a two dimensional model showed that a deflection of the incident sound was possible by means of a secondary sound field. The acoustical shadow region was more pronounced in both near- and far-field compared to the passive case with rigid surface. For a relatively wide frequency range it was also possible to find optimal positions for the secondary sources and for the error microphones. In the present study the system was investigated experimentally. The physical principle from the theoretical study could be realized practically by means of active control. The optimal configurations, which were found in the numerical analysis were also proven to be effective in the experiment.

• Active control of sound travelling through a bogie-shrouds-barriers combination [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Spehr and M. Möser
[A]

The combination of bogie shrouds and small barriers is promising method in the abatement of railway noise. In order to reduce the noise transmission through the gap between the bogie shroud (on the train) and the small barrier the gap should be as small as possible. However, for security raisons the Bahn AG defined a minimum distance between bogie and shroud, through this the noise travels unhindered and limits the noise reduction of the method.

The aim of this project is to develop a method to active reduction of the sound travelling through the bogie shroud-barrier interspace. A brief introduction in the theoretical work will be given, with the main focus at the following points.

The sound propagation from the primary source through the shroud-barrier interspace in order to determine the possibilities for an improvement of the insertion loss. Shroud and barrier are modelled as overlapping cylinder segments (two-dimensional) to examine the effects of different positions of the bogie and the barrier as well as of the acoustic sources. In the second part we consider an active feedback system. Thus the influence of a finite impedance at the secondary loudspeaker (with mass-, spring-, or absorption characteristic) or a deviation from the ideal transfer function on the insertion losses with active control could be examined. In order to examine the possibilities from two independent feedback loops too, the model was extended by a further secondary loudspeaker.

Based on this a test rig was developed. Results of this will be presented.

• Experimental Investigation of Active Control of the Tonal Noise Components of Axial Turbomachinery with Flow Control [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Schulz, W. Neise and M. Möser
[A]

The aim of the project is to reduce the tonal noise components of axial turbomachines using active noise control. While conventional methods use loudspeakers, the secondary sound field is generated by flow control in this study. The flow conditions near the blade tips are disturbed by blowing air into the blade tip region through nozzles (vortex generator jets), which are installed in the fan casing wall. Piezo elements are used as alternative actuators to disturb the flow. In this way, additional periodic forces are set up which result in aeroacoustic secondary sources. They can be controlled such that a noise reduction of the tonal components is achieved. Furthermore the influence of the flow control on the aerodynamic behaviour of the test object is observed.

Results using steady blowing will be presented. The physical background of the generation and superposition of the secondary sound field as well as the influence of different parameters will be discussed. The results will be interpreted with regard to the reduction of the blade passage frequency level, dominant azimuthal mode and overall noise level. In the experiments the blade passage frequency level was reduced up to 20dB, where the overall noise level dropped by 12dB. In certain cases it was possible to reduce the dominant azimuthal mode of the order m=2 by 40dB. Intermediate results of the continuative experiments with unsteady blowing, synchronised with the impeller at blade passage frequency, will also be presented.

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

• 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).

• A journey of Sound Radiation, from the Baffled Plate to the Infinitely Long Cylinder [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Zeitler and M. Möser
[A]

The characteristics of sound radiation of the baffled plate bearing modal velocity distribution will be introduced shortly. Following, the analytically derived radiation characteristics of an infinitely long cylinder possessing the same modal velocity will be presented. It was chosen as a stepping-stone between the baffled plate, and the infinitely long cylinder segment; with infinite radius it possess the same radiation characteristics as the baffled plate. By shortening the radius the influence of curvature and diffraction arises, which also occurs for the case of the infinitely long cylinder segment, which was solved with semi-analytical methods. Finally, the radiation characteristics of all cases will be compared, whereby some of the results are presented by particle animations.

• Aktive Minderung des Drehklangs axialer Strömungsmaschinen durch Strömungsbeeinflussung [DAGA 2005 (München)]
  O. Lemke, J. Schulz, W. Neise and M. Möser
[A]

Im Rahmen eines DFG geförderten Forschungsvorhabens werden Möglichkeiten zur aktiven Minderung des Drehklangs eines Axialventilators untersucht. Abweichend von konventionellen Verfahren wird auf den Einsatz von Lautsprechern zur Erzeugung des sekundären Schallfeldes verzichtet. Durch Beeinflussung der Strömung im Bereich der Blattspitzen ist es möglich, dort aeroakustische Schallquellen zu erzeugen. Diese haben ihre Ursache in zusätzlichen periodischen Kräften, welche aus der Wechselwirkung der Strömungsstrukturen von Laufrad und der Beeinflussung resultieren. Bei geeigneter Wahl der Parameter der Beeinflussung kann das so generierte sekundäre Schallfeld in seiner Amplitude und Phasenlage derart eingestellt werden, dass es zu einer destruktiven Überlagerung mit dem primären Schallfeld kommt.

Die vorangegangen Untersuchungen in diesem Forschungsvorhaben zeigten, dass das Einblasen von Druckluft durch wandbündig am Umfang verteilte zylindrische Düsen die effektivste Beeinflussungsmethode mit dem größten Geräuschminderungspotential darstellt. Die Amplitude sowie die Phasenlage des sekundären Schallfeldes werden durch den Einblasmassestrom sowie die Umfangsposition bezüglich des Stators und der Einblasrichtung der Düsen bestimmt.

Analog zu den konventionellen Verfahren mit Lautsprechern soll das sekundäre Schallfeld in einem geschlossenen Regelkreis kontrolliert werden. Dies ermöglicht eine Anpassung der Beeinflussungsparameter auch bei veränderten Betriebsbedingungen, um eine optimale Geräuschminderung zu erreichen. Dazu wurde in Voruntersuchungen ein Extremwertregler ausgelegt und erfolgreich getestet. Mit diesem Regler konnte der Schalldruckpegel in Abhängigkeit vom Einblasmassenstrom minimiert werden. Mit einem modifizierten Versuchsaufbau wird nun mit Hilfe einer Mehrgrößenreglung neben der Amplitude auch die Phasenlage des sekundären Schallfeldes angepasst.

• Akustische Verbesserung von Niedrigstschallschirmen durch aktive Maßnahmen [DAGA 2005 (München)]
  C. Spehr and M. Möser
[A]

Im schienengebundenen Güterverkehr ist eine der Hauptgeräuschquellen das Rollgeräusch durch den Rad-Schiene-Kontakt. Durch eine Kombination von Niedrigstschallschirmen (vor dem Schienenkörper) und Drehgestellschürzen lässt sich die Ausbreitung dieser Rollgeräusche einschränken. Aus Sicherheitsgründen muss aber zwischen diesen beiden Elementen ein Schlitz verbleiben, der die Abschirmwirkung einschränkt. Ziel der Forschungsarbeit ist es, die Schallausbreitung durch solche Öffnungen mit aktiven Maßnahmen zu verringern und den Schlitz 'akustisch' zu verkleinern.

Theoretische Untersuchungen haben gezeigt, dass sich die durch diesen Schlitz abgestrahlte Schallleistung ins Fernfeld durch Veränderung der lokalen Impedanz verringern lässt. Diese theoretischen Untersuchungen wurden durch Experimente validiert. Dabei wurde die Effizienz von unterschiedlichen Mikrophon- und Lautsprecherpositionen untersucht.

Nachfolgend wurde nicht mehr mit monofrequenten Signalen gearbeitet, sondern mit realistischen Geräusche die durch den Rad-Schiene Kontakt entstehen. Die Möglichkeiten unterschiedlicher adaptiver Algorithmen wurden für dieses Problem simuliert und im Experiment untersucht.

• Ein Antischallfenster mit Dreifach-Verglasung [DAGA 2005 (München)]
  R. Bauers, A. Jakob and M. Möser
[A]

In den letzten Jahren wurde die Anwendung von Aktiver Lärmbekämpfung (Antischall) in Doppelglasfenstern eingehend untersucht. Zur Verbesserung der Schalldämmung wurden Lautsprecher zwischen den Glasscheiben installiert. Zu dem bestehenden Schallfeld in diesem Hohlraum wird über die Lautsprecher ein geeignetes Gegenfeld aktiv generiert und somit das Schalldämmmass erhöht. Im Bereich der Tonpilzfrequenz konnte somit die Schalldämmung um bis zu 10 dB verbessert werden. In der Umsetzung in die Praxis zeigen sich Probleme, da ein geringer Scheibenabstand notwendig ist, um eine gute Wärmeisolierung zu erhalten. Dadurch ist es jedoch unmöglich Lautsprecher im Hohlraum zu installieren. Aus diesem Grund wird hier ein neuer Ansatz untersucht. Es wird eine dritte Scheibe an einem Standard-Doppelfenster angebracht. Der Abstand der dritten Scheibe ist so gewählt, das ausreichend Platz für Lautsprecher besteht. In diesem Dreifach-Fenster wird nur der neu entstandene Hohlraum beschallt. Im Vortrag werden numerische Ergebnisse aus dem analytischen Modell, sowie Messergebnisse diskutiert. Der Schwerpunkt liegt im Vergleich zwischen der aktiven Doppel- und Dreifachverglasung.

• Modellbildung und Untersuchungen an einer elektro-pneumatischen Schallquelle zur Verwendung als Antischallquelle [DAGA 2005 (München)]
  D. Weiß, M. Wolff, A. Jakob and M. Möser
[A]

Im Rahmen eines DFG-Projektes wird am ITA der TU Berlin an einer Hochleistungs-Antischallquelle für tiefe Frequenzen geforscht (siehe auch Vortrag von Michael Wolff, et.al. auf dieser DAGA). Bei dieser Schallquelle wird ein (Druck)-Luftstrom durch eine verschiebbare Lochplatte (slider) und eine dagegen feststehende Lochplatte (stator) geleitet. Der slider wird von einem Shaker bewegt und so die durchströmte Lochfläche moduliert. Im Gegensatz zum prinzipiell ähnlichen Schallerzeugungsmechanismus der Sirene, bei der nur die Frequenz durch Drehzahländerung eingestellt werden kann, kann die Lochflächenänderung mit Hilfe des Shakers im Prinzip einer beliebigen Signalform folgen, d.h. es können Amplituden und Phasen gesteuert werden, wie es für eine erfolgreiche Anwendung als Antischallquelle erforderlich ist. Aufgrund der Nichtlinearitäten dieses Prinzips ist die Schallerzeugung und -einstellung aber nur innerhalb gewisser Grenzen möglich. Messtechnische Untersuchungen mit Parametervariationen sowie eine physikalische Modellbildung der Schallquelle sollen zu einem besseren Verständnis dieser beitragen. Bisherige Ergebnisse dieser laufenden Arbeiten werden im Vortrag präsentiert.

• Systemidentifikation von nicht-linearen Sekundärstrecken in active noise control Systemen mit Hilfe Neuronaler Netzwerke [DAGA 2005 (München)]
  M. Wolff, A. Jakob and M. Möser
[A]

Im Rahmen eines DFG-Projektes wird am ITA der TU Berlin an einer Hochleistungs-Antischallquelle für tiefe Frequenzen geforscht (siehe auch Vortrag von Daniel Weiß, et.al. auf dieser DAGA). Da sich solche Quellen, die mit modulierter Luftströmung arbeiten, stark nicht-linear verhalten, ist neben der Optimierung dieser Schallquellen ein Forschungsschwerpunkt die Integration von nicht-linearen Sekundärstrecken in die Strukturen der aktiven Lärmbekämpfung. Hier wird über Ansätze berichtet, die mit künstlichen neuronalen Netzen arbeiten. Diese sogenannten 'time-delay neural networks' lassen sich als nicht-lineare Filter verstehen. Im Vortrag werden Verfahren zur Systemidentifikation der vorliegenden nicht-linearen Sekundärstrecke mit neuronalen Netzwerken vorgestellt und Simulationsergebnisse gezeigt. Die Problematik der Suche nach geeigneten Anregesignalen sowie Begriffe wie 'trainings error' und 'validation error' werden diskutiert. Die Thematik der Einbindung der gefundenen Sekundärstreckenmodelle in Feedforward-active-noise-control-Systeme wird ebenfalls kurz aufgegriffen.

• Der physikalische Mechanismus der Gehschallabstrahlung von Laminat-Fußböden mit und ohne Unterschicht [DAGA 2005 (München)]
  R. Volz, A. Jakob and M. Möser
[A]

Laminat-Fußbodenbeläge sind heute sehr beliebte Alternativen zu Parkett oder Teppichbodenbelägen. Dieser Markt erfreut sich zur Zeit an zweistelligen Zuwachsraten. Im Laufe der Jahre ist die Laminat-Qualität stark gestiegen. So gilt heute die Laminatoberfläche als 'quasi unverwüstlich', die Optik ist von natur-belassenem Holz kaum zu unterscheiden, ja sogar die Maserung wird heute 'reliefartig' in die oberste Laminatschicht eingeprägt, so dass sich der Boden wie Holzfußboden anfühlt. Nur die Akustik von Laminat-Böden konnte sich bisher kaum verbessern. Laminat ist verhältnismäßig laut, d.h. der Schall, der beim Begehen ('Gehschall') oder beim 'Etwas-Fallen-lassen' vom Nutzer gehört wird ist relativ stark und damit störend. Die Laminat-Hersteller sind daher intensiv bestrebt die Akustik von Laminat-Fußbodenbelägen zu verbessern, vor allem durch die Anbringung von schwingungsdämpfenden Schichten auf der Unterseite des Laminates. Im Vortrag wird über Untersuchungen im Auftrag eines Laminat-Herstellers berichtet, bei denen das primäre Ziel darin bestand den Hauptmechanismus der Gehschallabstrahlung zu klären. Hierzu wurden umfangreiche Luft- und Körperschallmessungen an Laminat durchgeführt. Die durchgeführten Messungen deuten auf einen einzigen und sehr einfachen Hauptmechanismus der Gehschallabstrahlung hin. Dieser wird im Vortrag erläutert und die Begründung dieser Annahme ausführlich dargestellt.

• Simulatorischer Vergleich von FIR-Filtern und neuronalen Netzwerken zum Einsatz als Feedforward-Controller in ANC-Anwendungen mit nichtlinearer Sekundärstrecke bei harmonischen Signalen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Jakob and M. Möser
[A]

Manche Sekundärquellen, die in der aktiven Lärm- und Schwingungsminderung eingesetzt werden bzw. eingesetzt werden könnten, weisen nichtlineares Verhalten auf. Aus der Literatur sind Algorithmen für adaptive Controller bekannt, die z.B. mit einem in Form eines neuronalen Netzes vorliegenden Sekundärstreckenmodell umgehen können. Dabei wird der Controller auch in Form eines neuronalen Netzes angesetzt, also ebenfalls als nichtlineares Filter. In dieser Arbeit wird der grundsätzlichen Fragestellung nachgegangen, ob für Anwendungen mit harmonischen Signalen, die aus einer Grundfrequenz und einer Reihe von Obertönen bestehen, auch lineare (FIR)-Filter als Controller eingesetzt werden können. Hier liegt die einfache Vorstellung zugrunde, dass - bei entsprechender Berücksichtigung der nichtlinearen Charakteristik der Sekundärstrecke - alle Frequenzanteile des Fehlersignals im Referenzsignal enthalten sind bzw. leicht erzeugt werden können und jede Frequenz für sich geeignet in Betrag und Phase eingestellt werden kann. Der Vorteil des FIR-Filters wäre natürlich ein deutlich reduzierter Rechenaufwand für die Ausführung und Adaption des Controllers. Im Vortrag wird dieser Frage nachgegangen und anhand von Simulationsergebnissen diskutiert, worauf es bei der Verwendung des FIR-Filter-Controllers in einem solchen Fall ankommt.

• Aktive Minderung höherer Harmonischer des Drehklangs axialer Turbomaschinen durch Strömungsbeeinflussung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  O. Lemke, W. Neise and M. Möser
[A]

Im Rahmen eines DFG geförderten Forschungsvorhabens werden Möglichkeiten zur aktiven Minderung des Drehklangs eines Axialventilators untersucht. Abweichend von konventionellen Verfahren wird auf den Einsatz von Lautsprechern zur Erzeugung des gegenphasigen Schallfeldes verzichtet. Stattdessen werden Strömungs- erregte Gegenschallquellen verwendet, die aus einer Beeinflussung der Strömung im Blattspitzenbereich des Rotors resultieren. Hierbei wird die Kenntnis über den Entstehungsmechanismus der tonalen Geräuschanteile in axialen Turbomaschinen ausgenutzt. Diese haben ihre Ursache in periodischen Kräften, welche aus der Rotor-Stator-Interaktion entstehen. In Analogie dazu wird durch gezielte Strömungsbeeinflussung eine zusätz- liche Wechselwirkung, die Rotor-Störung-Interaktion, erzeugt. Bei geeigneter Wahl der Parameter der Beeinflussung kann das auf aeroakustischem Weg erzeugte sekundäre Schallfeld in seiner Amplitude und Phasenlage derart eingestellt werden, dass es zu einer destruktiven Überlagerung mit dem primären Schallfeld kommt.

Die vorangegangen Untersuchungen in diesem Forschungsvorhaben zeigten, dass das Einblasen von Druckluft durch wandbündig am Umfang verteilte zylindrische Düsen die effektivste Beeinflussungsmethode mit dem größten Geräuschminderungspotential darstellt. Es konnten Pegelminderungen bis zu 20dB in der Blattfolgefrequenz bei gleichzeitiger Minderung der dominanten azimutalen Mode um bis zu 30dB nachgewiesen werden.

Das Verfahren ist auch für die Beeinflussung höherer harmonischer der Blattfolgefrequenz einsetzbar. Dabei kann die gleiche Anzahl von Aktuatoren benutzt werden, da in Analogie zum Entstehungsmechanismus des primären Schallfelds auch durch die Rotor-Störung-Interaktion Sekundärschallfelder bei höheren harmonischen Frequenzen entstehen. Diese Sekundärschallfelder können durch geeignete Wahl der Beeinflussungsparameter in ihrer Amplitude und Phasenlage ebenfalls für eine destruktive Überlagerung mit dem Primärschallfeld angepasst werden.

• Verbesserung der Schalldämmung eines gekippten Fensters durch schallabsorbierende Laibungsverkleidung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Ahlefeldt, A. Jakob, M. Möser and J. Feldmann
[A]

Fenster in Kippstellung besitzen im Allgemeinen nur ein Schalldämm-Maß von ca. 10 dB. In der Vergangenheit sind durch Verkleidungsmaßnahmen an der oberen und seitlichen Laibung Verbesserungen des Schalldämm-Maßes von ca. 3 dB bei angekippten Fenstern (Schlitzbreiten ab 12 cm) erreicht worden. Zur Verkleidung wurden z.B. Holzspan-Akustikplatten von 40 mm Dicke eingesetzt. In der hier vorgestellten Arbeit wurden Messungen zu der Maßnahme schallabsorbierender Laibungsverkleidungen unter Verwendung verschiedener Absorbertypen durchgeführt. Hierbei wurden als verbessernde Maßahmen sowohl einfache Absorbermaterialien als auch /4-Resonatoren und Lochplattenabsorber eingesetzt. Die Resonanzabsorber wurden dabei auf eine Resonanzfrequenz von 500 Hz abgestimmt. Insbesondere mit den Lochplattenabsorbern wurde eine Verbesserung des bewerteten Schalldämm-Maßes von 4 dB für eine Schlitzöffnung von 155mm erreicht, wobei sich in den ''besten'' Terzbändern Verbesserungen von ca. 10 dB ergaben. Auch die Betrachtung des Einflusses verschiedener Abstände vom Fenstersturz zum Fenster wurde vorgenommen um die notwendige Referenz für die jeweilige Maßnahme zu erhalten sowie deren Einfluss zu untersuchen.

• A Wave Decomposition Method for the Active Control of Sound Absorption: Theory and First Experimental Results [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Norambuena, A. Jakob and M. Möser
[A]

Sound absorption is one of the biggest topics of interests in architectural acoustics due to its direct influence in the acoustic quality of a room. At low frequencies, passive methods as porous materials or resonators require huge volumes making its use unpractical. In recent years, new techniques developed from active noise control methods have been used to find more efficient solutions in this area. Well known ANC methods are based on generating a zero pressure field driving an appropriate signal through a secondary source. In a similar way, active absorption methods drive a signal through a secondary source not in order to minimize the sound field in front of it but try to change the impedance of the lining enclosure. This change in the impedance is used to increase the absorption coefficient and consequently minimize or vanish the reflected sound wave.

Using a one dimensional sound field with two superimposed plane waves, one generated by a primary source and its reflected resultant, this proposed method use a secondary source to vanish the reflected wave minimizing its magnitude adjusting the phase and gain with regard to the primary source.

A theoretical and experimental study of this method is presented. Equations for this setup are shown and developed. A setup consisting of a Kundt's tube, two loudspeakers, two microphones and a Matlab script control procedure is used. Initially pure tone signals are used to find the optimal operation point of the system and later on broad band noise is used to evaluate the efficiency of the system.

• Phasenbeziehung für die aktive Minderung des Drehklangs axialer Turbomaschinen bei Verwendung aeroakustischer Gegenschallquellen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  O. Lemke, L. Enghardt, W. Neise and M. Möser
[A]

Im Rahmen eines DFG geförderten Forschungsvorhabens werden aeroakustische Gegenschallquellen zur aktiven Minderung des Drehklangs eines Axialventilators verwendet, die durch das Einblasen von Druckluft über zylindrische Düse zwischen Rotor und Stator angeregt, zur Ausbildung eines Sekundärschallfeldes führen. Damit unterscheidet sich der Ansatz wesentlich von konventionellen Verfahren, in denen das gegenphasige Schallfeld mit Lautsprechern erzeugt wird.

Ursache der tonalen Geräuschentstehung in axialen Turbomaschinen sind instationäre periodische Kräfte, welche als Folge der Rotor-Stator-Interaktion entstehen, wobei die modale Zusammensetzung des Schallfeldes in Umfangsrichtung durch die Anzahl von Rotor- und Statorschaufeln festgelegt ist. Durch die Verwendung der gleichen Anzahl von Einblasdüsen wie Statorschaufeln zur gezielten Strömungsstörung ist in jedem Fall sichergestellt, dass als Folge der Rotor-Störung-Interaktion das Sekundärschallfeld hinsichtlich seiner modalen Struktur dem Primärschallfeld entspricht. Die Anpassung von Amplitude und Phasenlage erfolgt durch den Einblasmassenstrom und die Umfangsposition der Düsen bezüglich des Stators.

In Hinblick auf die Entwicklung geeigneter Regelstrategien wurde in den vorangegangen Untersuchungen ein Extremwertregler zur Kontrolle von Amplitude und Phasenlage entwickelt. Diese Art der Reglung kommt ohne Systemkenntnis aus, verhält sich sehr robust gegenüber Störeinflüssen, ist jedoch sehr langsam. Zum Aufbau einer schnellen Regelung ist eine verbesserte Systemkenntnis von entscheidender Bedeutung. Durch eine erweiterte Datenanalyse konnte in aktuellen Untersuchungen die Phase des Sekundärschallfeldes bestimmt werden. Dabei stellte sich heraus, dass der Phasenverlauf in Abhängigkeit von der Düsenumfangsposition für die dominanten Umfangsmoden bei der Blattpassierfrequenz sowie deren Harmonischer linear ist. Diese neue Erkenntnis soll in Folgeuntersuchung zur Entwicklung von schnellen Regelalgorithmen zur Geräuschminderung durch aeroakustische Gegenschallquellen bei axialen Turbomaschinen Anwendung finden.

• Gleichzeitige Kontrolle zweier Drehklangkomponenten in einer axialen Turbomaschine bei Verwendung aeroakustischer Gegenschallquellen [DAGA 2008 (Dresden)]
  O. Lemke, W. Neise, L. Enghardt and M. Möser
[A]

Die Hauptursache der tonalen Geräuschentstehung in axialen Turbomaschinen sind instationäre periodische Kräfte als Folge der Rotor-Stator Interaktion, die zu einer Abstrahlung kompliziert strukturierter Schallfelder in das Fernfeld führen. Konventionelle Methoden verwenden Lautsprecher zur Generierung eines geeigneten Sekundärschallfeldes mit dem Ziel, die Struktur des Primärschallfeldes gegenphasig nachzubilden und somit destruktiv zu überlagern. Diese Methode ist auf Grund des hohen Platzbedarfs und Gewichts der Lautsprecher nicht allgemein einsetzbar.

In einem DFG-geförderten Forschungsvorhaben werden Möglichkeiten untersucht, das Sekundärschallfeld auf aeroakustischem Wege zu erzeugen. Durch stationäre Drucklufteinblasung über kleine zylindrische Düsen am Gehäuseumfang zwischen Rotor und Stator eines Axialventilators werden zusätzliche instationäre Kräfte auf den Schaufeloberflächen angeregt, die zur Ausbildung eines Sekundärschallfeldes führen. Die Nachbildung des Primärschallfeldes hinsichtlich der azimutalen Struktur ist gegeben, wenn die Zahl der Einblasdüsen gleich der Zahl der Statorschaufeln ist. Die Anpassung von Amplitude und Phasenlage erfolgt durch den Einblasmassenstrom und die Umfangsposition der Düsen bezüglich des Stators.

Mit der bisherigen Düsenanordnung war es möglich, einen Freiheitsgrad des Sekundärschallfeldes in Amplitude und Phase zu kontrollieren, d.h. entweder den Pegel der Blattpassierfrequenz oder einer ihrer Harmonischen zu mindern. In aktuellen Untersuchungen werden zwei axial gestaffelte Düsenringe zur Kontrolle von zwei Freiheitsgraden verwendet, um gleichzeitig zwei tonale Komponenten zu beeinflussen.

• Gittererzeugung für die FEM Analyse von akustischen Innenraummodellen 'Mesh generation for FEM calculations in Closed Acoustical Spaces' [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Bansal, S. Feistel, W. Ahnert and M. Möser
[A]

Die Lösung von Differentialgleichungen mit FEM erfordert die Diskretisierung oder das ''Meshing'' der zunächst kontinuierlich definierten geometrischen Raumdaten. Verschiedene Algorithmen wurden entwickelt, um diesen Prozess der Gittererzeugung zu automatisieren. Allerdings können die meisten dieser Algorithmen keine Aussagen über die Qualität des resultierenden Gitters treffen. Mit dieser Arbeit wird ein neuer Algorithmus vorgestellt, der sogenannte Schnittebenenalgorithmus (Cutting Plane Algorithm) zur Erzeugung eines Gitters, das vollständig aus Hexaedern besteht. Schwerpunkt dieses Beitrags ist die Untersuchung der praktischen Anwendbarkeit dieses Verfahrens auf akustische Innenraummodelle. Der Algorithmus basiert auf der Zerlegung komplexer konkaver Polyeder in konvexe Teilpolyeder durch eine Serie von Schnitten. Die konvexen Teilkörper können in einem weiteren Bearbeitungsschritt schließlich in konvexe, trivalente Hexaeder überführt werden. Die räumliche Auflösung des Gitters kann dabei durch Mid-Point Subdivision den Rechenanforderungen angepasst werden. In diesem Zusammenhang werden spezielle Schnittverfahren für Innenraummodelle vorgeschlagen und anhand verschiedener Beispiele demonstriert. Insbesondere wird die Gitterqualität für typische Modelle mit Balkonen, Kuppeln, Treppen und Säulen betrachtet. Für gekrümmte Oberflächen wird ein angepasster Projektionsalgorithmus eingeführt. Abschließend wird nachgewiesen, dass durch die richtige Kombination dieser Schnitt- und Projektionsschritte eine gute Gitterqualität erreicht werden kann.

• Active Sound Design an einem Holzblasinstrument [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Konkel, A. Jakob, F. Heintze and M. Möser
[A]

Im Rahmen einer Diplomarbeit wurde die Beeinflussbarkeit von Holzblasinstrumenten mit Methoden des active noise control am Beispiel eines Fagotts untersucht. Dazu wurde im ersten Schritt eine akustische Untersuchung des Instrumentes durchgeführt und die Abstrahleigenschaften mit Hilfe einer akustischen Kamera untersucht. Anschließend wurde mit einem analogen Versuchsaufbau die generelle Beeinflussbarkeit des Klangs und mögliche Schalleinleitungsorte untersucht. Darauf aufbauend wurde ein Konzept zur Beeinflussung mit einem digitalen System entwickelt, bei dem Zielspektren vorgegeben werden, der Klang durch eine entwickelte Ordnungsanalyse ausgewertet wird und die Klangbeeinflussung durch entsprechende digitale Filter eingestellt werden kann.

Im hier vorgestellten Beitrag werden der Versuchsaufbau und Ergebnisse der analogen Beeinflussbarkeit vorgestellt. Das Instrument wird auf einen konstanten Ton gestimmt und das Doppelrohrblatt durch einen mechanischen Anbläser angeregt. Als Referenzsignal für die Beeinflussungskette werden ein Mikrofonsignal und ein Beschleunigungssignal am S-Bogen geprüft. Dabei werden drei unterschiedliche Schalleinleitungsorte untersucht: Einleitung in das 180-Stiefelrohr, Einleitung in ein halboffenes Schalloch sowie durch das Schallstück des Instrumentes. Es zeigt sich, dass eine Beeinflussung an verschiedenen Einleitungspunkten realisierbar ist. Die deutlichsten Ergebnisse ergeben sich durch die Verwendung des Beschleunigungssensors am S-Bogen und der Einleitung in das 180-Stiefelrohr.

Mohler, P.

• Modell zur Schätzung der Kosten von Schallschutzfensterprogrammen [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Plüss and P. Mohler
[A]

Traffic noise levels excedes at 30176f all housings along the main roads, the noise exposure limits. Using the digital noise exposure register and the known costs of earlier improvement programmes, the oncoming costs for the improvement of all housings can be estimated with high confidence.

Mohr, C.

• Eins aus 10 hoch 23 - über die Akustikoptimierung des derzeit leistungsstärksten PKW-CVT-Getriebes [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Mohr, P. Schmid and A. Vietoris
[A]

Die multitronic von Audi stellt das aktuell anspruchsvollste CVT -Getriebe (Continuously-Variable-Transmission) mit 310 Nm Motormoment und Spreizung 6 dar und erzielt erstmals bessere Beschleunigungs- und Verbrauchswerte als das bislang unerreichte Handschaltgetriebe. Das Herzstück der multitronic ist ein Variator, bei dem eine Laschenkette als Umschlingungsmittel zum Einsatz kommt. Beim Einlaufen der Kette in die Kegelscheiben des Variators ergibt sich aufgrund ihres gliedrigen Aufbaus eine Abfolge von Auftreffimpulsen und damit eine Strukturanregung der Scheibensätze. Diese Anregung kann über verschiedene Übertragungswege zur Abstrahlung eines Laufgeräusches führen, zu dessen Optimierung das akustische Gesamtsystem bestehend aus Kette, Variator, Lagerung und Gehäuse betrachtet werden muss. Der akustischen Optimierung der Laschenkette kommt eine maßgebliche Bedeutung zu, weshalb Laschen unterschiedlicher Längen verbaut werden. Die verschiedenen Möglichkeiten zur Aneinanderreihung dieser unterschiedlich langen Laschen (sog. Teilungsfolgen) bewirken völlig unterschiedliche Geräuschverhalten. Mittels einer simulationstechnischen Nachbildung werden viele Millionen solcher Teilungsfolgen bewertet und einige Favoriten als Prototypen im Fahrzeug gegengemessen. Die Beurteilung erfolgt sowohl hinsichtlich der Einzeltonhaltigkeit als auch bezüglich einer Amplitudenmodulation der einzelnen Frequenzbänder. Die Schritte der Simulationsrechnung sowie die Verifikation mit Fahrzeugmessungen werden gezeigt. Beispielhaft wird anhand von Grundlagenuntersuchungen das akustische Optimierungs-Potential von Struktur-Maßnahmen wie Sandwich-Scheibensätzen und Entkopplung der Wälzlager dargestellt.

• Optimierte Schwingungsisolation im Kurbelwellen-ZMS-Verbund [DAGA 2005 (München)]
  A. Anstätt and C. Mohr
[A]

Optimierte Schwingungsisolation im Kurbelwellen-ZMS-Verbund

Hubkolbenmotoren regen mit ihren periodischen Verbrennungsvorgängen Drehschwingungen im Antriebsstrang an - Getrieberasseln und Karosseriedröhnen können die unangenehmen Folgen sein. Der gestiegene Komfortanspruch der Kunden lässt solch eine Geräuschkulisse nicht mehr zu. Hier hat sich seit Jahren der Einsatz eines Zweimassenschwungrades (ZMS) bewährt.

Innerhalb der letzten Jahre stellte der Zuwachs an Motordrehmoment und Motorleistung, in speziellen Fällen auch die Erhöhung der Motordrehzahl, die ZMS-Entwicklung vor neue Herausforderungen. Je nach Eigenfrequenz der fest an die Kurbelwelle angekoppelten ZMS Primärseite kann dies zu unerwünschten Anregungen und Resonanzen führen, welche sich akustisch bemerkbar machen können.

Die Konstruktion herkömmlicher ZMS ist so ausgelegt, dass die Eigenfrequenzen oberhalb des Drehzahlbereiches des Motors liegen. Bei hochdrehenden Motoren stößt diese Konstruktion jedoch an ihre Grenzen. Eine Verschiebung der Eigenfrequenzen des ZMS in den höheren Drehzahlbereich ist wegen des beschränkten Bauraums nicht möglich. Die innovative Lösung besteht darin, die Eigenfrequenzen entweder in den Fahrbereich bei niedrigen Drehzahlen zu verschieben, da hier die Anregung gering ist, oder sogar unterhalb der Leerlaufdrehzahl.

So wurde bei der Entwicklung dieser neuen ZMS-Generation bewusst eine extreme Absenkung der Eigenfrequenzen der Primärseite verfolgt. Dies gelang durch den Einsatz einer 'Flexplate', ein Blechpaket mit drei Einzelblechen, womit die Biege- und Axialfrequenzen des ZMS abgestimmt werden konnten. Des Weiteren wurde durch diese 'weiche' Anbindung des ZMS zur Kurbelwelle die Flanschbelastung minimiert. Im Entwicklungsprozess wurden die Methoden der rechnerischen und experimentellen Modalanalyse zur Abstimmung der Biege- und Axialfrequenzen herangezogen. Eine Validierung der Versuchsergebnisse und eine Überprüfung der Entwicklungsziele erfolgte in Fahrzeugmessungen.

• „Eek-Noise“ – ein komplexes Geräuschphänomen moderner PKW-Kupplungssysteme [DAGA 2005 (München)]
  C. Mohr, A. Anstätt and A. Kiesel
[A]

Eek-Noise - ein komplexes Geräuschphänomen moderner PKW-KupplungssystemeAls Eek-Noise wird ein dumpfes Heulgeräusch bezeichnet, welches bei Fahrzeugen mit Schaltgetriebe beim Einkuppeln in der trockenen Anfahrkupplung entstehen kann.Obwohl das Geräuschphänomen bei vielen Herstellern schon lange bekannt ist und bei einzelnen Fahrzeugmodellen immer wieder zu Beanstandungen bis hin zu unnötigem Kupplungswechsel führt, sind die genauen Geräusch-Ursachen und die wesentlichen Zusammenhänge noch nicht endgültig geklärt. Zweifellos gerät dabei die Anpressplatte in Schwingungen wobei die Kopplung von Axial- und Kippschwingungen eine maßgebliche Rolle spielt. Mittels experimenteller Modalanalyse wurden diese Effekte gemessen und auf einem zunächst einfachen Prüfstands-Aufbau auch unter Betriebsbedingungen bestimmt. Der Einfluss zahlreicher geometrischer Parameter der Kupplung sowie der Reibpaarung auf das Eek-Geräusch wurden an diesem Aufbau untersucht und die gewonnenen Ergebnisse mittels eines einfachen Modells nachgebildet.Fahrzeugversuche zeigten jedoch teilweise völlig gegensätzliche Zusammenhänge. Anhand eines mathematischen Modells werden zwei Mechanismen zur Selbstanregung der Kupplung mit der zwischen Anpressplatte und Kupplungsscheibe wirkenden Reibung als Energiequelle vorgestellt, was Parallelen zu dem eng verwandten Phänomen des Bremsenquietschens aufzeigt.Mittels eines speziell aufgebauten Hydroshakers wurde versucht, das Phänomen durch Anregung der Kupplung über das Ausrücksystem nachzubilden und den Einfluss des Ausrücksystems zu bestimmen.Spezifische Abhilfemaßnahmen gegen das Eek-Geräusch werden vorgestellt und deren Verbesserungspotential anhand von Messungen aufgezeigt.

• Untersuchungen zum Einfluss der Lagerbedingungen auf die Modalen Parameter von Zweimassen-Schwungrädern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Anstätt, S. Ochs and C. Mohr
[A]

Die Experimentelle Modalanalyse hat das Ziel, die Modalen Parameter ''Eigenfrequenz, Schwingform und Dämpfung'' von Baugruppen oder Bauteilen aus dem Versuch zu bestimmen. Diese Parameter sind für den Entwicklungsprozess eines Produktes von besonderem Interesse, nicht zuletzt deshalb, weil sie oftmals Eingangsgrößen für weitere Entwicklungsprozesse liefern. Die richtige Vorgehensweise bei der Ermittlung dieser Parameter und die Zuverlässigkeit dieser Werte sind Grundvoraussetzungen für eine Validierung des FE-Modells im Rahmen eines Model Updating Prozesses. Experimentelle Modalanalysen beziehen sich oftmals gezielt auf einzelne Komponenten einer Baugruppe. Werden solche Einzelkomponenten beispielsweise am Prüfstand oder im Labor untersucht, so haben die Lagerbedingungen (Boundary Conditions) einen Einfluss auf das Messergebnis. Welcher Fehler sich bei der Ermittlung der Modalen Parameter daraus ergibt, soll in diesem Beitrag am Beispiel von Zweimassen-Schwungrädern näher erörtert werden. Es werden aus der Praxis Untersuchungen an Einzelkomponenten mit unterschiedlichen Lagerbedingungen gezeigt und der sich daraus ergebende Einfluss auf die Modalen Parameter dargestellt. In einem Ausblick werden die aus den Laborversuchen ermittelten Parameter mit den Ergebnissen aus Betriebsschwingungsmessungen (Fahrversuch) verglichen.

Mohr, J.

• Measurement of waste water noise according to EN 14366 [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Weber and J. Mohr
[A]

Water installations and, especially, waste water installations can be very annoying sources of noise in buildings. Therefore, many manufacturers of waste water systems perform tests to check the acoustical quality of their products. The measurements are carried out in a special test facility, which consists of two rooms separated by an installation wall. The system under test is fixed to one side of the installation wall and the resulting sound level produced by a constant flow of water inside of the system is measured in the room behind the wall.

Since February 2002 the measuring method for waste water noise is explicitly specified by the new European standard EN 14366 ''Laboratory measurement of noise from waste water installations'' (draft). The main difference between the new standard and the previous procedure is the separation of the waste water noise into an airborne and a structure-borne component. In addition, the measuring results are related to a standardized (fictitious) installation wall by means of the structural sensitivity of the real wall in order to get comparable results in all test facilities. First practical experiences with the new standard are reported including a comparison with the previous measuring method and a discussion of the applicability of EN 14366 within the frame of the German requirements for installation noise (DIN 4109).

• Das Körperschallgeräuschnormal als standardisierte Schallquelle zur Messung von Installationsgeräuschen [DAGA 2005 (München)]
  P. Teller, J. Mohr and L. Weber
[A]

Installationsgeräusche rufen häufig Lärmbelästigungen hervor und unterliegen deshalb strengen Schallschutzanforderungen. Besonders störend wirken die beim Baden und Duschen auftretenden Geräusche. Sie entstehen, wenn der aus dem Brausekopf austretende Wasserstrahl auf den Wannenboden bzw. - bei gefüllter Wanne - auf die Wasseroberfläche trifft. Da Brauseköpfe je nach Bauart und Einstellung eine unterschiedliche Strahlcharakteristik aufweisen, sind sie für Messungen im Prüfstand nicht geeignet. Ersatzweise wird stattdessen ein sogenanntes Körperschallgeräuschnormal (KGN) verwendet, das einen gut definierten, reproduzierbaren Wasserstrahl erzeugt und zudem auf ein genormtes Bauteil (Installationsgeräuschnormal nach DIN EN ISO 3822-1) zurückführbar ist. In dem Beitrag wird über langjährige praktische Erfahrungen bei Verwendung des KGN berichtet. Hierbei liegt der Schwerpunkt auf dem Vergleich des KGN-Schallpegels mit den Geräuschpegeln handelsüblicher Brauseköpfe. Des weiteren werden die maßgebenden messtechnischen Einflussgrößen (Wasserdruck, Abstand zwischen KGN und Wanne, Aufprallstelle des Wasserstrahls) untersucht, welche die erreichte Messgenauigkeit bestimmen.

• Der Pendelfallhammer nach SIA 181 im Vergleich zu anderen Körperschallquellen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Mohr, L. Weber and P. Teller
[A]

Die Messungen von Installationsgeräuschen orientieren sich in der Schweiz und in Deutschland an den gleichen Vorgaben (DIN EN 16032). Unterschiede ergeben sich jedoch durch abweichende Anforderungen und unterschiedliche Auswerteverfahren. Darüber hinaus wird in der Schweiz mit der neuen Norm SIA 181 (zur Zeit noch Entwurf) erstmals eine genormte Schallquelle zur Simulation von Benutzungsgeräuschen bei haustechnischen Anlagen (z. B. Bade- und Duschwannen) eingeführt. Die Geräuscherzeugung erfolgt hierbei mit dem sogenannten EMPA-Pendelfallhammer. In Deutschland, wo bislang keine genormte Körperschallquelle existiert, wird bei Messungen im Prüfstand zur Anregung von Bade- und Duschwannen zumeist ein sogenanntes Körperschallgeräuschnormal (Entwicklung des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik) eingesetzt.

Nachdem erste messtechnische Erfahrungen mit dem Pendelfallhammer vorliegen, werden die ermittelten Ergebnisse vorgestellt und mit den bei Anregung mit dem Körperschallgeräuschnormal gemessenen Werten verglichen. Dabei wird auch auf die unterschiedlichen Anforderungen und Auswerteverfahren in Deutschland und der Schweiz eingegangen.

• Vor- und Inwandinstallationen als Geräuschquellen in Bauteilen
  J. Mohr and L. Weber
[A]

Vor- und Inwandinstallationen bestehen aus WC-, Urinal- und Waschtischelementen sowie den zugehörigen Abwasser- und Trinkwasserinstallationen. Sie stellen neben Dusch- und Badewannen die wichtigste Ursache für Installationsgeräusche in Bauten dar. Vorwandinstallationen können in Nassbauweise (Abmauerung) oder in Trockenbauweise (mit Giskarton- oder Gipsfaserplatten beplanktes Ständerwerk) ausgeführt werden. Für Inwandinstallationen wird heute fast nur noch die Trockenbauweise verwendet. Neben der grundlegenden Unterteilung in Nass- und Trockenbausysteme sind zahlreiche unterschiedliche Konstruktionsvarianten zu unterscheiden, die zum Beispiel unterschiedliches Ständerwerk sowie verschiedene Verbindungs- und Befestigungselemente verwenden.

Das Poster gibt einen Überblick über die marktüblichen Systeme, ihre akustischen Vor- und Nachteile sowie verschiedene Möglichkeiten zur Geräuschminderung. Weiterhin werden die derzeit geltenden Messverfahren und Anforderungen sowie aktuelle Messergebnisse an Vor- und Inwandinstallationen vorgestellt.

• Messung von Installationsgeräuschen im Prüfstand [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Öhler, L. Weber and J. Mohr
[A]

Messung von Installationsgeräuschen im Prüfstand

Trotz ihrer vergleichsweise geringen Lautstärke werden die Geräusche haustechnischer Anlagen - insbesondere von Wasserinstallationen - als äußerst störend empfunden. Sie unterliegen deshalb strengen bauaufsichtlichen Schallschutzanforderungen und dürfen in schutzbedürftigen Räumen einen Pegel von 30 dB(A) nicht überschreiten. Um die Einhaltung der Anforderungen sicherzustellen, lassen viele Sanitärhersteller ihre Produkte akustisch überprüfen. Dies erfolgt zumeist durch Messungen in einem speziellen bauakustischen Prüfstand, der eine Reihe technischer Besonderheiten aufweist: Haus in Haus Bauweise, mehrgeschossiger Aufbau, geregelte Wasserversorgungsanlage.

Da die rechnerische Prognose von Installationsgeräuschen bislang nur stark eingeschränkt möglich ist, hat der Installationsgeräuschprüfstand die Funktion eines Musterbaus, der die baulichen Verhältnisse in einem typischen mehrgeschossigen Wohngebäude widerspiegelt. Für abweichende Bausituationen kann eine Umrechung der gemessenen Werte auf Grundlage validierter Berechnungsmodelle (u. a. EN 12354) erfolgen.

Der Beitrag beschäftigt sich mit Aufbau und Eigenschaften des im Fraunhofer-Institut für Bauphysik vorhandenen Prüfstands für Installationsgeräusche. Neben den technischen und akustischen Merkmalen des Prüfstands wird insbesondere die Übertragbarkeit der Messergebnisse auf verschiedenartige Wohnbauten diskutiert.

Moldenhauer, J.

• Dust Figures in Kundt's Tube - Investigations on the Formation of Ripples [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Moldenhauer and K. Stratmann
[A]

Apart from its technical application, Kundt's Tube is a well-known demonstration experiment in acoustics. It is used to visualize standing sound waves. Already its inventor August Kundt described the self- organisation of dust inside the tube to ripple structures. In the beginning of the 20th century, these structures were subject of numerous investigations in order to explain their origin. Andrade presented in the 1930s an explanation for the formation of ripples. Visualizing the motion of the air indicates vortex systems as the cause of these structures, which develop around the dust particles in the sound field.

Modern measurement and visualization methods support these findings, and beyond that give new interesting insight into the origin of the dust figures.

Moldrzyk, C.

• Binaurale Messungen zur Verifikation einer akustischen Entwurfsmethodik für Architekten [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Moldrzyk
[A]

Der Entwurfsprozeß von Räumen durch Architekten läßt bisher nur sehr bedingt raumakustische Kriterien in die Raumgestaltung einfließen. Traditionell haben visuell-räumliche und konzeptionelle Gestaltungsprinzipien Vorrang. Ergebnis sind oft für ihren Einsatzzweck nicht optimal gegeignete Räume. Daher soll mit einer akustischen Entwurfsmethodik Architekten ein Werkzeug zur Verfügung gestellt werden, mit dem nach entsprechender Einarbeitung der Entwurf von Räumen unter Einbeziehung der späteren Akustik gelingt. Dieses Werkzeug sieht den Entwurf von Räumen unter Einsatz binauraler Raumsimulationstechnik vor. Die Simulationsergebnisse werden über Kopfhörer mit Headtracker auralisiert. Zur Verifikation und Datenakquise dient ein neuartiger Kunstkopf, dessen Kopf gegenüber dem Torso drehbar ist. Messungen verschiedener Räume mit diesem Kunstkopf werden im Vergleich mit den Simulationsergebnissen vorgestellt und in die Entwicklungsarbeit einer akustischen Entwurfsmethodik für Architekten eingebunden.

• Design Tool Auralisation [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Moldrzyk
[A]

A dummy head measurement based auralisation method and a workflow for acoustical design of rooms with simulation software will be presented. The use of binaural impulse responses based on the measurement of a dummy head with rotating head towards the torso together with low latency head-tracking allows realistic auralisation. Simulation software based auralisation, dummy head measurement based auralisation and acoustical situation in reality are compared. The results and implications like necessity of visual aid will be discussed.

• Perzeptive Evaluation binauraler Auralisationen [DAGA 2005 (München)]
  C. Moldrzyk, T. Lentz and S. Weinzierl
[A]

Auf der Grundlage hochauflösend vermessener Außenohrübertragungsfunktionen wurde in einem Hörversuch die Wahrnehmbarkeit von Unterschieden zwischen realer Schallquelle und auralisierter Raumimpulsantwort (vermessen und aus Simulation berechnet) im Auditorium Maximum der TU Berlin untersucht. Dabei wurden insbesondere Einflußfaktoren wie fehlende/vorhandene visuelle Information und Adaption auf den Testraum näher betrachtet. Diskutiert werden sollen in diesem Zusammenhang mögliche Evaluationskriterien und methodische Ansätze für die Durchführung binauraler Hörversuche sowie die Berücksichtigung multimodaler Effekte.

• 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.

• Raumakustische Konzeption von Wiedergaberäumen für Wellenfeldsynthese am Beispiel eines Hörsaals der TU Berlin [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Behrens, W. Ahnert and C. Moldrzyk
[A]

Beim Ausbau eines großen Hörsaals der TU Berlin zum Wiedergaberaum für eine Wellenfeldsyntheseinstallation mit 840 Kanälen wurde eine weitreichende raumakustische Umgestaltung erforderlich. Der Vortrag gehtauf die in EASE durchgeführte Planungskonzeption hinsichtlich raumakustischer Anforderungen wie Soll-Nachhallzeiten und Schallführung ein und stellt diese den Bestands- und Abschlussmessergebnissen gegenüber.An diesem Beispiel wird die grundsätzliche raumakustische Konzeption von Wiedergaberäumen für virtuelle Akustik in Form einer Wellenfeldsyntheseinstallation gezeigt.

• 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.

Molenda, J.

• Hörgeräte mit verschiedenen Regel-Zeiten bei Verständlichkeitsuntersuchungen [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Hojan, J. Molenda, H. Fastl and D. Hojan-Jezierska
[A]

Bemerkenswert ist, das die getragene Hörgeräte, bei Schwerhörigen noch vorhandene - normale Gehöreigenschaften, verschlechtern können; es ist zu vermuten das es sich hier von allen um Zeitauflösungsvermögen handelt. Es wird zu überprüfen sein, in wie weit diese Verschlechterung des Zeitauflösungsfaktors einhergeht und welche Sprachverständlichheit von Schwerhörigen Personen, insbesondere bei Verwendung von Hörgeräten mit einstellbaren Stell - und Regelschaltungen, erzielt werden kann.

Molkenstruck, W.

• Übertragungseigenschaften optischer Interferenzschichthydrophone [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  V. Wilkens, W. Weise, W. Molkenstruck and C. Koch
[A]

Optische Sensorik kann vorteilhaft zur zeitlich und räumlich hochauflösenden Messung von Ultraschallfeldern eingesetzt werden und stellt damit eine wichtige Alternative zu piezo-elektrischen Hydrophonen dar. So wurden Messsysteme entwickelt, die als Sensorelement dielektrische optische Interferenzschichtsysteme verwenden. Das Messprinzip beruht auf der elastischen Deformation des als Mikrointerferometer wirkenden Schichtsystems durch eine einfallende Schallwelle und der Detektion der erzeugten optischen Reflexionsgradmodulation. Es wurden sowohl Glasfaserspitzensensoren, d. h. sehr feine Sonden, als auch ausgedehnte Empfänger, z. B. für schnelle 2-D-Scans mittels optischer Abtastung, experimentell realisiert. In dem Beitrag werden experimentelle und theoretische Untersuchungen zum frequenz- abhängigen Übertragungsverhalten der verschiedenen Interferenzschichthydrophone vorgestellt. Mithilfe eines primären optischen Kalibrierverfahrens wurden die Übertragungs- funktionen im Frequenzbereich von 5 bis 50 MHz experimentell bestimmt. Im Fall der Glasfaserspitzensensoren ergibt sich durch den Einfluss von Randbeugungs- und Resonanzeffekten an der Faserspitze eine starke Frequenzabhängigkeit. Durch den Einsatz von Finite-Elemente-Methoden wurden die Wechselwirkungseffekte zwischen Schallfeld und Empfänger theoretisch analysiert. Simulationen im Zeitbereich liefern die Impulsantwort- funktion des Sensors. Alle erwarteten Effekte, wie Randbeugung, Festkörperrandwellen und resonante Schwingungen der Faserspitze können in den Simulationsergebnissen identifiziert und deren Einfluss auf das Übertragungsverhalten untersucht werden. Der Vergleich der durch Fouriertransformation aus der theoretischen Impulsantwortfunktion erhaltenen Übertragungs- funktion mit der experimentell bestimmten zeigt im Rahmen der Unsicherheiten eine gute Übereinstimmung. Die ermittelte Übertragungsfunktion des faseroptischen Interferenzschichthydrophons kann auf sehr effektive Weise zur Messwertkorrektur eingesetzt werden. Dies ermöglicht die wahrheitsgetreue Bestimmung des zeitlichen Schalldruckverlaufs in vielen Anwendungsfeldern des Sensors.

• Entwicklung breitbandiger Referenz-Membranhydrophone [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  V. Wilkens and W. Molkenstruck
[A]

Hydrophonmessungen sind fundamental für die Bestimmung und die Deklaration der Schallabgabe von medizinischen Ultraschallgeräten. Die korrekte Vermessung von breitbandigen Impulsen, wie sie von diagnostischen Schallköpfen emittiert werden, erfordert Hydrophone mit einer flachen Übertragungsfunktion über einem sehr großen Frequenzbereich. Auch für die Impulsentfaltungsmethode zur Kompensation nichtidealer Übertragungsfunktionen, die zukünftig Bestandteil der Normen für Hydrophonmessungen sein wird, sind Kalibrierdaten über einem großen Frequenzbereich und in Betrag und Phase Voraussetzung. Es werden daher zurzeit von mehreren Kalibrierlaboratorien Bemühungen unternommen, die Frequenzbereiche der Hydrophonkalibrierung zu erweitern.

Um die verschiedenen weiter- und neuentwickelten Kalibrierverfahren der PTB untereinander und international mit Verfahren anderer Metrologieinstitute vergleichen zu können, wurden spezielle, besonders breitbandige Referenz-Membranhydrophone mit geringem Empfängerdurchmesser (Elektrodendurchmesser: 200 m) konstruiert und hergestellt. Durch die Verwendung einer sehr dünnen piezoelektrischen Folie (Dicke: 9 m) zusammen mit einer besonders breitbandigen Differentialverstärkerelektronik konnte dabei ein deutlich größerer nutzbarer Frequenzbereich als bei derzeit kommerziell erhältlichen Hydrophonen realisiert werden. So ist der Frequenzgang bis 40 MHz extrem glatt, die Dickenresonanz liegt bei etwa 105 MHz, und es deutet sich eine nutzbare Bandbreite bis über 140 MHz an. Allerdings sind bislang Kalibrierdaten oberhalb von 70 MHz noch nicht primär rückführbar. Gerade für die Erweiterung und Verifikation der Kalibrierverfahren steht aber nun ein wichtiges Hilfsmittel bereit. Neben der Verwendung als Sekundärnormal können Hydrophone dieser Bauart natürlich auch direkt zur Exposimetrie am Medizinprodukt vorteilhaft eingesetzt werden.

Moll, W.

• Zur Akustik im Schlüterhof des deutschen historischen Museums in Berlin [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Moll and K. Luber
[A]

Der Schlüterhof des Deutschen Historischen Museums, dem ehemalige Zeughaus Berlin, ist kürzlich mit einer modernen Glaskonstruktion des Chinesisch-Amerikanischen Architekten I.M. Pei überdacht worden. Durch die konkave Wölbung des Daches und das nunmehr vorhandene Volumen von 30.000 m; ist aus dem offenen Hof ein Raum entstanden, dessen katastrophale Akustik vorhersehbar war und vor der der Verfasser und seine Mitarbeiter rechtzeitig aber erfolglos gewarnt haben. Nach Fertigstellung des Daches zeigte sich, wie erwartet, ein ständig durch die Mitte wanderndes ca. 30 s lang zu hörendes Echo, eine in dieser Ausgeprägtheit sicher sehr seltene Erscheinung. Abgesehen von der ohnehin zu langen Nachhallzeit ist der überdachte Schlüterhof dadurch für keine denkbare Veranstaltung nutzbar. Er ist auch ein Paradebeispiel für die Hörbarkeit des Unterschiedes zwischen geometrischer und statistischer Raumakustik. Vorgeführt werden Tonaufnahmen, Messergebnisse, Videos und Fotos. Die Vorschläge zur Beseitigung der Echos und zur Senkung der Nachhallzeit werden vorgestellt und erläutert.

Moller, H.

• Binaural technique [DAGA 2002 (Bochum)]
  D. Hammershoi and H. Moller
[A]

The term binaural technique is used as a headline for methods for sound recording, synthesis and reproduction, where the sound pressure signals recorded (or synthesized) are the eardrum signals of the listener, and where successful reproduction is achieved, if these are truly reproduced in the ears of the listener. Numerous applications to these methods exist of which some will be presented in the lecture. Further, the presentation will include the main results of the investigations that are the current basis for the utilization of the binaural technique at Aalborg University and possibly elsewhere, including investigations on sound transmission in the ear canal, measurements of HRTFs (head-related transfer functions), calibration of headphones, and localization experiments (in real life and with binaural recordings from real heads and artificial heads).

Møller, H.

• The importance of head movements for binaural room synthesis - a pilot experiment [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  P. Minnaar, J. Plogsties, S.K. Olesen, F. Christensen and H. Møller
[A]

A localisation experiment was done in a standard listening room in which a set-up of 19 loudspeakers were placed around a chair. Head movements in the horizontal plane were allowed during sound presentation. The active loudspeaker had to be identified both in real life and when using a real-time binaural synthesis system. The binaural synthesis was done from binaural room impulse responses measured with an artificial head on the chair in the set-up. For every loudspeaker a set of measurements were made by rotating the artificial head in the horizontal plane. Anechoic signals were filtered by the impulse responses and presented over equalised headphones to a listener sitting in the same chair. The listener's head was tracked and the appropriate binaural room impulse response was chosen according to the head position. The early part of the binaural room impulse response was updated in real-time whereas the late part was kept constant for each loudspeaker. In a previous experiment the listener was not allowed to move the head during sound presentation and therefore real life and binaural synthesis with and without head movements could be compared. Localisation in real life and binaural synthesis improves significantly when head movements are allowed, demonstrating the importance of dynamic auditory cues. Furthermore, in dynamic binaural synthesis the number of localisation errors is low even though listeners' own heads (and ears) were not used to implement the synthesis.

• The directional resolution needed when measuring head-related transfer functions [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Plogsties, P. Minnaar, F. Christensen, S.K. Olesen and H. Møller
[A]

In a binaural synthesis system a limited number of measured Head-Related Transfer Functions (HRTFs) are used. A listening experiment was done to determine the lowest resolution with which HRTF measurements have to be made to ensure that interpolations between them are indistinguishable from measured HRTFs. Therefore interpolations were made from measurements with several different (low) resolutions by linearly interpolating the minimum phase components, after which the measured interaural time differences were reapplied. These HRTFs were then compared to HRTFs measured from the same directions. A pink noise signal was filtered by either measured or interpolated HRTFs and presented to 8 listeners through headphones in a three-alternative forced choice test. For static sound sources the target HRTFs were selected with a regular spacing of 30 degrees in the horizontal, frontal and median planes. Furthermore, dynamic movements through 90 degrees arcs on the three planes were tested. The movements were centred directly in front, behind, left, right, above or below the listener. The results show that the directional resolution needed depends strongly on direction and is significantly lower for dynamic sound sources. It is shown how the results can be predicted from the HRTF measurements by a simple criterion. This criterion was applied to HRTFs measured with 2 degrees resolution on the whole sphere around the head. In this way the resolution needed when measuring HRTFs for use in binaural synthesis was determined.

Molliex, F.

• PILAR Acoustic Gunshot Detection & Localization system : Principles of acoustic localization of small caliber gunshots [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Magand, A. Donzier and F. Molliex
[A]

Acoustic devices have been used on the battlefield since the World War 1 for the localization of Artillery. Localization principle was based on the measurement of time of arrival of the sound generated by the muzzle blast at different locations. The technique may be extended to the localization of supersonic shots of small arms' fire. Localization is based on the measurement of two distinct transient sounds : the shock wave generated by the supersonic bullet and the muzzle blast generated by the rapid discharge of propellant of the weapon. Depending on the deployed configuration (one or two acoustic arrays) and on the miss distance, localization gives the direction (azimuth & elevation) and range of the origin of fire, the bullet trajectory as well as information on the bullet speed and identification (caliber class). In this paper, the basic principles of the PILAR localization principles are exposed and discussed. A special consideration is paid to the analysis of difficult localization cases, such as application in urban areas for which background noise, reverberation and multiple echoes are of concerns, or burst shots where a correct identification of wave type is often more difficult. Some experimental results are also presented and commented. PILAR system is an acoustic devices dedicated to the detection and localization of small caliber gunshots. It is composed of one (or two) acoustic arrays, a compact Digital Signal Processing unit, and a laptop unit for the display of results. The system and the embedded algorithms are the results of more than 10 years of experience at METRAVIB RDS.

Mommertz, E.

• Messung, Modellierung und Einsatz der Schallstreuung in der raumakustischen Planungspraxis [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  E. Mommertz
[A]

Die Bedeutung der diffusen Schallreflexion an strukturierten Oberflächen für die raumakustischen Gegebenheiten ist schon lange bekannt. Und dennoch ist die Thematik aktueller denn je. So sind seit geraumer Zeit Diffusoren kommerziell erhältlich, deren Streueigenschften charakterisiert werden müssen. Des weiteren ist in den zunehmends zum Einsatz kommenden raumakustischen Simulationsprogrammen auch die geeignete Modellierung der Schallstreuung erforderlich, um realistische Ergebnisse liefern zu können. Vor diesem Hintergrund wird in diesem Beitrag über den Einsatz, die Modellierung und insbesondere die Ermittlung der Streueigenschaften von architektonischen Oberflächen berichtet.

• Untersuchungen zur Anordnung schallabsorbierender Oberflächen in Klassenräumen [DAGA 2002 (Bochum)]
  E. Mommertz, K. Drescher and G. Engel
[A]

Die akustischen Gegebenheiten in Schulen sind seit geraumer Zeit Gegenstand umfangreicher Untersuchungen im In- und Ausland. Dies betrifft auch die angemessene raumakustische Gestaltung der Klassenräume. So werden nach neueren Forschungsergebnissen sehr kurze Nachhallzeiten zwischen 0,4 s und 0,6 s in Verbindung mit einem reflektierenden mittleren Deckenspiegel als ideal erachtet, was zwangsläufig zu umfangreichen schallabsorbierenden Maßnahmen im Wandbereich führt. Vor dem Hintergrund praxisgerechter baulicher Lösungen wird in diesem Beitrag der Frage nachgegangen, wie sich die räumliche Verteilung von reflektierenden und schallabsorbierenden Oberflächen in Klassenräumen auf die Nachhallzeiten und Sprachverständlichkeit auswirkt. Zu diesem Zweck wurden Computersimulationen durchgeführt, die hinsichtlich der Parameter Nachhallzeit und Sprachübertragungsindex (STI) ausgewertet wurden. Ferner erfolgten Hörversuche mit auralisierten Schallfeldern zur subjektiven Beurteilung unterschiedlicher Absorberanordnungen.

• Akustische Planung von Schulneubauten an ausgewählten Beispielen [DAGA 2005 (München)]
  E. Mommertz
[A]

Die akustische Situation in Schulen ist seit einiger Zeit Gegenstand umfangreicher Studien und findet auch in der Öffentlichkeit zunehmende Beachtung. Bei der Planung von Schulneubauten stehen jedoch der Umsetzung guter akustischer Gegebenheiten teils konkurrierende Forderungen hinsichtlich Gestaltung, Kosten oder auch bauklimatischen Aspekten entgegen. In diesem Beitrag wird anhand von mehreren Schulneubauten mit unterschiedlichen baulichen Konzepten berichtet, auf welche Weise dennoch gute, den Nutzeransprüchen gerecht werdende, akustische Verhältnisse geschaffen werden können. Ergänzend wird auf Planungswerte für die Schallabsorption von Kindern eingegangen, die aus Messungen in besetzten und unbesetzten Klassenräumen ermittelt wurden.

• Untersuchungen zur Messung der Schallabsorption in einer Hallkabine [DAGA 2005 (München)]
  E. Mommertz, C. Fichtel and E. Schröder
[A]

Die Messung der Schallabsorption im Hallraum nach ISO 354 erfordert i.d.R. Materialmuster mit einer Fläche von 10-12 m. Für Untersuchungen im Rahmen von Produktentwicklungen von schallabsorbierenden Materialien oder auch für ingenieurmäßige Abschätzungen im Zuge von raumakustischen Planungen kann es wünschenswert sein, den Aufwand für die Musterherstellung zu reduzieren. Aus diesem Grund wurde von Müller-BBM eine Hallkabine (Volumen 6,35 m) entwickelt, die Messungen an ca. 1 m großen Proben ermöglicht. In diesem Beitrag wird anhand theoretischer Überlegungen und praktischer Untersuchungen gezeigt, welche Unterschiede im Vergleich zu Messungen an großen Materialmustern auftreten. Es wird diskutiert, für welche Aufbauten und Anwendungen die Messung an kleinen Proben sinnvoll eingesetzt werden kann.

• Akustische Planung des neuen Kultur- und Kongresszentrums in Athen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E. Mommertz and U. Opitz
[A]

In Athen ist nach 10-jähriger Planungs- und Bauzeit ein neues Kultur- und Kongresszentrums fertiggestellt worden, welches u.a. über einen großen Opern- und Veranstaltungssaal, einen kleinen Theatersaal, einen Bankettsaal und Musikprobenräume verfügt. In diesem Beitrag wird ein Überblick über das Bauvorhaben gegeben, und es wird auf raum- und bauakustisch interessante Details in Planung und Ausführung eingegangen.

• Entwicklung hochschallabsorbierender Schallschutzwände aus Gabionen mit unporösem Gestein [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E. Mommertz and O. Schielke
[A]

Drahtkörbe mit Gesteinsfüllungen werden häufig für Befestigungen von Böschungen oder als gestalterische Elemente an Straßen oder Grundstücken verwendet. Der Einsatz als Schallschutzwand scheiterte bisher an der fehlenden schalltechnischen Eignung. Trotz hoher Flächenmassen wurde die geforderte Schalldämmung nicht erreicht und zudem wurde insbesondere bei der Verwendung unporösen Gesteins eine Einstufung als ''hochabsorbierend'' verfehlt. Um Gabionen mit unporösem Gestein als hochabsorbierende Schallschutzwände an Straßen und Schienenwegen einsetzen zu können, wurde ein Aufbau entwickelt, der die schalltechnischen Anforderungen gemäß ZTV-Lsw 88 und der Deutschen Bahn erfüllt. In diesem Beitrag wird über die theoretischen und experimentellen Untersuchungen sowie über erste Ausführungsbeispiele berichtet.

• 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.

Monnier, T.

• Damage Characterisation and Structural Health Monitoring by Means of Nonlinear Acoustics [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Bentahar, R. ElGuerjouma, T. Monnier, L. Deville and J.C. Baboux
[A]

This work is devoted to damage characterisation and structural health monitoring of polymer composites and concrete. For cylindrical concrete bars damaged in compression and thin composite plates damaged in three points bending, we have used a nonlinear ultrasonic method based on the change of a resonance mode frequency. Compared with their initial states, damaged materials are characterised by a resonance frequency shift as function of the excitation level. For a given value of the excitation level we have performed upward and downward frequency sweepings and have seen hysteresis loops that did not exist in the intact state. We have also submitted the material to a high excitation level and have followed the forced variation of the frequency versus time ''fast dynamics'' as well as the frequency recovery ''slow dynamics'' that changes as the logarithm of time. Fast and slow dynamics are correlated to the deterioration state of the material and are found to be very sensitive damage indicators. In order to monitor the material's health along the damage process, the frequency shift is compared to mechanical damage parameters and acoustic emission. A good correlation has been found. Our results confirm the efficacy of the nonlinear acoustical approach that could enrich materials nondestructive testing field.

Montaldo, G.

• Quantitative Measurements of Ultrasonic Shock Waves Using a Standard Optical Interferometer [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Barrière, G. Montaldo, X. Jacob, D. Royer and M. Fink
[A]

In order to measure acoustic shock waves generating pressures of some tens of MPa in water, an ideal sensor has to be calibrated, wide-band and sufficiently robust to support acoustic cavitation. We measure high intensity ultrasonic displacements and shock waves in water, using the phase modulation of an optical beam reflected from a thin immersed membrane materialising moving particles. With a digital demodulation process, a 4.5-m ultrasonic transient displacement (corresponding to a 21.5-MPa acoustic pressure in water) has been measured with a standard heterodyne interferometer. Results are in good agreement with those given by an hydrophone designed to measure high pressure wave. This sensitive optical method provides absolute measurements with a 50-m lateral resolution, in a large bandwidth (from 20 kHz to 50 MHz). If the low cost membrane used in the experimental set-up is damaged by the acoustic cavitation, it can be replaced very easily, without changing the calibration factor of the interferometer. The maximum measurable displacement is limited by the frequency bandwidth of the instrument. Since the photodiode cuts off frequencies higher than 120 MHz, the interferometer is able to measure 22-MPa peak acoustic pressures in water. This performance can be improved by increasing the Bragg cell frequency, to obtain a wider bandwidth. We are now conceiving an interferometer working at 140-MHz carrier frequency, to measure pressures up to 45 MPa.

• The Time Reversal Kaleidoscope: a New Concept of Smart Transducers for 3D Imaging [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Palacio, G. Montaldo, M. Tanter and M. Fink
[A]

In real time 3D echographic imaging, the acquisition of volumic data set requires the recordingof an echo from all the 3D region of interest. Traditionally, two dimensional arrays composed of several thousand of transducers are used to obtain the beam focusing and steering in the volume. However, the design, the connections and the multiplexing required by these 2D arrays are technically complex to realize. Here we present a completely new approach to achieve 3D images with a very small number of transducers using the coupling concepts of time reversal mirrors and chaotic reverberating cavities. The small number of transducers (typically 32) are glued on one surface of the solid cavity, an other face is in contact with the imaged fluid medium (like the body). Thanks to hundred of reverberations inside the cavity, the ultrasonic waves emitted by the transducers are able to focus in any point of the volumic fluid by using time reversal techniques. At each reflection, 'virtual' transducers, images of the real ones by the reflection on the surface of the cavity, are created. As a result, a kaleidoscopic transducer array is obtained from a small number of transducer used in a time reversal mode, and allows equivalent performances than conventional 2D matrices made of thousands of transducers. The coupling of chaotic reverberating cavities with times reversal techniques leads to the concept of a 'smart' transducer. First experimental 3d images obtained with a pioneer prototype will be presented.

Montresor, S.

• Quadratic Time-Frequency Representations For Signals Passing Through Dispersive Systems
  J. Bernard, S. Montresor, J.-H. Thomas and C. Depollier
[A]

The aim of this work is to study the propagation of an acoustic wave in porous media using quadratic time-frequency representations (QTFR), for example the Bertrand distribution. Because of the dispersive characteristic of such a system, the wave velocity in the porous structure is a complex function of the frequency, i. e., the energy of the signal carried by each frequency has is own velocity. So, a sample of porous medium is excited by an ultrasonic pulse, and the QTFR of the output signal is observed to evaluate the group delay law, function of the frequency, and then the parameters of the material.

The relevance of such signal processing tools is their capacity to concentrate the energy of a signal in a two-dimensions plane (time-frequency, time-scale,...) along his group delay law. In the case of propagation in porous media, the group delay law is compared to a power law in the time-frequency plane. Finally, the properties of the Power Class of QTFR are used. This class of representations allows to generate a large number of QTFR and each of them matches with one adapted power law in terms of lisibility and the concentration of energy in the time-frequency plane. Hence, to choose the most relevant representation, concentration measurement tools as Renyi entropy are used. Here, the situation where a signal passes through a dispersive system which includes a power law group delay to the signals is considered. So, a QTFR which localizes efficiently this kind of signals is needed as well as the Wigner-Ville QTFR localizes the linear chirp signal.

Moore, R.

• Night noise and health - First Results of the WHO LARES (Large Analysis and Review of European housing and health Status) study [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Rodrigues, X. Bonnefoy, C. Maschke, H. Niemann and R. Moore
[A]

The World Health Organization's Regional Office for Europe, Bonn Office has coordinated a large study (LARES) to evaluate the health impact of housing conditions in eight European cities. Living and housing conditions are the basis for many aspects that affect residential health: indoor air quality, accidents, noise etc. are only a few of the possible health threats to be found in dwellings. Mental and social health are both affected by the living conditions but no straightforward mechanisms have yet been established. Although such impacts are broadly accepted, the concrete relationship between housing quality and well being has so far not been fully understood. First results of the survey point out, that noise or ''noise comfort'' plays a decisive role in the general relationship between housing conditions and health. In particular night noise exposure (and therefore noise induced sleep disturbances) has to be assessed as a serious risk factor for domestic accidents and as a threat for health, especially for stress related diseases.

The design of the LARES study and the first findings related to nocturnal noise will be presented.

Mooshammer, C.

• Intrinsic pitch in German - Examining the whole fundamental frequency contour of the vowel [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Pape and C. Mooshammer
[A]

The phenomenon of intrinsic pitch, i.e. the fundamental frequency (f0) difference between high and low vowels, has been found in a variety of languages (Whalen and Levitt 1995) and is therefore discussed as a universal characteristic. It is widely agreed that intrinsic pitch can be attributed to differences in tongue height. Contrary to that explanation Fischer-Jørgenson (1990) and Mooshammer et al (2001) found for German tense and lax vowels similar f0 values although the vowels show differences in tongue height. Since in Mooshammer et al. f0 was only considered at the articulatory defined mid of the vowel, in the current study we will investigate the whole f0 contour of the vowel for the same dataset. Results of the current study give evidence that lax vowels start with a higher f0 than their tense counterparts. However, standard deviations are considerably high due to varying f0 range. We observed frequently errors of the f0 tracking algorithms due to noise at the beginning of the vowel. In addition, the maximum of the f0 contour at the end of the vowel was often interrupted by the following voiceless stop. In order to eliminate these factors we carried out a second experiment. The f0 range was controlled, consonants preceding the vowel were varied between /p,b,f,v,m/ in order to compare the effects of consonantal induced f0 variation. The consonant following the vowel was always nasal to avoid interruption on the rising f0 contour as in the first experiment. For reliable f0 values we recorded EGG simultaneously. Results of the second experiment will also be presented at the conference.

• Spektrale und stimmliche Charakteristika bei globaler und lokaler Lautstärkevariation
  C. Mooshammer and J. Schneeberg
[A]

Vom Wortakzent im Deutschen wird angenommen, dass er hauptsächlich durch einen vermehrtem subglottalem Luftdruck erzeugt wird, was als lokale Lautstärkeerhöhung aufgefasst werden kann. Ziel der vorliegenden Untersuchung ist es, die stimmlichen Charakteristika von lexikalisch betonten und unbetonten Silben (z.B. Lena vs. Lenor) mit globalen Lautstärkeveränderungen bei leisem, normalem und lautem Sprechen zu vergleichen. Im Gegensatz zum Wortakzent wird der Satzakzent hauptsächlich durch Grundfrequenzvariationen signalisiert und somit durch Änderungen der Stimmlippenspannung produziert. Um die Einflüsse von subglottalem Luftdruck und Stimmlippenspannung auf die stimmlichen Parameter zu trennen, wurde neben der globalen Lautstärke und des Wortakzents auch der Satzakzent systematisch variiert. Vier männliche Sprecher wurden mittels Elektroglottographie aufgenommen. Folgende Parameter wurden für alle Perioden während des Testvokals extrahiert: Open Quotient, Speed Quotient sowie Steigungen der glottalen Verschließ- und Öffnungsbewegung. Die Ergebnisse zur globalen Lautstärkevariation zeigten signifikante Unterschiede in RMS, Grundfrequenz, Frequenz des ersten Formanten und die oben erwähnten Quellparameter (mit Ausnahme des Speed Quotienten) für die drei Lautstärken. Insbesondere steilere Flanken des glottalen Pulses lassen auf erhöhten subglottalen Luftdruck bei lautem Sprechen schließen. Im Gegensatz dazu wiesen wortbetonte Vokale häufig keine signifikant unterschiedlichen oder sogar kleinere Steigungen im Vergleich zu unbetonten Silben auf, obwohl bei beiden Akzentbedingungen wortbetonte Vokale höhere Energie hatten. Deshalb spielt bei Wortakzent die Variation des subglottalen Luftdrucks unserer Meinung nach eine untergeordnete Rolle. Spektrale Analysen sollen zeigen, welche physiologischen Erklärungen für die höhere Intensität bei wortbetonten Vokalen eine Rolle spielen könnten.

Moosmayr, T.

• 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.

• Robust Spelling and Digit Recognition in the Car: Switching Models and Their Like [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Schuller, M. Wöllmer, T. Moosmayr and G. Rigoll
[A]

Spelling and Digit Recognition is of utmost importance in many car interaction scenarios as destination entering, dialing, browsing, or SMS writing. However, from a recognition point of view it is still not solved, robustly. In this work we therefore investigate the impact of noise and coping with it considering four different car types, and driving situations, each, and the well-known TI-46 digit database. First, word-models are learned by Hidden-Markov-Models in matched and mismatched conditions. Second, we consider filtering and typical noise-reduction techniques. Finally, we switch to switching auto-regressive and linear dynamical models, and show their potential for dealing with true non-white noise in extensive test-runs.

Moosrainer, M.

• Zufallserregte Schwingungen von Solargeneratoren im Hallraum [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Moosrainer
[A]

Die beim Raketenstart auftretenden hohen Schallpegel von 140 dB und mehr stellen für die Strukturauslegung der großflächigen und leichten Solargeneratoren einen kritischen Lastfall dar. Dieser wird experimentell im Hallraum simuliert. Bei der im folgenden Beitrag vorgestellten numerischen Modellierung spielt die umgebende Luft eine zentrale Rolle, der durch ein geeignetes Fluidmodell Rechnung getragen werden muß. Sowohl die Eigenkreisfrequenzen als auch das Dämpfungsverhalten der Struktur werden durch das umgebende Fluid beeinflußt. Ebenso entscheidend ist die effiziente numerische Umsetzung der akustischen Anregung durch ein diffuses Schallfeld. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Verfahren wie die Finite Element Method (FEM), (Semi-)Infinite Finite Element Method (IFEM) und die Boundary Element Method (BEM) auf ihre Eignung und Effizienz hin untersucht. Es wurden dabei nur Verfahren betrachtet, die nicht die übliche Annahme einer unendlich ausgedehnten schallharten Wand voraussetzen, also in der Lage sind, das Schallfeld ''`unbaffled''' zu beschreiben. Dabei erwies sich besonders die Kombination von FEM für die Struktur und BEM für das Fluid im betrachteten Frequenzbereich als zweckmäßig. Als Ergänzung zu diesem Verfahren soll für Rechteckplatten (ebenfalls ''`unbaffled''') ein halbanalytischer Lösungsansatz des gekoppelten Problems vorgestellt werden, mit dessen Hilfe einerseits der hohe Rechenaufwand reduziert werden soll und der andererseits einen Zugang zur Interpretation der vibro-akustischen Effekte bietet.

Moravec, O.

• Separation and Analysis of the Musical Signal Noise Components [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  O. Moravec
[A]

The process of analysis of noise components in musical instrument sound is shown in the example of violin tone played by the musician. Specific problems relating to signal processing with respect to a combination of a high level (harmonics) and low level (noise) components of a musical signal are described. Two basic models of the signal with harmonic and noise components are presented. The first model, called additive model, considers the signal as a sum of noise and set of stable harmonic components. The second one, called modulation model, considers intentional frequency and/or amplitude modulation of the harmonics. Two different methods for noise extraction were applied - harmonic components filtration using the comb filter (for additive model) and the application of the McAuly-Quatieri analysis (for modulation model). The McAuly-Quatieri analysis was not sufficient for the purpose of noise extraction, the filtration method shows good performance. The separation was done on the violin tones played mezzoforte using detaché playing technique and recorded simultaneously in 16 directions. The directivity of the noise components was studied.

• Perceptual Spaces of Verbal Attributes Used for Description of Musical Sound Timbre in Czech Language [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. Moravec and J. Stepanek
[A]

The words used for description of musical sound timbre were acquired. The research was carried out among people with active relation to the music (instrument players, conductors, composers, sound engineers etc.). In written questionnary each respondent have stated the words he uses for timbre description and relations among those words. Frequency vocabularies and perceptual spaces of verbal attributes over all respondents and over the selected respondent groups were calculated from acquired data. Similarity of vocabularies and spaces and their differencies in dependency on the respondent group were studied. Twenty five representative verbal attributes were selected for non-listening pair dissimilarity test. The selection of attributes was made with respect to their frequency of occurance, to their location in perceptual space and to differencies among vocabularies and perceptual spaces of respective respondent groups. Selected groups of respondents (e. g. bow instrument players, wind instrument players, sound engineers...) have taken part in the dissimilarity test. Results of the test (dissimilarity matrices) were processed using latent class approach (CLASCAL). Resulting respondent classes are compared with original respondent groups. Class perceptual spaces of verbal attributes are also compared and discussed.

• Verbal Descriptions of Musical Sound Timbre and Musician's Opinion of Their Usage [DAGA 2005 (München)]
  O. Moravec and J. Stepanek
[A]

Acousticians perform listening tests to find out the relations among physical properties of musical signal and its human perception. The interpretation of results of some listening test methods is based e. g. on using of acoustic characteristics or on spontaneous verbal descriptions of the listened signal. Many expressions for the description of the sound of musical instrument used by musicians are taken from other areas of sensation. These expressions often encompass not only the sound properties of musical instrument but also the influence of the instrument player. When we want to study the sound properties which depend only on the instrument, it's very useful to discard from listening test the expressions encompassing the influence of the player. Based on results of the former experiment we have selected 60 mostly used expressions for description of musical sound timbre. In the non-listening test 20 professional musicians have evaluated the suitability of each expression for description of timbre and how often they use it. Then they have evaluated suitability of expression for description of: a) transient or steady state part of the tone, b) timbre of separated tone of musical instrument, c) technical quality of musician's playing d) artistic performance. From answers we have evaluated suitability of expressions in the above mentioned situations for all musicians and also for their subgroups (instrument players, conductors, composers, sound engineers etc.).

Moreau, A.

• A first step towards a parametric model for fan broadband and tonal noise [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Moreau and L. Enghardt
[A]

The fan of an aero-engine is one of the most significant noise sources of civil aircraft. The purpose of the present work is to provide a tool for fan noise prediction, which can be integrated into the design process of innovative fans.

Fan noise is predicted by means of an analytic model. A single noise source is considered for this first approach: the rotor-stator interaction noise due to rotor blade wakes impinging onto the stator vanes. This source is known to be the major source of fan broadband and tonal noise. The formula for the sound power is based on the single airfoil theory in far field developed by Amiet. It accounts for the effect of subsonic compresssible flow and source non-compactness.

The model provides two sound power spectra, for broadband and tonal noise, respectively. It accounts for fan parameters such as geometry (blade and vane count, chord length, rotor-stator gap) and flow parameters (mean velocities, wake and turbulence characteristics).

Future work will investigate a more detailed description of the sound field based on an acoustic modal approach, in which each frequency component of the sound spectrum is decomposed into a distribution of duct acoustic modes.

Moreau, S.

• Study of Higher Order Ambisonic Microphone [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Moreau and J. Daniel
[A]

Ambisonics is a very flexible sound spatialisation technology based on the spherical harmonic decomposition of a sound field. It has known an increasing interest during the past years thanks to studies that have extended the theory (and to a less extent, its application) from first to higher order. This paper deals with the theory, design and implementation of high order ambisonic microphones. High order ambisonic pickup is a technology based on the spherical harmonic decomposition of a sound field. The goal is to record the spherical harmonic components that describe the sound field at a chosen point of the referential and in the vicinity of it. The area of reproduction depends on the numbers of considered components and signals frequency. The estimation of the spherical harmonic components is in fact distorted due to the aliasing effect that appears when a finite number of sensors is used. The importance of this artefact depends on both spherical array radius (and thus the angular gap between sensors) and frequency. The implementation of an ambisonic microphone comes up against another problem. If we consider the near field recording, the equalization has an infinite bass amplification for low frequencies and high spherical harmonics components. Compromises must be introduced to make practicable application possible. A prototype of a high order ambisonic microphone capable of recording the sound field up to the 4th order has been realized. This prototype consists of 32 sensors arranged on the surface of a rigid sphere associated with a signal-processing unit.

• Diffraction and refraction effects in trailing-edge noise free-jet experiments [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Roger and S. Moreau
[A]

Trailing-edge noise is the noise radiated by an airfoil as boundary layer disturbances are convected past the trailing edge. Reliable measurements of that noise are needed to assess analytical models developed elsewhere and used to provide simple fan broadband noise prediction methods. Dedicated experiments are generally performed in open-jet wind-tunnels. The airfoil is held between side-plates at the nozzle of the wind tunnel and far-field measurements are made in the mid-span plane, outside the flow. The paper is devoted to the installation effects associated with one such experiment in the ECL facility with a thin cambered CD airfoil developed by Valeo, different flow regimes being obtained by varying the angle of attack. The first effect is the jet deflection observed at non-zero airfoil loading; it is accounted for by using the mean pressure coefficient as an indicator of the flow conditions. The second one is the scattering of the noise emitted by the airfoil at the nozzle lips, more severe in the upstream direction because trailing-edge noise is known to radiate preferentially upstream as frequency increases ; a diffraction correction is computed using the SYSNOISE software and applied to analytical calculations, providing a very good agreement with the measurements. The third effect is the sound refraction at the jet shear layers ; the relevance of a refraction correction usually made is re-addressed in view of the intended comparison with analytical modeling, including the effect of additional refraction across the airfoil boundary layers.

Morel, S.

• 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.

Mores, R.

• Oberflächenstrukturierung an Tonhölzern zur Intensivierung des Brillanzbereichs - Experiment und Messungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Mores
[A]

Die vorliegende Untersuchung ist motiviert durch den Chinesischen Chao Gong, der nach dem Anschlagen zunächst einen tiefen Klang erzeugt und im weiteren Verlauf einen immer heller werdenden Klang entwickelt. Offensichtlich werden die zunächst angeregten Moden durch die gehämmerte Oberflächenstruktur wiederholt reflektiert und gebrochen, so dass am Ende die kurzwelligen Moden begünstigt bleiben. Dieses Phänomen könnte auch in Streich- und Zupfinstrumenten helfen, Leistung aus dem unerwünschten Bereich um 1kHz in den Brillanzbereich zu bringen. An einer Sitka Fichtendecke wird beidseitig die Oberfläche mit kreisförmigen Ausschleifungen strukturiert. Eine unstrukturierte Vergleichsdecke wird auf den gleichen Klopfton gebracht, und die strukturierte Decke im Vergleich zu dieser auf die gewonnenen akustischen Parameter hin vermessen.

• Klangkopplung zwischen simultan gespielten Instrumenten - ein Messverfahren für natürliche Musikinstrumente und klangliche Qualitätsmerkmale [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Smit and R. Mores
[A]

Aufnahmen simultan gespielter natürlicher Musikinstrumente werden im Vergleich zu separaten Aufzeichnungen als brillanter, präsenter, plastischer und klarer empfunden. Dieses Papier untersucht die Ursachen dieser Klangunterschiede und die Wirkung gegenseitiger Kopplungen: während der Aufnahme einer einzelnen Gitarre wird das Studio mit definierten Sinustönen beschallt und gezielt auf das Instrument gekoppelt (Simultantonaufzeichnung), um die wechselseitigen Beeinflussungen zweier ansonsten simultan gespielter Gitarren nachzubilden. Die individuellen Anpassungsreaktionen der Akustikgitarren auf unterschiedliche eingebrachte Simultantöne werden in einem veränderten Verlauf der Teiltöne identifiziert, insbesondere in den Phasen des Einschwingens und des Ausklingens. Diese sind ursächlich für die genannten Urteile zur Klangqualität geben aber zudem Aufschluss über die relative Güte einer Gitarre. Spezifische Analysewerkzeuge stellen die unterschiedlichen Simultantonresistenzen im Zeit- und Frequenzbereich dar und ermöglichen nicht nur eine qualitative Einwertung des Instruments sondern zudem Aussagen über seine möglichen Einsatzgebiete, etwa eine klangspezifische Einteilung nach Soloinstrumenten und Ensembleinstrumenten. Dieses Verfahren der Simultantonaufzeichnung beinhaltet einen Paradigmenwechsel bei der akustischen Analyse von Musikinstrumenten: werden ansonsten äußere Störeinflüsse von einem Device-under-Test ferngehalten, um möglichst nur das Instrument zu vermessen, werden hier erst die eingekoppelten Simultantöne einige der Eigenschaften eines Instruments aufzeigen, die für die Klangbildung relevant sind und der Aufführungspraxis entsprechen.

• Das spezifische Lautheits-Zeitmuster als gehörgerechte Klangdarstellung [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Sabrautzky and R. Mores
[A]

Die gehörrichtige Analyse von Klängen ist in der Vergangenheit gut beforscht worden.Dennoch existieren kaum brauchbare Werkzeuge für eine generelle Untersuchung etwa der Lautheit dynamischer Klänge.

Der Beitrag fasst den Stand der Wissenschaft zur spezifischen Lautheit zusammen, untersucht und implementiert dabei optional die bisher vorgestellten Modelle an den jeweiligen Schritten der Verarbeitung. Zu diesen Schritten gehört zum einen die Extraktion der Teiltöne sowie die Ermittlung des Erregungsmusters anhand von Filterbänken und der spezifischen Lautheit nach Modellen von Moore und Glasberg. Zur spektralen Analyse kommt alternativ zur FFT die FTT in Betracht. In weiteren Schritten werden unterschiedliche Modelle der zeitlichen Integration und der Nachverdeckung implementiert.

Im Ergebnis erlaubt ein MATLAB-basiertes interaktives Werkzeug den Vergleich der verschiedenen Modelle sowie die spezifische Untersuchung der in einem Klang enthaltenen Beiträge zur Gesamtlautheit, aufgelöst nach 1/4 ERB Schritten und der Zeitachse. Dieses Werkzeug unterstützt die Optimierung von Arbeiten im Instrumentenbau und im Klangdesign. Die Darstellung der spezifischen Lautheit über Frequenzgruppen und Zeit ermöglicht nun eine empfindungsnahe Betrachtung des Klanges. Auf dieser Basis werden sich weitere charakteristische Klangattribute extrahieren lassen.

• Vokale in Klängen - Eine LPC-basierte Extraktion der Vokalqualität zur Abbildung von Violinklängen im Vokaldiagramm [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Müller and R. Mores
[A]

Sprache umgibt uns seit unserer Geburt und prägt unsere auditive Wahrnehmung grundlegend. Prägt Sprache vielleicht auch unseren musikalischen Geschmack? Spricht uns ein Klang eher an, wenn er eine vokalähnliche Färbung besitzt, weil uns der Klang vertraut vorkommt? Weisen bestimmte Musikinstrumente ähnliche spektrale Eigenschaften in sprachrelevanten Frequenzbereichen auf und lassen an Vokale erinnern?

Als einen ersten Ansatz wird untersucht, wie Vokalqualitäten aus Instrumentenklängen extrahiert und dargestellt werden können. Um das Ergebnis reproduzierbar zu machen, erfolgt die Vokalqualitätsextraktion automatisiert. Ausgehend von Sprachdaten werden die akustischen Parameter von Vokalen analysiert, die wichtigsten Resonanzen durch LPC-Analyse gewonnen und über heuristische Regeln die beiden relevanten Formanten F1 und F2 ausgewählt. Die Formeln von Pfitzinger bilden die Grundfrequenz, F1 und F2 auf die Ebene des Vokaldiagramms nach Jones für primäre Kardinalvokale ab.

In einem weiteren Schritt wird die Vokalqualität in Instrumentenklängen anhand ausgewählter Aufnahmen verschiedener Violinen untersucht. Um die Qualität der Erkennung zu überprüfen, werden die Formanten der Hörproben manuell ausgewählt. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich der Höreindruck in den Spektren der Violinen widerspiegelt und dass in Violinklängen enthaltene Vokale dargestellt werden können. Auf diese Weise ist eine Perspektive einer Klangbeschreibung reproduzierbar ausformuliert, die bisher vielleicht nur unbewusst in die Bewertung von Klangqualität mit eingeflossen ist.

• Parametrisches Multipeak-Filtersystem als Grundlage für neue Klangästhetik-Studien an virtuellen Streichinstrumenten [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. von Türckheim and R. Mores
[A]

In diesem Beitrag wird das Konzept eines parametrischen Multipeak-Filtersystems vorgestellt, anhand dessen weiterführende Studien an einer virtuellen Violine in Echtzeit durchgeführt werden sollen. Die vielfältigen Ansätze elektronischer Streichinstrumente nach dem Stand der Technik verfolgen in der Regel entweder möglichst genaue physikalische Abbildungen bei hohem Rechenaufwand oder Echtzeitfähigkeit bei bescheidenerem klangästhetischen Anspruch. Hier wird dagegen der Ansatz verfolgt, dass der Klang nicht allein dem Instrument geschuldet ist sondern dass er vielmehr das Ergebnis einer differenzierten Arbeit des Musikers am Instrument darstellt. Welche akustischen Eigenschaften oder Modulationsfähigkeiten muss letzteres also besitzen, um die technischen und interpretatorischen Feinheiten umsetzen zu können? Ein virtuelles Instrument, das auf diese tongestalterische Feinarbeit des Musikers reagiert, kann dann später auf klangliche und spielbeeinflussende Charakteristika untersucht werden. Ausgangspunkt ist eine stumme Geige mit einem nachgeschaltetem virtuellen Resonanzprofil, welches sich an hochwertigen natürlichen Instrumenten orientiert. Das Konzept des hier diskutierten Filterdesigns bietet einen Ansatz für die widersprüchlichen Forderungen nach komplexem, reichhaltigem Klang einerseits und geringster Latenzzeit andererseits. Einen Beitrag leistet hierbei - neben allgemein gültigen systemtheoretischen Entwurfsverfahren für eine effiziente, echtzeitfähige Implementierung - die Irrelevanzreduktion nach bekannten psychoakustischen Kriterien.

Morgenstern, C.

• In situ impedance and absorption coefficient measurements compared to poro-elastic simulation in free, diffuse or semi-statistical fields using microflown p-u probes [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Duval, J.-F. Rondeau, L. Bischoff, L. Dejaeger, C. Morgenstern and H.-E. de Bree
[A]

Measuring impedance or absorption coefficient of noise treatment materials requires classically to cut flat samples or parts and to measure them in impedance tubes (for normal incidence), in semi-anechoïc rooms (for normal / oblique incidence) with p-p or p-u probes or in different reverberating rooms (for diffuse field) using reverberation time techniques. This task is cumbersome and often not possible regarding the quantities of materials necessary especially for the diffuse field measurements.

In order to cope with this problem, we have first developed a poro-elastic simulation technique to simulate diffuse field absorption coefficients from normal incidence impedance tube measurements that we correlate with small (Alpha Cabin) and big reverberating rooms measurements, showing very good results compared to the big reverberating rooms. A second and new approach is to directly measure the incident and reflected energy with p-u probes that allow in situ intensity measurements in very high reactive fields like diffuse fields (due to its separated p and u channels). It leads to a direct characterization of the in situ absorption coefficients that we compare to the other techniques.

Moroni, C.

• Short-term memory for temporal envelopes
  C. Moroni, L. Demany and C. Lorenzi
[A]

Short-term memory for the modulation frequency and intensity of sinusoidally amplitude-modulated (SAM) white noises was investigated in forced-choice discrimination experiments conducted with 4 listeners. The two stimuli presented on each trial lasted about 1.25 s and were separated by a variable delay D. Modulation frequency discrimination was assessed for an average frequency value of 8 Hz, with a fixed modulation depth of either 12 % or 100 %. Intensity discrimination was assessed for an average level of 75 dB SPL, using a modulation frequency of 8 Hz and a 100-% depth. In each case, a roving procedure was employed in order to minimize the influence of context coding. Initially, frequency and intensity discrimination thresholds [P(C)=0.75] were measured while D was fixed at 0.25 s. The corresponding physical differences (in % or dB) were then constantly presented at 6 values of D: 0.25, 0.5, 1, 2, 4, or 8 s. For both intensity and frequency discrimination, the decline of sensitivity (d') as a function of D was quite slow. For frequency discrimination, decreasing depth from 100 to 12 % did not have a marked effect on the decline of d' as a function of D, although this degraded the initial discrimination threshold by a factor of about 2. Taken together, these results suggest that there is little information loss in the short-term memory representation of simple temporal envelopes. Moreover, the data concerning frequency discrimination appear to be inconsistent with the model of perceptual memory proposed by Kinchla & Smyzer (1967).

Mors, A.

• Objektives Verfahren zur Beurteilung von Getriebegeräuschen im Fahrzeuginnenraum [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Mors, H. Waubke and W. Deutsch
[A]

Der laufende Fortschritt bei der Reduzierung und Dämmung dominierender Motoren- und Fahrzeuggeräusche in Personenkraftwagen erfordert es auch Getriebegeräusche stetig weiter zu reduzieren. Bereits während der Entwicklung wird neben der reinen Feststellung der Hörbarkeit auch ein Beurteilungskriterium für die Qualität der subjektiven Hörempfindung verwendet, das die Lästigkeit für Fahrzeuginsassen widerspiegeln soll. In der Praxis geschieht dies durch die subjektive Bewertungen durch den Testfahrer, bzw. mitfahrender Versuchspersonen anhand einer mittels beschreibender Attribute definierten, zehnstufigen Skala, dem Bewertungsindex BI. Der BI enthält neben der Lautstärke wei-tere psychoakustische Komponenten. Die subjektive Bewertung derselben führt, infolge von Stimmungslagen, Hörvermögen, persönlichem Geschmack, etc., zu intra- und interindividuellen Streuungen der Ergebnisse. Herkömmliche vorhandene automatisierte Bewertungsverfahren auf der Basis psychoakustischer Parameter reproduzieren die Ergebnisse des in der Zahnradfabrik Friedrichshafen verwendeten Beurteilungsverfahrens nur unzureichend. Im Rahmen eines neuen Bewertungsverfahrens wird insbesondere berücksichtigt, dass die Beurteilungskriterien auf dem Empfinden von Spezialisten der Getriebe-Akustik beruhen, die von den Kriterien die Laien anwenden, abweichen können. Es wurde ein zweistufiges Verfahren entwickelt, das im Fahrzeuginnenraum gewonnene Messdaten mittels des Softwarepakets STX des Instituts für Schallforschung nach verschiedenen akustischen und psychoakustischen Größen mit entsprechenden Gewichtungen in ihrem zeitlichen Verlauf auswertet. Anschließend werden aus diesen Werten mittels angepasster Algorithmen Indikatoren abgeleitet, die eine automatische Bewertung ergeben, welche der subjektiven Bewertung nahe kommt.

• Transmission acoustics in the overall automobile system [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  T. Vöhringer and A. Mors
[A]

'If audible at all, the audibility of a transmission inside the vehicle must not be disturbing!' On account of this development goal, the acoustics engineers of transmission suppliers and vehicle manufacturers are again and again faced with new challenges. ZF Friedrichshafen AG, an independent transmission producer, is represented in a variety of vehicles of various vehicle manufacturers with largely similar transmission types, which is due to the company's modular system. Invariably, acoustical optimization in and on the transmission is carried out in the initial stage of development work. Often, the development goal mentioned above needs to be pursued simultaneously for the most diverse installation conditions. At the department for acoustics engineering of ZF Friedrichshafen AG, such necessity gave rise to an efficient tool, which allows the acoustically effective system environment of a transmission to be determined as a vehicle-characteristic variable: airborne-sound sensitivity (LSE). The process involves investigation of the acoustic 'quality' of the automotive body, starting from the interfaces of the drive train and including the passenger compartment. With regard to many noise phenomena, an essential share of noise can be attributed to noise transmission. If, for example, gearing excitation on the transmission end is present across a broad operating-speed range, then audibility within only narrow speed ranges is due to body-related structural resonance. For the overall system to be optimized in ever shorter development cycles, suppliers and vehicle manufacturers have to cooperate on a very close and trusting basis.Getriebe

• Audibility of resolved tonal components of gear meshing noise in passenger car cabins by trained listeners [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Mors, H. Waubke and W. Deutsch
[A]

Professional acoustic engineers as drivers especially of middle-, upper- and premium class cars are extremely sensitive to any acoustical signal detectable in the passenger cabin for quality control. They have to be categorized as highly trained listeners due to their long term experience in driving different models of cars. Even quite low level tonal components of gear noise can be separated by the ear from engine noise because of their higher order and their different modulation characteristics. Although the gear tone components are temporally masked by amplitude modulated engine noise, they are perceived as continuous emissions. They build a continuous auditory stream because of psychoacoustic phenomena such as stream segregation and the picket fence effect. A numerical model combining simultaneous masking and modulation effects is under development in order to evaluate and predict subjective reactions. Acoustic engineers with high listening experience have been tested extensively in pre-tests, classifying different sound segments depending on speed and gear. The results confirm the importance of the interaction between masking effects and the modulation characteristic of both, the highly modulated engine noise and the slowly varying tonal components of the gear. The over all detectibility has to be assumed at the levels of human auditory sensitivity under close to laboratory conditions for highly trained listeners.

• Modell der Hörbarkeit von zeitvarianten tonalen Komponenten vor komplexem Hintergrundgeräusch [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Deutsch, A. Mors, A. Noll and H. Waubke
[A]

Das Gehör weist hohe Empfindlichkeit für pegelschwache aber auditiv aufgelöste Spektralkomponenten auch bei Vorhandensein von starkem kovariantem Hintergrundgeräusch auf: sinusoidale Komponenten werden bereits bei geringen Pegelüberschüssen hörbar und maskieren im Frequenzbereich anliegende Spektralanteile in komplexen Signalen. Wenn tonale Komponenten kaum Modulation aufweisen, heben sie sich zusätzlich von einem rauen, stark modulierten Hintergrundgeräusch ab. Bei kurzzeitig stärkerem Hintergrundgeräusch werden tonale Komponenten wohl verdeckt, jedoch unterbricht die kurzzeitige Verdeckung durch das Hintergrundgeräusch die Kontinuität nicht (Picket-Fence-Effekt). Der Picket-Fence-Effekt bleibt auch dann wirksam, wenn sich die tonalen Komponenten in der Tonhöhe kontinuierlich verändern (z.B. Sweep, FM). Schließlich begünstigen größere Frequenzabstände zwischen gleichzeitig und abwechselnd auftretenden Komponenten die Bildung getrennter auditiver ''Streams''. Stimuluskonfigurationen der beschriebenen Art finden sich z.B. drehzahlabhängig beim Auftreten von Getriebetönen eingebettet in KFZ-Motor- und -Innenraumgeräuschen.

Das entwickelte Verfahren extrahiert die hörbaren tonalen Komponenten nach Irrelevanzbereinigung (Simultanverdeckung) und führt eine drehzahlgesteuerte Ordnungsanalyse durch, um die jeweils in Untersuchung stehenden Ordnungen zu identifizieren. Auf Ebene der Ordnungsspektren werden ferner perzeptiv relevante Zeitfenster für den Verlauf längerer Signale definiert. Dadurch werden Mittelwertbildung und Gewichtungen ermöglicht, die nicht den Einschränkungen der zeitvarianten Frequenzeffekte unterliegen. Die Ergebnisse konnten mittels einer empirisch ermittelten Funktion direkt auf unabhängig erhobene subjektive Qualitätsurteile von Experten auf einer Skala von 1 bis 10 abgebildet werden. Die weitere Evaluierung erfolgt durch Vergleich mit neuen Expertenurteilen und zusätzlichen Signalen.

Morvan, B.

• Propagation of Lamb waves in anisotropic rough plates: a perturbation method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Potel, D. Leduc, B. Morvan, P. Pareige, C. Depollier and J.-L. Izbicki
[A]

In this paper, the propagation of Lamb waves in a plate of anisotropic solid with a randomly rough surface is studied. The profile of the surface is described by its statistical properties: its mean value and the mean square deviation of the surface from the flatness. In the small roughness limit, the dispersion relation of the Lamb waves is derived from an effective boundary condition by a perturbation method. In this model, the roughness of the stress-free boundary induces a small complex perturbation of the dispersion relation: the real and imaginary parts of which are related respectively to the shift frequency and to the attenuation of the wave. Analytical and numerical results are presented for both the shift and the attenuation of the waves, showing that two mechanisms contribute to the decay of a Lamb mode: its decay into bulk elastic waves and its decay into other Lamb modes. Experimental results are presented in glass plates and duralumin plates are compared to the theoretical results.

Moszynski, M.

• Data reduction for seafloor 3D mapping from multibeam sonar scans [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Moszynski and J. Demkowicz
[A]

Application of seabed mapping and imaging is very attractive in many applications including marine navigation, hydrography and GIS systems. The problem is especially important when mapping of the seabed is performed using data obtained from multibeam sonar systems. Even after preprocessing by internal signal processor units these systems deliver large amount of data. Typically they contain bathymetry data along with navigation information, which allows for further visualisation and mapping. To address the problem of storing huge amount of data, the paper presents application of data reduction algorithms derived from image processing theory and computer graphics technology. As the raw data from multibeam system represents discrete points in 3D coordinate system, which may be treated as irregular mesh, the decimation or polygon reduction algorithms may be applied. The aim of these techniques is to reduce the number of polygons in a mesh while maintaining a good approximation of original data. The proposed algorithms use image filtering techniques, modified Delaunay triangulation and decimation algorithms for achieving high reduction of amount of data. The results in the form of 3D images of bottom relief are also presented.

• Modelling of fish target strength angular dependence for indirect target strength estimation methods [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Moszynski, A. Stepnowski and K. Bikonis
[A]

Indirect methods of fish target strength estimation uses the statistical theory for recovering fish target strength probability density function (PDF) from echo level PDF. This approach is useful for data acquired from single beam echosounders and it uses the concept of its transducer beam pattern PDF. Typically it is assumed that fish target strength and beam pattern random variables are independent. However, as the beam pattern PDF depends on angular position of a fish and simultaneously target strength of fish depends on its orientation in relation to the transducer, the both random variables are rather dependent. The paper presents the solution of the problem based on extracting dependant part of fish target strength angular characteristics. Theoretical considerations are complemented by statistical modelling and analysis of sample acoustic survey data.

Moudden, A.

• Detection of the effect of the sulphido-reducing pathogenic bacteria by an ultrasonic method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Abrehouch, B. Faiz, A. Moudden, R. Latif, D. Decultot and G. Maze
[A]

The sterilisation in the tinned foods aims at the wholesomeness and the bacteriological stability of foods. The clostidium botulinum which is an sulfito-reducing anaerobic bacterium is choice in this work as a reference bacterium because of its strong heatproof. The analyse by a microbiologic method entails sterilised material and very strict work conditions. Moreover these analyses are slow and expensive. Negative results obtained on samples subjected to an examination do not indicate that they are not entirely wholesome. In this work, we utilise an ultrasonic testing to detect the effects of the sulfito-reducing anaerobic bacteria on foods. The samples take place in a parallelepipedic tank. They are insonified by a short ultrasonic pulse. The reflected signal is detected and amplified, it is digitised by a numerical oscilloscope and transmitted to a computer by a IEEE 488 interface. These signals are treated by the computer to determine the viscoelastic parameters of the samples (phase velocity and attenuation). The evolution of these parameters as function of time allows us to know the different phases of the development of clostridium botulinum bacteria. The results show also the effect of the bacterial charge on the evolution of different phases.

Mounier, D.

• 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.

Mourjopoulos, J.

• The evolution of digital audio technology [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Mourjopoulos
[A]

From its commercial introduction, nearly 20 years ago, digital audio technology is now reaching a maturing stage, allowing sound to be an integral component of the information age revolution. Thus, storage, manipulation, transmission and reproduction of audio data can be achieved with extreme speed, accuracy and flexibility. In addition, the users can also benefit from reductions in component size and cost. Today, two distinct divergent trends are emerging in this technology's use: one towards improved quality and a transition form stereo to multichannel delivery (e.g. with DVD-Audio and SACD) and another towards reduced audio data bitrate, utilising data compression (e.g. with MPEG or other propriety standards). These developments have resulted to a proliferation of audio formats; an overview of such developments will be given along with a critical assessment of their significance. Digital audio technology is also examined from the perspective its 3 constituent evolutionary components: (a) digital electronics and computer technology, (b) DSP theory and techniques, (c) auditory modeling. For each of these components, the significant past events are traced and future trends are predicted. For the case of technology, such an extrapolation can lead to useful conclusions. Nevertheless, this technology has not only given consumers and professionals alike access to high quality audio, but has also helped to highlight many problems, some related to human auditory perception and others to signal processing methodologies. In this sense, there are significant developments to be tackled by future research. Such future research and technology issues are also presented and examined.

Moussatov, A.

• Nonlinear interaction of ultrasonic waves studied with Frequency Response Function (FRF) analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Moussatov and B. Castagnède
[A]

There is a growing interest for ultrasonic nonlinear techniques to assess and characterize damages in materials and structures. The presence of cracks drastically increases the nonlinearity of a material. Consequently, to analyse the interaction between independent ultrasonic waves there is a very sensitive and efficient method, i.e. the interaction of a powerful ultrasonic pump wave with a probe wave at a smaller amplitude. For instance, if the pump wave is amplitude modulated, the interaction due to the presence of cracks takes place in the form of a modulation transfer from the pump wave to the probe wave depending on the amount and sizes of the damaged features inside the material. Glass plates (230x190x15mm) with limited damaged zones (around 1cm) have been tested over the 30-110kHz bandwidth. In order to obtain precise and robust results, Frequency Response Functions (FRF) of the plates have been recorded with and without non-modulated pump. Correlations between the FRF variations (with and without pump) and the observed corresponding side lobes on the related amplitude spectra of the probe wave (when pump is amplitude-modulated) have been observed, explained and documented. Analysis of FRF deviation caused by an external powerful ultrasonic excitation of a damaged object constitutes a new NDE method. This method did demonstrate a strong potential to detect slight defects.

A. Moussatov, B. Castagnede, V. Gusev, 'Frequency up-conversion and frequency down-conversion of acoustic waves in damaged materials', Phys. Lett. A, 301, pp.281-290 (2002).

A. Moussatov, V. Gusev, B. Castagnède 'Self-induced hysteresis for nonlinear acoustic wave in cracked material' Physical Review Letters - V.90, No.12, pp.124301/1-124301/4 (2003).

• 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.

• 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.

Mroz, B.

• Surface phonons in ferroic materials [DAGA 2002 (Bochum)]
  B. Mroz, S. Mielcarek and A. Trzaskowska
[A]

Ferroelastics are the mechanical analogues of ferroelectrics, with spontaneous strain replacing spontaneous polarization and uniaxial stress replacing the electric field. They exhibit mechanical domain structure, stress-strain hysteresis and the so-called soft acoustic mode due to the strong temperature dependence of the phonon velocity coupled to the spontaneous deformation. The bulk elastic properties of ferroelastics have been extensively studied for the last 15 years both by ultrasonic and classical Brillouin spectroscopy. Literature does not provide information concerning the surface phonons in these materials, mostly because the surface Brillouin spectroscopy was used to study the surface acoustic waves (SAW) in the opaque materials like semiconductors and metals in which the light penetration depth is relatively small, which makes the experiment much easier to perform . We present here the results of Brillouin scattering on the surface phonons propagating in three different ferroelastics: GMO, LCS and RLHS in the temperature ranges covering their phase transitions. The aim these studies was to answer the question on the way the phase transitions accompanied by strong anomalies of the elastic properties of the crystal were manifested on the surface. No significant elastic softenning was observed in course of our studies. The question arises if the soft surface mode can exists in ferroelastic material. This and other related problems will be discussed.

Muckel, P.

• 'Passungsarbeit' bei der Beschreibung und Bewertung von Fahrzeuginnengeräuschen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  P. Muckel and B. Schulte-Fortkamp
[A]

Auf der Grundlage einer Analyse qualitativ-semantischer Daten aus einem Forschungsprojekt zur Beurteilung von Autoinnengeräuschen wird der Wahrnehmungs- und Evaluationsprozeß auf seiten der Versuchspersonen beschrieben und hinsichtlich seiner Implikationen für den Versuchsaufbau untersucht. Die szenische Erkundung des Bezugssystems der Versuchsperson wird in seiner Bedeutung für die Analyse von subjektiven Geräuschbeurteilungen elaboriert. Dabei werden unterschiedliche Aspekte dieses Prozesses unter dem Begriff der ''Passungsarbeit'' subsumiert, um deutlich zu machen, welche subjektiven Schwierigkeiten mit der Beschreibung einer Geräuschwahrnehmung und -bewertung verbunden sind. Acknowledgments: Diese Forschungsarbeit wurde unterstützt durch das Brite-Euram-Projekt N: BE-96-3727 Obelics

Mühe, K.-P.

• Laermwerkstatt.de – eine Lernumgebung zum Alltagsproblem Lärm [DAGA 2005 (München)]
  K.-P. Mühe
[A]

Die Lernumgebung ''Lärmwerkstatt'' wurde als ein Beitrag zur projektorientierten Umweltbildung 1996/97 im Rahmen der Gründungsphase des Berliner Bildungsservers BEBIS als ein gemeinsames Projekt ''Lärmwerkstatt'' der Bereiche Physik und Sonderpädagogik an der damaligen Berliner Landesbildstelle konzipiert. Mit ihr sollten innovative Möglichkeiten eines Landesbildungsservers unter Einbeziehung der personellen wie sächlichen Ressourcen eines Medienzentrums erschlossen werden. Mit der Konzipierung, Entwicklung, Erprobung und Evaluierung einer Hypermedia-Lernumgebung auf einem öffentlichen Server wurde ein - aus informatischer sowie mediendidaktischer Sicht - recht komplexes Medium angestrebt, das als Verbund aus Wissensbasis, Lernanregungen, Werkzeugen, Kommunikationsplattform sowie Dokumentationsoptionen für die eigenen Unterrichtsergebnisse den Charakter einer Werkstatt für das eigenaktive Lernen haben sollte. Angemessen der Komplexität des ''gesellschaftlichen Schlüsselproblems Lärm'' sollten sich Bezüge herstellen lassen zwischen den Fächern, Arbeitslehre, Biologie, Physik, Chemie, Informatik, Gesellschaftskunde, Deutsch, Mathematik, Geographie, Musik. Von der Grundidee her sollte die Offenheit der Lernumgebung es einerseits ermöglichen, die installierten Tools in eigenen fächerverbindenden Unterrichtsprojekten zu benutzen und andererseits zur Erstellung neuer Materialien anregen und somit zu einer Verbreiterung der Wissensbasis führen. Im Rahmen des BLK-Modellprojekts SEMIK (1999-2002) wurde der Einsatz der Lernumgebung in der Schule erprobt. Ein wesentliches Ergebnis war die vollständige Überarbeitung und die endgültige Installation der Online-Version auf BEBIS im Herbst 2001 unter der Adresse www.laermwerkstatt.de. Nach einer kurzen Vorstellung des Konzepts und der Idee der ''Lärmwerkstatt'' und einem kritischen Rückblick auf die gemachten Erfahrungen sollen anhand einiger Szenarien Möglichkeiten zum unterrichtlichen Einsatz für die Zukunft angedeutet werden.

Mühlberger, R.

• Prototyp eines Schwingerregers für tieffrequente Schwingungen von Holzdecken [DAGA 2005 (München)]
  U. Schanda, K. Rogge, P. Meistring and R. Mühlberger
[A]

Tieffrequente Schwingungen spielen im Holzbau eine wichtige Rolle; im EUROCODE 5, einem Regelwerk der Holzbaustatik, werden u.a. Nachweise für die erste Eigenfrequenz, die über 8 Hz zu liegen hat, verlangt. Bauakustisch erfolgt eine Beurteilung erst ab 100 Hz (bzw. über den Spektrumsanpassungswert ab 50 Hz). Viele Holzdecken weisen trotz guter bewerteter Normtrittschallpegel eine deutliche Erhöhung der Trittschallpegel mit zunehmenden Werten zu tiefen Frequenzen auf. Der oftmals verwendete Begriff ''Dröhnen'' mag darauf hindeuten. Um den sich überschneidenden Frequenzbereich zwischen 5 Hz aus statischen Gründen bis 100 Hz aus akustischer Sicht genauer untersuchen zu können, war es das Ziel, einen kostengünstigen und aus Gründen der Minimierung des Einflusses auf die zu untersuchende Decke auch leichten Schwingerregers zu bauen, der gleichzeitig durchstimmbar und variabel in der in die Decke eingeleiteten Kraft ist. Ein Prototyp des auf einer mechanischen Unwucht basierenden Schwingerregers soll einschließlich Steuerung und Messdatenaufnahme kurz erläutert werden. Vergleichsmessungen an einer Holzstegträgerdecke mit einer Modalanalyse mit dem Impulshammer als auch mit einer FEM-Berechnung sollen gezeigt werden. Der Vorteil der frequenzselektiven Anregung wird voraussichtlich am Beispiel der Wirkung eines Schwingungstilgers demonstriert.

Mühlhan, M.

• Subjektive Einschätzung der Sprechstimme und der Hörumgebung in universitären Seminarräumen [DAGA 2005 (München)]
  M. Meis, C. Hilge, C. Nocke, T. Bräcker, V. Lammers, M. Lützen, R. Machner, M. Mühlhan, A. Müller, B. Silge, W. Wempe, S. Wolter and A. Schick
[A]

Im Rahmen einer feldexperimentellen Studie wurden insgesamt N=311 Studenten zur Hörsamkeit von universitären Seminarräumen befragt. Basierend auf dem laborexperimentellen Ansatz von Meis & Nocke und Befunden einer kanadischen Feldstudie von Hodgson & Kennedy wurde ein Fragebogen entwickelt, der zum einen reiznahe Items zur Bewertung der Sprechstimme (z.B. ''hallig'' vs. ''trocken'', ''klirrend vs. gedämmt'') und zum anderen Skalen zur Bewertung der Hörumgebung enthielt (z.B. genereller Hörkomfort, Störgeräusche). Nach einem raumakustischen Screening wurde für ein varianzanalytisches Modell die Befragung in insgesamt sechs raumakustisch unterschiedlichen Seminarräumen durchgeführt. Die Seminarräume unterschieden sich signifikant sowohl hinsichtlich der gemittelten Nachhallzeiten als auch hinsichtlich des Nachhallverlaufs. Beide Parameter schlugen sich in den subjektiven Bewertungen der befragten Personen nieder. So wurden Räume, die ein Maximum der Nachhallzeit im Frequenzbereich zwischen 500 Hz und 4 kHz aufwiesen, zwar klanglich als angenehmer bewertet als Räume, deren Maximum der Nachhallzeit unterhalb von 250 Hz lag, jedoch wurde die Geräuschkulisse durch Kommilitonen in den erstgenannten Räumen als störender empfunden. Implikationen für die angewandte Lehr-Lernforschung und die Möglichkeit einer Ferndiagnose durch psychometrisch geprüfte Befragungsinstrumente werden abschließend diskutiert.

Mühlhaus, J.

• Kategoriale Sprachwahrnehmungsexperimente in der Diagnostik der Auditiven Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörungen (AVWS) [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Mühlhaus, W. Vorwerk, S. Bartel-Friedrich and B.J. Kröger
[A]

Zielsetzung: In diesem Beitrag wird ein neues diagnostisches Verfahren zur kategorialen Wahrnehmung ambivalenter Konsonant-Vokal-Silben (CV-Silben) bei auditiv unauffälligen, gesunden Grundschulkindern und diagnostizierten AVWS-Kindern bzw. Kindern mit Verdacht auf AVWS vorgestellt. Hintergrund: Die Diskrimination und Identifikation sinnfreier Silben ist ein wichtiger Bestandteil in der Diagnostik der AVWS, um Gruppendifferenzierungen zwischen auditiv auffälligen und nicht-auffälligen Kindern vornehmen zu können. Dafür wurden zwei Stimulusgruppen (S1: Formant-Synthese-Stimuli nach Stevens et al., 1978 und S2: Sinewave-Synthese-Stimuli nach Serniclaes et al., 2001) mit ambivalenten akustischen Stimuli erstellt. Die Stimuli der Gruppe S1 wurden bereits in Experimenten zur kategorialen Wahrnehmung normalhörender Personen, die der Gruppe S2 wurden bereits in der Dyslexie-Forschung genutzt. Mit Hilfe der Testverfahren sollen AVWS-Kinder von auditiv unauffälligen Kindern abgegrenzt werden können. Methode: Es wurden 28 Grundschulkinder (6;6-10;7 Jahre; 11 männlich und 17 weiblich) und 14 Patienten (7;0-10;6 Jahre; 12 männlich, 2 weiblich) der ersten bis vierten Klasse mit beiden Stimulusgruppen untersucht. Von jeder Stimulusgruppe wurden zunächst ein Diskriminationstest und anschließend ein Identifikationstest mit randomisierter Reihenfolge der einzelnen Stimuli durchgeführt. Die Stimuli wurden via Kopfhörer angeboten und konnten benannt oder gezeigt werden. Zur Vermeidung semantischer Assoziationen wurde sinnleeres Bildmaterial angeboten. Ergebnisse: Das Diagnoseverfahren unter Nutzung der Stimulusgruppe S2 scheint als Baustein in der AVWS-Diagnostikbatterie geeignet zu sein, da es die Gruppen differenzieren kann und damit die Patienten als auffällig erkennt. Schlussfolgerung: Die hier vorgestellte Methode der Identifikation und Diskrimination ambivalenter akustischer Stimuli in der Diagnostik der AVWS scheint eine sinnvolle Ergänzung zu sein und soll als möglicher Bestandteil einer zukünftigen AVWS-Diagnostik zur Diskussion gestellt werden.

Müller, A.

• Psychoacoustic investigation on sport sound of automotive tailpipe noise [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J. Krüger, F. Castor and A. Müller
[A]

In addition to technical and economical aspects, the emotional component of modern cars gains more and more importance. The sound of the exhaust system is one of these emotional components. Due to the legislative limitation of the pass-by-noise level, it is not possible to emphasise the sportiness by simply increasing the SPL. Therefore, the first part of this investigation dealt with the characterisation of sport sound of automotive tailpipe at comparable noise levels. For this purpose, physical measurement categories and psychoacoustic parameters were compared with subjective evaluations. In the course of a Jury Evaluation, 101 test persons assessed several Artificial Head Recordings of different tailpipe noises. Furthermore, some of the original recordings were modified according to rules of other works published ear-lier on. Five pairs of adjectives were used to describe the subjective sound impres-sion. These five pairs of adjectives could be summarised in the two factors sportiness and comfort by means of the statistical method of factor analysis. In the second part, the influence of individual properties such as age, sex, annual kilometres travelled on the subjective sound evaluation was determined.

• SEA as Tool in Vehicle Development [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Müller
[A]

Statistical Energy Analysis (SEA) is a method for calculating higher frequency interior cavity acoustics. Application of the method relies on high modal density subsystems, into which the whole dynamic system must be broken. This induces a lower frequency bound, which is in contrast to finite element or boundary element methods, which are most useful, when vibrations of structures or fluids are dominated by individual modes.

After an introduction into the SEA theory the applicability of the method in vehicle development will be assessed on the basis of some examples.

• Subjektive Einschätzung der Sprechstimme und der Hörumgebung in universitären Seminarräumen [DAGA 2005 (München)]
  M. Meis, C. Hilge, C. Nocke, T. Bräcker, V. Lammers, M. Lützen, R. Machner, M. Mühlhan, A. Müller, B. Silge, W. Wempe, S. Wolter and A. Schick
[A]

Im Rahmen einer feldexperimentellen Studie wurden insgesamt N=311 Studenten zur Hörsamkeit von universitären Seminarräumen befragt. Basierend auf dem laborexperimentellen Ansatz von Meis & Nocke und Befunden einer kanadischen Feldstudie von Hodgson & Kennedy wurde ein Fragebogen entwickelt, der zum einen reiznahe Items zur Bewertung der Sprechstimme (z.B. ''hallig'' vs. ''trocken'', ''klirrend vs. gedämmt'') und zum anderen Skalen zur Bewertung der Hörumgebung enthielt (z.B. genereller Hörkomfort, Störgeräusche). Nach einem raumakustischen Screening wurde für ein varianzanalytisches Modell die Befragung in insgesamt sechs raumakustisch unterschiedlichen Seminarräumen durchgeführt. Die Seminarräume unterschieden sich signifikant sowohl hinsichtlich der gemittelten Nachhallzeiten als auch hinsichtlich des Nachhallverlaufs. Beide Parameter schlugen sich in den subjektiven Bewertungen der befragten Personen nieder. So wurden Räume, die ein Maximum der Nachhallzeit im Frequenzbereich zwischen 500 Hz und 4 kHz aufwiesen, zwar klanglich als angenehmer bewertet als Räume, deren Maximum der Nachhallzeit unterhalb von 250 Hz lag, jedoch wurde die Geräuschkulisse durch Kommilitonen in den erstgenannten Räumen als störender empfunden. Implikationen für die angewandte Lehr-Lernforschung und die Möglichkeit einer Ferndiagnose durch psychometrisch geprüfte Befragungsinstrumente werden abschließend diskutiert.

• 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.

Müller, B.

• Curve Squeal Project of UIC [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Müller
[A]

The Combating Curve Squeal Project is executed by the International Union of Railways in order to develop tools to reduce the disturbing noise of trains passing curves. In the last years an overview of the extent of the noise-problem for railways, a tool box with methods and solutions to combat squeal noise and a theoretical model was developed. The workpackage lead by SBB in 2004/2005 is concentrating on noise monitoring of existing solutions against squeal noise. The aim is to get applicable practical solutions for the railways to reduce squeal noise. Measurements on test-rigs accompany this monitoring. This paper focuses on the results of the first phase of the project and the steps to be undertaken in the 2nd phase.

• Kurvenkreischen bei den SBB - Monitoring von infrastrukturgebundenen Schienenbehandlungsanlagen
  B. Müller
[A]

Die SBB führen seit gut einem Jahr Feldversuche mit infrastrukturgebundenen Anlagen zur Bekämpfung des Kurvenkreischens durch. Mittels eines speziellen Mechanismus wird hierbei der Rad-Schienekontakt speziell behandelt. Ziel ist, dass der Stick-Slip Effekt so weit wie möglich unterbunden wird. An vier verschiedenen Standorten des Netzes wurden vier verschiedene Anlagetypen mittels vorher- und nachher-Messungen auf ihre Wirkung in Bezug auf die Reduktion bzw. Elimination des Kreischgeräusches getestet. Zur Ermittlung der Kreischgeräusche vor- und nach Einschalten der Anlagen wurde ein Mess- und Auswertungsverfahren entwickelt, welches für die Durchfahrten die Maximalpegel LAmax und das 5kHz Terzbandmaximum miteinander vergleicht. Die Präsentation stellt kurz das Messkonzept, die Auswertungsschritte sowie die vorläufigen Resultate der Auswertungen der Messkampagnen vom Sommer 2004 dar und geht auf die praktischen Fragen ein, welche sich dem Eisenbahnbetreiber bei der Auswahl einer geeigneten Massnahme zusätzlich zur Akustischen Wirkung stellen.

Müller, 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.

• Schalldämpfer mit ovalen und rechteckigen Querschnitten [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  U. Ackermann, I. Polat, D. Bergand and C. Müller
[A]

Rohrschalldämpfer mit ovalen und rechteckigen Querschnitten lassen sich besser in flache Kanäle einbauen. Diese Schalldämpfer lassen sich aber nur dann preisgünstig herstellen, wenn sie aus runden Rohren gedrückt werden können. Aluminium als Werkstoff reißt aber beim Drücken leicht. Die Rohrschalldämpfer wurden deshalb nicht nur akustisch optimiert, sondern auch fertigungstechnisch.

Müller, D.H.

• 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.

• Akustische und mechanische Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen bei Variation des Hybridwerkstoffaufbaus und der Bauteiloberflächen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. König and D.H. Müller
[A]

Hybridvliese werden häufig eingesetzt, um Schichtverbunde für die Anwendung bei Automobil Innenteilen herzustellen. Diese Vliese bestehen aus Verstärkungsfasern und Polymerfasern, die als Matrixmaterial dienen. Durch Veränderung sowohl der Stärkungs- als auch der Polymerfasern und durch Anpassung der Produktionstechnologien ist es möglich, die mechanischen Daten und akustischen Eigenschaften der Bauteile zu optimieren.

Die zunehmenden 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. Polypropylen als Polymerfaser weist als thermoplastische Matrix gute Flies- und Verarbeitungseigenschaften auf.

Durch Kombination von unverpressten Vlieslayern mit unterschiedlich stark verpressten Faserverbundlayern ist, neben der erwünschten Steifigkeit der Sandwichstruktur die Möglichkeit gegeben, die akustischen Eigenschaften entsprechend dem späteren Nutzen des Endproduktes zu modifizieren.

• Die AneCom AeroTest Schallmesskammer - Europas größter Aero-Akustischer Prüfstand für Flugzeugtriebwerks-Lüfter [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D.H. Müller
[A]

Europas größter aero-akustischer Prüfstand zum Testen von Triebwerks-Lüftern wurde im Mai 2004 in Betrieb genommen. Die Schallmesskammer ist Teil des Kompressor Test Zentrums Wildau, angesiedelt im Technologiezentrum für Luft- und Raumfahrt Wildau in der Nähe von Berlin. Die AneCom AeroTest GmbH als der Betreiber des Kompressor Test Zentrums konzipierte und baute die verschiedenen Prüfstände des Kompressor Test Zentrums in einer Bauzeit von insgesamt 2 Jahren. Die Firma AneCom AeroTest ist eine unabhängige Einrichtung, die Prüfstands- und Testdienstleistungen für Kunden aus der Gasturbinen-Industrie anbietet. Die Schallmesskammer wurde speziell ausgelegt um den Anforderungen zum Testen von Triebwerks-Lüftern zu genügen. Das Grund-Design der Kammer wurde zusammen mit führenden Triebwerks-Herstellern entwickelt. Lüfter bis zu einem Durchmesser von 1,14m (45-inch) können bis zu einer Drehzahl von 15.000 RPM getestet werden, wobei der Lüfter über einen Elektromotor mit 18MW Antriebsleistung angetrieben wird. Der maximale durch den Lüfter bewegte Luftmassenstrom kann bis zu 200kg/sec betragen. Die Schallkammer selbst besitzt eine Grundfläche von 30m x 35m und eine Höhe von 10m. Das umbaute Volumen beträgt mehr als 10.000m. Alle Flächen der Kammer von insgesamt ca. 3500m sind mit mehr als 40.000 schallschluckenden Keilen ausgerüstet, die eine vollständige reflektionsarme Charakteristik zwischen 200Hz und 40kHz gewährleisten. Ein ''State-of-the-Art'' Datenerfassungssystem erlaubt die Erfassung von bis zu 2500 Messparametern und die Aufzeichnung von bis zu 128 dynamischen Kanälen mit Bandbreiten bis zu 40kHz.

• Die AneCom AeroTest Schallmesskammer - Europas größter Aero-Akustischer Prüfstand für Flugzeugtriebwerks-Lüfter - Messtechnik, Betrieb und Alternativnutzung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D.H. Müller
[A]

Die Schallmesskammer der Fa. AneCom AeroTest als Teil des Technologiezentrums für Luft- und Raumfahrt Wildau in der Nähe von Berlin wurde speziell zum Testen von Triebwerk-Lüftern ausgelegt, erlaubt aber auch akustische Untersuchungen an beliebigen anderen Objekten. Zur Grundausstattung der Kammer gehören neben dem Antriebssystem und dem zentralen Messdatenerfassungssystem zur Erfassung von bis zu 2500 Messparametern ein dynamisches Messdatenerfassungssystem sowie 25 Fernfeld-Mikrophone. Diese Mikrophone erfassen das akustische Fernfeld im Abstand von ca. 18m zum Lüfter. Die dynamischen Mikrophonsignale werden typischerweise zusammen mit weiteren Nahfeldmikrophonen bzw. im Strömungskanal wandbündig eingelassenen dynamischen Druckaufnehmern erfasst und gemeinsam aufgezeichnet. Das Datenerfassungssystem speichert zum Einen die digitalisierten Messdaten direkt auf großen Festplattenspeichern von insgesamt 2TBytes, zum Anderen werden die digitalisieren Datenströme für ein Online-Betriebsüberwachung und Online-Datenanalyse genutzt. Verschiedene Datenkonvertierungs-Tools erlauben es die gewonnenen Daten in verschiedene Datenformate für verschiedene kommerzielle Datenanalyse Software-Pakete zu konvertieren. Das Grundkonzept der Schallkammer erlaubt es die Kammer umzubauen, so dass auch andere Einbauten in die Kammer möglich sind. So ist es beispielsweise möglich eine Gitterrost-Plattform einzubauen auf der schallabstrahlende Objekte positioniert werden, deren Abstrahlungs-Charakteristiken unter Freifeldbedingungen ohne schallharten Boden untersucht werden. Hierbei könnten beispielsweise durch die Nutzung einer akustischen Kamera gezielt Schallquellen geortet werden, ohne dass Schallreflektionen an schallharten Böden die Messung beeinflussen.

• Verfahren zur Bestimmung der akustischen Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. König and D.H. Müller
[A]

Die zunehmenden Anforderungen an das Gewicht von Automobil-Innenteilen, 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 Einzelschichten (Layer) erhebliche Kombinationsmöglichkeiten bei der Bauteilgestaltung. Durch Kombination verschiedener Layer besteht die Möglichkeit, die akustischen Eigenschaften des Endproduktes zu modifizieren. Die akustischen Eigenschaften einer Einzelschicht hängen, neben seiner Dicke, von weiteren Materialkennwerten (u.a. Strömungswiderstand, Tortuosität, thermische und viskose charakteristische Länge) ab. Einzig die Dicke ist dabei im Herstellungsprozess direkt zu messen und zu beeinflussen. Die akustischen Eigenschaften von Automobil-Innenteilen werden daher häufig nachträglich im ,trial-and-error' Verfahren verändert. Im Rahmen dieses Vortrag wird ein Verfahren zur Bestimmung der akustischen Eigenschaften aufgezeigt. Mittels experimenteller Untersuchungen wird ein Zusammenhang zwischen den Herstellungsparametern und den akustischen Eigenschaften dargelegt. Zu diesen Parametern gehören u.a. die Naturfaserart, das Mischungsverhältnis, die mechanische Verfestigung, der Verpressungsgrad und die Prozesstemperatur sowie das akustische Verhalten bei Kombination verschiedener Einzelschichten.

Mueller, E.

• The influence of nocturnal aircraft noise on humans – a new comprehensive approach [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Basner, H. Buess, N. Luks, H. Maass, L. Mawet, E. Mueller, U. Mueller, C. Piehler, G. Plath, E. Rey, A. Samel, M. Schulze, M. Vejvoda and J. Wenzel
[A]

Aufgrund des stetig steigenden Luftverkehrsaufkommens nimmt die Nachtfluglärm-Problematik einen immer größeren Stellenwert ein. Das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin untersucht seit 1999 den Einfluss von Nachtfluglärm auf den menschlichen Schlaf, die Leistungsfähigkeit und das Befinden. In vier repräsentativen Laborstudien werden insgesamt 128 Probanden über 13 aufeinanderfolgende Nächte im Schlaflabor untersucht. Neben den physiologischen Messgrößen Polysomnographie (EEG, EOG, EMG), Atmung, EKG, Fingerpulsamplitude und Aktometrie werden computergestützte Leistungstests durchgeführt, mit denen fluglärmbedingte Einflüsse auf die Merkfähigkeit, die Reaktionsgeschwindigkeit und die Hand-Auge-Koordination überprüft werden. Das subjektive Empfinden wird mit standardisierten Fragebögen erfasst. Zusätzliche werden die Stresshormone Adrenalin, Noradrenalin und Kortisol im nächtlichen Sammelurin bestimmt. Die Fluggeräusche wurden mit Klasse-1-Schallpegelmessern in den Schlafräumen von Flughafenanwohnern aufgezeichnet. Die korrekte Wiedergabe im Schlaflabor wird durch das individuelle akustische Einmessen jeder Schlafkabine garantiert. Die Versuchspersonen erhalten nach zwei Gewöhnungsnächten über neun aufeinander folgende Nächte in der Zeit von 23:00 bis 7:00 Uhr zwischen 4 und 128 Fluggeräusche pro Nacht mit Maximalpegeln zwischen 50 und 80 dB(A). Durch die gleichzeitige Ausgabe eines Triggersignals ist erstmals eine ereigniskorrelierte Auswertung mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu 5 msec möglich. Die Ergebnisse aus den Laborstudien werden in zwei Feldstudien an 64 Versuchspersonen mit derselben Messtechnik, wie sie im Labor zum Einsatz kommt, validiert. Insgesamt werden über 2200 Probandennächte aufgezeichnet, anhand derer ein belastbarer Kriterienkatalog für die Beurteilung und Bewertung von Nachtfluglärmwirkungen auf den Menschen erstellt werden soll. Zwischenergebnisse der ersten beiden Laborstudien mit 64 Probanden (832 Nächte) liegen bereits vor und werden auszugsweise auf der Tagung präsentiert.

Müller, G.

• Räume für Musik, raumakustische Zielsetzung und Planung [DAGA 2005 (München)]
  G. Müller
[A]

Seit jeher besteht eine enge Wechselwirkung zwischen Raumakustik, Musikentwicklung und Zeitgeist. Aus dieser Wechselwirkung heraus kann die Frage nach einer nachhaltig optimalen Raumakustik für Musikräume nie eindeutig beantwortet werden. Damit ergibt sich der Zwang, zu Beginn des Planungsprozesses Ziele zu formulieren, die es mit den Ingenieurmethoden der Raumakustik baulich umzusetzen gilt. Diese Ziele unterliegen einem laufenden Wandel. Neue Raumformen, neue Instrumente und neue Hörgewohnheiten bringen neben eindeutigen ''zeitlosen'' Zielen neue oder veränderte Ziele hervor. Die Spannbreite dieser Ziele kann exemplarisch anhand von bestehenden Objekten und Um- und Neubauten von Musikräumen erläutert werden. Dabei wird diskutiert, inwieweit die von den - dem ganzheitlichen Eindruck unterliegenden - Künstlern und Zuhörern formulierten ''weichen'' subjektiven Kriterien, wie z. B. Kontakt zwischen den Musikern, Ortbarkeit von Instrumentengruppen, Balance zwischen Bässen und Höhen, in die für die Planung erforderlichen ''harten'' objektiven Einzahlwerte oder Funktionsverläufe übertragen werden können. ''Klassische'' Grundlage hierfür ist die Anwendung der Raumimpulsantworten. Anhand von Neuplanungen und Umbauten wird die Planungsaufgabe erläutert, die sich - je nach Raum und Aufgabe - für ingenieurgerechte Planungssicherheit verschiedensten Hilfsmitteln bedient. Die Methodik reicht von der messtechnischen Bestandsaufnahme über statistische Ansätze, gestützt durch geometrische Betrachtungen hinsichtlich der Erstreflexionen, der rechnergestützten Simulation von Raumimpulsantworten auf Grundlage von Strahlenverfolgungsprogrammen, mit oder ohne Auralisation bis hin zu messtechnischen Untersuchungen an maßstäblichen Modellen. Sowohl die Anwendung rein statistischer als auch diskretisierender Verfahren wird angesprochen. Berechnungen müssen während der Planung durch rechnerische oder experimentelle Detailbetrachtungen an einzelnen Elementen ergänzt werden. Die Bandbreite der Maßnahmen zur Lösung raumakustischer Zielsetzungen, wie z. B. die Möglichkeiten zur variablen natürlichen Raumakustik und die Unterstützung durch Elektroakustik wird erläutert.

• Vibro-acoustic optimisation process based on hybrid SEA modelling of a trimmed body vehicle [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Bartosch, G. Müller and T. Eggner
[A]

The hybrid SEA modelling technique based on the well known power injection method is an essential technique which is required for the build up of trimmed body complete vehicle SEA models which are able to predict air- and structure borne noise sources with sufficient accuracy. We outline our MATLAB based modelling and integration techniques which are used in order to build up and validate hybrid AutoSEA models of trimmed body vehicles.

The optimisation task only makes sense with respect to SEA model excitation which represents a realistic load case. Therefore an effective power source estimation process based on a roller dynamometer measurement which is able to determine engine and rolling noise sources is shown. Instead of a transient SEA analysis we use a piecewise stationary approach for the calculation of SEA run-up data.

MAGNA Steyr's vibro-acoustic optimisation process is shown using a compact class vehicle as an example. This process is based on the vibro-acoustic potential analysis which selects the most sensitive model parameters, then calculates the vibro-acoustic potentials and last but not least provides target values of these parameters. It turns out that these data are representing an effective interface between system supplier and material supplier in order to optimise vibro-acoustic concepts and components.

• Investigation of Possibilities for Improvement of Hybrid SEA Models with the Integration of Measurement Data [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Eggner, G. Müller and T. Bartosch
[A]

In order to increase the reliability of analytical SEA models there will be measured parameters as damping loss factors and coupling loss factors integrated into the model to get a hybrid SEA model. This model, based on experimental and geometrical subsystem data, is used for the simulation of the vibro acoustic behaviour. One of the challenges of the hybrid approach exists in the modelling of so-called triple couplings (fluid structure fluid), especially if only sub-paths of the entire coupling were measured. Here advices to possible modelling strategies are to be given by measurement and simulation comparisons. A second point lights up possibilities for the reduction of the measurement effort: Beside from obviously advantages such as cost and time saving it concerns here mainly the not always ensured measurability of certain SEA subsystems. It is to be analysed by measuring comparisons whether the coupling loss factor determinations can be done by the measurement of only one of the two directions, if certain characteristics of the joined subsystems of the transmission path are known.

By the introduced improvements the integration of the measuring model into the analytic SEA model can increase the prediction quality of the hybrid SEA model

• Modellierung der Absorptionseigenschaften poröser Strukturen und Aufbereitung für die Anwendung in der Raumakustik [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Buchschmid and G. Müller
[A]

Absorptionseigenschaften verschiedener Materialien werden typischerweise über den Ansatz eines diffusen Schallfelds (Hallraumraummessung) oder senkrechten Schalleinfalls (Messungen im Kundt'schen Rohr) beschrieben. In der Realität können Absorber ein vom Einfallswinkel der Schallwelle und somit von den Wellenzahlen auf der Absorberoberfläche abhängiges charakteristisches Verhalten aufweisen, welches in Messungen bei stochastisch verteilten Einfallswinkeln nur im Mittel oder wie beim Kundt'schen Rohr selektiv berücksichtigt wird. Aufgrund modaler Effekte herrschen in kleinen Räumen signifikante Wellenmuster vor, was bei niedrigen und mittleren Frequenzen eine Berücksichtigung der Wellenzahlabhängigkeit bei der Modellierung von Absorbern nahelegt.

Es wird eine Methode für die Modellierung von Verbundabsorbern, bestehend aus Platten und porösen Schichten vorgestellt. Die das System beschreibenden Differentialgleichungssysteme werden mit Hilfe der Kontinuumsmechanik und der Theorie Poröser Medien aufgestellt. Für die Lösung werden diese, unter der Annahme unendlich ausgedehnter Strukturen, in den Wellenzahl- Frequenzbereich transformiert. Für in der Praxis relevante Verbundabsorber werden Schichten aus homogenen und porösen Materialien modelliert und die für die Lösung benötigten Randbedingungen angegeben. Beispielhaft werden Berechnungsergebnisse für verschiedene Einfallswinkel gezeigt. Mit Hilfe der beschriebenen Methode lassen sich wellenzahlabhängige Impedanzen poröser Verbundabsorber ermitteln, welche für die Beschreibung raumakustischer Fragestellungen verwendet werden können.

Die Kopplung von Verbundabsorbern mit dem akustischen Fluid in Modellen kleiner Räume wird abschließend erläutert.

• Überblick über Integralkernbezogene Entwicklungen in der BEM [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Seipelt and G. Müller
[A]

Analytische Lösungen für Differentialgleichungen sind die eleganteste Art physikalische Problemstellungen zu lösen. Für viele komplexere Probleme ist diese Vorgehensweise aber nicht möglich. Das analytischste aller ''Näherungsverfahren'' stellt sicherlich die direkte Randelementmethode dar. Für die Anwendung bei Außenraumproblemen sowie bei infiniten Kontinua werden die durch die Reduktion der Diskretisierungsordnung gegebenen Vorteile offensichtlich. Mit der Einführung der ''Dual Reciprocity Method'' können auch für Problemstellungen mit nichtlinearen Differentialoperatoren, bei denen die Suche nach Grundlösung meist nicht zum Ziel führt, Randelementformulierungen gefunden werden. Auch durch die Fouriertransformation der bekannten Randintegralgleichungen in den Frequenzraum (FourierBEM) und die damit verbundene Erleichterung der Suche nach Grundlösungen ist eine Verallgemeinerung der Methode möglich. Für dynamische Problemstellungen sowie für die durch die Fluid-Struktur-Kopplung gegebenen Fragestellungen haben sich Hybride Randelementformulierungen als effektiv erwiesen, da hier symmetrische Steifigkeitsmatrizen die weitere Analyse erleichtern. Zweifelsohne stellt aber die Entwicklung der Fast Multipole Randelementmethode, die zu einer deutlichen Reduzierung der Rechenzeit bei großen Problemen führt, die wichtigste Neuerung dar. Die genannten Ausprägungen der Randelementmethode werden nachfolgend kurz erläutert und es wird ein Ausblick auf weitere Einsatzmöglichkeiten der Methode im Bereich der körperschallbezogenen ''Zerstörungsfreien Prüfverfahren'' gegeben. Dabei wird auch auf die Kopplung der Randelementmethode mit spektralen Finite-Element-Verfahren sowie die Verwendung spektraler bzw. globaler Ansatzfunktionen eingegangen.

Müller, J.

• Anwendung der Ultraschalldämpfungsspektroskopie zur Prozessüberwachung in der Kunststoffverarbeitung [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Müller, S. Kummer and D. Fischer
[A]

In der kunststoffverarbeitenden Industrie kommt der Prozessüberwachung von Synthese- und Verarbeitungsprozessen eine stetig wachsende Bedeutung zu. Eine Vielzahl an für die finalen Produkteigenschaften relevanten Informationen muss direkt im Schmelzezustand während der laufenden Verarbeitung echtzeitnah bestimmt werden. Hierfür wurde ein in-und on-line Ultraschall-Messsystem entwickelt, mit dem mittels zweier Transmissionssonden die Ultraschallgeschwindigkeit und -dämpfung bestimmt werden. Insbesondere erwies sich die Auswertung von Ultraschalldämpfungsspektren im Bereich von 1 bis 8 MHz als gut anwendbare Auswertemethode. Durch die Verwendung multivariater Verfahren (Partial-Least-Square-Verfahren) können nach vorheriger Kalibrierung sowohl eine quantitative Bestimmung der Zusammensetzung als auch Aussagen zur Morphologie (Partikelgröße und -verteilung) von Polymerblends und Polymer/Füllstoffsystemen gemacht werden. Bei der in-line Analyse von Kompositmaterialien während der Verarbeitung konnten aus den gemessenen Dämpfungsspektren die Konzentrationen unterschiedlicher Füllstoffe mit hoher Genauigkeit berechnet werden.

Müller, M.

• Automatisierte Synchronisation von Audio- und Partiturdaten [DAGA 2005 (München)]
  M. Müller, F. Kurth, T. Röder and M. Clausen
[A]

Moderne digitale Musikbibliotheken enthalten multimediale Dokumente in zahlreichen Ausprägungen und Formaten, die ein Musikwerk auf verschiedenen Ebenen semantischer Ausdruckskraft beschreiben. Man denke hier beispielsweise an CD-Aufnahmen diverser Interpreten, notenbasierte Partiturdaten oder MIDI-Daten. Die Inhomogenität und Komplexität solcher Daten führen zu großen, weitgehend noch ungelösten Problemen bei der automatischen Datenerschließung, etwa für Anwendungen wie der inhaltsbasierten Suche und Navigation. In diesem Kontext spielt die sogenannten Musiksynchronisation eine wichtige Rolle, bei der es um die automatische Verlinkung von Daten unterschiedlicher Formate geht.

In diesem Beitrag studieren wir das Szenario, in dem ein Musikstück sowohl als CD-Aufnahme (kodiert im PCM-Format) als auch in einem symbolischen Notenformat (Partitur) vorliegt. Unter einer PCM-Partitur-Synchronisation verstehen wir dann ein Verfahren, das zu einer bestimmten Position im PCM-Datensatz die entsprechende Stelle in der Partitur bestimmen kann. In unserem Verfahren extrahieren wir vor der eigentlichen Synchronisation unter Verwendung fortgeschrittener Filtertechniken eine geeignete Menge an Notenereignissen (Kandidaten für Einsatzzeiten und Tonhöhen) aus der PCM-Darstellung, um so die PCM-Daten mit partiturähnlichen Daten überhaupt erst vergleichbar zu machen. Auch die Partiturdaten werden geeignet aufgearbeitet und kodiert. Auf den so vorverarbeiteten Daten werden nun mit Hilfe geeigneter Kostenfunktionen und unter Verwendung dynamischer Programmierung kostenoptimale zeitliche Verlinkungen (Matchings) berechnet. Unser Verfahren wurde in MATLAB implementiert und anhand zahlreicher Beispiele polyphoner Klaviermusik unterschiedlicher Komplexität getestet. Für diese eingeschränkte Musikklasse können wir, wie eine Sonifizierung der Resultate zeigt, sehr gute Synchronisationsergebnisse hoher Auflösung erzielen.

• Einfluss der Gehörgangsform auf die Transformationseigenschaften des Gehörgangs [DAGA 2005 (München)]
  H. Hudde and M. Müller
[A]

Den Anlass zu dieser Untersuchung lieferte das häufige Versagen einer früher publizierten Methode, den Schalldruck am Trommelfell aus Schalldruckmessungen am Eingang des Gehörgangs bestimmen zu können. Die Bestimmung bzw. die gezielte Einstellung des Schalldrucks am Trommelfell ('trommelfellbezogene Audiometrie') ist ein lang gehegter Wunsch zur Verbesserung der Audiometrie und der Aussagekraft psychoakustischer Messungen. Kern der Methode ist die Bestimmung der Querschnittsfunktion des Gehörgangs entlang seiner Mittelachse. Aus der Verschiebung der Null- und Polstellen der Eingangsimpedanz des Gehörgangs gegenüber dem Fall eines Rohres mit konstantem Querschnitt lässt sich der Querschnittsverlauf des individuellen Gehörgangs schätzen. Während die Methode an Messingröhrchen unterschiedlichen Querschnittsverlaufs gute Ergebnisse zeigt, versagt sie häufig bei realen Gehörgängen. Die Bestimmung der Querschnittsfunktion beruht letztlich auf der Auswertung von Reflexionen, die durch den variierenden Querschnitt hervorgerufen werden. Es kam der Verdacht auf, dass zusätzliche Reflexionen durch Formänderungen entstehen, insbesondere durch die erheblichen Biegungen des Gehörgangs. Von der Websterschen Differenzialgleichung für die Schallausbreitung in inhomogenen Rohren wird nämlich nur die Größe des veränderlichen Querschnitts, nicht aber seine Form berücksichtigt. Im Vortrag wird anhand numerischer Simulationen mit finiten Elementen gezeigt, dass sich der genannte Verdacht erhärtet hat. Die Konsequenzen aus diesem Ergebnis werden diskutiert.

• 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.

• Audio Matching für Ähnlichkeitsbasierte Musiksuche [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Müller, F. Kurth and M. Clausen
[A]

Inhaltsbasierte Analyse und Retrieval von Musikdokumenten stellen seit einigen Jahren einen sehr aktiven Forschungsbereich dar. In diesem Kontext hat das 'query-by-example' Paradigma viel Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Hierbei ist eine Anfrage an eine Musikdatenbank in Form eines Musikausschnitts gegeben. Das Ziel besteht dann darin, alle in der Datenbank enthaltenen Ausschnitte zu bestimmen, die der Anfrage in gewisser, semantisch sinnvoller Weise ähneln. Das Problem der ähnlichkeitsbasierten Suche stellt insbesondere für als Wellenform gegebene digitale Audiodaten ein schwieriges und noch in vielen Teilen ungelöstes Forschungsproblem dar. In diesem Beitrag stellen wir das Problem des sogenannten Audio Matchings vor. Ausgangspunkt ist hier eine große Musikdatenbank, die typischer Weise mehrere verschiedene CD Aufnahmen desselben Musikstücks enthält, wobei jede solche Aufnahme von unterschiedlichen Interpreten und in eventuell verschiedenen Besetzungen eingespielt wurde. Ist nun die Anfrage in Form eines kurzen Audioausschnitts einer bestimmten Interpretation gegeben, so sollen automatisch alle entsprechenden Ausschnitte in den anderen Interpretationen gefunden werden. Zur Lösung dieses Problems führen wir eine neue Klasse statistischer Chromamerkmale ein. Diese Merkmale korrelieren stark mit dem Harmonieverlauf des zugrundeliegenden Musikstücks und sind hochgradig invariant bezüglich Änderungen von Parametern wie Dynamik, Klangfarbe, Artikulation sowie gegenüber lokalen Tempodeformationen. Wir beschreiben dann ein robustes Matchingverfahren, durch welches man globale Tempovariationen in den Griff bekommt. Schliesslich gehen wir auf unsere Experimente ein, die wir auf einem Datenbestand von mehr als 110 Stunden an CD-Aufnahmen klassischer Musik durchgeführt haben.

• Hören Sehen Verstehen - Computergestützte Stimmanalyse in Stimmbildung und Gesangsunterricht [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Müller
[A]

Vorstellung des Computerprogramms VoceVista

Kurze Einführung folgender Begriffe: Formanten, Vokalformanten, Sängerformanten

Analyse verschiedener Gesangstöne:

Welches sind die signifikanten Merkmale dieser Töne ?

Können diese Merkmale Grundlage für eine Klassifikation sein ?

Einführung des Begriffs 'Resonanzstrategie'

Präsentation verschiedener Resonanstrategien:

Am Beispiel der Frauenstimme: belting klassischer Gesang

Zwei Beispiele für verschiedene Resonanzstrategien der Tenorstimme im klassischen Gesang.

Fragestellung:

Welche Auswirkungen hat die wissenschaftliche Analyse der Gesangsstimme auf die Kommunizierbarkeit gesangspädagogischer Problemstellungen?

Kann die Wissenschaft der Gesangspädagogik helfen, effizientere Arbeitsmethoden zu entwickeln?

• Audio Matching für symbolische Musikdaten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  F. Kurth, M. Müller and C. Fremerey
[A]

In diesem Beitrag wird die Aufgabenstellung des Audio Matching auf den Fall symbolisch vorliegender Musikdaten (z.B. Partitur- oder MIDI-Daten) erweitert. Ausgangspunkt des klassischen Audio Matching Problems ist eine große Musikdatenbank, die typischer Weise mehrere verschiedene CD-Aufnahmen desselben Musikstücks enthält, wobei jede solche Aufnahme von unterschiedlichen Interpreten und in eventuell verschiedenen Besetzungen eingespielt wurde. Ist nun die Anfrage in Form eines kurzen Audioausschnitts einer bestimmten Interpretation gegeben, so sollen automatisch alle entsprechenden Ausschnitte in den anderen Interpretationen gefunden werden. Um nun auch symbolische z.B. durch OMR (Optical Music Recognition) gewonnene Musikdaten untereinander und mit den Audiodaten vergleichbar zu machen, werden sowohl die Symbol- als auch die Audiodaten in eine gemeinsame 'Mid-Level'-Darstellung transformiert. Hierzu verwenden wir Chroma-basierte CENS-Merkmale, die den groben Harmonieverlauf eines Musikstücks beschreiben. Weiterhin stellen wir ein auf den CENS-Merkmalen basierendes Matching-Verfahren vor, das einen hohen Grad an Robustheit sowohl gegenüber klanglichen und zeitlichen Variationen in den Audiodaten als auch gegenüber bei OMR-Verfahren üblicherweise auftretenden Erkennungsfehlern aufweist. Unser Matching-Verfahren bildet damit die Grundlage für robuste und praktikable Navigationstechniken in inhomogenen und fehlerbehafteten Musikdatenbeständen.

• Automatisierte Strukturanalyse für Musikstücke [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Müller, F. Kurth and M. Clausen
[A]

Eine zentrale Aufgabe des Music Information Retrieval (MIR) ist die Entwicklung effizienter Such- und Navigationssysteme, die es dem Benutzer erlauben, einen Musikdatenbestand bezüglich unterschiedlichster musikrelevanter Aspekte zu durchsuchen. Die automatische Musikdatenerschließung zur Erzeugung von Annotation und zur Verlinkung semantisch in Beziehung stehender Daten spielt dabei eine entscheidende Rolle. In diesem Beitrag widmen wir uns der Fragestellung der inhaltsbasierten Strukturanalyse von Musikstücken. Hierbei geht es um die automatische und effiziente Erkennung von sich innerhalb eines Musikstücks wiederholenden Strukturen unter Zulassung gewisser musikalischer Variationen. Eine Hauptschwierigkeit bei dieser Aufgabe besteht darin, dass musikalisch ähnliche Abschnitte erhebliche Variationen hinsichtlich Eigenschaften wie Dynamik, Klangfarbe, der Spielweise von Notengruppen (z.B. Triller, Verzierungsnoten, Arpeggien), Tonhöhe (z.B. Modulationen), oder Tempo (z.B. Artikulation, Ritardandi, Accelerandi) aufweisen können. Wir beschreiben ein Verfahren, das für harmoniebasierte Musik selbst bei Vorliegen von erheblichen Variationen gute Resultate erzielt. Weiterhin stellen wir einen erweiterten Audio-Player vor, durch den die extrahierten Strukturdaten zur effizienten Navigation innerhalb eines Musikstücks genutzt werden können; so kann zum Beispiel ein Benutzer beim Musikhören mittels einer geeigneten Schnittstelle ohne umständliches Spulen direkt an die Refrainstellen innerhalb eines Lieds oder direkt zur Rekapitulation innerhalb eines Sonatenhautptsatzes springen.

• Vektorquantisierung chromabasierter Audiomerkmale [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Kurth, M. Müller, S. Ewert and M. Clausen
[A]

Chromabasierte Audiomerkmale haben sich in den letzten Jahren als ein mächtiges Werkzeug zur Analyse von Musiksignalen erwiesen. Insbesondere konnten durch den Einsatz von Chromamerkmalen große Fortschritte beim Audiomatching harmoniebasierter Musik erzielt werden. Hierbei besteht das Ziel des Audiomatching darin, bei Anfrage eines kurzen Abschnitts einer CD-Aufnahme alle hierzu musikalisch ähnlichen Abschnitte innerhalb einer Kollektion von Musikaufnahmen zu identifizieren. Im Hinblick auf ein effizientes und auf große Datenmassen skalierendes Verfahren ist eine Quantisierung und damit verbundene Indexierbarkeit der Chromamerkmale sehr wichtig.

In diesem Beitrag stellen wir zwei Methoden zur Chromaquantisierung vor. Die erste Methode basiert auf einem Clusteringansatz aus dem Bereich des unüberwachten Lernens, für den wir den bekannten LBG-Algorithmus geeignet adaptieren. Die zweite Methode nutzt semantisches Vorwissen über den Merkmalsraum aus, das sich aus dem auf der wohltemperierten Stimmung basierenden Harmoniekonzept für westliche Musik ergibt. Weiterhin vergleichen wir in diesem Beitrag die aus den beiden Methoden resultierenden Codebücher im Rahmen der Audiomatchinganwendung und diskutieren, wie diese im Kontext effizienter, indexbasierter Matchingalgorithmen eingesetzt werden können.

• Partielle Musiksynchronisation [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Müller and D. Appelt
[A]

Oft enthalten digitale Musikbibliotheken verschiedene Versionen oder Interpretationen eines Musikstücks. Die Entwicklung von Synchronisationstechniken zur automatischen Verlinkung solcher unterschiedlicher Varianten ist in Hinblick auf eine effiziente Navigation in inhomogenen Musikdatenbeständen von großer Bedeutung. Ziel der Synchronisation ist es, zu einer bestimmten Position innerhalb einer Interpretation die entsprechende Stelle innerhalb einer anderen Version zu bestimmen. Bisherige Verfahren zur Musiksynchronisation setzten voraus, dass sich zu verlinkende Datenströme bis auf interpretatorische Unterschiede in Dynamik, Klang, und Tempoverlauf im Wesentlichen entsprechen. Eine wichtige Aufgabe besteht nun darin, eine semantisch sinnvolle Synchronisation auch dann zu gewährleisten, wenn sich die Versionen nur in Teilen entsprechen. Häufig auftretende Variationen beinhalten dabei das Auslassen von Wiederholungen, das Einfügen zusätzlicher Teile wie Soli oder Kadenzen, oder eine unterschiedliche Anzahl von Strophen oder Refrains in populärer Musik. In diesem Beitrag beschreiben wir ein neuartiges Synchronisationsverfahren, welches eine sinnvolle Verlinkung von Audioaufnahmen auch in Gegenwart struktureller Variationen erlaubt. Als einen wesentlichen Beitrag führen wir das Konzept pfadbeschränkter Änlichkeitsmatrizen ein, auf deren Basis eine partielle Verlinkung mittels eines effizient berechenbaren Optimierungsverfahren bestimmt werden kann. Unsere allgemeine Strategie besteht hierbei darin, möglichst lange, zusammenhängende Musikabschnitte zu verlinken und so eine Zerstückelung des Audiomaterials zu vermeiden.

• SyncPlayer - Multimodale Wiedergabe, Suche und Navigation in digitalen Musikkollektionen [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Damm, C. Fremerey, F. Kurth, M. Müller and M. Clausen
[A]

In den letzten Jahren wurden auf dem Gebiet des Music Information Retrievals (MIR) zahlreiche Techniken zur inhaltlichen Erschließung digitaler Musikdokumente entwickelt. Insbesondere die temporale Beziehung zwischen mehreren unterschiedlichen Darstellungsformen eines Musikstücks (Audioaufnahmen, Liedtexte, Partitur-Scans etc.) ist ein für Analyse-, Erschließungs- und Präsentationsaufgaben wichtiger Aspekt. Der SyncPlayer stellt hier eine Plattform zur zeitlich synchronisierten, multimodalen (audio-visuellen) Wiedergabe solcher verschiedenartiger Darstellungsformen eines Musikstücks bereit. Neben diesen erweiterten Abspielfunktionalitäten gestattet der SyncPlayer, interaktiv zwischen ähnlichen musikalischen Abschnitten sowohl innerhalb einer einzelnen Audioaufnahme als auch Aufnahme-übergreifend innerhalb unterschiedlichen Interpretationen eines Musikstücks zu navigieren. Ferner bietet der SyncPlayer die Möglichkeit zur gezielten Volltextsuche auf den Liedtexten und zur inhaltsbasierten Suche nach klangverwandten Musikpassagen.

Zur Realisierung dieser Funktionalitäten werden Beziehungen der unterschiedlichen Darstellungsformen eines Musikstücks untereinander sowie verschiedener Musikstücke zueinander mittels MIR-Techniken erschlossen. Techniken, die hier eingesetzt werden sind z.B. die Synchronisation von MIDI- und Audiodatenströmen sowie der Notenerkennung aus eingescannten Partituren.

Der SyncPlayer kann einerseits zur Evaluation, Darstellung und zum Vergleich von Forschungsergebnissen dienen. Zum anderen soll der SyncPlayer aber auch Möglichkeiten aufzeigen, auf welche Weise sich MIR-Techniken miteinander kombinieren lassen. Weiterhin kann der SyncPlayer den musikwissenschaftlichen Benutzer bei der Analyse von Musikstücken unterstützen.

Müller, O.

• Vertäubung und Erholung des Gehörs nach energie-äquivalenten und hinsichtlich des NRC-Wertes gleich beurteilten Schallbelastungen unterschiedlicher Frequenzzusammensetzung [DAGA 2008 (Dresden)]
  H. Strasser, M.-C. Chiu and O. Müller
[A]

Zur Untersuchung der Auswirkungen energetisch gleicher, aber frequenzmäßig unterschiedlich ausgeprägter Schallbelastungen von jeweils 94 dB(A) über 1 h wurden aus einem Original-Industriegeräusch dadurch vergleichbare Testschallbelastungen konfiguriert, dass lediglich Pegelanhebungen im höheren bzw. im tieferen Frequenzbereich vorgenommen wurden. Die kompensatorisch nötigen Pegelabschwächungen erfolgten so, dass nicht nur der dB(A)-Wert des Geräusches, sondern auch der Noise-Rating-Wert von 92 unverändert blieb. 10 otologisch unauffällige Probanden nahmen an den drei, im Change-over angeordneten Versuchen teil. Die maximale, unmittelbar nach der jeweiligen Belastung gemessene Vertäubung TTS2 und die Restitutionszeit waren beim hochfrequent-akzentuierten Geräusch deutlich und hochsignifikant höher bzw. länger als beim Originalgeräusch. Auch das tieffrequent-akzentuierte Geräusch führte zu statistisch abgesicherten höheren und länger anhaltenden Vertäubungen als das unveränderte Original-Geräusch. Bei der Gesamtheit der Vertäubungen ergaben sich mit 521 dBmin für das hochfrequent-akzentuierte und mit 197 dBmin für das tieffrequent-akzentuierte Geräusch deutlich höhere Werte als für das Originalgeräusch mit 99 dBmin. Demnach hatte das Gehör für die frequenzmäßig veränderten Geräusche ca. 5 mal bzw. 2 mal so viel an ''Physiologischen Kosten'' zu bezahlen. Da die Auswirkungen der energetisch gleichen, frequenzmäßig aber verschiedenen Belastungen höchst unterschiedlich waren, muss von einem unterschiedlichen Gehörrisiko ausgegangen werden, das durch konventionelle Bewertungs- und Beurteilungsverfahren überhaupt nicht indiziert wird.

Müller, R.

• Ein alternatives Konzept zur Realisierung eines wetterfesten digitalen Messmikrofons mit hoher Dynamik [DAGA 2003 (Aachen)]
  R. Müller, P. Holstein and G. Fischer
[A]

Hochwertige Messmikrofone basieren heute üblicherweise auf Kondensator-Mikrofonkapseln in der seit Jahrzehnten bewährten Niederfrequenzschaltung. Übliche Kapazitäten der Mikrofonkapseln in der Größenordnung von höchstens einigen zehn pF erfordern den Einsatz von Impedanzwandlern mit Eingangswiderständen im Gigaohm-Bereich, um eine genügend tiefe untere Grenzfrequenz zu erreichen und die elektrischen Verzerrungen zu minimieren. Bereits geringste Verschmutzungen und Feuchtigkeit können somit erhebliche Messfehler verursachen. Das hier vorgeschlagene Konzept verfolgt einen anderen Ansatz, der die Digitalisierung der Messwerte prinzipiell einschließt. Obwohl weiterhin konventionelle Mikrofonkapseln verwendet werden, treten keine hohen Impedanzen auf. Daraus folgt die verbesserte Resistenz gegenüber Umwelteinflüssen, die dadurch weit weniger in das Ergebnis eingehen. Es bietet sich besonders der Einsatz im Außenbereich an. Eine weitere Motivation besteht darin, dass die vorgeschlagene Lösung einen großen Dynamikbereich ermöglicht. Die Notwendigkeit einer Messbereichsumschaltung entfällt. Anhand von Simulationen werden die theoretisch erreichbaren Eigenschaften gezeigt und der Einfluss von Bauelementetoleranzen und Drift diskutiert. Erste Messergebnisse vervollständigen die Darstellung. Die praktische Ausführung nach AES42 ist unproblematisch.

• Concepts and Realization of Acoustical Tomography [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Holstein, A. Raabe, R. Müller, M. Barth, D. Mackenzie, E. Starke and M. Seliger
[A]

Tomographic techniques are powerful tools for obtaining insight into physical or chemical properties of areas and volumes. There is also a trend to develop these procedures for non-stationary conditions.

We present the realization of a prototype version of a tomographic system for industrial and scientific applications. It includes conceptual work on several levels. Firstly, the hardware of the system should consist, as far as possible, of an existing product - a multi-channel system with active output. The hardware solution can be applied under a variety of conditions (scalable areas/volumes, adaptive frequencies appropriate to the target and to the physical problem, resilience to background noise etc.). This will be discussed in the technical part of the talk. Secondly, a general software concept (including several layers of real-time and near-real-time algorithms, inversion techniques and the user interfaces) will be presented and applied to the tomographic system. MATLAB toolboxes for control, algorithms and presentation form the core of the numerical tomography concept. It will be demonstrated that the concept can be applied to tomographic problems of various sizes (scalability). Two examples are given which demonstrate the scalability of the concept. A small-scale model-size experiment (for educational purpose) of about 1 square meter and an example indoor climate investigation (for a sports hall) are presented. It is intended to use the tomographic system for educational purposes as well as for the training, preparation and realization phases of expensive measurement campaigns.

• Ein alternatives Konzept zur Realisierung eines digitalen Kondensatormikrofons mit hoher Dynamik [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Müller and P. Holstein
[A]

A concept has been recently presented for high-frequency condenser microphones (DAGA 2003. Especially, it is appropriate for high-quality microphones for measurement purposes. In this connection, the capacity of the microphone capsule dominates the frequency behaviour of a LC-generator. The non-linearity, which is a results of Thomson's relationship, can be compensated to a large extent. This results in large range of dynamics. In this contribution, an approach will be discussed for adequate demodulation and digitization. The proposed procedure are characterized by low noise and extremely small non-linear distortions, as well. Simulations and experimental results are compared.

• Evidence for positive training effects of the acoustical environment on the auditory threshold [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Fleischer and R. Müller
[A]

For nearly a decade, our team collected data on the auditory performance and the acoustical environment of roughly ten thousand persons. Using special analytical procedures this data base is being analyzed in different ways. One approach is to examine - and compare - the hearing capability of entire groups, as determined by pure-tone audiometry up to 16 kHz. Males and females are studied separately, and every group is seprarated by program in two sub-groups: persons with good hearing and persons with auditory damage. Both of these sub-groups are then examined further. Among the groups examined are college students, fans of discos, orchestra musicians, office personnel, university students, audio engineers, airline pilots, military helicopter pilots, military recruits, dentists, construction workers, avoiders of discos, Tibetian monks, Tibetian nomads, Chinese from remote mountain valleys, Chinese from metropolitan areas, and others.

Comparing the auditory performance of these groups made it possible to work out a ranking. The best-hearing groups are all working in loud environments, while people not exposed to noise - e.g. nomads - do not hear well at all. While excessive noise damages the ear, an extended low level of exposure to sound is apparently not good either. It is being concluded that the auditory system needs training to fully develop its capacity. Evidence will be presented to show the training effects and to indicate what appears to have positive effects on the auditory theshold. These trained ears are ageing more slowly than normal.

• Evidence for different susceptibility to auditory damage between men and women [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  G. Fleischer and R. Müller
[A]

For ten years now, our group works on the relation between exposure to sound and auditory performance. Primarily we use pure-tone audiometry up to 16 kHz to determine the sense of hearing. In order to get an overview, we are examining and comparing entire groups of persons, such as office workers, music teachers, military jet pilots, Chinese city dwellers, etc. Using a special analytical procedure the auditory performance is determined and the results are compared among the various groups. Examining the data of a group by program, the first step is to separate persons with good hearing from those with auditory damage. Further analysis involves the entire group, but also - separately - the sub-groups of the good-hearing persons, and those with auditory damage. Men and women are, of course, examined separately.

Looking at the results of the various groups showed a surprising effect. Comparing men with auditory damage to women with auditory damage - of the same groups - showes that women have more low-frequency damage than men, but less high-frequency damage. In groups with larger numbers of such persons, the effect is statistically significant, over the entire frequency range analysed. It is apparent among very different groups - from Chinese nomads, and Chinese city dwellers to European orchestra musicians and German college students, university students, amateur musicians, and others. This widespread occurrence indicates that differences in susceptibility may be responsible, at least in part.

• Ultrasonic Transducers for Matching the Performance of Natural Sonar Systems [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Streicher, R. Müller, J. Hallam, H. Peremans and R. Lerch
[A]

Inspired by bat's well known proficiency in ultrasonic sensing, the CIRCE* (Chiroptera Inspired Robotic CEphaloid) project is building a robotic reproduction of a complete biosonar system. Among others, two special challenges addressed by an interdisciplinary consortium are the development of pinna shapes optimized for biosonar functions and suitable ultrasonic transducers. The transducers have to match bandwidth, sensitivity (receiver), transmit efficiency (transmitter) as well as the overall insertion loss of living bats.

The first step in the development of the pinna shapes was to obtain a 3D ear model from Micro-CT scans of ears from various bat species. The reflection and diffraction behaviour of the model was then studied by means of finite element simulations. These results were verified by measurements on bronze ear models. In addition, an ultrasonic transmitter with a transducer area of 2.25 square centimetre was developed for emitting a chirp signals with a sound pressure level of more than 90 dB in a distance of 1m. A new type of piezoelectric polymer film (EMFi foil) was used as transducer material. It has a resonance frequency of about 300 kHz, allowing a transmitter with a bandwidth of 50 to 150 kHz. With the same material, an ultrasonic receiver was designed and integrated into the pinna model. This sensor matches the bandwidth of the transmitter. We will discuss the simulation results for various designs of transmitters and receivers as well as corresponding measurement results.

*(Supported by the European Commission, LPS Initiative)

• Meaning of projectile sound by shooting sound emissions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Förster, R. Kubicek and R. Müller
[A]

There are only two factors that are decisive for the emergence of the projectile sound and the area that is covered when the projectile sound spreads. These are the speed of the projectile and the length of its flight path. For various projectile speeds that can be assigned to three different cases the theoretically expected distributions of the projectile sound levels are discussed and then compared with the actually measured ones.

• Möglichkeiten und Wirksamkeitsgrenzen des baulichen Schallschutzes an offenen Bahnenschießanlagen [DAGA 2005 (München)]
  L. Förster, R. Kubicek and R. Müller
[A]

Möglichkeiten und Wirksamkeitsgrenzen des baulichen Schallschutzes an offenen Bahnenschießanlagen

Bei schalltechnischen Untersuchungen an offenen Bahnenschießanlagen zur Nachweisführung der Wirksamkeit nachträglich durchgeführter baulicher Schallschutzmaßnahmen in Form von Teilumhausungen der Schießbahnen wurde festgestellt, dass die erzielte Dämpfungswirkung des sich in der Wohnnachbarschaft einstellenden Einzelschusspegels stark vom abgefeuerten Waffen- und Munitionstyp abhängt. Für 'Unterschall'-Waffen wurden wesentlich höhere Dämpfungswirkungen erzielt als für 'Überschall'-Waffen. In einer Feldstudie an typischen Schießanlagen des Landes Thüringen wurde das Emissionsverhalten von Handfeuerwaffen für die als Ursache in Frage kommenden Schießgeräuscharten Mündungsknall und Geschossknall und deren Ausbreitungsdämpfung über die Schießstands- und Sicherheitsbauten untersucht. Hierzu wurde eigens ein praktikables - sowohl im Freifeld als auch innerhalb der Schießstände anwendbares Separierungsverfahren zur messtechnischen Trennung von Mündungs- und Geschossknall entwickelt und erfolgreich angewendet. Die Messergebnisse für den separierten Mündungs- bzw. Geschossknall sowie deren Überlagerung zum mittleren Einzelschusspegel nach VDI 3745, Bl.1 zeigen, dass die Dämpfungswirkung der Teilumhausungen für Mündungsknall je nach Aufwand der Baumaßnahme bis 40 dB erreichen kann, für den separierten Geschossknall jedoch unwirksam ist. Deshalb kann beim Abfeuern von Überschallwaffen (deren Geschosse mit Überschallgeschwindigkeit fliegen) die insgesamt erzielbare Dämpfungswirkung der baulichen Schallschutzmaßnahmen in Form von Teilumhausungen der Schießbahnen nur so hoch sein wie der separierte Mündungsknall der 'Überschall'-Waffe deren separierten Geschossknall überragt. Die Gesamt-Dämpfungswirkung der oftmals mit hohen Kosten verbundenen baulichen Schallschutzmaßnahmen fällt damit für Überschallwaffen mit 8 bis 10 dB wesentlich geringer aus als für Unterschallwaffen, die lediglich Mündungsknall abstrahlen.

Müller, Stefan

• 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.

Müller, Stella

• Vokale in Klängen - Eine LPC-basierte Extraktion der Vokalqualität zur Abbildung von Violinklängen im Vokaldiagramm [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Müller and R. Mores
[A]

Sprache umgibt uns seit unserer Geburt und prägt unsere auditive Wahrnehmung grundlegend. Prägt Sprache vielleicht auch unseren musikalischen Geschmack? Spricht uns ein Klang eher an, wenn er eine vokalähnliche Färbung besitzt, weil uns der Klang vertraut vorkommt? Weisen bestimmte Musikinstrumente ähnliche spektrale Eigenschaften in sprachrelevanten Frequenzbereichen auf und lassen an Vokale erinnern?

Als einen ersten Ansatz wird untersucht, wie Vokalqualitäten aus Instrumentenklängen extrahiert und dargestellt werden können. Um das Ergebnis reproduzierbar zu machen, erfolgt die Vokalqualitätsextraktion automatisiert. Ausgehend von Sprachdaten werden die akustischen Parameter von Vokalen analysiert, die wichtigsten Resonanzen durch LPC-Analyse gewonnen und über heuristische Regeln die beiden relevanten Formanten F1 und F2 ausgewählt. Die Formeln von Pfitzinger bilden die Grundfrequenz, F1 und F2 auf die Ebene des Vokaldiagramms nach Jones für primäre Kardinalvokale ab.

In einem weiteren Schritt wird die Vokalqualität in Instrumentenklängen anhand ausgewählter Aufnahmen verschiedener Violinen untersucht. Um die Qualität der Erkennung zu überprüfen, werden die Formanten der Hörproben manuell ausgewählt. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich der Höreindruck in den Spektren der Violinen widerspiegelt und dass in Violinklängen enthaltene Vokale dargestellt werden können. Auf diese Weise ist eine Perspektive einer Klangbeschreibung reproduzierbar ausformuliert, die bisher vielleicht nur unbewusst in die Bewertung von Klangqualität mit eingeflossen ist.

Mueller, U.

• The influence of nocturnal aircraft noise on humans – a new comprehensive approach [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Basner, H. Buess, N. Luks, H. Maass, L. Mawet, E. Mueller, U. Mueller, C. Piehler, G. Plath, E. Rey, A. Samel, M. Schulze, M. Vejvoda and J. Wenzel
[A]

Aufgrund des stetig steigenden Luftverkehrsaufkommens nimmt die Nachtfluglärm-Problematik einen immer größeren Stellenwert ein. Das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin untersucht seit 1999 den Einfluss von Nachtfluglärm auf den menschlichen Schlaf, die Leistungsfähigkeit und das Befinden. In vier repräsentativen Laborstudien werden insgesamt 128 Probanden über 13 aufeinanderfolgende Nächte im Schlaflabor untersucht. Neben den physiologischen Messgrößen Polysomnographie (EEG, EOG, EMG), Atmung, EKG, Fingerpulsamplitude und Aktometrie werden computergestützte Leistungstests durchgeführt, mit denen fluglärmbedingte Einflüsse auf die Merkfähigkeit, die Reaktionsgeschwindigkeit und die Hand-Auge-Koordination überprüft werden. Das subjektive Empfinden wird mit standardisierten Fragebögen erfasst. Zusätzliche werden die Stresshormone Adrenalin, Noradrenalin und Kortisol im nächtlichen Sammelurin bestimmt. Die Fluggeräusche wurden mit Klasse-1-Schallpegelmessern in den Schlafräumen von Flughafenanwohnern aufgezeichnet. Die korrekte Wiedergabe im Schlaflabor wird durch das individuelle akustische Einmessen jeder Schlafkabine garantiert. Die Versuchspersonen erhalten nach zwei Gewöhnungsnächten über neun aufeinander folgende Nächte in der Zeit von 23:00 bis 7:00 Uhr zwischen 4 und 128 Fluggeräusche pro Nacht mit Maximalpegeln zwischen 50 und 80 dB(A). Durch die gleichzeitige Ausgabe eines Triggersignals ist erstmals eine ereigniskorrelierte Auswertung mit einer zeitlichen Auflösung von bis zu 5 msec möglich. Die Ergebnisse aus den Laborstudien werden in zwei Feldstudien an 64 Versuchspersonen mit derselben Messtechnik, wie sie im Labor zum Einsatz kommt, validiert. Insgesamt werden über 2200 Probandennächte aufgezeichnet, anhand derer ein belastbarer Kriterienkatalog für die Beurteilung und Bewertung von Nachtfluglärmwirkungen auf den Menschen erstellt werden soll. Zwischenergebnisse der ersten beiden Laborstudien mit 64 Probanden (832 Nächte) liegen bereits vor und werden auszugsweise auf der Tagung präsentiert.

• Auswirkungen von Nachtfluglärm auf den Schlaf: Aufbau und Ergebnisse der akustischen Messungen während der DLR-Feldstudie 2001-2002 [DAGA 2005 (München)]
  U. Mueller and M. Basner
[A]

Das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin untersuchte von 1999-2003 den Einfluss von Nachtfluglärm auf den menschlichen Schlaf, das Befinden und die Leistungsfähigkeit.

Feldstudien waren ein Teil dieser Untersuchung und fanden im Umfeld des Kölner/Bonner-Flughafens mit starkem Nachtflugbetrieb statt. Dort wurden im Verlauf von 15 Monaten insgesamt 64 Probanden an 46 verschiedenen Messstellen an je neun aufeinander folgenden Nächten untersucht. Drei Klasse 1 - Schallpegelmesser zeichneten an jeder Messstelle und in jeder Nacht simultan die Schalldruckpegel und die Schalldateien außen und innen am Ohr des Schläfers auf. Bei der Analyse wurde jedes Geräusch markiert und kommentiert, um eine ereigniskorrelierte Auswertung mit elektrophysiologischen Daten (Polysomnographie, EKG, Plethysmographie, Atmung) zu ermöglichen.

Insgesamt wurden über 16 000 Fluggeräusche (annähernd 14 000 Autogeräusche) im Feld mit im Durchschnitt 41 Überflügen pro Nacht detektiert. Deren Maximalpegelverlauf, Leq, Wochen- und Jahreszeitenverlauf und die Schallpegeldifferenzen außen und innen am Ohr des Schläfers, die im Mittel in Abhängigkeit von der Fensterstellung und mit unkorrigierten Außenpegeln 28 dB(A) für geschlossene, 18 dB(A) für gekippte und 13.5 dB(A) für vollständig geöffnete Fenster lagen, werden dargestellt.

Müller, W.

• Untersuchungen zum Öffnungs- und Schließgeräusch elektrisch betätigter PKW-Heckklappen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Böhm, W. Foken, W. Müller and I. Rentzsch
[A]

Die Beurteilung der Geräuschqualität von PKW beschränkt sich nicht mehr ausschließlich auf Motor und Innenraum. Zunehmend wird die Qualitätsanmutung zum Beispiel auch durch das Geräusch beim Öffnen und Schließen der PKW-Heckklappe beeinflusst. Der Beitrag stellt systematische Untersuchungen dieser Geräusche von der Entstehung, Weiterleitung und Abstrahlung bis zur psychoakustischen Beurteilung vor. Im Einzelnen werden Körperschallmessungen am Heckklappenschloss, Modalanalyse der Heckklappen, dynamische Schallquellenortung mittels Arraytechniken und Kunstkopfaufnahmen im Zusammenhang diskutiert. Außerdem werden vergleichende Messungen auf einem speziellen Prüfstand zur Geräuschuntersuchung der Heckklappenschlösser herangezogen. Gesamtziel der Arbeit ist, aus Prufstandsuntersuchungen an elektrisch betätigten Schlössern auf die zu erwartenden Öffnungs- und Schließgeräusche der eingebauten Heckklappe zu schließen und das akustische Verbesserungspotential konstruktiver Maßnahmen abzuschätzen.

Müller-Boruttau, F.

• Aboveground Low Vibration Emission Ballasted Track with Concrete Trough [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Müller-Boruttau, V. Rosenthal and N. Breitsamter
[A]

Measures for the mitigation of vibration emission from aboveground railway traffic are urgently needed. A newly developed type of aboveground ballasted track fulfills this need. A solid concrete trough supports and contains a standard ballasted track on a ballast mat. The trough confines the ballast. Thus an extremely stable ballast bed is achieved, resulting in a very smooth, high quality track with low emission and next to zero maintenance costs. The insertion losses due to a) trough bending stiffness, b) ballast mat and mass impedance, c) track quality improvement are explained. A 4 km double track section was installed on the new Karlsruhe-Basel line next to Baden-Baden. A very demanding insertion loss limit had to be met: in the frequency range 10 - 50 cyc/s only positive insertion loss values were to be accepted. An overall insertion loss of at least 4,5 dB had to be achieved on widely varying subsoil conditions. Measurements obtained with regular trains did show that the requirements were surpassed: An insertion loss average of 7,5 dB was achieved. Based on the measurement results and iSi calculations (imb-dynamik train-track simulation model) predictions were made of achievable insertion losses for variations of a) trough properties, b) subgrade conditions, c) ballast mat properties. The resulting mitigations of vibration and secondary noise level together with very competitive costs make this new permanent way a tool adaptable even to difficult environmental conditions.

Müller-Deile, J.

• Echtzeit-Signalvorverarbeitung zur Störschallreduktion für technische Hörhilfen Noise Reduction by Real-time Signal Pre-Processing for Hearing Instruments [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Döring, J. Müller-Deile, J. Nicolai and R. van Hoesel
[A]

Für die meisten Träger technischer Hörhilfen (Hörgeräte, Cochlea Implantate) stellen gesellschaftlich relevante Hörsituationen (Cafeteria, Familienfeiern, Parties, Diskussionsrunden etc.) eine große Herausforderung dar, da der sogenannte 'Cocktail-Party-Effekt', der normalerweise das Sprachverstehen in solchen Situationen durch Ausnutzung räumlicher Schallmerkmale deutlich verbessert, nicht oder nur partiell genutzt werden kann. Eine Echtzeit-Signalvorverarbeitung mit bilateraler Schallaufnahme kann die auditive Kommunikationsfähigkeit wesentlich verbessern. Dazu wurde ein tragbares Laborsystem aus drei Signalprozessoren und beidseits am Kopf zu tragenden 'Zwei-Mikrofon-Endfire-Arrays' entwickelt, das durch die superdirektive Mikrofoncharakteristik die räumliche Verteilung von Nutz- und Störschallquellen ausnutzt und durch die nachgeschaltete kohärenzbasierte spektrale Subtraktion die diffusen Signalanteile als Störschall abschwächt. Die Probanden konnten das System in unterschiedlichen realen Hörsituationen erproben und beurteilen. Die Sprachverständlichkeit in einer belebten Cafeteria wurde mit dem aktiven System als deutlich besser empfunden. Zusätzlich wurden Satztests in definierten Störschallsituationen durchgeführt. Dabei konnte bei gegebenem SNR durch die Vorverarbeitung eine Verbesserung der Verständlichkeit von 30-80% erzielt werden. Wenn leistungsfähigere Mikroprozessoren zur Verfügung stehen, könnte die beschriebene Vorverarbeitung in technische Hörhilfen integriert werden.

Müller-Wehlau, M.

• Auswertealgorithmen zur Niedrigpegel-Reflexaudiometrie [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Müller-Wehlau, M. Mauermann and B. Kollmeier
[A]

Zur möglichst verläßlichen Bestimmung der Reflexschwelle mit der Methode der Niedrigpegel-Reflexaudiometrie (NP-RA) werden verschiedene Schwellenkriterien ausgewertet und verglichen. Bei der NP-RA nach Neumann et al (1997) wird das Differenzsignal zwischen zwei aufeinanderfolgenden akustischen Stimulationen im abgeschlossenen Gehörgang aufgezeichnet. Bei Überschreiten der Reflexschwelle weicht die akustische Antwort auf den zweiten Stimulus von derjenigen auf den ersten u.U nur in der Phase ab, so dass dieses Differenzsignal ein sehr sensitives Verfahren zur Detektion des Stapediusreflexes darstellt. Für dieses Verfahren werden unterschiedliche Algorithmen zur Bestimmung der Reflexschwelle und zur Artefaktunterdrückung sowie ihre Vor- und Nachteile in Bezug auf die Besonderheiten des Messverfahrens diskutiert. Neben einem der Messmethode angepassten S/N-Kriterium wird auch ein Verfahren der Phasen- und Amplitudenanalyse (PARA) angewendet. Dieses basiert auf der Beobachtung, dass sich mit Reflexauslösung eine deutliche und schnelle Stabilisierung der Phasen einzelner Residuen ergibt, sodass die Forderung, dass eine bestimmte Anzahl aufeinanderfolgender Darbietungen in einem eng gewählten Phasenbereich liegen muss, ein stabiles und reproduzierbares Schwellenkriterium liefert. Dieses Verfahren kann auch zu einer verwandten stochastischen Methode zur Signaldetektion in Beziehung gesetzt werden. Im Gegensatz zum PARA-Algorithmus erwies sich ein reines S/N-Kriterium als wenig geeignet, da aufgrund spektraler Dipsersion im Außenohr der Rauschgrund bei zunehmendem Stimuluspegel mit angehoben wird, wodurch sich deutlich höhere Reflexschwellen ergeben. Die Reflexschwelle wird anhand verschiedener Kriterien bestimmt und die Ergebnisse werden sowohl untereinander als auch mit Referenzmessungen verglichen. Durch Messungen mit speziell generierten Stimulussignalen wurde weiterhin der Einfluß verschiedener Parameter auf das Messverfahren untersucht.

• Reflexschwellenunterschiede in Abhängigkeit cochleärer Schädigung [DAGA 2005 (München)]
  M. Müller-Wehlau, M. Mauermann and B. Kollmeier
[A]

Es konnte gezeigt werden, dass die Stapediusreflexschwelle unter Verwendung der Niedrigpegel-Reflexaudiometrie (NPRA, Neumann et al., 1996) für verschiedene, speziell generierte Stimuli deutliche Unterschiede zwischen normalhörenden Probanden und Probanden mit flachem Hörverlust (ca. 50 dB) aufweist (Müller-Wehlau et al., 2004). Zur Stimulation wurden Tonkomplexe mit identischen Leistungsspektren aufweisen, aber unterschiedlicher Phasencharakteristik verwendet: (a) Tonkomplexe mit chirp-artigen Zeitsignal, die analog zu den von Dau et al. (2000) verwendeten Chirps bei ABR-Messungen eine Kompensation der Basilarmembrandispersion bewirken (BMTK), (b) deren zeitlich invertierte Form (iBMTK) und (c) Stimuli mit zufälliger Phase der enthaltenen Frequenzkomponenten (rTK). Zwischen normal- und schwerhörenden Probanden ergeben sich für die Stapediusreflexschwellen drei charakteristische Unterschiede: (i) Normalhörende zeigen eine deutliche Differenz der Reflexschwelle zwischen iBMTK und BMTK (ca. 16 dB) die sich bei Schwerhörenden auf ca. 6 dB reduziert (ii) einen deutlichen Abfall der Reflexschwelle für iBMTK-Stimuli in Abhängigkeit von der Anzahl der im Tonkomplex enthaltenen Frequenzkomponenten bei Normalhörenden, der bei Hörgeschädigten so nicht zu beobachten ist und (iii) eine Reflexschwelle für die rTK-Stimuli, die bei normalhörenden Probanden im Bereich der BMTK-Schwellen liegt während sie bei schwerhörenden Versuchspersonen signifikant höher ist. Die signifikanten Unterschiede zwischen den Versuchspersonengruppen reflektieren den Einfluss der cochleären Schädigung auf die Reflexschwellen. Ziel der vorliegenden Studie ist es zu untersuchen in welchem Umfang sich verschiedene Hörverluste in den charakteristischen Unterschieden widerspiegelt. Dazu wurden Stapediusreflexmessungen mit BMTK, iBMT und rTK in vier Probandengruppen mit unterschiedlichem Hörvermögen durchgeführt: (1) Probanden mit Hochtonschwerhörigkeit (2) Tieftonschwerhörigkeit, (3) flachem Hörverlust und (4) normalem Hörvermögen.

Müllner, H.

• Beeinträchtigung des Schallschutzes von Gipskartonständerwänden durch „sekundäre“ Wanddetails und Verarbeitungsqualität [DAGA 2002 (Bochum)]
  H. Müllner and I. Plotizin
[A]

Im Zusammenhang mit Gipskartonständerwänden kann in Europa auf eine mehr als fünfzigjährige erfolgreiche Tradition zurückgeblickt werden. In den letzten Jahren ist diese Bauart im Hinblick auf den Schallschutz jedoch etwas in Verruf geraten. Als Ursache für die Einbuße an Schalldämmqualität, im Vergleich mit Messergebnissen, die vor mehr als fast zwei Jahrzehnten erzielt wurden, hat man die im Laufe der Jahre immer geringer werdende Masse der Gipskartonplatten diskutiert. Ergebnisse aus zahlreichen Messungen zeigten eine Streubreite von 8 dB. Ein Zusammenhang zwischen dem Ausmaß der Streuung und der flächenbezogenen Masse der Gipskartonplatten konnte jedoch nur in eingeschränktem Ausmaß festgestellt werden. Im Rahmen breit angelegter Untersuchungen wurden über die bereits bekannten Einflussfaktoren hinaus, zahlreiche andere isoliert, die das Ergebnis von Schallschutzmessungen an Gipskartonständerwänden ungünstig beeinflussen. Neben beispielsweise der Ausführung des Wandanschlusses und eines gewissen ''Alterungseffektes'' der Anschlussdichtung sowie des zu erwartenden Einflusses durch den vertikalen Abstand der Befestigungsschrauben, konnte durch ein besonderes Versuchsdesign ein ''Schraubenpositionseffekt'' herausgefiltert werden, der im Vergleich zu den anderen Effekten den Schallschutz von Gipskartonwänden mit einfachem Metallständerwerk ganz wesentlich beeinflusst. Aufbauend auf diese Erkenntnis wurden Möglichkeiten untersucht, um Lösungen anbieten zu können, die eine Vermeidung oder wenigstens eine Verringerung des Schraubenpositionseffektes mit sich bringen. Mit der Verringerung des Schraubenpositionseffektes lässt sich die oben erwähnte Streubreite der Messergebnisse deutlich einengen. Die Repräsentativität, der im Labor ermittelten Schallschutzkennwerte, kann daher wesentlich erhöht werden.

• Schallschutzgerechtes Konstruieren in Holzleichtbauweise unter Berücksichtigung des Frequenzbereichs unter 100 Hz [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Humer and H. Müllner
[A]

Da Wohnbauten in Holzleicht- und Holzmassivbauweise in den letzten Jahren immer öfter realisiert werden, müssen sich diese dem Vergleich mit den traditionellen Massivbauten, vor allem im Bereich der Bauphysik, stellen. Das steigende Bedürfnis nach Komfort und die speziellen Anforderungen des Holzleichtbaus zeigen im Zusammenhang mit den Ansprüchen an den Schallschutz speziell im Frequenzbereich unter 100 Hz Optimierungsbedarf auf. Die derzeitigen Anforderungsregelwerke der meisten europäischen Länder berücksichtigen diesen inzwischen als komfortrelevant nachgewiesenen Frequenzbereich nicht. Mit den über den klassischen Frequenzbereich ermittelten Einzahlangaben werden die Bauteile im tiefen Frequenzbereich nur unzureichend charakterisiert. Zudem führen vermeintliche Verbesserungsmaßnahmen zwar zu Erhöhungen des Schallschutzes im Frequenzbereich zwischen 100 Hz und 5000 Hz und somit auch der klassischen Einzahlangaben, für den Frequenzbereich unter 100 Hz wirken sich diese jedoch sehr oft kontraproduktiv aus, wie durch Messungen an zahlreichen gängigen Bauteilen der Holzrahmen- bzw. Holzmassivbauweise nachgewiesen werden kann. Derzeit wird versucht, einige Konstruktionsweisen auf praxistaugliches Niveau hin zu entwickeln. Versuche im Labor zeigen vielversprechende Ergebnisse. Es soll erläutert werden, wie die für den tiefen Frequenzbereich optimierten Elemente im fertigen Bauwerk ihr Potential zur Geltung bringen können.

Müllner, W.

• A New Approach of Echo Cancellation Design in IP based Telephone Networks [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Brandstätter, B. Handl, H. Jammernegg, W. Müllner and P. Tschulik
[A]

Typische Implementierungen eines Echokompensators bestehen neben einem adaptiven Filter aus einem nichtlinearen Prozess (NLP), der das restliche Echo am Filterausgang dämpft. Die erreichbare Sprachqualität hängt in erster Linie von der Leistungsfähigkeit dieses Prozesses ab, da er insbesondere bei Gegensprechen für eine Reihe unerwünschter Effekte verantwortlich zeichnet: Beispielsweise kann er einzelne Silben im Nutzsignal (Sprachsignal vom nahen Ende) unterdrücken aber auch die Qualität der Übertragung des Hintergrundgeräusches maßgeblich beeinflussen. Der vorliegende Ansatz begrenzt daher den Einfluss des NLPs soweit wie möglich, indem man den Echokompensator mit der gerade benötigten Echodämpfung betreibt. Diese variable Steigung im Übergangsbereich der NLP Kennlinie berechnet sich aus der aktuellen Signallaufzeit und der vorhandenen Dämpfung im Echopfad, wobei man den entsprechenden Zusammenhang zwischen diesen beiden Größen der ITU-T Empfehlung G.131 (''Acceptable'' Kurve in Figure 1) entnimmt. Bei einer derartigen Auslegung empfindet höchstens ein Prozent der Teilnehmer auftretende Echos als störend. Die Ergebnisse eines auditiven Tests nach ITU-T Empfehlung P.831 dokumentieren das Verbesserungspotential des Ansatzes. Den Testpersonen wurden über entzerrte Kopfhörer Kunstkopfaufnahmen des fernen Endes eines Telefongespräches (männliche und weibliche Stimme am nahen und fernen Ende) vorgespielt. Anschließend erfolgte die Bewertung verschiedener Attribute, wobei vor allem Gegensprechphasen betrachtet wurden: Gesamtqualität der männlichen Stimme. Beeinträchtigung durch mögliche Echos der weiblichen Stimme. Pegelschwankungen in der männlichen Stimme. Ergänzend wurde auch die störende Wirkung eines Echos unter Einzelsprechbedingungen bewertet. Als Referenz diente bei diesen Hörtests eine Standard Implementierung eines Echokompensators, die anstelle der laufzeitgesteuerten Variante einen Center Clipper als NLP verwendet. Die Ergebnisse zeigen einen beachtlichen Qualitätsgewinn bei niedrigen Echolaufzeiten, da in diesem Fall der NLP mit sehr niedrigen Dämpfungen betrieben werden kann und die Beeinträchtigungen des Nutzsignals nur mehr unwesentlich auftreten.

Münch, J.

• Räumliche und zeitliche Bedingungen der Belästigungswirkung von Verkehrslärm – Untersuchungsergebnisse aus Deutschland und der Schweiz [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Kastka, T. Meloni, F. Fischer, J. Münch and E. Borsch-Galetke
[A]

Das Konzept der globalen Belästigung, mit dem Anwohner undifferenziert mit einer einzigen Angabe ihre Beeinträchtigung durch eine Lärmquelle beschreiben, berücksichtigt nicht Unterschiede in der Störempfindlichkeit von Anwohnern gegenüber dem Lärm nach Ort und Zeit und möglichen Schutzeffekten wie dem Schließen von Fenstern. In zwei Untersuchungen - einer Schweizer zur Wirkung von Straßen- und Eisenbahnlärm und einer Deutschen zur Wirkung von Fluglärm am Flughafen München - wurde die Frage behandelt, ob und in welchem Umfang Unterschiede der Belästigungswirkung im Innen- und Aussenbereich der Wohnung tags und nachts vorliegen. Für den Wohnbereich wurde außerdem untersucht, welchen Einfluß die Fensterstellung auf die Belästigung durch Lärm hat, und wie diese Unterschiede Tags und Nachts ausfallen. In der Schweizer Studie wurden zur Wirkung von Schallschutzwänden und Fenstern 504 Anwohner aus 17 Untersuchungsgebieten der deutsch- und französischsprachigen Schweiz telephonisch befragt. Berechnet wurden die individuellen Belastungen zu jeder Wohnung mit und ohne Lärmschutzwände und die Dämmleistung der Wände für Tag- und Nachtverkehr. Das Pegelmittel betrug tags nach dem Bau der Lärmschutzwände 58 dB(A) Leq, vor dem Bau 64 dB(A). Die Dämmleistung der Anlagen lag im Mittel bei 6 dB(A, (Range 0 -17dB(A). Die Belastung nachts lag durchschnittlich um 8 dB(A) tiefer. Das Pegelmittel der Kontrollstichprobe lag bei 63 dB(A). In einer Untersuchung am Flughafen München wurden 775 Anwohner an 25 Untersuchungspunkten an allen Flugrouten, die Siedlungsgebiete tangieren, befragt. Die Pegel wurden mit einem Rechenmodel als Leq für Tag- und Nachtbelastung durch Fluglärm bestimmt. Tags waren die Anwohner im Mittel über alle Stichproben mit 46 dB(A), nachts mit 36 dB(A) Fluglärm belastet. Ergebnisse beider Untersuchungen: Die Gesamtbelästigung der Anwohner wird beherrscht durch die Belästigung im Aussenbereich und die Innenraumsituation bei offenem Fenster tags. Bei geschlossenen Fenstern liegt in allen Gebieten die Belästigung unter 10 % HA. Erst ab 5 dB(A) Dämmleistung der Wände ist eine Verminderung der Belästigung nachweisbar, ab 10 dB(A) und mehr ist eine starke Verbesserung der Wohnsituation beobachtbar: Als Folge der Dämmleistung der Wände wird die Belästigung bei offenen Fenstern tags und nachts stark reduziert, ebenso die Belästigung im Aussenbereich (Balkon, Garten). Die Gestaltung der Wände spielt keine wesentliche Rolle, die Zweckerfüllung ist in den Augen der Anwohner durch starke Dämmleistung gegeben. In beiden Studien zeigt sich eine Differenz von etwa 10 dB(A) Leq bzgl. der Tag- Nachtempfindlichkeit der Anwohner gegenüber Lärm.

Münkner, S.

• Ion channels in cochlear hair cells [DAGA 2005 (München)]
  J. Engel and S. Münkner
[A]

This talk tries to summarize recent knowledge about ion channels in mammalian hair cells. The transduction channel at the stereocilia is present in both inner (IHC) and outer hair cells (OHCs) and there is growing evidence that TRPA1 is part of the channel complex, although the functioning of the channel at high frequencies remains obscure.

Inner hair cells (IHC) essentially transform mechanical deflection of their stereocilia into graded receptor potentials and graded release of glutamate onto afferent nerve fibres. The channel responsible for presynaptic Ca2+ influx and exocytosis is the Cav1.3 voltage-activated Ca2+ channel that is characterized by very low voltage of activation (-65 mV), very rapid activation and deactivation kinetics and lack of inactivation. Thus the channel conducts some Ca2+ even at the hearing threshold, responds very rapidly to voltage changes, and does so under sustained stimulation. Repolarization of the receptor potential is brought about by a fast Ca2+-activated K+ (BK) channel and a slower K+ channel of the delayed rectifier type.

OHCs feed energy into the cochlear partition by voltage-dependent length changes of the motor protein prestin. The membrane potential is determined by the KCNQ4 K+ channel and can be shifted in the negative direction by efferent fibres innervating the OHCs. Efferent terminals release acetylcholine, activate alpha9/alpha10 acetylcholine receptors with high Ca2+ permeability and in turn activate Ca2+-activated K+ (SK) channels which hyperpolarize the OHCs. BK and Cav1.3 channels are also present in OHCs, but their function is currently not known.

Müsch, U.

• 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.

Müske, G.

• 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.

Mullie, F.

• 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.

Munz, C.-D.

• Domain Decompositions for Aeroacoustic Simulations in Complex Domains [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Utzmann and C.-D. Munz
[A]

A domain decomposition method for direct aeroacoustic simulations is proposed. The idea is to use a non-overlapping domain decomposition method where the equations, methods, grids and time steps are adapted to meet the local requirements. High-order methods such as the ADER finite volume (ADER-FV) schemes, the ADER discontinuous Galerkin (ADER-DG) methods and finite difference (e.g. Taylor-DRP) methods are used on both structured and unstructured grids, ensuring excellent wave propagation capabilities. In the domains, the Navier-Stokes equations, as well as the Euler Equations and the Linearized Euler Equations (LEE) are solved. Two or more different domains are coupled at their common boundary over the data in the ghostelements. The data are exchanged by interpolating the values from the neighbor-grid onto either the Gauss integration points of the ghost cells (FV and DG methods) or onto the ghostpoints (FD methods) themselves. For DG schemes, the data can be mapped on the cell's degrees of freedom very easily. The interpolation may be high-order (2- or 3-dimensional Lagrange interpolation). Domains with completely different time steps are allowed in order to use the largest time step possible in each domain. In this regard, the so-called Cauchy-Kovalevskaja (CK) procedure takes a key position. The versatility and feasibility of the approach is examined for several benchmark examples.

Murano, E.

• Physiological investigations of fundamental frequency control in German
  P. Hoole, S. Fuchs, D. Pape, K. Honda and E. Murano
[A]

Many investigations have established the importance of the cricothyroid muscle in the control of F0 in speech. However, the physiological foundations of some segmental perturbations of F0 are still not well understood. Here, we consider two specific areas. (1) F0 is generally higher following voiceless than voiced consonants. However, it is still not clear whether this is simply a side-effect of using the cricothyroid to stretch the vocal folds as a mechanism to inhibit voicing, whether speakers actually plan to raise F0 to enhance the voicing distinction, or whether aerodynamic effects are also involved. Results for (to date) three speakers showed consistently higher cricothyroid activity for voiceless consonants. However, its timing suggested that it might not be just to suppress voicing, but could also actively enhance F0 differences on adjacent vowels. (2) Vowel intrinsic pitch. One quite consistent but puzzling finding is that German lax vowels have a higher intrinsic pitch than biomechanical explanations for intrinsic pitch would predict (tongue fronting/raising acts via the hyoid bone to alter the tension of the vocal folds). Front lax vowels have much lower and less fronted tongue position but not consistently lower F0 than their tense counterparts. This suggests that F0 may be actively raised by cricothryroid activity for the lax vowels. Some evidence for this was found. The results of both areas will be discussed with respect to their implications for German word prosody.

Murawa, F.

• Bedämpfung von Rollgeräuschen mit Absorbern bei niedrigen Geschwindigkeiten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Engel, M. Fehndrich and F. Murawa
[A]

Absorber gegen Rollgeräusche werden bei Zügen mit hohen Geschwindigkeiten (200 km/h) mit großem Erfolg eingesetzt (ICE 1,2,3, ICE-T, usw.). Auch bei niedrigen Geschwindigkeiten ergaben Rollgeräuschmessungen bei Vorbeifahrt (100-280 km/h) eine Dämpfung von 6 dB(A).

Ähnliche Ergebnisse liegen auch aus Validierungsmessungen des BMBF-Projektes ''Simtool Rollgeräusch'' vor, bei der die Pegeldifferenzen im Mittel bei 5 dB(A) lagen.

Im Rahmen dieser Fahrten konnten auch Nahfeldmessungen durchgeführt werden. Es werden Ergebnisse von vergleichenden Schallmessungen im Nahfeld von Versuchsfahrten auf verschiedenen Trassen, die zeitgleich mit den Validierungsfahrten durchgeführt wurden, vorgestellt. Diese bestätigen die o.g. Ergebnisse, daß sich auch bei Geschwindigkeiten von 80 und 120 km/h mit Absorberbedämpfung deutliche Pegelreduzierungen erreichen lassen.

Damit liefert die Anwendung der Absorbertechnologie auch einen wichtigen Beitrag zur Erfüllung der zukünftigen Lärmanforderungen im Rahmen der TSI Noise für Güterwagen.

Musa Shufani, S.

• Der Einfluss von Kompressionsparametern auf das Richtungshören in der horizontalen Ebene [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Musa Shufani, M. Walger, H. von Wedel and H. Meister
[A]

The perception of the direction of sounds depends on several parameters, such as interaural time differences (ITD) and interaural level differences (ILD). In order to restore loudness perception a dynamic compression is installed in nonlinear hearing aids. Since compression alters the signal levels presented to both ears, influences on directional hearing are possible.

The effects of compression time constants and compression ratios were examined using a hearing aid simulator based on a digital signal processor (Motorola DSP 56009 AVM). The two audio-channels of the DSP simulate bilateral hearing aid provision. The acoustic stimuli were generated via soundcard and processed by the DSP using different compression parameters (compression ratios of 3:1 and 8:1, attack time constants of 2, 20, and 200 ms). Release time was held constant at 500 ms.

Measurements with normal hearing subjects revealed decreased lateralisation when ILDs were used as cues whilst no effect occurred when applying ITDs. This held true for high compression ratios and short attack times and can be explained with the altered amplitudes of the signals.

In an additional investigation, the position of a sound source was simulated using head-related transfer functions (HRTF), thus considering ILDs and ITDs simultaneously. HRTFs from -60 to +60 deg. with steps of 15 deg. were considered. Again, the ability to localise sounds was decreased with increasing compression ratio and shorter attack time constants mainly due to the effect on the ILDs.

The presentation shows the results of the various experiments and discusses outcomes gained with hearing impaired subjects.

Muth, T.

• Distress caused by high energy impulse noise [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Siegmann, H. Brinkmann, T. Burchardt, T. Muth, K. Siegmund, A. Linnemeier and E. Borsch-Galetke
[A]

Noise as a potential cause for dysfunction in the cardiovascular system, in particular for heart attack, is still controversial. The objective of this study is to evaluate the association between high energy impulse and certain specific parameters. 25 men's reaction to impulse noise between 137 dB (duration 19.3 msec) and 168 dB (duration 5.4 msec) were analyzed in four different series of experiments. The following parameters were determined: fingerpulse, adrenalin, noradrenalin, and magnesium in the plasma as well as influencing factors from the psychological standpoint (annoyance, reasonability, damage to health). A significant decrease of the fingerpulse-amplitude is shown after 4 seconds with a maximum after 6-8 seconds of noise related stress. The strongest decrease is measured at 145 dB (duration 16.6 msec). Concentration of adrenalin declines at any impulse level. The level of noradrenalin increases up to 9.2 0x1.632f00000007ep+33t 145 dB in comparison to the initial value (p=0.016). Before and after stress application the magnesium level increases (statistically significant at 168 dB (p= 0.026), statistical trend at 145 dB (p=0.068)). The strongest annoyance is measured at 168 dB and drops with cumulative distance (p0,001). A significant correlation is shown between estimation of health damage and impulse level (differences for the answers of both questions are highly significant (Chi2-test, two-sided, p0.001). High energy exposure induces changes of biochemical stress indicators depending on the impulse level. Concentration of noradrenalin shows an association to the fingerpulse amplitude. Changes of adrenalin concentration assume an interaction between physical impulses and psychomental stress disorder.

• 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.

• Lärmbelastung und umweltbezogene Gesundheitsbeschwerden [DAGA 2005 (München)]
  T. Muth and E. Borsch-Galetke
[A]

Fragestellung: In der Umweltmedizin wird die Rolle von Schadstoffexpositionen kontrovers diskutiert. Belastungen durch Lärm spielen dabei noch eine untergeordnete Rolle. Es fragt sich, ob bei Patienten mit umweltbezogenen Gesundheitsbeschwerden der Einfluss einer Belastung durch Umweltlärm gezeigt werden kann. Methode: Im Rahmen der Begleituntersuchungen zur Rahmenvereinbarung Umweltmedizin in Westfalen Lippe werden Anamnesen bei Umweltpatienten durch den behandelnden Arzt standardisiert dokumentiert. Gesundheitliche Beschwerden werden mit Hilfe einer Liste von 17 Symptomen beschrieben. Lärmbelastung und -wirkung werden durch Fragen nach Wohnbedingungen und erlebter Lärmbelästigung erfasst. Ergebnisse: Anamnesedaten von 6.650 Patienten lagen zur Auswertung vor. 66% der Patienten waren weiblich, die meisten zwischen 30 und 59 Jahren alt. Die Patienten wohnten überwiegend an Nebenstraßen (71%), etwa gleich viele an Verbindungs- (14%) und Hauptverkehrsstraßen (15%). Mit der Straßengröße nahm auch der Anteil von Lärmbelästigten zu. Nur 7% der Anlieger von Nebenstraßen gaben eine Belästigung durch Lärm zu Protokoll, dagegen 14% an Verbindungs- und 24% an Hauptstraßen. Unabhängig von der Wohnsituation rangierte die Lärmbelästigung in der multiplen Analyse als wesentlicher Einflussfaktor für die Anzahl von Beschwerdesymptomen (p 0,001, r = 0,33) noch vor Alter und Geschlecht. Vor allem das Risiko für Symptome wie 'Innere Unruhe' (OR = 2,7)und 'Müdigkeit/Antriebsstörungen' erhöht sich bei Lärmbelästigten. Ein Einfluss z.B. auf Beschwerden der Atemwege konnte nicht gezeigt werden. Schlussfolgerung: Lärm erweist sich als bedeutender Faktor bei umweltbezogenen Gesundheitsbeschwerden. Da in der vorliegenden Arbeit keine objektiven Belastungsparamter zur Verfügung standen, muss zunächst offen bleiben, ob es sich hier um Lärmwirkungen, um eine eher persongebundene Besonderheit bei der Verarbeitung und Bewertung von Umwelteinflüssen oder ein Zusammenwirken beider Mechanismen handelt.

Muzet, A.

• Exploring the relationship between noise-disturbed sleep and long-term health effects
  A. Muzet
[A]

Sleep disturbance due to noise is one of the most frequent complaints of populations living in noisy areas. Sleep quality can be evaluated by both instrumental and subjective measures. The physiological structure of sleep can be quantified by several parameters such as sleep onset latency, sleep duration, time spent in each stage of sleep. Subjective measures are subject's own evaluation of sleep quality as well as next day possible after-effects. Annoyance due to ambient noise may be often seen as the visible part of a greater problem. A certain amount of habituation to noise does exist. If the noise load is not in excess, subjective habituation can occur in a few days or weeks. However, this habituation is not complete and the measured modifications of the autonomic functions, such as cardiovascular responses, still remained unchanged over long periods of exposure. It is believed that such long term effect could lead to permanent cardiovascular system impairment. However, to date, there is no evidence of conclusive effect of chronic exposure to noise during sleep on cardiovascular diseases. The main difficulty is to separate cumulative effects of noise-exposure at night from the global exposure to other environmental factors (including noise) over the 24-hour period. To our knowledge, no epidemiological study has tried to specifically answer this question of the effects of noise exposure during the night compared to the more global daily exposure.

Myck, T.

• Deutsches Fluglärmberechnungsverfahren für die EU-Umgebungslärmrichtlinie [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H.-D. Marohn and T. Myck
[A]

In 2002 the European Parliament and the Council adopted the Directive on Environmental Noise. According to this Directive common noise indices (Lden and Lnight) must be used for the production of strategic noise maps. The European Commission strives for common methods for determination of these indices. Due to the fact that common methods are not available at present the directive contains interim computation methods for different noise sources. For aircraft noise the European Commission recommends an interim computation method which is primarily based on ECAC.CEAC Document 29 and is completed in some points.

Until the use of common assessment methods for the determination of Lden and Lnight is made obligatory, Member States may use their own noise computation methods. The results of the chosen national computation method have to be equivalent with those of the interim method. Germany intends to use modified national noise calculation procedures.

In the field of air traffic it is planned to adapt the national instructions for the calculation of noise protection areas (''AzB'') to the requirements of the Directive. This comprises in particular the adoption of Lden and Lnight as well as the proof of the equivalence of the results. The modified AzB calculation procedure corresponds largely to the interim aircraft noise calculation method and goes partially beyond it. For these reasons no difficult problems in demonstrating the equivalence of the results are expected.

• Fortschreibung der zivilen Flugzeugklassen für die Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB) [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Myck and B. Vogelsang
[A]

Zur deutlichen Verbesserung des Lärmschutzes an zivilen und militärischen Flugplätzen beabsichtigt die Bundesregierung, das Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm vom 30.03.1971 zu novellieren. Hierzu hat die Bundesregierung im Mai 2005 einen Gesetzentwurf vorgelegt, der in der 16. Legislaturperiode im Deutschen Bundestag beraten werden soll. Die Konkretisierung der Gesetzesnovelle erfolgt im untergesetzliche Regelwerk, in dem vor allem das Verfahren zur Berechnung der Lärmschutzbereiche detailliert festgelegt wird. Die Berechnungsvorschrift (AzB) enthält insbesondere die akustischen und flugbetrieblichen Daten der zivilen und militärischen Flugzeugklassen.

Die in der zurzeit noch gültigen (alten) AzB angegebenen Flugzeugklassen beschreiben die Geräuschemission und die Flugleistungen moderner Luftfahrzeuge nur unzureichend. Für die zivilen Flugzeugklassen wurde deshalb Ende der 90er Jahre eine Aktualisierung vorgenommen, die für verschiedene Fälle angewendet wird. So werden die neuen Flugzeugklassen nicht nur für Arbeiten zur Novellierung des Fluglärmgesetzes benutzt, sondern auch in verschiedenen Fluglärmgutachten verwendet. Aufgrund der dabei gewonnenen Erfahrungen und der Fortschritte im Luftfahrzeugbau und in der Flugbetriebstechnik werden Vorschläge für eine Fortschreibung der AzB-Flugzeugklassendaten unterbreitet.

• Die neue „Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB)“ [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Vogelsang and T. Myck
[A]

Zur deutlichen Verbesserung des Lärmschutzes an zivilen und militärischen Flugplätzen beabsichtigt die Bundesregierung, das Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm von 1971 zu novellieren. Hierzu hat die Bundesregierung einen Gesetzentwurf in den Deutschen Bundestag eingebracht, der zurzeit in den zuständigen Ausschüssen beraten wird. Der Gesetzentwurf verweist u. a. auf verschiedene Rechtsverordnungen, in denen die näheren Einzelheiten der Gesetzesnovelle geregelt werden sollen. Zu den Verordnungen gehört insbesondere das neue Fluglärm-Berechnungsverfahren, das die bisherige ''Anleitung zur Berechnung von Lärmschutzbereichen (AzB)'' ablösen soll. Das neue Berechnungsverfahren wurde von einer Expertengruppe unter Leitung des Umweltbundesamtes erarbeitet und basiert auf dem Dokument 29 der Europäischen Zivilluftfahrt-Konferenz (ECAC) und der DIN 45684-1. Es sieht ein Segmentierungsverfahren vor, bei dem die dreidimensionale Flugbahn des Luftfahrzeugs in Linienquellen im Sinne der DIN ISO 9613-2 zerlegt wird. Die neue AzB ermöglicht entsprechend dem Gesetzentwurf die Bestimmung von äquivalenten Dauerschallpegeln für den Tag und für die Nacht sowie des Häufigkeits-Maximalpegelkriteriums (NAT) in der Umgebung eines Flugplatzes. In die Berechnung des Lärmschutzbereichs gehen insbesondere die Geräuschemissionsdaten der Luftfahrzeuge, die Zahl der Flugbewegungen in den sechs verkehrsreichsten Monaten des Prognosejahres sowie die Verläufe der Flugstrecken ein. Darüber hinaus wird der Rollverkehr auf dem Flughafengelände im erforderlichen Umfang berücksichtigt. Die Auswirkungen der neuen AzB werden am Beispiel eines deutschen Verkehrsflughafens vorgestellt.

• Vorschläge zur Verschärfung der Lärmgrenzwerte von Verkehrsflugzeugen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Lindmaier, T. Myck and B. Vogelsang
[A]

Die zulässigen Geräuschemissionen von Luftfahrzeugen sind international im Anhang 16, Band I, zum Luftfahrtabkommen der Internationalen Zivilluftfahrt-Organisation ICAO geregelt. Die ICAO hat im Jahr 2001 eine Verschärfung der Lärmgrenzwerte für zivile Unterschall-Strahlflugzeuge und schwere Propellerflugzeuge beschlossen. Es wurde ein Lärmgrenzwert festgelegt, der 10 dB unter der Summe der im Kapitel 3 des ICAO-Anhangs 16 festgelegten drei Lärmgrenzwerte liegt. Die Lärmgrenzwerte gelten für neue Luftfahrzeugmuster, die ab dem 1. Januar 2006 zugelassen werden. Diese Luftfahrzeuge werden allgemein als Kapitel-4-Flugzeuge bezeichnet, weil die Lärmvorschriften in einem neuen Kapitel 4 des ICAO-Anhangs 16 festgelegt sind.

Die Kapitel-4-Lärmgrenzwerte werden bereits heute von zahlreichen Luftfahrzeugen erreicht bzw. unterschritten. Um trotz eines weiter deutlich zunehmenden Luftverkehrs zukünftig eine Verringerung der Fluglärmbelastung an den Flughäfen zu erzielen, ist eine Verschärfung der Lärmgrenzwerte für strahlgetriebene Verkehrsflugzeuge dringend notwendig. Das Umweltbundesamt hat deshalb ein Forschungsvorhaben an das Öko-Institut e.V. vergeben, in dem fundierte Vorschläge zur Fortschreibung der Lärmgrenzwerte für diese Flugzeuge erarbeitet werden sollten. Das Vorhaben hat insbesondere ergeben, dass mittelfristig eine Herabsetzung des neuen Kapitel-4-Lärmgrenzwerts um bis zu 22 dB technisch realisierbar ist. Die Auswirkungen der vorgeschlagenen Grenzwertabsenkung auf die Fluglärmsituation an Flughäfen mit unterschiedlichem Verkehrsaufkommen und verschiedenem Flugzeugmix werden vorgestellt.

• Qualitätsanforderungen an die Datengrundlage zur Berechnung von Lärmschutzbereichen [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Myck and B. Vogelsang
[A]

Im Juni 2007 ist das novellierte Gesetz zum Schutz gegen Fluglärm in Kraft getreten. Das Gesetz sieht die Festsetzung von Lärmschutzbereichen an zahlreichen zivilen und militärischen Flugplätzen vor. Die Berechnung der Lärmschutzbereiche erfolgt auf der Grundlage detaillierter Prognosedaten über den zukünftigen Flugbetrieb des jeweiligen Flugplatzes. Diese Daten werden mit einem sogenannten Datenerfassungssystem (DES) erhoben, das die Flugbewegungszahlen für die sechs verkehrsreichsten Monaten des Prognosejahres sowie die genaue Beschreibung der Flugstrecken in der Flugplatzumgebung enthält. Darüber hinaus werden die Rollwege der Flugzeuge auf dem Flughafengelände berücksichtigt. Die Qualität der Angaben des Datenerfassungssystems ist von wesentlicher Bedeutung für die realistische Berechnung der Fluglärmbelastung und damit für die Form und Größe des Lärmschutzbereichs. Im Beitrag werden die qualitativen Anforderungen an die Datengrundlage dargestellt und Möglichkeiten zur Erfüllung dieser Anforderungen aufgezeigt. Hierzu gehört beispielsweise die sachgerechte Festlegung von Korridorbreiten entlang der Flugstrecken. Die Korridorbreiten beschreiben die Abweichung der Luftfahrzeuge von der vorgegebenen Flugstrecke und sollten aufgrund fundierter Erkenntnisse im Datenerfassungssystem angegeben werden.