Autorenverzeichnis

Waag, U.

• Neue Schallabsorber in Abgasanlagen [DAGA 2002 (Bochum)]
  H. Venghaus, G. Elfinger, U. Waag, G. Stephani and H. Schneidereit
[A]

Die bislang als Absorptionsmaterialien in Schalldämpfern verwendeten langfaserigen Materialien besitzen den Nachteil, daß sie wegen der hohen Pulsationen im Abgasstrom aus ihren Positionen herausgeblasen werden können. Es müssen also Schutzmaßnahmen ergriffen werden, die wiederum akustische Nachteile bewirken können bzw. die Kosten erhöhen. In der Entwicklung bei Zeuna Stärker werden Anstrengungen dahingehend unternommen, Absorptionsmaterialien zu entwickeln, die aus einer festen Struktur heraus die Schalldämpfung im Gasstrom über einen breiten Frequenzbereich hin bewirken. Aus der Entwicklungsarbeit mit Glatt Systemtechnik und den Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Materialforschung wurden metallische Hohlkugeln zu einem stabilen gesinterten Körper geformt, deren Schallabsorptionsvermögen im Vergleich zu langfaserigen Werkstoffen gleichwertig ist. Aus den derzeitg laufenden Versuchen mit gesinterten Hohlkugelstrukturen werden erste Ergebnisse vorgestellt und diskutiert.

Wachtler, A.

• Untersuchung des Einflusses der Reaktionszeit von Probanden auf die Ergebnisse des Reimtests [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Wachtler and R. Irmer
[A]

Um den Einflu''s von Burstfehlern auf die Sprachverst''andlichkeit zu untersuchen, wurde ein Experiment mit dem Reimtest von {sc Sotscheck} [1] durchgef''uhrt. Die untersuchten ''Ubertragungsfehler basieren auf dem Verhalten des G.728-Codecs beim Auftreten von Oktett-Slips. Dabei kommt es im Decoder zu burstartigen St''orungen im Ausgangssignal, die sich in Form von vollausgesteuerten Rauschimpulsen bemerkbar machen. F''ur die Versuche wurden die Testsprachproben so pr''apariert, da''s die St''orung genau an der Position des diskriminierenden Lautes im Testwort auftrat. Diese Art der Untersuchung von Burstfehlern stellt eine Worst-Case-Messung dar, deren Ergebnis zur Optimierung der in [2,3] beschriebenen Fehlerdetektionsalgorithmen verwendet wird. Das Experiment wurde PC-basiert in einem schallged''ampften Raum durchgef''uhrt. Neben den Entscheidungen der Probanden wurde auch die Reaktionsdauer bei jeder Evaluierung einer Sprachprobe erfa''st. In der Auswertung zeigte sich, da''s mit abnehmender Reimtestverst''andlichkeit die Reaktionsdauer zunahm. Diese Beobachtung soll dazu benutzt werden, da''s Konfidenzintervall der Reimtestverst''andlichkeit zu verbessern. begin{itemize} item[mbox{[1]}] J. Sotscheck. newblock {E}in {R}eim-test f''ur {S}prach-verst''and-lich-keitsmessungen mit deutscher {S}prache... newblock {em Der Fernmeldeingenieur, 36, Heft 5/1}, S.1-83, 1982. item[mbox{[2]}] A. Wachtler und R. Hoffmann. newblock {D}etektion von {R}ahmensynchronisationsverlusten bei der {S}prach''ubertragung mit dem {G.728} {Codec}. newblock In {em DAGA 1998}, S.372-373, 1998. item[mbox{[3]}] A. Wachtler und R. Hoffmann. newblock {E}ine schnelle {M}ethode zur {R}ahmensynchronisation f''ur den {G.728-Codec}. newblock In {em ESSV 98}, S.57, 1998. end{itemize}

Wack, R.

• On the use of micro-perforated sails in assembly rooms [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  R. Wack and H.V. Fuchs
[A]

Nowadays trends in architecture create buildings which exhibit a higher ratio than in the past of reflecting surfaces which cannot be used for acoustic design purposes. Such surfaces are for example: transparent fronts and walls or ther-mal-active concrete ceilings. In order to achieve a reasonable acoustic comfort in these buildings, a transparent absorber often is needed. Micro-perforated transparent sails have proven very useful to realise an acoustic design in aforementioned rooms. Results of several successfully completed projects are discussed, among them the ''Schlüterhof'' in the Deutsches Historisches Mu-seum, Berlin.

• Die Akustik der Stadthalle Biberach nach einer Brandschutzsanierung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Wack and H. Drotleff
[A]

Der Theatersaal der 1978 fertig gestellten Stadthalle besaß gute akustische Bedingungen für Sprachdarbietungen - für Musik war er zu stark bedämpft. Dabei ist er architektonisch konse-quent für eine Mehrzwecknutzung konzipiert, mitsamt Bühnenturm, Orchestergraben und Hubpodien im Parkett. Auch das angrenzende Foyer lässt sich mittels Hubwänden ankoppeln, sodass sich zu den 550 Sitzplätzen im Parkett und auf dem Rang noch weitere 320 bestuhlen lassen. Die notwendig gewordene Sanierung wurde daher auch zu einer akustischen Umgestal-tung genutzt, die der Musikdarbietung bessere Verhältnisse ermöglichen soll: Eine schalldurch-lässige Gitterrost-Decke erschließt nun das dahinter liegende Volumen, die Raumbedämpfung ist im mittel- und hochfrequenten Bereich reduziert und die Schalllenkung von der Bühne verbes-sert. Dabei mussten Echobildungen an den parallel stehenden Wänden des sechseckigen Rau-mes vermieden werden. Nach der ersten Nutzungsphase werden die Ergebnisse vorgestellt.

• Interferenz von breitbandigen Geräuschen bei der akustischen Abnahme von Freifeldräumen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  X. Zhou, G. Babuke, R. Wack and T. Zhang
[A]

Die unvermindert hohe Bedeutung akustischer Produkteigenschaften hat in den letzten Jahren zur Errichtung zahlreicher Freifeld- und Halbfreifeldräume für akustische Messungen geführt. Vorbeifahrt-, Rollen- und Motorprüfstände gehören dazu genauso wie Messräume für Kühlschränke, Waschmaschinen und Computer. Zur Feststellung der Eignung solcher Räume wird messtechnisch geprüft, inwieweit die Schallpegel von den idealen Werten des Entfernungsgesetzes abweichen. Entsprechend den Anforderungen an den Raum werden dabei als Prüfsignale entweder Terzrauschen oder Einzeltöne verwendet. Die gemessenen Abweichungen vom Entfernungsgesetz sind jedoch von der Art des Prüfsignals abhängig. Anhand von Beispielen wird ein Rechenmodell vorgestellt, mit dem die Überlagerung zweier breitbandiger Signale abschätzt werden kann. Daran lassen sich die Auswirkungen der Wahl des Prüfsignals auf die Abnahmemessungen erkennen.

• Die Auswirkung unterschiedlicher Decken- und Wandkonzepte auf die Klassenraumakustik [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Uygun and R. Wack
[A]

Die Überarbeitung der DIN 18041 hat erfreulicherweise auch bei Nichtakustikern zu einer Sensibilisierung im Themengebiet ''Raumakustik'' geführt. Eine spezielle Aufmerksamkeit erfährt insbesondere die ''Klassenraumakustik''. Obwohl durch die DIN 18041 für Klassenräume ganz klare Soll-Nachhallzeitanforderungen Tsoll [s] festgelegt werden, lässt sich bei der alltäglichen Abwicklung solcher Aufgabenstellungen immer wieder ein sehr pauschaler Lösungsansatz beobachten. Bei der Pauschalmethode wird nach dem Motto: ''Mehr bringt mehr!'' oder ''Je höher die Absorption, desto besser!'' verfahren. Diese Vorgehensweise ist aus akustischer aber auch wirtschaftlicher Sicht äußerst bedenklich. Damit die planenden Architekten, Behörden und Fachplaner ihre Lösungskonzepte auf der Basis von objektiven Fakten entwickeln können, wurden durch das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) eine objektivierende Praxisstudie durchgeführt. Diese Praxisuntersuchung sollte beleuchten, wie sich unterschiedliche Decken- und Wandkonzepte hinsichtlich Nachhallzeit, Deutlichkeit und Sprachverständlichkeit auswirken. Im Rahmen dieser Studie wurde eine Vielzahl von Lösungsvarianten messtechnisch überprüft. Neben unterschiedlich stark wirksamen Akustikdeckenkonzepten wurden auch Klassenraumkonzepte mit einem Rückwandabsorber getestet. Die Untersuchung hat aber auch bekannte Deckenkonzepte, mit 2/3 absorbierend und 1/3 reflektierend, analysiert. Des weiteren wurden im Deckenbereich streifenförmige und schachbrettartige Lösungskonzepte betrachtet. Aus den Untersuchungen konnte eine Vielzahl von Erkenntnissen gewonnen werden, die für akustische Laien und für fachlich versierte Personen gleichermaßen interessant sein dürften.

Wackerl, J.

• New modes of Nonlinear Ultrasonic Resonance Spectroscopy (NURS) for early defect recognition and imaging [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  I. Solodov, K. Pfleiderer, J. Wackerl and G. Busse
[A]

Conventional ultrasonic equipment for non-destructive evaluation (NDE) widely used in industry and technology for material characterisation and quality assessment makes use of so-called linear elastic response of materials that results in the amplitude and time variations of the input signal due to its scattering, reflection and transmission. The nonlinear approach to NDE discussed in this paper is concerned with non-linear material response, which is related to intrinsic frequency changes of the input signal due to acoustic wave interaction with material flaws. As a result, in addition to the eigen-frequencies the NURS acquires new nonlinear frequency components (higher harmonics, subharmonics, frequency side-lobes, etc.) that carry information on local material imperfection. By monitoring the local nonlinear spectral response (nonlinear spectroscopy), the nonlinear NDE modes appeal directly to the vulnerable (faulty) areas within a material or a product. Such a nonlinear NDE-methodology is extremely sensitive to a wide-range of imperfections and can deliver unique information about deterioration of material properties, early stage of defects development in components, integrity, quality and lifetime of the manufactured products. The paper includes the study and applications of the unstable modes of the nonlinear spectroscopy caused by acoustic wave-defect interaction: nonlinear shift of resonance frequency, fractional subharmonic and self-modulation instabilities, bistability and transition to dynamic chaos.

Wächter, F.

• Zur Gasanalyse durch Messung von Schallgeschwindigkeit und Wärmeleitfähigkeit [DAGA 2002 (Bochum)]
  F. Wächter
[A]

Zur Gasanalyse durch Messung von Schallgeschwindigkeit und Wärmeleitfähigkeit F. Wächter HTW Dresden (FH) Fachbereich Elektrotechnik Friedrich-List-Platz, 01069 Dresden Eine quantitative Analyse von Gasgemischen erfolgt in industriellen Prozessen oft durch Messung der Schallgeschwindigkeit oder der spezifischen Wärmeleitfähigkeit. Diese Methoden können zur Analyse binärer Gasgemische genutzt werden und sind nicht selektiv. Für binäre Gasgemische bilden die Abhängigkeiten der Schallgeschwindigkeit und der spezifischen Wärmeleitfähigkeit von den Stoffmengenanteilen in den meisten Fällen monotone Funktionen des Stoffmengenanteils einer Komponente. Bei einigen binären Gasgemischen gilt das jedoch nicht. Im Fall der Schallgeschwindigkeit ist ein einfaches Kriterium für die Eigenschaften der Komponenten bekannt, bei denen der Funktionsverlauf eineindeutig ist. Im Fall der spezifischen Wärmeleitfähigkeit lässt sich ein derartiges Kriterium nicht angeben. Bei 861 theoretisch untersuchten binären Gasgemischen ergaben sich 67 Gasgemische mit nichtmonotonem Verlauf der Schallgeschwindigkeit und 33 Gasgemische mit nichtmonotonem Verlauf der spezifischen Wärmeleitfähigkeit, jedoch nur ein Gasgemisch, bei dem beide Verläufe nichtmonoton sind. Damit kann eine Binärgasanalyse mit einer der beiden Methoden in fast allen Fällen durchgeführt werden. Ursache dafür ist, dass Gase ungefähr gleicher Schallgeschwindigkeit meist deutlich unterschiedliche spezifische Wärmeleitfähigkeiten aufweisen und umgekehrt. Eine quantitative Analyse ternärer Gasgemische kann durch die Messung von Schallgeschwindigkeit und spezifischer Wärmeleitfähigkeit durchgeführt werden. Die Lösung des daraus resultierenden Gleichungssystems für die Stoffmengenanteile der Komponenten ist meist eindeutig. Aber auch hier existieren Gasgemische, bei denen dieses Gleichungssystem mehrere Lösungen im physikalisch relevanten Bereich hat, z.B. Gemische aus Argon, Sauerstoff und Schwefelwasserstoff.

Wältermann, M.

• 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.

• 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.

• 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.

• Ein neuer Qualitätsfaktor für die Modellierung linearer Verzerrungen bei der Übertragung von Sprache [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Wältermann and A. Raake
[A]

Die Qualität übertragener Sprache lässt sich mit dem sog. E-Modell vorhersagen, einem von der ITU-T empfohlenen Werkzeug für die Netzwerkplanung. Dieses parametrische Modell berücksichtigt verschiedene Klassen von Störungen, die potentiell zu einer Reduktion der Ende-zu-Ende Qualität führen. Diese Störungsklassen werden durch Qualitätsfaktoren, sog. Impairment Factors repräsentiert, die sich auf einer Gesamtqualitätsskala aufsummieren lassen. Verzerrungen aufgrund von verschiedenen Kodierern werden z.B. unter dem sog. Equipment Impairment Factor zusammengefasst.

In der aktuellen Version des E-Modells sind Qualitätsvorhersagen von linearen Verzerrungen, wie sie etwa durch mangelhafte elektro-akustische Eigenschaften von Endgeräten entstehen, nicht möglich. Ebenso wird die Qualitätsbeeinträchtigung von Schmalband gegenüber Breitband-Sprachübertragung (50-7000 Hz) lediglich implizit durch den Equipment Impairment Factor abgedeckt. Werden allerdings zwei Schmalband-Kodierer in einem Breitband-Kontext miteinander verknüpft, führt dies zu einem übermäßig großen Gesamt-Impairment aufgrund der Addition der Einzelfaktoren.

In diesem Beitrag wird ein neuer Qualitätsfaktor vorgestellt, mit dessen Hilfe lineare Verzerrungen explizit berücksichtigt werden. Dieser sog. Bandwidth Impairment Factor wird auf der Grundlage zweier einfacher Parameter aus der ``Übertragungsfunktion'' der Telefonstrecke geschätzt. Die Aufspaltung herkömmlicher Equipment Impairment Factors in einen linearen und einen Restanteil erlaubt eine nahtlose Erweiterung des bestehenden Modells und die Vorhersage des Einflusses von Kanalfiltern, Endgeräten und Kodierern.

Wäsle, J.

• Investigation of combustion noise with real time laser measurement techniques [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Winkler, J. Wäsle and T. Sattelmayer
[A]

In open turbulent premixed flames the volume of the reaction zone is time dependent. This leads to a temporal fluctuation of the heat release resulting in noise production. As long as the combustion process proceeds in the flamelet-regime there is a strong coupling between the local reaction rate and the flame surface. Consequently, the noise production of the flame becomes finally accessible by determination of the surface fluctuation. Unfortunately most measuring methods integrate along the optical axis, which leads to the loss of local information. Thus, there are set up light sheet techniques to visualize the flame fronts with high temporal and spatial resolution. One of the procedures is based on the laser induced fluorescence of OH-molecules, which indicates the edge of the reaction zone. In addition a second procedure was developed, feeding an evaporating tracer in the gas. The reaction zone is estimated from the absence of this tracer. Due to the different physical effects their qualification for the image post processing and their application for the noise production of open turbulent premixed flames has to be checked.

Wagener, K.

• Einfluß verschiedener Parameter auf die Sprachverständlichkeit im Störgeräusch [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  K. Wagener, T. Brand and B. Kollmeier
[A]

In der Audiologie gibt es Bestrebungen, die verwendeten audiologischen Verfahren in Europa zu harmonisieren (EU-Projekt NATASHA). Abgesehen vom unterschiedlichen Sprachmaterial gibt es in den unterschiedlichen Ländern verschiedene Herangehensweisen, die Sprachverständlichkeit von Sätzen in Rauschen zu bestimmen. Daher wird untersucht, inwieweit die unterschiedlichen nicht sprachlich bestimmten Meßparameter das Ergebnis von sprachaudiometrischen Tests beeinflussen: Mit Hilfe des Oldenburger Satztests (Wagener et al., 1999, Zeitschrift für Audiologie, Vol. 1-3) wird der Einfluß verschiedener Parameter auf die charakterisierenden Größen von Sprachverständlichkeitsmessungen untersucht. Es werden die Sprachverständlichkeitsschwelle (L50: Signal-Rausch-Verhältnis, bei dem 50% verstanden wurde) und Steigung der Diskriminationsfunktion sowohl für listenspezifische als auch für wortspezifische Diskriminationsfunktionen sowie der j Faktor (Anzahl der statistisch unabhängig verstandenen Teile eines Satzes, nach Boothroyd und Nittrouer, 1988, J. Acoust. Soc. Am., Vol. 84(1) ein Maß für die Vorhersagbarkeit des Sprachmaterials) mit Normal- und Schwerhörenden untersucht. Als Parameter werden das Störgeräusch (Oldenburger Rauschen, ICRA-Rauschen sowohl unmoduliert als auch mit Modulationen), das adaptive Meßverfahren (Rauschpegel konstant, Satzpegel konstant, kontinuierliches Rauschen, in Satzpausen unterbrochenes Rauschen) sowie die jeweils festen Pegel (Rauschen bzw. Satzpegel) variiert. Um Meßergebnisse dieser Art auf andere Sprachtests übertragen zu können, wird eine modellbasierte Abhängigkeit der Ergebnisse von den veränderten Parametern benötigt. Gerade in der Bemühung um vergleichbare Verfahren ist die Modellierung von Sprachverständlichkeit sinnvoll. Daher werden erste Ansätze zur Modellierung der Ergebnisse vorgestellt.

• Einfluß von Störgeräusch und Meßprozedur auf die Sprachverständlichkeit bei Schwerhörenden [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  K. Wagener, T. Brand and B. Kollmeier
[A]

Ausgehend von den Messungen mit normalhörenden Probanden (Wagener et al., DAGA2000) wird untersucht, inwieweit die unterschiedlichen nicht sprachlich bestimmten Meßparameter wie absoluter Pegel, Art des Rauschens und der Darbietung das Ergebnis von sprachaudiometrischen Tests bei Schwerhörenden beeinflussen: Mit Hilfe des Oldenburger Satztests (Wagener et al., 1999, Zeitschrift für Audiologie, Vol. 1-3) wird der Einfluß verschiedener Parameter auf die charakterisierenden Größen von Sprachverständlichkeitsmessungen untersucht. Es werden die Sprachverständlichkeitsschwelle (L50: Signal-Rausch-Verhältnis, bei dem 50% verstanden wurde) und die Steigung am L50 untersucht. Als Parameter werden das Störgeräusch (Oldenburger Rauschen, ICRA-Rauschen sowohl unmoduliert als auch mit unterschiedlich starken Modulationen), das adaptive Meßverfahren (Rauschpegel konstant, Satzpegel konstant, kontinuierliches Rauschen, in Satzpausen unterbrochenes Rauschen) sowie die jeweils festen Pegel (Rauschen bzw. Satzpegel) variiert. Es zeigt sich im Gegensatz zu den Normalhörenden ein Aufspalten der schwerhörenden Probanden in drei Gruppe bei der Messung mit stark moduliertem Störgeräusch. Die erste Gruppe zieht einen vergleichbaren relativen Gewinn an Verständlichkeit aus den Modulationstälern (15 dB S/N Verbesserung der Sprachverständ-lichkeitsschwelle gegenüber nicht moduliertem Störgeräusch) wie die Normalhörenden. Die zweite Gruppe zeigt einen reduzierten relativen Gewinn an Verständlichkeit durch die Modulationen von ca. 7 dB S/N. Die dritte Gruppe der schwerhörenden Probanden kann keinen Verständlichkeitsgewinn aus den Modulationen ziehen. Es wird untersucht, inwieweit diese Messungen mit modulierten Störgeräuschen die gestörte Zeitverarbeitung der schwerhörenden Probanden widerspiegelt. Die Ergebnisse aus den Sprachverständlichkeitsmessungen werden daher mit psychoakustischen Messungen zur Modulationsdetektion verglichen.

• Application of psychoacoustical models for speech intelligibility prediction
  B. Kollmeier, T. Brand, K. Wagener and R. Beutelmann
[A]

Hearing-Impaired listeners have tremendous communication problems in a cocktail party situation.This talk will review current models that predict cocktail party performance in normal listeners and also describe the degradation of performance in sensorineurally hearing-impaired listeners.

The models can be validated by comparing human performance with numerical model predictions of auditory perception for normal and hearing-impaired listeners and with computer speech recognition.A good approximation of human auditory performance in cocktail parties seems to be an adaptive two- microphone array with a lossy dynamic compression followed by an optimum detector. A straight-forward implementation of this idea is the model by v. Hövel (1984) which has recently been updated and applied to more complex acoustic situations in our lab. It employs a filterbank with independent Equalization- and Cancellation mechanisms in each frequency band that are numerically adjusted to optimize the signal-to-noise ratio at the output.

Another important issue is the prediction of speech intelligibility in fluctuating noise as a function of the individual'sspeech reception threshold in quiet and in stationary noise (Wagener, 2003): The best prediction of human performance is obtained with a two-stage model of sentence recognition, where in a first stage the individual subunits of each word is perceived with a certain error probability. In a second stage, the recognized items are combined in a more or less faulty way to form the complete recognized words and sentences.

• Sprachverständlichkeitstests in Ruhe: Gibt es alternative Verfahren zum Freiburger Sprachtest in der Begutachtung bei (Lärm-) Schwerhörigkeit? [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Sukowski, T. Brand, K. Wagener and B. Kollmeier
[A]

Nach dem aktuellen Stand werden im Rahmen eines Begutachtungsverfahrens bei angezeigter Lärmschwerhörigkeit zur Ermittlung der Sprachverständlichkeit der Zahlentest und der Einsilbertest des Freiburger Sprachtests empfohlen. Beide Tests werden in Ruhe durchgeführt.

Da es kritische Einwände gegenüber dem Freiburger Sprachtest gibt, beispielsweise hinsichtlich ungleicher Schwierigkeit der Testlisten und der Überartikulation der Testwörter, wurde in der hier vorgestellten Studie geprüft, inwieweit sich der Göttinger Satztest und der Einsilber Reimtest nach v. Wallenberg und Kollmeier als alternative Verfahren für die Begutachtung eignen.

Auf der Basis von Ergebnissen einer Vorstudie wurden die alternativen Testverfahren mit den beiden Teilen des Freiburger Sprachtests bei einer Stichprobe von 64 bzw. 145 erwachsenen Versuchspersonen verglichen. Die Probanden waren zwischen 16 und 86 Jahren alt und hatten unterschiedlich ausgeprägte Hörverluste.

Die Ergebnisse zeigen, dass ein Austausch der Verfahren grundsätzlich möglich wäre. Da der Einsilber Reimtest bei gleichen Pegeln insgesamt zu höheren Verständlichkeiten führt als der Freiburger Einsilbertest, müsste er - wie in dieser Studie geschehen - bei einem um ca. 15 dB geringeren Pegel eingesetzt werden, wenn die bisherigen Tabellen zur Ermittlung des prozentualen Hörverlustes weiterverwendet werden sollen.

Für zukünftige Studien wird nicht nur der Vergleich bisheriger mit alternativen Verfahren in Ruhe angestrebt, sondern als ein neuer Aspekt soll auch die Sprachverständlichkeit im Störgeräusch im Hinblick auf die Begutachtung untersucht werden. Das Verstehen von Sprache unter ungünstigen akustischen Bedingungen ist für die alltägliche Kommunikation von besonderer Bedeutung. Dieser Aspekt wird in Begutachtungsverfahren bislang jedoch nicht berücksichtigt.

Wagner, H.

• 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'')

Wagner, J.

• Ein hochempfindliches Viskosimeter auf Basis akustischer Oberflächenwellen-Bauteile [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Wagner, S. Wilms, P. von Bülow and M. von Schickfus
[A]

In der vorliegenden Arbeit präsentieren wir ein hochempfindliches Sensorsystem auf Basis von Oberflächenwellen-Bauelementen zur Bestimmung der Viskosität von Flüssigkeiten, insbesondere von Schmierstoffen. Als Sensoren werden induktiv gekoppelte, horizontal-polarisierte LiTaO3 OFW-Bauteile beschichtet mit etwa 1m SiO2 verwendet. Der Einsatz von induktiv gekoppelten Bauteilen ist gerade für die Flüssigkeitssensorik von großem Vorteil, da diese Bauteile keine Bondverbindungen besitzen und somit sehr einfach mit der Flüssigkeit belegt werden können. Desweiteren erlaubt die einfach durchzuführende Reinigung der Bauteile eine nahezu unbegrenzte Wiederverwendung. Die Mittenfrequenzen liegen bei 80 MHz, 247 MHz bzw. 433 MHz. Die Bestimmung der Viskosität basiert allein auf der Messung der Einfügungsdämpfung des Sensors. Dies hat den Vorteil, dass störende Temperaturfluktuationen weit weniger ins Gewicht fallen als bei der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit. Als Testsubstanzen wurden verschiedene Polyalphaolefine, ein Grundmaterial für synthetische Schmierstoffe, wie auch kommerzielle Motorenöle verwendet. Zur Variierung der Viskosität der Testzubstanzen wurden Messungen bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt und mit Eichmessungen eines Kapillarviskosimeters verglichen. Die aus störungstheoretischen Überlegungen vorausgesagte wurzelförmige Abhängigkeit des Produkts aus dynamischer Viskosität und Dichte einer newtonschen Flüssigkeit konnte sehr gut bestätigt werden. Des weiteren wurden auch Messungen mit maxwellschen Flüssigkeiten durchgeführt. Auch hier konnten die theoretischen Überlegungen unter Berücksichtigung der Schersteifigkeit der Testsubstanzen experimentell bestätigt werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt im Nachweis von Additiven. Wird die Sensoroberfläche mit einem speziellen Film beschichtet, der spezifische Wechsewirkungen mit einem Additiv eingehen kann, so läßt sich dieser Stoff aus der Sensorreaktion detektieren. So haben Messungen gezeigt, dass sich mit dem Sensorsystem z.B. Haftvermittler nachweisen lassen.

Wagner, M.

• Ultraschallreinigung von getauchten Membranen zur Aufbereitung von Trinkwasser aus Oberflächenwasser [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Lauterborn, W. Urban and M. Wagner
[A]

Mikro- und Ultrafiltrationsanlagen haben in jüngerer Zeit einen exponentiellen Anstieg zu verzeichnen. Diese Technik bietet bei geringen erforderlichen transmembranen Druckdifferenzen eine sehr hohe Sicherheit bezüglich der Elimination von partikulären Inhaltsstoffen und pathogenen Keimen. Weiterhin sind zahlreiche Membranmaterialien mit unterschiedlichsten Eigenschaften, sowie daraus resultierenden unterschiedlichen Modultypen verfügbar, die damit genau auf den Anwendungsfall abgestimmt werden können. Eine grundsätzliche Problematik stellen aber Fouling und Scaling auf Membranoberflächen dar, die die Leistungsfähigkeit der Membranen in kurzer Zeit vermindern können. Da hier meist ein erheblicher Einsatz von Chemikalien notwendig wird, wurde eine zweistraßige Versuchsanlage mit getauchten Membranen und einer Leistung von 400l/h und Straße entwickelt, bei der auf Chemikalien verzichtet wurde. Stattdessen werden die Membranmodule, die reales Oberflächenwasser aus dem Rhein filtrieren, mit Wasser und Luftüberströmung rückgespült und eines zusätzlich mit Ultraschall behandelt. Wie der Ultraschall auf die Membran wirkt, welche Reinigungsleistung erzielt werden kann und ob er die Trennleistung der Membran beeinflusst, soll dargestellt werden. Dazu wird über eine Online-Trübungsmessung und Partikelzählung sowie über eine Messung chemisch-mikrobiologischer Parameter eine Qualitätskontrolle des Permeates vorgenommen. Vorversuche hatten bereits ergeben, daß die polymeren Membranmaterialien bei bestimmten Frequenzen nicht zerstört werden, aber dennoch abgereinigt werden können.

Wagner, P.S.

• Automatische Prominenzetikettierung einer Datenbank für die korpusbasierte Sprachsynthese [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  P.S. Wagner, S. Breuer and K. Stöber
[A]

Neuere, konkatenative Verfahren innerhalb der Sprachsynthese ben''otigen große, auf verschiedenen phonetischen, prosodischen und linguistischen Ebenen annotierte Datenbanken für eine optimale Einheitenauswahl. Die manuelle Etikettierung gesprochener Sprache mit prosodischen Einheiten ist ein aufwendiges Verfahren, welches insbesondere bei großen Datenbanken schwer durchzuf''uhren ist. Eine dieser prosodischen Einheiten ist die wahrgenommene Prominenz von Silben. Sie ist aufgrund ihres perzeptiven Charakters für die Sprachsynthese von besonderem Interesse, da hierbei h''orerzentriert st''arker oder weniger betonte Einheiten -je nach Syntheseansatz- ausgew''ahlt oder modelliert werden m''ussen. Die perzeptive Prominenz von Silben steht zwar in engem Zusammenhang mit akustisch-prosodischen Gr''oßen (Dauer, F0, Intensit''at), h''angt aber zus''atzlich von abstrakten linguistischen Kategorien wie u.a. der Wortart, der Hauptbetonung im Wort, der Stellung des Wortes in der Phrase sowie der Silbenstruktur ab. In vorherigen Untersuchungen wurden zur Vorhersage von Prominenzen CART-B''aume auf prosodischen Datenbanken des Deutschen und Englischen trainiert. Auf unabh''angigen Testdaten ergaben sich dabei hohe Korrelationen zwischen vorhergesagten und manuell bestimmten Prominenzwerten, welche mit denjenigen zwischen verschiedenen Labellern vergleichbar sind. Daher wird die beschriebene Methode nunmehr eingesetzt, um eine große Sprachdatenbank (ca. 3 Stunden gelesene deutsche Sprache) automatisch mit Prominenzwerten zu etikettieren, wobei akustische und linguistische Parameter ber''ucksichtigt werden. Die Ergebnisse einer solchen Etikettierung eignen sich sowohl als zus''atzliches Kriterium bei der Einheitenauswahl innerhalb der korpusbasierten Sprachsynthese, als auch als Datenmaterial für weitere phonetische und linguistische Grundlagenforschung.

Wagner, S.

• Forschungsarbeiten am IAG im Rahmen des Forschungsprojekts SWING+ [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Guidati, J. Ostertag and S. Wagner
[A]

Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Verbundprojekt SWING+ (Simulation of Wing Inflow Noise Generation) befasst sich mit der numerischen Vorhersage der Schallabstrahlung von Hochauftriebskonfigurationen. Ziel des Projekts ist es, Verfahren zu entwickeln, mit welchen bereits während der Entwurfsphase von Flugzeugkomponenten schnelle und zuverlässige Vorhersagen zur Lärmabstrahlung möglich sind. Der erste Schritt dorthin setzt voraus, dass die für die Lärmabstrahlung verantwortlichen Mechanismen ge-nauer untersucht, erkannt, verstanden und letztlich modelliert werden. Das Institut für Aerodynamik und Gasdynamik (IAG) der Universität Stuttgart entwickelt in-nerhalb des Projekts SWING+ ein Lärmvorhersagekonzept, das auf der Akustischen Analo-gie von Lighthill basiert. Für die Beschreibung des Strömungsfelds und damit des Quellterms werden Lösungen von RANS-Rechnungen (Reynolds-averaged Navier-Stokes) verwendet, auf deren Basis eine Verteilung der turbulenten kinetischen Energie ermittelt werden kann. Die Wellengleichung wird mittels einem Randelementverfahren (Boundary Element Method) numerisch gelöst. Die so erhaltenen Größen werden zur Modellierung des Quellterms ver-wendet und die Lärmabstrahlung mit dem entwickelten Verfahren SATIN (Statistical Appro-ach to Turbulence Induced Noise) berechnet. Alle im Projekt entwickelten Verfahren zur Lärmvorhersage werden an einfachen Testfällen, welche jeweils einzelne an einer Hochauftriebskonfiguration auftretende Schallmechanismen wiedergeben, validiert. Hierzu liefert das IAG die entsprechenden aerodynamischen und a-kustischen Messdaten, die in umfangreichen Messkampagnen ermittelt und allen Projekt-partnern bereitgestellt werden. Während die aerodynamischen Messungen im Laminarwind-kanal des IAG durchgeführt werden, finden die akustischen Untersuchungen im Akustischen Windkanal Braunschweig des DLR statt. Hierbei kommen neben dem dort eingebauten Hohlspiegel das Akustisches Array Stuttgart (AAS) zum Einsatz. Es werden die Ergebnisse von experimentellen Untersuchungen und ersten Simulationen mit SATIN vorgestellt und miteinander verglichen.

Walger, M.

• 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.

Walk, M.

• Eine neue Konstruktionsweise für Holzdecken mit niedrigem Trittschallpegel [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Walk and B. Keller
[A]

Eine neue Konstruktionsweise für Holzdecken mit niedrigem Trittschallpegel Autoren: M. Walk und B. Keller, ETH Zürich, Professur für Bauphysik Abstract: Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Holzdeckenelements mit sehr guten Schallschutzeigenschaften. Im Mittelpunkt steht dabei die Trittschalldämmung der Rohdecke ohne zusätzliche Schichten. Es wurde ein neuer Ansatz entwickelt, der sich dadurch auszeichnet, dass die Gehfläche frei auf einer Schüttgutschicht (z.B. Sägemehl) schwimmt, die bekanntermassen eine hohe innere Reibung aufweist. Im Normprüfstand gewonnene Ergebnisse zeigen, dass sehr gute Normtrittschallpegel unter 60dB erreicht werden. Der Einfluss verschiedener Parameter auf den Schalldurchgang wurde systematisch untersucht.

• Hochschalldämmendes Holzdeckensystem mit Schüttgutfüllung [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Walk and B. Keller
[A]

Frühere Erkenntnisse (vgl. DAGA 2000) haben gezeigt, dass mit zweischaligen Holzdeckenkonstruktionen, deren Schalen durch eine Schüttgutschicht akustisch vollkommen voneinander abgekoppelt sind, sehr gute Normtrittschallpegel erreicht werden. Der Beitrag stellt ein auf dieser Basis entwickeltes Holzdeckensystem vor, welches sich durch hohen Vorfertigungsgrad und geringen Montageaufwand auszeichnet. Es erreicht als Rohdecke Normtrittschallpegel unter 60 dB, mit Teppich sogar deutlich unter 50 dB. Im Zuge der Entwicklung wurde der Einfluss des Tragbalkenabstandes auf die kritischen Eigenfrequenzen, und damit auf die Schalldämmwerte untersucht.

• Entwicklung von Simulationsmethoden für haustechnische Benutzungsgeräusche [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Walk, F. Emrich and F. Leuthardt
[A]

Die Schweizer Norm SIA 181 ''Schallschutz im Hochbau'' legte bereits 1988 Grenzwerte für Benutzungsgeräusche von haustechnischen Anlagen fest. Da diese Geräusche ihrer Natur nach einer starken individuellen Streuung von Benutzer zu Benutzer bzw. von Messgruppe zu Messgruppe unterliegen, führten diese Grenzwerte zu einer beträchtlichen Planungsunsicherheit. Um hier Abhilfe zu schaffen, sollen in der überarbeiteten Fassung der Norm für die wichtigsten Benutzungsgeräusche Simulationsmethoden angegeben werden, die eine wesentlich bessere Reproduzierbarkeit von Messergebnissen gewährleisten. Gegenstand dieser Untersuchung ist die Validierung unterschiedlicher Simulationsgeräte im Vergleich zu manuell ausgelösten Anregungen durch Messungen sowohl im Labor, als auch in realen Bausituationen in verschiedenen Landesteilen der Schweiz. Zum Einsatz kamen das Kleinhammerwerk nach Gösele, sowie verschiedene Schlaggeräte zur Erzeugung von Einzelimpulsen. Die Terzbandspektren und A-bewerteten Schallpegel der Originalgeräusche wurden mit denen der vorgeschlagenen Simulationsgeräte verglichen. Die Resultate zeigen, dass mit einem optimierten Fallhammer ein den Originalgeräuschen gut entsprechender Spektrenverlauf erzielt werden kann, allerdings mit einem deutlich höheren Pegel, so dass neben der besseren Reproduzierbarkeit der Messungen auch die einfachere Durchführbarkeit gewährleistet ist. Zum Vergleich mit Anforderungswerten müssen daher noch Pegelkorrekturen berücksichtigt werden, deren Werte aus den Messresultaten bestimmt wurden. Dagegen produziert das Kleinhammerwerk nach Gösele deutlich weniger tieffrequente Geräuschanteile als die meisten Originalgeräusche und eignet sich damit nur für spezielle Benutzungsgeräuscharten als Simulationsgerät.

Walker, E.

• Study of various situations of dominance of combined noise sources (road and railway) [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Walker, M. Raimbault, C. Lavandier and C. Cremezi-Charlet
[A]

Previous studies on the evaluation of combined noise sources show that it is useful to distinguish various classes of dominance, according to a difference 5 dB between the levels of each source (road or rail). In order to improve the evaluation of these situations, several classes of dominance were compared according to the characteristics of their temporal criteria for various periods of the day (graph of LAeq time pattern and several calculated acoustic indices). The analyses confirm that the situations of combined noise sources are characterized in various ways depending on their exposure to the noise, since classes of dominance are not only shaped by the difference in sound level (LAeq) but also by features related to the sound signal itself, such as the outline, the kind, the duration and the level of emergences. The dominance of railway and road noise are thus fairly determined by this characteristics. On the other hand, the situations with no dominance have different sub-classes according to the position of the roadway and the railway facing the building. The analysis of these situations is then similar either to the dominance of railway or road, depending on the various cases of positioning studied. These results consequently demonstrate the limits of usual physical descriptors to distinguish various situations of combined noise sources.

• New indicators for time patterns of combined noise sources (road and railway) [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Raimbault, E. Walker, C. Lavandier and C. Cremezi-Charlet
[A]

Previous studies on combined noise sources show an ambiguity in the evaluation of the temporal characteristics of road traffic noise (continuous but also discontinuous for short periods) versus railway noise (short, abrupt but also recurring for a long period). To pursue this issue further, listening tests were carried out in a semi-anechoic room. Sound stimuli were shaped mixing noises of trains (high speed train, regional and suburban trains, freight) with various road traffic types (with or without truck presence). Both measurements and investigations show that temporal features are more marked in distinguishing train noises. The assessment of railway noise is characterized by the identification of a noise source, related to specific time patterns, whereas road traffic noise is mainly described through expressions related to space. The recognition or not of truck presence is then a second criterion for characterising various categories of traffic. In the same time, the study of acoustic descriptors reveals the inadequacy of the usual codings of noise sources, based on the analysis of the LAeq time pattern. In view of these results, new temporal indicators are needed to describe each phenomenon respectively. However, analysis of the judgements of the time patterns shows variations between subjects, which are problematic for shaping annoyance indicators.

Wallbrecher, J.

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

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

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

Wallhäußer-Franke, E.

• Ein Modell zur Entstehung von Tinnitus im zentralen auditorischen System auf der Grundlage neurophysiologischer Untersuchungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Langner and E. Wallhäußer-Franke
[A]

Das Phantomgeräusch Tinnitus ist zumeist mit einem Hörschaden verbunden. Nach unseren Untersuchungen am Tiermodell führen Hörschäden durch hoch-dosiertes Aspirin oder ein Knalltrauma -im Gegensatz zur Erwartung vieler Hörphysiologen- zu unterdrückter Aktivität in der aufsteigenden Hörbahn. Dies konnte mit Hilfe der 14C-2-Deoxyglukosemethode bei Rennmäusen gezeigt werden. Gleichzeitig konnten wir aber einen nur durch Tinnitus erklärbaren erhöhten Stoffwechsel im Hörcortex aufzeigen. Mit c-fos-Immunohistochemie konnten wir weiterhin plastische Veränderungen im Hörcortex und in emotions- und aufmerksamkeitssteuernden Gehirnstrukturen (Amygdala) nachweisen. Eine Korrelationsanalyse der Aktivierungen verschiedener Hirnareale nach einem Schalltrauma weist auf eine starke Interaktion des auditorischen und limbischen Systems bei der Tinnitusentstehung hin. Auf der Basis unserer experimentellen Befunde haben wir ein Modell zur zentralen Tinnitusentstehung entwickelt. Hierfür wurden vier Verarbeitungsschichten des Hörsystems mit jeweils 100 ,Neuronen' simuliert. Die Funktion der unteren Ebene beschränkte sich darauf, die Frequenzabstimmung und damit Flanken und Spitzen im Bereich des Hörschadens durch laterale Inhibition zu verschärfen. Rückkopplung zwischen den beiden oberen Schichten kann diese dann soweit verstärken, daß schon nach kurzer Zeit eine starke Aktivierung erreicht wird. Im Gehirn wird die Stärke der Rückkopplung zwischen Cortex und Thalamus vermutlich durch das limbische System kontrolliert.

Wallhoff, F.

• Speaker Identifikation - Comparing Linear Regreession Based Adaptation and Acoustic High-Level Features [DAGA 2005 (München)]
  F. Wallhoff, B. Schuller and G. Rigoll
[A]

Im Rahmen heutiger Spracherkennungsaufgaben ist neben der sprecherunabhängigen Erkennung fließend gesprochener Sprache zudem auch die Erkennung und Identifikation des jeweiligen Sprechers interessant geworden. So können beispielsweise automatische Transkriptionen in Sitzungsszenarien (Wer sagt was?) oder Biometrie-basierte Authentisierungen als Anwendung in Frage kommen.

Bei der hier vorgestellen Arbeit soll es zunächst das Ziel sein, die besonderen, sprecherabhängigen Eigenschaften zuvor aufgenommener kurzer Audio-Dateien zu isolieren. Diese sprecherspezifischen Eigenschaften können dann als Abstandsmaß zu einem existierenden sprecherunabhängigen System verwendet werden. In einem zweiten Schritt kann dann anhand dieses Maßes durch Vergleiche der ähnlichste Referenzsprecher gefunden werden.

Als Basis der extrahierten Sprechermerkmale dienen die in der klassischen Statistik basierten Spracherkennung bekannten MFCC-Koeffizienten, sowie weitere aus dem Sprachsignal abgeleitete Attribute. Die Leistungsfähigkeit des vorgestellten Systems soll an einer speziell für diese Aufgabenstellung entworfenen Datenbank gemessen werden.

Wallmann, S.

• Aktive Verminderung tieffrequenter Strahlpulsationen an Freistrahlwindkanälen [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. von Heesen, G. Wickern and S. Wallmann
[A]

Tieffrequente Strahlpulsationen sind eine unerwünschte Eigenschaft vieler Freistrahl-Windkanäle. Die Modulation der Strahlgeschwindigkeit verfälscht die aerodynamischen und die akustischen Messungen. Üblicherweise werden die Kanalpulsationen durch soganannte ''Seiferth-Flügel'' an der Düse vermieden, die die großvolumigen Wirbelstrukturen der Strahlgrenzschicht zerstören. Für aeroakustische Windkanäle sind Seiferth-Flügel jedoch unakzeptabel, da sie hochfrequente Störgeräusche erzeugen. Es werden experimentelle Untersuchungen über die Ursache der Pulsationen vorgestellt. An einem 1:20-Modell des neuen Aeroakustik Windkanals der Audi AG wurde ein neuartiges aktives System erprobt, das die Strahlinstabilitäten beseitigt, ohne zusätzliche Störgeräusche zu produzieren. Aufgrund der Erfahrungen mit dem Modellkanal wurde der 1:1-Kanal bei Audi mit einem aktiven System ausgerüstet. Dieses System ermöglicht zuverlässige aerodynamische und aeroakustische Messungen über den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Kanals.

Walter, F.

• Praktische Aspekte beim Einsatz von ANC-Systemen in PKW [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Schirmacher, R. Lippold, F. Steinbach and F. Walter
[A]

Beim praktischen, seriennahen Einsatz von ANC-Systemen in PKWs gilt es, zahlreiche Aspekte zu berücksichtigen, die in der 'klassischen' Lehrbuch-Theorie nicht enthalten sind und für erste experimentelle Demonstrationen vernachlässigt werden dürfen. Dazu zählen beispielsweise Fragen der Stabilität und Robustheit bei Änderungen der Randbedingungen (Temperatur, Besetzungszustand, Fensteröffnung, etc.), Qualität und Verfügbarkeit von Eingangsdaten, Streubandbreiten von Komponenteneigenschaften, Anforderungen an einzusetzende Komponenten ode auch Robustheit gegen Komponentenausfälle und gezielte Störungen.

Der Vortrag stellt ausgewählte Aspekte dar und zeigt, wie diese in einem ANC-System berücksichtigt werden können.

• Untersuchungen zur Wahrnehmbarkeit von Nachhall [DAGA 2008 (Dresden)]
  G. Engel and F. Walter
[A]

Als Maß für die subjektiv wahrnehmbare Halligkeit eines Raumes wird üblicherweise die Nachhallzeit (T60 bzw. EDT) verwendet. Speziell bei großen oder ungewöhnlich gestalteten Sälen passen aber oftmals die Messgrößen nur schlecht zur während einer Aufführung wahrgenommenen Halligkeit.

Mit Hilfe eines Systems zur elektroakustischen Beeinflussung der Raumakustik wurden Untersuchungen durchgeführt, um das Verständnis vom Zusammenhang zwischen subjektiver Klangwahrnehmung und messtechnisch erfassbaren Eigenschaften des Nachhalls zu verbessern.

Die Verwendung des elektronischen Raumakustiksystems ermöglicht dabei den Einsatz realer Schallquellen und vermeidet die Einschränkungen von Kunstkopfaufnahmen.

Walter, J.

• Eine Datenbank für deutsche Sprache mit Lombard-Effekt [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Köster, C. Pörschmann and J. Walter
[A]

In Zukunft werden Synthesesysteme zunehmend in Dialogsystemen genutzt. Hierbei kann es durchaus vorkommen, daß die Synthese in einer lärmerfüllten Umgebung gehört werden muß. In dem vom BMBF geförderten Forschungsprojekt Verbmobil ist dies z.B. der Fall. Hier soll die Synthese so angepaßt werden, daß ihre Qualität für den Zuhörer bei gestörter Kommunikations-Situation nur in dem Maße zurückgeht, wie es auch bei einem natürlichen Sprecher der Fall wäre. Der Mensch verfällt in einer solchen Situation unbewußt in eine andere Sprechweise, er spricht mit Lombard-Effekt. Zur Analyse dieser Sprechweise war das Ziel, eine Sprachdatenbank mit Lombard-Sprache zu erzeugen. Für die Analyse ist es wichtig, die zur Herbeiführung des Effekts notwendigen Umgebungsgeräusche bei der Aufnahme möglichst auszublenden. Aus diesem Grund werden die Störgeräusche dem Sprecher über Kopfhörer dargeboten. Hierbei stellt sich die Frage, wie stark der Einfluß des Kopfhörers auf die Sprechweise des Datenbank-Sprechers ist. Wird der Lombard-Effekt durch das Tragen des Kopfhörers verfälscht, und wenn ja, in welcher Weise? Um diese Frage zu beantworten, wurden Sprachaufnahmen mit und ohne Simulation der Eigenwahrnehmung des Sprechers erstellt. Die Eigenwahrnehmung wird durch das Tragen des Kopfhörers empfindlich gestört. Mit der Simulation versucht man, diesen Einfluß des Kopfhörers zu dämpfen. Die Sprachdaten wurden mit Blick auf sprachbeschreibende Parameter wie Formantfrequenzen, Spectral Tilt, Energie in Frequenzgruppen, Grundfrequenz und Lautlänge, u.v.m. untersucht und die beiden verschiedenen Aufnahmearten bei der statistischen Analyse gegenübergestellt. Die Unterschiede werden in dieser Arbeit aufgezeigt.

Wang, L.

• Reflector Responses: A Comparison Between ODEON's Modified Ray Tracing Algorithm and a Filtered Boundary Element Method Model [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Rathsam, L. Wang, J.H. Rindel and C.L. Christensen
[A]

The biggest challenge for geometrical room acoustic computer models is to capture complex wave phenomena while maintaining the low computational load of the ray tracing algorithm. Special corrections must be added to the ray tracing algorithm to account for wave phenomena such as edge diffraction, which are ignored by classical geometrical acoustics. ODEON, a well-known geometrical computer model, is in the process of upgrading its ray tracing and scattering algorithm. The new algorithm allows users to specify transmission through reflector panel arrays. To aid in the development of ODEON's new algorithm, its predictions are compared with predictions from a boundary element method (BEM) model. The computationally intense BEM model is shown to be very accurate in predicting the response from single- and multi-panel reflector arrays. Comparisons will be shown for several reflector arrays of varied size and density. The BEM results have been filtered into octave bands for ease of comparison.

Warnecke, V.

• Schallimmission auf der Deutschen Antarktisexpedition 2002 [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Fürst and V. Warnecke
[A]

Während der XXII. Überwinterungskampagne auf der deutschen Antarktisstation ''Alfred Neumayer'' des Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung wurde während der Überfahrt mit dem Forschungsschiff ''Polarstern'' und während der Überwinterung in der unter dem Eis befindlichen Forschungsstation Schalldruckpegel gemessen. Die Messungen erfolgten in den Mannschaftsräumen und Schlafräumen der Forscher. Sowohl auf dem Schiff (Antriebsdiesel) als auch in der Station (Energieversorgung mit ständig laufendem Dieselmotor) sind neben Klimageräuschen insbesondere die Körperschalleintragung der Motoren immissionsprägend. Daneben sind in den Laboren Schalldruckpegel durch Messgeräte und Computer auffällig. Innerhalb oberirdischer Stationen treten teilweise sehr erhebliche Windgeräusche auf. Die Schallimmissionen sind je nach Beobachtungsstandort sehr unterschiedlich. Es treten deutliche tieffrequente Anteile hervor. Außenmessungen sind wegen der Temperaturen im zweistelligen Minusbereich nicht möglich. Die Messergebnisse innen der Schalldruckpegel und Frequenzanalysen werden vorgestellt.

Waroquier, L.

• Geräuschminderung in Schienenfahrzeugen durch Anwendung der Statistischen Energieanalyse [SEA] [DAGA 2003 (Aachen)]
  L. Waroquier
[A]

Da Prototypen in der Schienenfahrzeugindustrie üblicherweise nicht mehr gebaut werden, sind Berechnungsprogramme für die Ingenieure eine wichtige, sogar notwendige, Hilfe für die Bewertung von akustischen Maßnahmen geworden. Auf Grund von großen Strukturabmessungen und hohen Eigenmodendichten der Schienenfahrzeuge wird die Statistische Energie Analyse häufig verwendet. So lassen sich z. B. Schalldämmaße von typischen Seitenwänden oder Fußböden berechnen sowie Körperschall- und Luftschallanteile am Gesamtschalldruckpegel von Fahrgasträume ermitteln. Um die immer strengeren Anforderungen der Kunden bzw. Richtlinien (wie TSI) an die Fahrzeuggeräusche sowie an Kosten und Gewicht einzuhalten, wurde ein Prognosenmodel mittels der SEA für einen Regionalzug erstellt. Die daraus resultierenden Berechnungs- und Meßergebnisse werden in diesem Vortrag gegenübergestellt. Es wird gezeigt, wie das Model aufgebaut und validiert wurde. Abschließend werden Maßnahmen zur Geräuschminderungen erarbeitet und das Verminderungspotential aufgezeigt.

Warsitz, E.

• Mehrkanalige Sprachsignalverarbeitung durch adaptives Eigenbeamforming für Freisprecheinrichtungen im Kraftfahrzeug [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E. Warsitz and R. Häb-Umbach
[A]

Für die Nutzung von Freisprecheinrichtungen im Kraftfahrzeug sind Verfahren zur Echokompensation und Rauschunterdrückung unerlässlich. Dabei werden üblicherweise einkanalige Verfahren eingesetzt, obgleich mehrkanalige Verfahren zur Sprachsignalverbesserung mittels Beamforming im Allgemeinen bessere Ergebnisse erzielen. Der Generalized Sidelobe Canceller (GSC) nach Griffith und Jim stellt hierbei die wohl am häufigsten eingesetzte Methode zum akustischen Beamforming dar, führt jedoch drei wesentliche Probleme mit sich: Es ist notwendig die Sprecherrichtung zu kennen, im Falle von diffusem Hintergrundrauschen ist keine signifikante Rauschunterdrückung zu erzielen und es wird von einer Schallausbreitung nur über die direkten Pfade zwischen Sprecher und Mikrophonen ausgegangen. Eine fehlerhafte Positionsschätzung und die Anwendung in verhallten Räumen kann dann zur Auslöschung des Nutzsignals führen, welche durch die Erweiterung des GSCs nach Hoshuyama reduziert werden kann.

In dieser Arbeit wird ein von uns entwickeltes Beamforming-Verfahren auf die Problemstellung der mehrkanaligen Rauschunterdrückung im Kfz angewendet. Dieses basiert im Frequenzbereich auf dem Kriterium der Maximierung des Signal-zu-Rauschverhältnisses am Beamformer-Ausgang für jede Spektralkomponente und führt zu einer verallgemeinerten Eigenwertzerlegung bezüglich der beiden Matrizen der Kreuzleistungsdichtespektren von Sprache-plus-Rauschen einerseits und dem reinen Rauschsignal andererseits. Dabei ergeben sich die optimalen Filterkoeffizienten gerade durch den Eigenvektor korrespondierend zu dem größten Eigenwert. Wir konnten bereits zeigen, dass der von uns hergeleitete Adaptionsalgorithmus eine schnelle Online-Bestimmung des dominanten Eigenvektors ermöglicht. Außerdem haben wir demonstriert, wie frühe, starke Reflexionen konstruktiv dem Nutzsignal überlagert werden und dass eine hohe Rauschunterdrückung für näherungsweise diffuse Störfelder in Räumen erzielbar ist. Hier präsentieren wir Ergebnisse bezüglich des SNR Gewinns beim Einsatz des Eigenbeamformers in einem Kfz und vergleichen diese mit dem Griffith-Jim GSC und der robusten Realisation nach Hoshuyama.

• Zweistufige Sprache/Pause-Detektion in stark gestörter Umgebung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E. Warsitz, R. Häb-Umbach and J. Schmalenströer
[A]

Bei der Verarbeitung von Sprachsignalen in Freisprechanlagen ist üblicherweise eine Störgeräuschreduktion notwendig. Dazu bedarf es einer möglichst guten Schätzung des Rauschspektrums, welches zu entfernen ist. Grundsätzlich können die Verfahren hierbei in zwei Klassen eingeteilt werden: Zum einen kann mit Hilfe der so genannten Minimum-Statistik-Methode eine kontinuierliche Schätzung erfolgen und zum anderen ist eine abschnittweise Mittelung des Rauschens in Sprachpausen durch Verwendung einer Sprache/Pause-Detektion möglich. Letzteres Vorgehen hat den Vorteil für weitere Verarbeitungsschritte die Information über Sprachaktivität bereit zu stellen. Problematisch wird jedoch eine solche Detektion bei einem sehr niedrigen Signal-zu-Rausch-Verhältnis, wie z. B. in einem Kraftfahrzeug.

Hier soll ein robustes zweistufiges Verfahren zur Sprache/Pause-Detektion vorgestellt werden, welches in einem ersten Schritt eine grobe Entstörung des Sprachsignals mittels Wiener Filterung und mit Hilfe der Minimum-Statistik-Methode vornimmt. In einem zweiten Schritt erfolgt dann der Einsatz einer effizienten Sprache/Pause-Detektion basierend auf einem Energiekriterium. Die Leistungsfähigkeit der vorgeschlagenen zweistufigen Methode wird im Vergleich zu anderen Verfahren zur Sprache/Pause-Detektion untersucht. Insbesondere eine sichere Unterteilung des Signals in Sprach- und Pause-Segmente bei niedrigen Signal-zu-Rausch-Verhältnissen ist hierbei von großem Interesse.

• Projekt Amigo - Sprachsignalverarbeitung im vernetzten Haus [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Schmalenströer, R. Häb-Umbach and E. Warsitz
[A]

Ziel des integrierten Projektes Amigo (''Ambient Intelligence for the networked home environment'') im 6. EU Rahmenprogramm ist die Verbindung der Bereiche Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte, mobile Kommunikationsgeräte und Computer in der vernetzten Hausumgebung. Hierzu wird eine quelloffene, standardisierte und interoperable Middleware zur Verbindung von Geräten und Bereitstellung von Diensten entwickelt. Amigo ist als Kontext bewusstes System mit einer intelligenten, multi-modalen Benutzerschnittstelle angelegt. Neben expliziten Benutzereingaben, wie Sprach- und Gestenerkennung, wird das System auch implizite Informationen gewinnen und auswerten. Metadaten über Themengebiete bei Gesprächen, Nutzergewohnheiten und soziale Komponenten können somit für neue, attraktive Dienste kombiniert werden. Sprache, als natürlichste Art der Kommunikation, bildet eine der Kernkomponenten der Amigo Benutzerschnittstelle. Unsere Aufgabe hierbei ist neben der Aufnahme und Auswahl der akustischen Signale, der Störunterdrückung und Echounterdrückung auch die Bestimmung von impliziten Benutzereingaben aus den akustischen Signalen. Diese Kontextinformationen werden in der akustische Szenenanalyse aus den Audiosignalen gewonnen. Die bekannte Fragestellung ''Wer spricht Wann'' wird hierbei von uns um die Positionsinformation ''Wo'' erweitert. Metadaten sind hierbei Sprachaktivitätsdetektion, Sprecherwechselerkennung, Sprecherpositionsschätzung und Sprecheridentifikation. Randbedingung für Algorithmen im Amigo System ist eine näherungsweise echtzeitfähige Laufzeit der Algorithmen bei niedrigen Latenzzeiten. Die von uns eingesetzten Verfahren kombinieren Informationen der verschiedenen Komponenten der akustischen Szenenanalyse zur Verbesserung der Metadaten.

• Blinde akustische Strahlformung für Anwendungen im KFZ [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Krüger, E. Warsitz and R. Häb-Umbach
[A]

Mikrofongruppen ermöglichen eine qualitativ hochwertige Sprachaufnahme im KFZ, die sowohl vom Fahrer als auch von Mitfahrern genutzt werden kann.

In diesem Vortrag werden zwei neuartige akustische Strahlformungsalgorithmen für einen Einsatz im KFZ diskutiert. In beiden Verfahren ist für jede Frequenzkomponente der Eigenvektor zum größten Eigenwert eines verallgemeinerten Eigenwertproblems (GEV: generalized Eigenvalue) zu bestimmen:

- beim GEV-PF Strahlformer stellen die Filterkoeffizienten gerade obigen Eigenvektor dar. Sprachverzerrungen werden mit einem einkanaligen Nachfilter (PF: Postfilter) kompensiert.

- der GEV-GSC ist ein Strahlformer in der Struktur eines ''Generalized Sidelobe Cancellers'' (GSC), deren Blocking Matrix auf obiger Eigenvektorzerlegung basiert.

Beide Strahlformer berücksichtigen explizit Abweichungen von der Freiraumausbreitung und räumlich korreliertes Rauschen. Außerdem können sie beide als blinde Strahlformer realisiert werden, d.h. sie benötigen weder die Kenntnis der Sprecherrichtung noch der Mikrofonanordnung. Auch kann die Adaption selbst bei Vorhandensein von gerichteten oder ungerichteten Störungen durchgeführt werden. Für die Bestimmung des Eigenvektors wurde ein schneller iterativer Vektoralgorithmus eingesetzt. Während der GEV-PF sehr schnell adaptiert, erreicht der GEV-GSC insgesamt eine höhere Rauschunterdrückung.

In diesem Beitrag werden die spezifischen Vor- und Nachteile der beiden Anordnungen für eine Anwendung im KFZ diskutiert. Mit einer Kombination der beiden Varianten lassen sich deren jeweiligen Vorteile gemeinsam nutzen.

Warusfel, O.

• Binaural rendering assessment in the context of augmented reality
  O. Warusfel, O. Delerue and I. Viaud-Delmon
[A]

The paper presents recent work undertaken on binaural rendering in the context of the European project LISTEN, dedicated to augmented reality (AR) and museum applications. Thanks to wireless technology applied to audio transmission and tracking systems, binaural synthesis, up to now confined to laboratory contexts, may be applied to create large scale immersive and interactive virtual sound scenes. In these applications, the visitor, equipped with motion-tracked wireless headphones, explores a real space seamlessly augmented by an interactive audio content. The virtual sound scene, composed of sound sources disseminated in the space and of associated room effects, is rendered using binaural synthesis, the only technique allowing fully controlled localization cues. The paper reminds the different implementation approaches for binaural rendering and the remaining issues often commented in the litterature, such as the front-back localization ambiguity and the need for an individual morphological adaptation. However, the introduction of the 3D sound modality in augmented environments highlights the need for a better understanding of multi-sensorial integration mechanisms, since the context involves user's navigation and perception-action mechanisms linked to auditory versus idiothetic interactions. Moreover, augmented reality also allows the use of non physical or realistic laws, when modelling distance effects, auditory perception field or room reflexions. Therefore, conventional localization performance tests, usually applied for assessing binaural rendering quality, should be replaced in a multimodal scheme focusing on the congruence of the virtual world and on the user's ability to fulfil a navigation task or to build a cognitive spatial map of the proposed world.

• Virtual Ventriloquism [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  I. Viaud-Delmon, L. Sarlat and O. Warusfel
[A]

Virtual reality (VR) represents a set of computer technologies, which allow users to interact with a three-dimensional, computer-generated environment in real time. VR is starting to be used in psychophysics experiments as well as in psychological therapy around the world. VR provides a way to immerse a user in an environment in which the interaction between different sensory modalities can be controlled. Therefore VR represents an interesting tool to study the integration of space-related multisensory information in human and its disorders. Incorporating real-time updated 3-D sound to virtual reality technologies addresses several issues. If there seems to be a consensus on the fact that 'presence' is improved by 3-D sound, little is known about how an auditory virtual environment (VE) should be designed so that it does not interfere with the visual VE. It is well known that discrepancies in the location of synchronized auditory and visual events can lead to mislocalizations of the auditory source, so-called ventriloquism. In two experiments, we tested whether such cross-modal influences on auditory localization could be observed after an immersion in a VE. Auditory stimuli were presented via headphones (HRTFs) and were presented in synchrony with virtual visual events. We observed that the association of virtual auditory and visual stimuli could lead to a 'complete' remapping of auditory space, including stimulus locations not presented during the VR immersion. It is therefore possible to induce a ventriloquist effect with VR, which can not be interpreted in terms of a simple visual biasing of auditory localization.

• Influence of the ears canals location on spherical head model for the individualized interaural time difference [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Busson, R. Nicol and O. Warusfel
[A]

The spatialization rendering with binaural synthesis is still limited by the individualization of the spatial filters, which are usually composed of a pure delay for the interaural time difference (ITD) and a minimum-phase filter for the spectral cues. This paper deals with the individualization of the ITD based on physical modeling. Individualized ITDs are well predicted by a spherical-head model with a customized radius derived from an empiric linear combination of three head anthropometric parameters describing the listener's head. However it can be observed that the constant ITD contours computed from the spherical-head model are concentric circles, whereas the constant ITD contours extracted from measured HRTFs show deviations from these circles, especially for azimuths near to the interaural axis. The location of the ears with respect to the center of the head seems to be the main factor to reproduce these deviations. The authors propose to introduce a parameter governing the ears' shifting, so as to break the symmetry of the spherical-head model. This idea leads to a new formula for the computation of individualized ITDs. The formula is tested by comparison with measured data. The authors also examine to what extent the deviations of the measured ITD along the circles contribute to the individualization. Psycho-acoustical experiments are performed to answer this question.

• Eliciting adaptation to non-individual HRTF spectral cues with multi-modal training [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Blum, B.F. Katz and O. Warusfel
[A]

This paper presents the results of a series of tests which examine the ability of subjects to adapt to non-individual Head Related Transfer Functions (HRTFs) in the context of auditory localization. Binaural presentations using the HRTF are currently limited in quality due to individual differences in the HRTF which are based on morphological variations between subjects. In contrast to studies involving adaptation methods for generating individualized HRTFs, this study concerns the ability of subjects to adapt to non-individual HRTFs through a short interactive training experience. Two groups were evaluated in the study, one using non-individual HRTF spectral cues with individual Inter-aural Time Difference (ITD) and a second control group using individual HRTFs. Subjects were blindfolded and the binaural rendering was performed using IRCAM's Spat software. Each subject passed two localizations tests separated by a 10 min training session. The training session was presented in the context of a search-game where subjects displaced a virtual sound source (linked to the position of the subject's hand via a tracking system) to locate various virtual sound targets, all rendered binaurally. Results show that localization performance improved for the group using non-individual HRTFs, leading to errors comparable to the control group, while little improvement was found for the control group. This indicates that the improvement is not linked to the training session in general, but to a perceptual adaptation to non-individual HRTFs. Rapid adaptation to non-individual spectral cues has been shown to be possible using multi-modal interactions, in this case proprioceptive and auditory associations.

• Perceptual Spatial Exploration of WFS Soundscapes
  O. Warusfel, E. Corteel and T. Caulkins
[A]

Wave field synthesis (WFS) provides an accurate reproduction of a sound field over an extended listening area. Depending on the position of the virtual source, the wave front exhibits a given curvature and the listener can experience the continuous update of auditory localisation cues while wandering around the soundfield. Another possibility of WFS is to take into account the radiation properties of the simulated sound source in order to shape the sound field and its interactions with the reproduction room. These properties allow new listening conditions where the listener may navigate in the sound scene with consistent acoustical cues variations. This calls for new methods for spatial perception investigation where auditory perception must be integrated into a multisensorial frame. Especially, the congruence of auditory cues variations with idiothetic cues elicits the perception of the auditory spatial perspective. The study is illustrated with tests dedicated to the monitoring and perceptual assessment of sound scenes created in a WFS installation. In a first experiment, we study the necessity for maintaining independently the monitoring of the distance of sound objects through the conventional direct to reverberant ratio and through the WFS specific wave curvature control. In a second part, we study the influence of the interaction between the sound field generated by the WFS system and the reproduction room. This interaction is analysed with regard to the consistency between the resulting room effect and the actual acoustical properties of the reproduction room.

• Objective and subjective comparison of electrodynamic and MAP loudspeakers for Wave Field Synthesis [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  E. Corteel, K.-V. N'Guyen, O. Warusfel, T. Caulkins and R. Pellegrini
[A]

Wave Field Synthesis (WFS) is a multichannel sound rendering technique that allows for the synthesis of physical properties of sound fields within an extended listening area. It relies on a large number of closely spaced loudspeakers forming one or several linear arrays. Practical implementation of WFS requires simplifications to the underlying physical principles (Kirchhoff- Helmholtz and Rayleigh integrals). Real loudspeakers radiation characteristics may also contribute to alter the synthesized sound field compared to the target one. The perceptual impact of these inaccuracies relates to the more general problem of transparency of the sound rendering medium.

Two types of loudspeakers are nowadays used for WFS: array-mounted electrodynamic loudspeakers, and Multi-Actuator Panels (MAP).

The goal of this paper is to compare, at an objective and a subjective level, the transparency of Wave Field Synthesis rendering using electrodynamic or MAP loudspeakers. In a first section, the radiation properties (directivity, spatial coherence) of both electrodynamic and MAP loudspeakers are shown. Since MAP loudspeakers rely on Distributed Mode Loudspeaker (DML) technology, they exhibit a ''diffuse'' behavior (reduced spatial coherence), especially at high frequency. In a second section, diffuse filtering for WFS is introduced. It is meant as a way to replicate the diffuse properties of MAP on electrodynamic loudspeakers so as to validate their potential benefit on transparency. In a third section, objective criteria are proposed. This objective analysis is finally completed with two subjective listening experiments.

Wasko, M.

• The Numerical Investigation of Flow-Induced Sound Generation from a Simplified Alternator Geometry [DAGA 2005 (München)]
  M. Wasko and M. Fischer
[A]

At high revolution speeds, the noise from vehicle alternators is dominated by the interaction between the unsteady flow field and solid surfaces. The noise generated from these aerodynamic sources can be a significant contributor to total vehicle drive-by noise. We carry out a numerical investigation into the flow-induced noise generating mechanisms of a simplified, alternator-based geometry. This geometry is designed such that it includes the components that have an impact on the flow and acoustic field of a real alternator geometry. These include the front shield, struts, bearings, fan assembly, claw pole assembly and copper windings with ventilation slots. Subsequently we use the blade surface pressure fluctuations determined from an unsteady RANS (Reynolds-averaged Navier-Stokes) fluid dynamics solution as input into Lowson's equation for rotating acoustic sources. We compare the solution to experimental results obtained in a semi-anechoic chamber from an equivalent physical model at various speeds.

Wassiliou, T.

• Sandwichbauteile mit mikroperforierten Deckschichten [DAGA 2008 (Dresden)]
  E. Groß, T. Wassiliou and C. Thomas
[A]

Die Technische Universität Hamburg-Harburg (Institut für Zuverlässigkeitstechnik und Institut für Laser- und Anlagensystemtechnik) und Airbus (Abteilung Cabin Acoustics) haben verschiedene Möglichkeiten untersucht, die akustischen Eigenschaften von Kabinenverkleidungselementen zu verbessern. Ein Ansatz, der hier vorgestellt wird, besteht darin den aus sogenannten Sandwichpaneelen mit Wabenkern aufgebauten Kabinenverkleidungen als zusätzliche Funktion schallabsorbierende Eigenschaften zuzuweisen. Dabei wurde die Möglichkeit untersucht, die Deckschichten dieser Sandwichbauteile als mikroperforierte Paneele auszuführen. Vorgestellt werden neben einem möglichen Verfahren zur Prototypenherstellung auch der Vergleich zwischen der rechnerischen Perforationsauslegung und Absorptionsmessungen in der Alpha-Kabine sowie sich ergebende Vorteile im Transmissionsverhalten.

Waßmann, R.

• Ermittlungen des Lärmminderungspotentials von Straßenbahnen durch Optimierung des Fahrweges, Ableitungen von Bauempfehlungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  U. Lenz and R. Waßmann
[A]

Die Geräuschemissionen von Straßenbahnen werden durch das Fahrzeug selbst . aber zu einem hohen Anteil auch durch den Aufbau und Zustand des Fahrweges bestimmt. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens (Umweltbundesamt Nr. 205 05 810) wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt. Ziel des Vorhabens war es, Empfehlungen zu erarbeiten, um zukünftig die Geräuschemissionen an Straßenbahnstrecken zu senken. Hierzu wurden meßtechnische Untersuchungen an Straßen- bahnstrecken vor und nach Gleisumbau sowie weitergehende Messungen und Berechnungen im Labor durchgefürt. Weiterhin erfolgte eine umfangreiche Literatur- recherche, deren Ergebnisse in einer Datenbank abgelegt sind. Aus den zusammengefaßten Ergebnissen der Messungen und Recherche wurden allgemeine Erkenntnisse abgeleitet und Bauempfehlungen erarbeitet. Der Vortrag befaßt sich mit diesen Ergebnissen. Es zeigt sich, daß grundsätzlich ein Lärmminderungs- potential beim Schienenoberbau vorhanden ist.

Waubke, H.

• 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.

• Verwendung der zeitlichen Rücktransformation zur Berücksichtigung der Kausalität in Spektren mehrdimensionaler Fourier Transformationen [DAGA 2003 (Aachen)]
  H. Waubke and P. Balazs
[A]

Üblicherweise wird die Fourier, Hankel oder Mellin Transformation für die Transformation räumlicher Koordinaten partieller Differentialgleichungen der Dynamik angewendet. Für die zeitliche Transformation transienter Vorgänge wird üblicherweise die Laplace Transformation und für stationäre Signale die Fourier Transformation angewendet. Im weiteren soll ein einheitliches Vorgehen beschreiben werden, bei dem die Differentialgleichungen unabhängig von der Belastung in orthogonalen Koordinaten entwickelt werden und anschließend die Fourier Transformation auf alle räumlichen und die zeitliche Koordinate angewandt wird. Das lineare partielle Differentialgleichungssystem wird dabei in ein lineares Gleichungssystem überführt und sowohl homogene als partikuläre Lösung durch Matrizenrechung bestimmt. Die zeitliche Kausalität wird erreicht, indem das Spektrum zeitlich rücktransformiert wird. Nach der eindimensionalen Rücktransformation liefert die partikuläre Lösung Funktionen, die antisymmetrisch in der Zeit sind. Diese können mit Hilfe der homogenen Lösung, die symmetrische Lösungen liefert, in einseitige Funktionen umgerechnet werden. Eine Rücktransformation ist nicht erforderlich lediglich die Koeffizienten der homogenen Lösungen werden bestimmt. Sollen spektrale Greensche Funktionen bestimmt werden, so ist es erforderlich die räumliche Rücktransformation durchzuführen. Erst an dieser Stelle wird durch Koordinatentransformation im Spektrum die zweckmäßige Form der Rücktransformation festgelegt. Die Hermitesche Eigenschaft der Fourier Transformation sind dabei hilfreich die richtigen Schnitte an den Verzweigungen der singulären Integrale festzulegen. Das Konzept wird auf das isotrope und orthotrope Kontinuum und auf die Plattengleichung unter dynamischer Belastung angewendet.

• Phasenanalyse mit akustischen Anwendungsbeispielen [DAGA 2003 (Aachen)]
  P. Balazs, H. Waubke and W. Deutsch
[A]

Diese Arbeit faßt die mathematische Grundlagen der Phasenbestimmung in der Signalverarbeitung (mittels der STFT und der Wavelet Analyse) zusammen. Die Methoden des ''Phase Locking'' (''Phasensperre'') und ''Phase Unwrapping'' (''Phasen entzerrung'') werden formuliert, und es wird eine explizite Formel für die entzerrte kontinuierliche Phase angegeben. Da gezeigt wird, daß die Phaseninformation für Werte mit kleinen Amplituden beliebig ist, wird eine Methode (''Phase Thresholding'') vorgeschlagen, die Phaseninformation mit der Amplitudeninformation zu gewichten. Die Einflüsse der Fensterung (in der STFT) auf die Phasenanalysen sind noch zu untersuchen, diese Arbeit kann eine erste Abschätzung dazu geben. Ein Vergleich der Phaseninformation aus der STFT und der Wavelet Analyse zeigt Vorteile der Wavelets, liefert aber auch ein Werkzeug, mittels der STFT die Teilfrequenz eines Signals genauer zu bestimmen. Die mathematischen Abhandlungen werden durch Beispiele und Anwendungen aus der akustischen Signalverarbeitung unterstützt.

• Transform methods for horizontally layered isotropic and anisotropic media with obstacles [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Waubke
[A]

The transform method has shown its advantages for media with regular boundaries. As long as the boundaries are parallel, an analytic evaluation for every layer is possible in the transformed domain. This model was already used to calculate Scholte waves at the boundary between a water layer and an isotropic random, or an orthotropic soil layer or a half space. Compatibility between the boundaries leads to a matrix equation that is solved numerically. Back transform is also done by numerically using a fast Fourier transform instead of a Fourier integral transform. An extension to randomly varying material behaviour by means of Parseval's theorem and transformed finite elements was already explained in prior presentations. This method can be used for obstacles also, but the idea is suited to global variations. A different approach is the derivation of Green's functions. This normally needs a particular solution for an impact within a layer. This solution can be derived from the homogenous solution, if an addition boundary in variable depth is introduced into the model. Impact loads for the generation of test functions are added at the variable interface as external stresses. In an isotropic or anisotropic medium, dipole solutions with a well defined direction are needed. This is done using impact loads with horizontal and vertical direction. The method is presented and possible reductions in the numerical efforts are explained.

• 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.

• Ein 3D-Modell zu Berechnung der Ausbreitung von Erschütterungen in Bodenschichten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  H. Waubke, W. Kreuzer and P. Balazs
[A]

Modelle, mit deren Hilfe die Ausbreitung von Erschütterungen in Böden untersucht werden können, werden durch den vermehrten Aus- und Neubau von (Hochleisungs-)Bahnstrecken in der unmittelbaren Nähe von Wohngebieten immer wichiger. Ein Problem, das sich bei der Konstruktion solcher Modelle ergibt, ist die Tatsache, dass Materialparameter für Bodenschichten nur sehr schwer bestimmt werden können. Es wurde ein Modell basierend auf Fourier-transformierten finiten Elementen entwickelt, mit dem es möglich ist, stochastische Materialparameter zu verwenden, und mit dessen Hilfe, die Ausbreitung von Vibrationen in verschieden Bodenschichten simuliert werden kann. Zusätzlich ist es möglich, in diesem Modell auch bewegte Lasten zu verwenden, womit Erschütterungen, die durch Züge oder schwere Lastwägen ausgelöst werden, zu simulieren.

• Effiziente Implementierung eines stochastischen Modells zur Berechnung von Erschütterungen in Böden und Fluiden [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Kreuzer, H. Waubke and P. Balazs
[A]

Bei der Berechnung der Ausbreitung von Wellen in Böden und Fluiden ist es bedingt durch die Tatsache, dass Materialparameter für Bodenschichten sehr schwer zu bestimmen sind, notwendig, stochastische Modelle zu verwenden. Der grosse Nachteil eines dieser Modelle ist die hohe Dimension der Gleichungssysteme, die im Zuge der Berechnung gelöst werden müssen. Um dieses System dennoch effizient lösen zu können, wird eine Strategie verwendet, die das System in deterministische und stochastische Komponenten zerlegt, und mit Hilfe einer Iteration eine effiziente Lösung ermöglicht.

• Simulation der Schirmwirkung von Schallschutzwänden mittels der Randelemente Methode [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Waubke, Z. Chen and W. Kreuzer
[A]

Im Rahmen des EU-Projektes ''Calm Tracks and Routes'' wurden von der Quelle weg gekrümmte Schallschutzwände der Firma CALMA-TEC mittels der Randelemente Methode untersucht. Verwendet wurde für die Simulation die Randelemente Methode in 2-D mit linearen Ansätzen für die Geometrie und polynomen Ansätzen für die Verteilung von Druck und Schnelle. Der Boden wurde mittels eines Ansatzes für Grassland nach einem Modell von Attenborough implementiert. Mit dieser Methode war es möglich ein Spektrum von 25 Hz bis 10 kHz zu generieren. Berechnet wurde die Einfügedämmung in 25 m Entfernung von der simulierten Lärmschutzwand infolge einer Quelle mit 5 m Abstand zur Wand mit einem Frequenzraster von 25 Hz. Diese Spektren wurden verwendet um Aufnahmen in 25 m Abstand und 2 m Höhe zu filtern. Das Ergebnis lässt sich hörbar machen. Reflexionen an der Luftschichtung wurden nicht berücksichtigt, da diese unabhängig von der Form der Lärmschutzwand auftreten und mithin den Vergleich nicht beeinflussen. Ebenso wurden Animationen der berechneten Spektren erstellt. Es zeigt sich, dass die Krümmung der Wände einen Einfluss auf die Schalldämmung hat. Eine Kopfausrundung kann die Schalldämmwirkung erhöhen.

• Simulation des Schalldrucks am Kopf mit Hilfe von BEM und Fast Multipole Methode [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  W. Kreuzer, Z. Chen and H. Waubke
[A]

Bei der Lokalisation von Schallquellen in der Vorne-Hinten und Oben-Unten Dimension spielen die Form von Torso, Kopf und vor allem der Ohrmuschel (Pinna) eine wichtige Rolle. Bedingt durch Reflexionen und Beugungen des Schalls an Kopf und Pinna kommt es zu einer richtungsabhängigen Filterwirkung, die durch die sogenannten Head Related Transfer Functions (HRTFs) beschrieben wird. Um HRTFs mittels Computersimulation bestimmen zu können, wurde ein 3D-Boundary Element Modell des Kopfes entwickelt. Dieses ermöglich die Simulation dieser Filterwirkung von Kopf- und vorallem Pinnageometrie selbst für hohe Frequenzen, indem die Verteilung des Schalldrucks entlang der gesamten Kopfoberfläche berechnet wird. Um selbst für hohe Frequenzen (bis zu 13.000 Hz) eine effiziente Berechnung zu ermöglichen, wurde das BEM Modell mit einem Fast Multipole Algorithmus kombiniert.

• Lastansätze innerhalb einer Schicht eines geschichteten anistropen Mediums [DAGA 2008 (Dresden)]
  H. Waubke and W. Kreuzer
[A]

Die Lösung eines horizontal geschichteten anisotropen linearelastischen Mediums geschieht durch Bestimmung der Eigenwerte der homogenen Lösung im Fouriertransformierten Raum. Die Fouriertransformation wird sowohl über die Zeit als auch über alle drei orthogonalen Koordinaten des Raumes durchgeführt, um die partielle Differentialgleichung in eine polynome Gleichung in Abhängigkeit der Winkelfrequenz und der Wellenzahlen zu überführen. Die Rücktransformation der verallgemeinerten Gleichung, welche sich aus Eigenwerten der vertikalen Wellenzahlen und Eigenvektoren aufbauen lässt, erfolgt in der vertikalen Richtung analytisch. Durch Koppelung an den Schichtgrenzen ist es möglich ein Gleichungssystem aufzubauen, welches die Randwerte bestimmbar macht. Durch Verrechung der Randwerte mit den Ansätzen jeder Schicht lassen sich innere Spannungen und Verformungen ableiten. Das Modell lässt nur Belastungen an einem Schichtrand zu. Fügt man eine zusätzliche Schichtgrenze innerhalb einer Schicht ein, kann man auch diese Grenze belasten. Da die Materialparameter der beiden virtuellen Schichten identisch sind, lassen sich die beiden Schichten wieder zu einer verschmelzen. Anstelle der Belastung an der virtuellen Schichtgrenze ergeben sich partikuläre Spannungs- und Verformungsansätze an beiden Schichtgrenzen. In der praktischen Umsetzung ergeben sich allerdings Instabilitäten, welche sich nur ausräumen lassen, wenn man die willkürliche Wahl der belasteten Schicht anpasst. Weiters ist die Berechung von Spannungen und Verformungen innerhalb der belasteten Teilschicht problematisch.

• Modell eines Tunnels in einer orthotropen Halbraumschicht [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Kreuzer and H. Waubke
[A]

In den letzten Jahren spielte die Randelemente Methode eine immer größere Bedeutung in der Akustik. Im Gegensatz zur Finiten Elemente Methode hat sie jedoch den Nachteil, dass sie nur für eine bestimmte Klasse von partiellen Differentialgleichungen anwendbar ist. Vorallem ist eine analytische Form der Green'schen Funktion von großer Bedeutung. Für Medien mit orthotropen Materialparametern ist dies leider nicht der Fall. Als Alternative ist es jedoch möglich, eine numerische Approximation für die fundamentalen Verformungen und Spannungen im Fourier Raum zu berechnen, mit deren Hilfe eine Formulierung mit der Randelemente Methode möglich ist. In dieser Arbeit wollen wir diese Idee in die Praxis umsetzen und ein Modell eines Tunnels vorstellen, der in einem geschichteten Halbraum mit orthotropen Materialparametern eingebettet ist. Mit Hilfe dieses Modells soll es möglich sein, Vibrationen an der Tunnelwand und innerhalb des Bodens zu berechnen, die durch eine Last am Tunnelboden ausgelöst werden.

Weber, L.

• Messung von Abwassergeräuschen im Prüfstand [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  L. Weber and W. Scholl
[A]

Im Rahmen der europäischen Normung wurden vom technischen Komitee CEN/TC 126 Berechnungsverfahren für die Luft- und Trittschallübertragung in Ge-bäuden entwickelt, die seit 1999 als Schluß-Entwurf prEN 12354 vorliegen. Im Ge-gensatz zur DIN 4109, deren Berechnungsvorschriften vor allem auf empirischen Erkenntnissen beruhen, werden in prEN 12354 theoretisch fun-dierte Rechenmodelle verwendet, wodurch sich breitere Einsatzmöglichkeiten und eine verbesserte Be-rechnungsgenauigkeit ergeben. Es ist daher davon auszugehen, daß die neuen Be-rechnungsverfahren in absehbarer Zeit auch in DIN 4109 einfließen werden und da-durch den Status einer verbindlichen schalltechnischen Planungsgrundlage erhalten. Derzeit befindet sich die neue europäische Norm noch in der Erprobungs-phase. Eine der Schwierigkeiten bei der praktischen Anwendung besteht darin, daß die im Rechenmodell enthaltenen Näherungen und Vereinfachun-gen hauptsächlich auf den Massivbau zugeschnitten sind und für Leichtbau-konstruktionen nur mit Einschränkungen zutreffen. Es ist daher erforderlich, zunächst Erfahrungen zu sammeln und die Anwendbarkeit des Verfahrens im Leichtbau zu untersuchen. Von zentraler Bedeutung ist hierbei die Stoßstel-lendämmung leichter Bauteile, die das Berechnungsergebnis maßgeblich bestimmt. Im Fraunhofer-Institut für Bauphysik wird diese Thematik derzeit in einem Forschungprojekt untersucht, wobei der Schwerpunkt auf der Entwick-lung von Meßverfahren zur Bestimmung der Stoßstellendämmung liegt. Wir geben einen kurzen Überblick über den derzeitigen Kenntnisstand und berich-ten über neue Untersuchungsergebnisse.

• Stoßstellendämmung von Leichtbauwänden [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  L. Weber and W. Scholl
[A]

Die Geräusche von Abwasserinstallationen in Wohngebäuden werden häufig als be-sonders störend wahrgenommen. Um die Einhaltung der Schallschutz-forderungen nach DIN 4109 zu gewährleisten (der zulässige Installations-Schallpegel wird in Kürze von 35 dB(A) auf 30 dB(A) abgesenkt), müssen bei der Planung von Abwas-serinstallationen schalltechnische Gesichtspunkte berücksichtigt werden. Als Pla-nungsgrundlage dienen hierbei in bauakusti-schen Prüfständen ermittelte Meßwerte. Bislang bestand jedoch die Schwie-rigkeit, daß es kein genormtes Verfahren zur Messung von Abwassergeräu-schen in Prüfständen gab, so daß die Vergleichbarkeit der Meßergebnisse nicht gewährleistet war. Seit kurzem steht nun ein einheitliches Meßverfahren zur Abwassergeräusche zur Verfügung, das nicht nur die Bestimmung des Installations-Schallpegels, sondern - anhand zusätzlicher Informationen - auch die Übertragung der Meßwerte auf andere Bausituationen ermöglicht. Das neue Meßverfahren wurde von der europäischen Arbeitsgruppe CEN/TC 126/WG 7 unter Mitwir-kung des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik entwickelt und wird demnächst als Normentwurf vorliegen. Wir erläutern die Durchführung und Auswertung der Messungen und berichten über erste Erfah-rungen mit dem neuen Verfahren.

• 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.

• Schalldämmung von Lochsteinwänden [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  L. Weber and W. Scholl
[A]

Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) stellen eine wirkungsvolle Maßnahme zur Verbesserung des Wärmeschutzes von Außenwänden dar. Wegen der steigenden Energiekosten werden sie sowohl bei Neubauten als auch bei der Altbausanierung in zunehmendem Maße eingesetzt. Sie bestehen aus Dämmplatten (z. B. aus Polystyrol oder Mineralfasern), die von außen an der Trägerwand befestigt und anschließend verputzt werden. Durch diese Konstruktion entsteht ein schwingungsfähiges System, wobei Trägerwand und Putzschicht als Massen und die Wärmedämmung als Feder wirken. Dies führt zu einer erhöhten Schalldämmung bei hohen Frequenzen, bewirkt aber einen Dämmungseinbruch im Bereich der Resonanzfrequenz. Ob eine Verbesserung oder Verschlechterung des Schallschutzes eintritt, hängt vom Aufbau des Systems, wie etwa der Flächenmasse des Putzes oder der Dicke und Steifigkeit der Dämmschicht ab. Obgleich die akustischen Grundlagen bekannt sind, sind im Detail noch viele Fragen offen. So ist es bislang noch nicht möglich, die Schalldämmung einer Wand mit WDVS zuverlässig vorherzusagen, weil der Zusammenhang zwischen den Konstruktionsmerkmalen und den akustischen Eigenschaften nicht ausreichend geklärt ist. Auch über den Einfluß von WDVS auf die Schall-Längsdämmung von Außenwänden ist bislang nur wenig bekannt. Aus diesem Grund wird im Fraunhofer-Institut für Bauphysik an einem Forschungsvorhaben zu diesem Thema gearbeitet. Wir erläutern Ziele und Vorgehensweise des Projekts und berichten über erste Untersuchungsergebnisse.

• Schallschutz bei Wärmedämmverbundsystemen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  L. Weber, D. Brandstetter and W. Scholl
[A]

Lochsteine sind wegen ihrer guten wärme- und feuchtetechnischen Eigenschaften und ihres geringen Gewichts ein beliebtes Baumaterial vor allem für Außenwände. Durch die Lochung verringert sich jedoch die Steifigkeit des Steingefüges, was dazu führen kann, daß sich die Eigenschwingungen der Steine in den bauakustischen Frequenzbereich hinein verschieben. In diesem Fall ist neben der Anregung von Biegewellen ein zusätzlicher Schallübertragungsmechanismus vorhanden, der zu einer erhöhten Schallabstrahlung der Wand und damit zu einer Verminderung der Schalldämmung im Vergleich zu einem homogenen Bauteil mit gleicher Flächenmasse führt. Von Bedeutung für die Schallabstrahlung sind besonders Dickenschwingungen, bei denen sich die Außenflächen der Steine gegenphasig bewegen, während die Steinränder in Ruhe bleiben. Im übrigen wird durch die Schwingungen der Steine nicht nur die Durchgangs- sondern auch die Längsdämmung der Wand beeinträchtigt. Wie die bisherigen Untersuchungen zeigen, sind die Zusammenhänge zwischen den Eigenschaften der Steine (Lochbild, Abmessungen und Rohdichte) und ihrem Schwingungsverhalten äußerst kompliziert. Die mathematische Behandlung wird zusätzlich erschwert, weil auch die Art der Vermauerung (Vermörtelung und Putz) großen Einfluß auf die akustischen Eigenschaften der Steine hat. Ein zuverlässiges Berechnungsverfahren für die Schalldämmung von Lochsteinwänden ist deshalb bislang nicht verfügbar. Im Fraunhofer-Institut für Bauphysik werden deshalb Verfahren zur schalltechnischen Klassifizierung von Lochsteinen und zur Abschätzung der Schalldämmung entwickelt. Wir berichten über den Stand der Arbeiten und erläutern Anwendungsbereich und Genauigkeit der vorhandenen Verfahren.

• Influence of wall construction on the acoustical behaviour of ETHICS [DAGA 2002 (Bochum)]
  L. Weber, Y. Zhang and D. Brandstetter
[A]

External thermal insulation composite systems (ETHICS) are used to improve the heat insulation of the outer walls of buildings. They consist of a heat insulating layer (mostly mineral fibre or polystyrene) which is fixed to the surface of the wall and covered by a plaster coat. Besides the enhancement of heat insulation ETHICS also change the acoustical properties of the supporting wall. Depending on construction (thickness and stiffness of the insulating layer, mass of the plaster coat) the sound insulation of the wall can be either increased or reduced. According to the usual calculation model, which is based on a simple mass-spring-mass system, the acoustical behaviour of ETHICS is almost independent from the supporting wall. This is due to the simplified approach of the model, which only uses the mass of the wall and doesn't consider other important properties, such as thickness, stiffness, perforation and damping. Practical experience, however, shows, that this in some cases is not correct. Because of the interaction with the wall the acoustical values of ETHICS can not be simply transfered from one wall to another, at least if the structure of the walls is different. To investigate this problem we collected and evaluated measuring data for several different combinations of ETHICS and walls. We give a short survey of the main results and present first explanations and conclusions for the observed effects.

• 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.

• Effect of ETHICS on the flanking transmission of outer walls [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Weber
[A]

External thermal insulation composite systems (ETHICS) are attached to the outer walls of buildings. They consist of a heat insulating layer (mostly mineral wool or polystyrene) which is fixed to the outside of the wall and covered by a plaster coat. Apart from their main purpose - the enhancement of heat insulation - ETHICS also change the acoustical properties of the supporting wall. Not only the direct sound transmission is concerned (the weighted sound reduction index can change from -10 dB to +20 dB), but also the flanking transmission of the wall.

Until now the knowledge about the flanking transmission of outer walls with ETHICS is only small. To learn more about the acoustical behaviour, measurements on various ETHICS in combination with different supporting walls have been carried out. The measuring results show, that the flanking transmission of massive walls is much less affected by ETHICS than the direct transmission. From the measurements, which are confirmed by calculations according to EN 12354-1, information about the relevant transmission pathes can be derived. A description of the measurements and a summary of the main results are presented.

• 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).

• Lärm in der schulischen Umwelt und kognitive Leistungen bei Grundschulkindern Teilprojekt A: Umwelt- und bauakustische Untersuchungen [DAGA 2005 (München)]
  J. Seidel, L. Weber and P. Leistner
[A]

Bisherige Forschungsergebnisse zur Schulakustik deuten auf eine starke Beeinträchtigung des Lernverhaltens infolge mangelhafter raumakustischer Bedingungen und störender Geräusche in den Unterrichtsräumen hin. Zur Ergänzung früherer Untersuchungen wurde im Jahr 2004 mit einem interdisziplinären Forschungsvorhaben begonnen, das sowohl die akustische Situation in den Schulen als auch die chronische Lärmbelastung der Kinder in ihrem Lebensumfeld betrachtet und in Beziehung zu den kognitiven Leistungen setzt. Teil A des vom Fraunhofer-Institut für Bauphysik, der Universität Eichstätt und der Universität Oldenburg gemeinsam bearbeiteten Projekts konzentriert sich auf umwelt- und bauakustischen Untersuchungen. In der gegenwärtigen Phase werden Schulen und Unterrichtsräume mit geeigneter Akustik ausgewählt. Das Ziel ist, Schulklassen mit ausgeprägten Unterschieden in der akustischen Qualität der Klassenräume bei ansonsten gleichen Randbedingungen aufzufinden, um auf diese Weise die Anzahl der Einflussfaktoren zu begrenzen und geeignete Voraussetzungen für die kognitionspsychologischen Untersuchungen (Projektteil B) zu schaffen. Über die Vorgehensweise und die Ergebnisse des Auswahlverfahrens wird berichtet. Eine wichtige Erkenntnis fällt bereits zum jetzigen Zeitpunkt auf: Die Nachhallzeit in den Unterrichtsräumen liegt überwiegend im Bereich von 0,4 bis 0,9 s. Die vielfach angenommenen langen Nachhallzeiten und deren alleinige Verantwortung für akustische Probleme können also nicht bestätigt werden, so dass ein differenzierterer Ansatz für die Ursachenforschung erforderlich ist.

• Akustisches Berechnungsmodell für Wärmedämm-Verbundsysteme [DAGA 2005 (München)]
  L. Weber
[A]

Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) wirken sich nicht nur auf die thermischen sondern auch auf die akustischen Eigenschaften von Außenwänden aus. Je nach Ausführung der Dämmung kann eine Änderung des bewerteten Schalldämm-Maßes im Bereich von etwa -10 bis +20 dB erfolgen. Auf der Grundlage einer etwa zweihundert Messungen umfassenden Datenbank wurde ein Berechnungsmodell für Zulassung und Normung entwickelt, mit dem sich die Schalldämmung von Wänden mit WDVS aus den Bauteileigenschaften vorherbestimmen lässt. Die wichtigste Ausgangsgröße zur Berechnung der Schalldämmung bildet die Resonanzfrequenz des WDVS, die sich hauptsächlich aus der dynamischen Steifigkeit der Dämmplatten und der Flächenmasse der Putzschicht ergibt. Niedrige Resonanzfrequenzen bewirken eine Verbesserung, hohe eine Verschlechterung der Schalldämmung. Daneben haben auch die Befestigung des WDVS (mit oder ohne Dübel, prozentuale Klebefläche), das Schalldämm-Maß der Trägerwand und der Strömungswiderstand des Dämmstoffs Einfluss auf das Ergebnis. Unter Einbeziehung aller genannten Faktoren wird eine Vorhersagegenauigkeit von etwa 2,0 dB (Standardabweichung zwischen gemessenen und berechneten Werten) erreicht. Der Beitrag erläutert den Aufbau des Berechnungsmodells und den akustischen Einfluss der verschiedenen Konstruktionsparameter. Außerdem wird darauf eingegangen, welche Auswirkungen der Frequenzverlauf der Schalldämmkurve auf die praktische Schallschutzwirkung hat und wie dies in den genormten Einzahlangaben (Rw sowie Rw + Ctr nach DIN EN ISO 717-1) zum Ausdruck kommt.

• 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.

• Messung von Regengeräuschen nach DIN EN ISO 140-18 [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  L. Weber, J. Seidel, D. Rotaru and X. Zhou
[A]

Seit April 2005 liegt mit DIN EN ISO 140-18 (Entwurf) erstmals eine Norm über die Messung des durch Regenfall auf Bauteile verursachten Schalls im Prüfstand vor. Im Fraunhofer-Institut für Bauphysik wurde ein Prüfstand für Regengeräusche nach dieser Norm errichtet. Die bislang durchgeführten Arbeiten zeigen, dass die praktische Umsetzung der Normvorgaben nicht immer einfach ist. Es wird über die durchgeführten Vorversuche und die praktischen Erfahrungen beim Umgang mit der Norm berichtet. Dies betrifft insbesondere die Erzeugung künstlicher Regentropfen (Niederschlagsmenge, Tropfengröße, etc.) sowie den Einfluss der Niederschlagsmenge auf den Geräuschpegel. Ein weiteres Thema ist der Vergleich der durch natürlichen und künstlichen Regen hervorgerufenen Geräusche. Dies wurde beispielhaft im Rahmen eines Forschungsvorhabens an Folienkonstruktionen untersucht, wobei sowohl Messungen nach DIN EN ISO 140-18 als auch Messungen mit natürlichem Regen erfolgten.

• Bauteilanregung durch Punktkräfte [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  L. Weber and A. Buchele
[A]

Die Berechnung der von Körperschallquellen, wie z. B. haustechnischen Anlagen oder Installationen, in Bauteile eingeleiteten Schall-Leistung ist schwierig und wenig genau. Den einfachsten Fall der sich - sofern die Impedanzen von Quelle und angeregter Struktur bekannt sind - exakt berechnen lässt, stellt die Anregung eines plattenförmigen Bauteils durch eine punktförmige, senkrecht zur Oberfläche einwirkende Kraft dar. Wegen seiner Einfachheit wird dieses Modell in der Praxis häufig verwendet, obgleich die Anwendungsvoraussetzungen in vielen Fällen nur unzureichend erfüllt sind.

Der Einfluss der baulichen Randbedingungen auf die Berechnungsgenauigkeit wurde im Fraunhofer-Institut für Bauphysik im Rahmen einer Messreihe experimentell untersucht. Als Einflussgrößen wurden hierbei die Lage des Anregungsortes auf dem Bauteil, die Befestigung der Quelle (verschiedene Arten von Dübeln) sowie der Beitrag von Kraftkomponenten parallel zur Bauteiloberfläche betrachtet. Aus den durchgeführten Untersuchungen, die größtenteils unter Verwendung des Reziprozitätsprinzips erfolgten, ergeben sich Hinweise zum Anwendungsbereich und zur Genauigkeit der üblichen Berechnungsmodelle für die Körperschalleinleitung in plattenförmige Bauteile.

• 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.

• Schallabsorption von Lärmschutzwänden: Vergleich unterschiedlicher Messverfahren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Pazos, L. Weber, K. Sedlbauer and P. Leistner
[A]

Zur Messung der Schallabsorption von Lärmschutzwänden sind verschiedene Labor- und In-situ-Verfahren bekannt (z. B. Kundtsches Rohr, Hallraum oder 'Adrienne'-Verfahren nach DIN CEN/TS 1793-5), die sich teilweise noch im Entwicklungsstadium befinden oder bereits als fertige Norm vorliegen. Soweit erkennbar, ist aber keines dieser Verfahren universell einsetzbar. Außerdem liefern einige der Messverfahren bei Wänden mit strukturierter Oberfläche physikalisch und akustisch unklare Ergebnisse.

Im Beitrag werden die verschiedenen Messverfahren zur Bestimmung der Schallabsorption in kurzer Form beschrieben und miteinander verglichen. Ziel der Studie ist es, die Verfahren voneinander abzugrenzen, die Anwendungsgrenzen (z. B. nutzbarer Frequenzbereich) abzustecken, die jeweiligen Vor- und Nachteile aufzuzeigen sowie Bezüge zwischen den unterschiedlichen Messgrößen herzustellen. Die Untersuchungen, die im Rahmen einer Dissertation durchgeführt wurden, sollen als Grundlage für die Entwicklung eines neuen In-situ-Messverfahrens mit erweitertem Anwendungsbereich und verbesserter Aussagefähigkeit hinsichtlich der praktischen Schallschutzwirkung dienen.

• Akustische Bedingungen in Grundschulen und Ihre Wirkung auf die Lernleistung der Kinder - Teil 1: akustische Untersuchungen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Seidel, L. Weber and P. Leistner
[A]

Die Lernleistung von Kindern wird unter anderem von den akustischen Bedingungen in den Unterrichtsräumen beinflusst. Im Rahmen des interdisziplinären Forschungsvorhabens 'Lärm in der schulischen Umwelt und kognitive Leistungen von Grundschulkindern' wurden die entsprechenden Zusammenhänge näher untersucht. Das Projekt erfolgte in Zusammenarbeit von Psychologen (Universitäten Oldenburg und Eichstätt) und Akustikern (Fraunhofer Institut für Bauphysik). Der hier beschriebene Beitrag beschäftigt sich mit den Ergebnissen der akustischen Untersuchungen. Über die psychologischen Untersuchungen wird in einem zweiten Beitrag innerhalb der gleichen Sitzung berichtet.

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden 20 Klassenräume in 8 Stuttgarter Grundschulen akustisch vermessen. Die Räume wurden so ausgewählt, dass sie eine möglichst große akustische Bandbreite aufwiesen. Das Messprogramm umfasste bau- und raumakustische Größen sowie die Sprachverständlichkeit. Des weiteren wurden kognitionspsychologische Untersuchungen mit den im jeweiligen Klassenraum unterrichteten Kindern durchgeführt. Es wird über die bislang vorliegenden Untersuchungsergebnisse berichtet, wobei der Schwerpunkt auf bau- und umweltakustischen Fragestellungen liegt.

• 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.

• 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.

• Schallschutz bei Bauten aus Stahl-Polyurethan-Sandwichelementen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  L. Weber
[A]

Stahl-Polyurethan-Sandwichelemente bestehen aus zwei Deckschichten aus Stahlblech zwischen denen sich ein Kern aus geschäumtem Polyurethan befindet. Wegen der vergleichsweise niedrigen Herstellungskosten, dem geringen Gewicht und der guten Wärmedämmung gewinnen die Elemente im Neubaubereich zunehmend an Bedeutung, wobei sie vor allem zur Beplankung von Außenwänden und Dächern in Stahltragwerk-Bauweise verwendet werden. Neben Funktionsbauten, wie z. B. Produktions- oder Ausstellungshallen, werden teilweise auch Hotels, Verwaltungs- und Wohngebäude aus den Elementen errichtet.

Im Gegensatz zu ihren sonstigen Vorzügen können Stahl-Polyurethan-Sandwichelemente in bezug auf den baulichen Schallschutz Probleme bereiten. Dies betrifft sowohl die Luftschalldämmung als auch die durch Körperschallanregung, wie z. B. Regen, hervorgerufenen Geräusche. Im Fraunhofer-Institut für Bauphysik wurden messtechnische und rechnerische Untersuchungen an Stahl-Polyurethan-Sandwichelementen vorgenommen. Der Beitrag stellt die wichtigsten Ergebnisse vor und gibt einen Überblick über die akustischen Eigenschaften der Elemente. Hierbei wird auch auf die Prognose der Schalldämmung mit Hilfe von Funktionsmodellen und den akustischen Einfluss von Materialeigenschaften und Bauteilgeometrie eingegangen.

• Regengeräuschmessungen nach DIN EN ISO 140-18 - praktische Erfahrungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Seidel and L. Weber
[A]

Die beim Auftreffen von Regentropfen auf leichte Dächer, wie z. B. Stahl- oder Glaskonstruktionen, entstehenden Geräusche können erhebliche Belästigungen hervorrufen. Durch die zunehmende Verbreitung von Folien und Membranen im Bauwesen wird das Problem noch weiter verschärft. Die Bemühungen, ein standardisiertes Mess- und Beurteilungsverfahren für die Schalldämmung von Dächern in bezug auf Regenanregung zu entwickeln, haben zur Verabschiedung des europäischen Normentwurfs ISO/FDIS 140-18 geführt.

Bei der Umsetzung von ISO/FDIS 140-18 im Zuge der Errichtung und Inbetriebnahme eines Regengeräuschprüfstandes wurde die Praxistauglichkeit der Norm überprüft. Es zeigte sich, dass eine Reihe von Mängeln und Unklarheiten vorhanden sind, die eine Überarbeitung der Norm erforderlich machen. In dem Vortrag wird über die Erfahrungen bei der Umsetzung von ISO/FDIS 140-18 sowie weiterführende Untersuchungen zur Erzeugung und Charakterisierung von künstlichem Regen berichtet.

• Schallabstrahlung biegeweicher Platten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  L. Weber and S. Laschczok
[A]

Der Abstrahlgrad von Biegewellen auf Platten wird unterhalb der Koinzidenz mit abnehmender Frequenz rasch kleiner. Dies hat großen Einfluss auf die Schalldämmung und ist insbesondere für die akustischen Eigenschaften von Holz- und Leichtbaukonstruktionen entscheidend. Trotz der grossen praktischen Bedeutung liegen über den Abstrahlgrad biegeweicher Platten nur lückenhafte Erkenntnisse vor. Dies betrifft sowohl die rechnerische Modellierung als auch den Einfluss der baulichen Randbedingungen (Abmessungen und Randeinspannung der Platten) sowie der Materialeigenschaften (innere Dämpfung, etc.).

Als Beitrag zur Klärung der offenen Fragen wurde die Schallabstrahlung biegeweicher Platten rechnerisch und messtechnisch untersucht. Hierbei wurden verschiedene aus der Literatur bekannte Berechnungsmodelle sowohl untereinander als auch mit Messergebnissen verglichen. Des weiteren wurde eine Messreihe zur Untersuchung der verschiedenen akustischen Einflussgrößen durchgeführt. Die ermittelten Ergebnisse liefern fundierte Aussagen über Anwendungsbereich und Genauigkeit der vorhandenen Berechnungsmodelle zur Bestimmung des Abstrahlgrades.

• Trittschalldämmung von Decken: Messverfahren und Anforderungen in Asien [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Richter, L. Weber and P. Leistner
[A]

In Deutschland und Europa wird die Trittschalldämmung von Decken mit dem Norm-Hammerwerk als Anregungsquelle gemessen. Obgleich das Hammerwerk als adäquate Trittschallquelle in Zweifel gezogen wird, ist es nach wie vor als Standard in der bauakustischen Normung verankert.

In einigen asiatischen Ländern kommen alternative Verfahren der Trittschallanregung zum Einsatz. So wird z. B. in Korea eine sogenannte 'Bang-Machine' verwendet, bei der ein Gummireifen aus definierter Höhe auf die Decke herabfällt. Der Grund für diese Art der Anregung ist unter anderem, dass die in Korea übliche Betonplattenbauweise und das Gehen ohne Schuhe die Trittschallproblematik erheblich verschärfen. Dies gilt insbesondere für die tieffrequenten Geräuschanteile des Trittschalls, die durch die 'Bang-Machine' weitaus stärker angeregt werden als durch das Norm-Hammerwerk.

Im Rahmen eines Forschungs- und Entwicklungsvorhabens wurden Messung und Bewertung der Trittschalldämmung nach den koreanischen Normen KS F 2810-2 und KS F 2863-2 experimentell untersucht und mit den entsprechenden europäischen Verfahren verglichen. Es ergeben sich interessante Erkenntnisse über die Trittschallanregung und - übertragung bei tiefen Frequenzen sowie die unterschiedlichen Anforderungen an den baulichen Trittschallschutz und die daraus resultierenden Konstruktionsweisen von Decken.

• Einfügungsdämmung von Rohrschellen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Teller and L. Weber
[A]

Die akustische Wirkung von Befestigungselementen für Trink- und Abwasserrohre wird durch ihre Einfügungsdämmung gekennzeichnet. Zur Bestimmung des Einfügungsdämm-Maßes sind zwei Messungen erforderlich. Zunächst wird die Körperschallübertragung vom Rohr über die zu untersuchende Rohrschelle (in der Regel ein Metallbügel mit Elastomereinlage) in das Bauwerk bestimmt. In einer zweiten Messung wird die Rohrschelle gegen ein starres Befestigungselement (z. B. eine Stahlschelle ohne Einlage) ausgetauscht. Die starre Befestigung stellt hierbei die schalltechnisch ungünstigste Variante dar und dient als Grundlage für den Vergleich unterschiedlicher Produkte.

Die Einfügungsdämmung ist frequenzabhängig und wird daher als Spektrum angegeben. In der Praxis ist allerdings oft eine Einzahlangabe erwünscht (z. B. zum Vergleich unterschiedlicher Produkte). Derzeit wird als Einzahlangabe die Differenz der A-bewerteten Gesamtpegel bei starrer und elastischer Befestigung herangezogen. Diese Differenz hängt jedoch neben den Eigenschaften der Schelle auch vom Frequenzspektrum des Anregungssignals sowie in nicht unbeträchtlichem Maße von der Ausführung des Prüfaufbaus ab. In dem Beitrag soll aufgezeigt werden, wie praxistaugliche Einzahlangaben für die Einfügungsdämmung von Rohrschellen ermittelt werden können.

• 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.

• Schalldämm-Messungen an Gangways [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  I. Haltenorth and L. Weber
[A]

Bei Gangways, d. h. beweglichen Übergängen in Bussen und Schienenfahrzeugen, handelt es sich um komplexe dreidimensionale Gebilde, die teilweise aus mehreren ineinander geschachtelten Hüllen aus Faltenbälgen, Blechen oder Paneelen bestehen. Wegen der komplizierten Geometrie und den großen Abmessungen von Gangways gestalten sich Messungen der Schalldämmung in einem bauakustischen Prüfstand äußerst schwierig. Zudem können zwischen den einzelnen Bauteilen Funktionsfugen und Undichtigkeiten vorhanden sein, die die Schalldämmung erheblich beeinträchigen können und deshalb lokalisiert und näher untersucht werden müssen. Bauakustische Standardmessungen in einem diffusen Schallfeld bieten solche Untersuchungsmöglichkeiten nur in sehr eingeschränktem Maße.

Aus diesen Gründen wurden die Schalldämm-Messungen an Gangways mit einer Intensitäts-Sonde in Anlehnung an die ISO 15186-2 vorgenommen. Es wird über die Vor- und Nachteile dieses Verfahrens hinsichtlich des Anwendungsbereichs, des Messaufwandes sowie der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit berichtet. Des weiteren werden die wichtigsten messtechnischen Probleme diskutiert und alternative Varianten des Verfahrens aufgezeigt.

• Vorsatzschalen in Theorie und Praxis [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Buchele and L. Weber
[A]

Vorsatzschalen zählen zu den Standardkonstruktionen in der Bauakustik und werden zur Verbesserung der Schalldämmung einschaliger Bauteile (z. B. Massivwänden) eingesetzt. Obwohl sie schon seit langem bekannt sind, bestehen in bezug auf ihre akustischen Eigenschaften noch viele offene Fragen. Insbesondere ist es bislang nicht möglich, die frequenzabhängige Schalldämmung einer Vorsatzschalen-Konstruktion für die praktische schalltechnische Auslegung mit hinreichender Genauigkeit zu prognostizieren.

Um die akustischen Eigenschaften von Vorsatzschalen näher zu untersuchen, wurden zahlreiche Messdaten systematisch ausgewertet und mit theoretischen Berechnungsmodellen aus der Literatur verglichen. Dabei konnten Beiträge zur Lösung bislang offener Fragen (z.B. der Wechselwirkung zwischen Vorsatzschale und Grundbauteil) geleistet werden. Des weiteren wurde ein praxistaugliches Verfahren entwickelt, um die Verbesserung der Schalldämmung durch Vorsatzschalen mit erheblich höherer Genauigkeit vorherzuberechnen.

• Eigengeräusche von Mikrofonschwenkanlagen
  S. Efinger and L. Weber
[A]

Bei bauakustischen Messungen erfolgt die räumliche Mittelung des Schallpegels in den Messräumen üblicherweise mit Hilfe von Mikrofonschwenkanlagen, bei denen das an einem Schwenkarm befestigte Mikrofon durch einen Motor auf einer geneigten Kreisbahn bewegt wird. Motor und Getriebe erzeugen jedoch Eigengeräusche, die bei sensiblen Messungen wie z. B. akustischen Untersuchungen an haustechnischen Installationen oder Messungen an hochschalldämmenden Konstruktionen, nicht unerhebliche Störungen hervorrufen können.

Es wurden verschiedene Typen von Mikrofonschwenkanlagen unterschiedlicher Hersteller auf ihre Geräuschentwicklung untersucht. Hierbei wurden Probleme bei der Motorkapselung, durch Reibungsgeräusche des Antriebsriemens sowie durch Brems- und Beschleunigungsgeräusche bei Umkehr der Bewegungsrichtung festgestellt. Des weiteren erwiesen sich das Ausbalancieren von Mikrofon und Schwenkarm und die Führung des Mikrofonkabels als wichtige akustische Einflussgrößen. Es wird über die gewonnenen Erfahrungen und die unter verschiedenen Betriebs- und Aufstellungsbedingungen gemessene Schallabstrahlung berichtet.

• Untersuchung des Nah- und Fernfeldes vor periodisch profilierten Oberflächen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Pazos, L. Weber, K. Sedlbauer and P. Leistner
[A]

Profilierte Oberflächen bewirken eine Streuung des reflektierten Schalls und erhöhen den Schallabsorptionsgrad. Sie sind deshalb bei Lärmschutzwänden weit verbreitet. Hinsichtlich ihrer akustischen Eigenschaften - z. B. in bezug auf die Feldverteilung im Nah- und Fernbereich der Oberfläche - bestehen jedoch noch offene Fragen.

Im Rahmen der Entwicklung eines In-situ-Messverfahrens zur Bestimmung des Schallabsorptionsgrads strukturierter Wände wurde das Schallfeld vor periodisch profilierten Oberflächen rechnerisch untersucht. Der Schwerpunkt hierbei bestand in dem Zusammenhang zwischen Nah- und Fernfeld. Die Modellierung des Schallfeldes erfolgte nach einer von Holford (1981) beschriebenen analytischen Methode.

Aus den Untersuchungen ergeben sich Erkenntnisse über den Einfluss der Profilierung auf die Feldverteilung vor der Oberfläche beim Auftreffen einer ebenen Welle. Des weiteren lassen sich Hinweise zur Gestaltung eines geeigneten In-situ-Verfahrens zur Messung der Schallabsorption ableiten.

• Gabionen als Lärmschutzeinrichtungen an Verkehrswegen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  D. Brandstetter and L. Weber
[A]

Gabionen, d. h. mit Gestein gefüllte Drahtkörbe, werden wegen ihrer Standsicherheit und Dauerhaftigkeit sowie der verhältnismäßig geringen Herstellungskosten seit einigen Jahren verstärkt als Lärmschutzwände an Verkehrswegen eingesetzt. Im IBP wurden seit vielen Jahren akustische Prüfungen an einer Vielzahl von Gabionen unterschiedlicher Bauart nach DIN EN ISO 354 (Absorption) und DIN EN ISO 140-3 (Schalldämmung) durchgeführt und nach den einschlägigen Richtlinien wie der ZTV-Lsw 88 und der DB-Richtlinie 800.2001 beurteilt. Hierbei zeigte sich, dass die Einhaltung der für die Schalldämmung und die Schallabsorption geforderten Werte in vielen Fällen erhebliche Schwierigkeiten bereitet. Kritisch ist insbesondere die Abdichtung der zwischen den Körben vorhandenen Fugen.

Neben den Abnahmeprüfungen wurden gemeinsam mit den Herstellern neue Systeme entwickelt und akustisch optimiert. Hierbei wurde darauf geachtet, dass sich die eingesetzten Materialien akustisch und umweltverträglich ergänzen. Zudem wurden unterschiedliche Messverfahren zur Bestimmung der Schalldämmung (Diffusfeld / Freifeld) angewandt und miteinander verglichen. Es wird über die ermittelten Ergebnisse und neue Lösungen zur Optimierung der akustischen Eigenschaften von Gabionen berichtet.

• 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.

• Schlanke Deckenauflagen für die Altbausanierung [DAGA 2008 (Dresden)]
  L. Weber and A. Fügmann
[A]

Bei der akustischen Sanierung bestehender Bauten ist man bestrebt, die vorhandene Raumhöhe zu erhalten. Aus diesem Grund werden in zunehmendem Maße schlanke Deckenauflagen - d. h. Trockenestriche aus Holz- oder Gipsfaserplatten mit reduzierter Bauhöhe - eingesetzt. Die Dicke der Dämmschicht beträgt bei derartigen Konstruktionen oft nur wenige Millimeter. Ähnliche Verhältnisse findet man auch bei den weit verbreiteten Systemen zur schwimmenden Verlegung von Laminat und Parkett (sogenannte Klicksysteme). Die herkömmliche Unterscheidung zwischen schwimmenden Estrichen in Nassbauweise einerseits und weichen Bodenbelägen (z. B. Teppichböden oder PVC-Belägen) andererseits ist daher nicht mehr länger gültig. Schlanke Deckenauflagen haben sich als neue kostengünstige Bauweise etabliert und nehmen eine Zwischenstellung zwischen den oben erwähnten klassischen Konstruktionen ein.

Trotz ihrer zunehmenden Verbreitung wurden die akustischen Eigenschaften von schlanken Deckenauflagen bislang nur wenig untersucht. Es wird über die Ergebnisse eines zu diesem Thema durchgeführten Forschungsvorhabens berichtet. Die Untersuchungen erbrachten zum Teil überraschende Ergebnisse, die mit den üblicherweise verwendeten Masse-Feder-Modellen nicht ohne weiteres erklärbar sind. Es wurden u. a. verschiedenartige Dämmstoffe sowie die Wirkung von Körperschallbrücken und lokalen Lasten betrachtet. Die Messungen fanden sowohl auf Holzbalken- als auch auf Massivdecken statt.

• Verbesserung der Schalldämmung durch Vorsatzschalen [DAGA 2008 (Dresden)]
  L. Weber and A. Buchele
[A]

Vorsatzschalen stellen eine wirkungsvolle Maßnahme zur Verbesserung der Schalldämmung dar und sind in mannigfacher Form in der Bauakustik weit verbreitet. Da sie vielfach auch im Bereich Wärmetechnik eingesetzt werden, haben sie häufig eine doppelte akustische und thermische Funktion (Beispiel Wärmedämm-Verbundsysteme).

Obgleich bereits seit mehreren Jahrzehnten bekannt, sind die akustischen Eigenschaften von Vorsatzschalen im Detail noch keineswegs völlig verstanden. Sie wurden deshalb im Fraunhofer-Institut für Bauphysik im Rahmen eines Forschungsvorhabens näher untersucht. Es wird über die Ergebnisse der Untersuchungen und ihre Konsequenzen für die Auslegung und Optimierung von Vorsatzschalen berichtet. Neben einer kritischen Betrachtung der in Forschung und Normung verwendeten Berechnungsmodelle beschäftigt sich der Beitrag vor allem mit den beim praktischen Einsatz von Vorsatzschalen auftretenden Fragen: Einfluss der Grundwand auf die Verbesserung der Schalldämmung, Auswirkung von Vorsatzschalen auf die Schall-Längsdämmung, beidseitige Anbringung von Vorsatzschalen, Einfluss von Hohlraumbedämpfung und Befestigung, akustische Wirkung bei tiefen Frequenzen, etc.

• 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.

• Experimentelle Untersuchungen zur Entwicklung eines Messverfahrens für die Schallabsorption von profilierten Lärmschutzwänden [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Pazos, L. Weber, P. Leistner and K. Sedlbauer
[A]

Zur Entwicklung eines Messverfahrens, das die Bestimmung des Schallabsorptionsgrades von Lärmschutzwänden mit profilierter Oberfläche in situ ermöglicht, wurden Modellmessungen an verkleinerten Wänden im reflexionsarmen Raum des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik durchgeführt. Der erste Schritt hierbei bestand in einer Validierung des verwendeten Versuchsaufbaus. Es wurde unter anderem untersucht, unter welchen Voraussetzungen sich das von dem verwendeten Lautsprecher erzeugte Schallfeld im Bereich der untersuchten Wände mit hinreichender Genauigkeit als ebene Welle betrachten lässt. Die Messungen erfolgten mit zwei Mikrofonen gleichzeitig, wobei sowohl Phase als auch Betrag des Schallpegels an verschiedenen Positionen im Raum bestimmt wurden.

Die durchgeführten Messungen dienen dazu, die mit dem theoretischen Modell von Holford-Urusovskii berechnete Feldverteilung vor periodisch profilierten Oberflächen messtechnisch zu verifizieren. Hierzu werden Messungen an unterschiedlich profilierten Wänden mit reflektierender und absorbierender Oberfläche vorgenommen. Ein weiteres wichtiges Ziel besteht darin, aus den im Nahfeld vor der Wandoberfläche gemessenen Werten rechnerisch auf die Pegelverteilung im Fernfeld zu schließen. Zur Unterstützung dieses Ziels erfolgen die Messungen sowohl im Nah- als auch im Fernfeld vor der untersuchten Wand.

Weber, Mathias

• Geräuschuntersuchungen an Radialgebläsen in ein- und zweistufiger Bauart [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Weber and D.-H. Hellmann
[A]

Der vorliegende Artikel befasst sich mit Geräuschuntersuchungen an Radialgebläsen mit einer spezifischen Drehzahl nq = 20 1/min. Die untersuchten Gebläse werden zur Verbrennungsluftversorgung von Gas-Brennwertkesselthermen eingesetzt. Der zur Durchführung der Messungen erforderliche Prüfstand entspricht der Richtlinie EN 25 163 (Kanalverfahren, einseitig angeschlossen) und wurde in einem reflexionsarmen Raum aufgebaut. Der druckseitig angeschlossene Messkanal mündet in einem reflexionsarmen Abschluss. Das verwendete Messgerät zur Bestimmung des Schalldruckes im Kanal besteht aus einer von außen am Kanal angebrachten Sonde, in welcher das Mikrofon aufgenommen ist (sog. Hubert-Sonde). Es werden Messergebnisse zur Analyse des Drehklang- und Rauschanteils des von den Gebläsen emittierten Schalls vorgestellt. Anhand dieser Daten werden akustische Modellgesetze aufgestellt. Um den Einfluss der Anzahl der Gebläsestufen (ein- und zweistufig) auf das akustische Verhalten zu untersuchen, wurden die Gebläse in vergleichbaren Betriebspunkten (Lieferzahl und Druckzahl) und bei allerdings variierter Umfangsgeschwindigkeit u betrieben. Mithilfe des -zweistufigen- Gebläses können je nach Auslegung die im folgenden beschriebenen Eigenschaften, mit spezifischen Vorteilen in der Anwendung, beeinflusst werden. Somit ist eine höhere spezifische technische Arbeit, eine größere Steigerung der Kennlinien-Steilheit oder eine Verringerung der Geräusch-Entwicklung im Vergleich zur einstufigen Bauweise möglich. Die getroffenen Aussagen sollen hier bei konstant gehaltener Gebläse-Drehzahl n gelten, um die Variation der Parameter einzuschränken. Der entstehende, höhere Bau- und somit Kostenaufwand muss dem technologischen Vorteil gegenübergestellt werden.

Weber, Matthias

• Identifikation von Schallquellen mittels inverser FEM mit realen Messdaten [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Weber, T. Kletschkowski and D. Sachau
[A]

Die Identifikation von Lärmquellen in Flugzeugkabinen gestaltet sich insbesondere bei tiefen Frequenzen schwierig, da das sich ausbildende stehende Schallfeld keinen direkten Rückschluss auf Schallquellen zulässt. Ein neuer Ansatz zur Rekonstruktion der räumlichen Verteilung von Schalldruck und Schallschnelle auf dem Kabinenrand basiert auf der Anwendung der inversen Finite-Elemente-Methode. Dieses Vorgehen setzt zunächst die Aufnahme von Messwerten im Kabineninneren voraus. In einem zweiten Schritt sind diese den Knoten eines FE-Modells zuzuordnen. Befinden sich alle Schallquellen auf dem Kabinenrand, kann das aus dem FE-Modell resultierende Gleichungssystem umsortiert werden, und zwar derart, dass mit Hilfe von Regularisierungsverfahren die Berechnung der unbekannten Randlasten auch bei Störung der Messwerte möglich wird. Im Vortrag wird die Anwendung dieser neuartigen Ortungsmethode am Beispiel eines vereinfachten Versuchsaufbaus erläutert. Dieser besteht aus einem schallhart berandeten Messgebiet mit einem in den Rand eingelassenen Lautsprecher. Die Vermessung des Schalldruckes im gesamten Messgebiet ermöglichte zunächst die Validierung eines zur Vorwärtsrechung mit gegebenen Randwerten verwendeten FE-Modells. Für die nachfolgende inverse Berechnung wurde die Steifigkeitsmatrix dieses FE-Modells so umpartitioniert, dass ein Teil der im Messgebiet aufgenommenen Schalldrücke erfolgreich zur Berechnung der nun freien Randwerte verwendet werden konnte. Vorgestellt wird die Qualität der Randverläufe für Schalldruck- und Schallschnelle für unterschiedliche Geometrien, Netzdichten und Anregungsfrequenzen.

Weber, Miriam

• Innovations in measuring noise levels [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Groen and M. Weber
[A]

Innovatives Messen von Umweltlärm - Ergebnisse für EU-Karten, von stillen Höfen in Rotterdam und Güterzugbrücken

Weber, R.

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

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

• Psi-Scal – eine Software für Macintosh-Computer zur automatisierten Durchführung von Geräuschbeurteilungstests [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  O. Frick, N. Chouard and R. Weber
[A]

Für die Durchführung psychoakustischer Tests ist eine Software (PSI-SCAL) entwickelt worden, die folgende Verfahren zur Beurteilung von Schallen unterstützt: Kategorial-Skalierung, Größenschätzung, Paarvergleiche (Präferenzbeurteilungen) und Distanzbeurteilungen entsprechend der Ähnlichkeit/Unähnlichkeit. Die Software kontrolliert die Darbietung der Geräusche und registriert die Reaktionen/Antworten der Versuchspersonen zusammen mit den Zeitpunkten der Urteilsabgaben. Für Versuchspersonenantworten stehen mehrere Eingabemöglichkeiten zur Verfügung. PSI-SCAL eignet sich insbesondere für den Einsatz bei interkulturellen Vergleichstests. Die Benutzerführung, Instruktion und Fragestellung in jedem Test kann auf die jeweilige Muttersprache der Versuchsperson eingestellt werden. Z.Zt. sind die Sprachen Deutsch, Englisch, Französisch und Italienisch verfügbar. Weitere Sprschversionen können vom Anwender einfach hinzugefügt werden.

• 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.

• Vergleich des ‚Booming-Indexes’ nach Hatano und Hashimoto mit anderen objektiven Signalparametern zur Charakterisierung der subjektiven Dröhnstärke [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Weber and M. Bellmann
[A]

Durch die Anregung von tieffrequenten Moden im Fahrzeuginnenraum kann es zu einem mehr oder weniger ausgeprägten Dröhnen kommen, dass sich negativ auf den akustischen Komfort auswirkt. Deshalb ist die Beurteilung des Dröhnens ein wichtiger Teil der Qualitätssicherung in der Fahrzeugfertigung. In diesem Zusammenhang ist es von Interesse objektive Messparameter zur Verfügung zu haben, die möglichst gut die subjektiv empfundene Ausgeprägtheit des Dröhnens beschreiben können im Sinne eines guten korrelativen Zusammenhanges. In dieser Untersuchung werden verschiedene Pegelmaße mit dem von Hatano und Hashimoto für die Messung des Dröhnens entwickelten ,Booming-Noise Index' hinsichtlich ihrer Korrelationen mit subjektiven Urteilen über Dröhngeräusche verglichen. Dabei zeigt sich, dass man mit gezielten Variationen von Standardpegelmaßen schon zu besseren Messgrößen für den Dröhneindruck kommen kann.

• Objektivierung des subjektiv wahrgenommenen Profilgeräuschs in Reifen-Fahrbahn-Geräuschen [DAGA 2002 (Bochum)]
  S. Buss, R. Weber and W. Liederer
[A]

Bei der Entstehung von Reifen-Fahrbahn-Geräuschen spielt unter anderem die Profilgestaltung des Reifens eine wesentliche Rolle. Eine akustisch ungünstige Profilgestaltung führt zu einem als Profilgeräusch bezeichneten tonalen Anteil des Reifen-Fahrbahn-Geräuschs mit geschwindigkeitsabhängiger Frequenz. Ist ein Profilgeräusch wahrnehmbar, führt dies zu einer Abwertung des Reifens bei einer Qualitätsbeurteilung. In dieser Studie wird der Zusammenhang zwischen dem objektiv (messbaren) Profilgeräuschanteil (am gesamten Reifen-Fahrbahn-Geräusch) und der subjektiv beurteilten Ausgeprägtheit des Profilgeräusches untersucht. Dazu werden über 80 Reifen-Fahrbahn-Geräusche, deren Spektren zum Teil gezielt (leicht) modifiziert wurden, in eine Rangreihenfolge entsprechend der Stärke des Profilgeräusches gebracht. Diese Rangreihenfolge wird korreliert mit verschiedenen Messarametern, die den Profilgeräuschanteil objektiv charakterisieren sollen. Die Ergebnisse zeigen einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Modifikation der Spektren und der subjektiv beurteilten Ausgeporägtheit der Profilgeräusche.

• Wahrnehmung des Profilgeräuschs in Reifen-Fahrbahn-Geräuschen [DAGA 2003 (Aachen)]
  S. Buss, R. Weber and W. Liederer
[A]

Eine ungünstige Profilgestaltung trägt u.a. zum Reifen-Fahrbahn-Geräusch bei. Das Profilgeräusch wird als tonaler Anteil mit geschwindigkeitsabhängiger Frequenz im Reifen-Fahrbahn-Geräusch erkennbar. Bei einer Qualitätsbeurteilung führt ein wahrnehmbares Profilgeräusch zu einer Abwertung des Reifens. In zwei Experimenten wird jeweils der Zusammenhang zwischen objektiven spektralen Eigenschaften von Reifen-Fahrbahn-Geräuschen und subjektiven Beurteilungen der Stärke des Profilgeräuschs untersucht. Dazu werden verschiedene Reifen-Fahrbahn-Geräusche mit zum Teil leicht modifizierten Spektren hinsichtlich der Stärke des Profilgeräuschs beurteilt. Es zeigt sich jeweils ein deutlicher Zusammenhang zwischen den spektralen Änderungen und der beurteilten Stärke des Profilgeräuschs.

• 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].

• Subjective and objective characterisation of tonal components in tyre/road noise [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Buss and R. Weber
[A]

An important factor for the generation of tyre/road noise is the geometry of the tread pattern. The pattern noise is a tonal component of the tyre/road noise with speed dependent frequency. A perceivable tyre/road noise leads to a decreased quality rating in a subjective evaluation of tyre/road noise.

In order to find an objective measure for the subjectively perceived pattern noise, tyre/road noises are evaluated in a paired comparison test. The set of tyre road noises consists of one tyre/road noise and modifications of this signal with systematically varied spectra.

The subjective evaluation of pattern noise can be referred to objective parameters calculated from the signal. Also an aurally adequate signal analysis is performed and compared to the subjective evaluation of the tyre/road noises.

• 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.

• 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]

• 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.

• 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.

• Subjektive Bewertung der Tonhaltigkeit in der Fahrzeugakustik [DAGA 2005 (München)]
  H. Hansen, R. Weber and U. Letens
[A]

Fahrzeuggeräusche können starke tonale Komponenten aufweisen. Die Frequenzen sind meist proportional zur Motordrehzahl, z.B. Getriebeheulen oder Kettenheulen. Jedoch gibt es durchaus auch andere Phänomene, welche nicht diese charakteristische Abhängigkeit aufweisen, sondern lediglich bei einer Frequenz oder gar unabhängig von der Motordrehzahl auftreten. Zudem handelt es sich um zeitlich begrenzte aber variierende Phänomene. Zur Quantifizierung der verschiedenen Phänomene werden psychoakustische Versuche durchgeführt. Im Vortrag werden die Ergebnisse eines Hörtest, in dem die Versuchspersonen auf einer Kategorialskala Tonhaltigkeiten von Fahrzeuggeräuschen beurteilen, vorgestellt. Die zu beurteilenden Fahrzeuggeräusche decken nicht nur die in Fahrzeugen üblicherweise auftretende Stärke der Tonhaltigkeit ab, sondern auch die verschiedenen Erscheinungsformen. Des Weiteren werden die Ergebnisse einer Untersuchung zum Einfluss der verschiedenen tonalen Komponenten auf die Geräuschqualität vorgestellt. Produktgeräuschqualität wird über die konnotative Bedeutung erfasst, die durch ein semantisches Differential gemessen wird. Als Stimuli werden längere Ausschnitte von Fahrzeuggeräuschen gewählt, um das tonale Ereignis in einen Zusammenhang einzubetten. Ziel dieses Versuches ist die Aufdeckung des Zusammenhanges zwischen der Stärke der Tonhaltigkeit und der Produktgeräuschqualität.

• Subjektive Bewertung von instationären Funktionsgeräuschen in der Fahrzeugakustik [DAGA 2005 (München)]
  R. Liebing and R. Weber
[A]

Die Bedeutung von Geräuschen bei der Entwicklung eines Kraftfahrzeugs hat in den letzten Jahren immens zugenommen. So gehört zum hochwertigen Eindruck eines Automobils heutzutage auch eine dem Fahrzeugtyp entsprechende Akustik. Insbesondere zeitlich veränderliche Funktionsgeräusche wie z.B.: Motorakustik, Blinker- und Türgeräusche werden neben stationären Schallen wie z.B.: Windgeräuschen regelrecht designt. Dabei spielt die richtige Vorgabe des Zielgeräuschs (target sound) eine wesentliche Rolle. Aufgrund der naturgemäß subjektiven Empfindung von Zielgeräuscheigenschaften, muss bei der Zielfindung sichergestellt werden, dass die Einschätzung der Entwickler mit der Beurteilung durch Kunden übereinstimmt. Um dies beispielhaft zu überprüfen, führt man Hörvergleiche mit sich zeitlich sehr schnell veränderlichen Türgeräuschen durch. Dabei bewerten sowohl fachfremde Probanden als auch Fachleute eine Reihe von Öffnungs- und Schließzyklen mit Hilfe eines semantischen Differentials. Der Vortrag stellt Ergebnisse dieser Hörtests vor und vergleicht die Bewertungen ausgesuchter Adjektivpaare mit objektiv messbaren Parametern.

• Psychophysikalische Untersuchungen zum Gesamtkomfort in Flugzeugkabinen (1/2) - Versuchs- und Rahmenbedingungen - [DAGA 2005 (München)]
  M. Bellmann, J. Bastian and R. Weber
[A]

Ziel der Studie ist die Untersuchung des Einflusses physikalisch erfassbaren Umgebungsfaktoren, die bei dem Entwurf von Flugzeugen planbar sind, auf das Komfortempfinden eines Passagiers in einer Flugzeugkabine. Dazu werden neben der physikalischen Erfassung von Umgebungsfaktoren mit psychologischen Methoden (Fragebögen und Beobachtung) die Wirkungen auf den Passagier untersucht. Zu komfortrelevanten Umgebungsfaktoren zählen u.a. der Sitz, das Umgebungsklima (Lufttemperatur, rel. Luftfeuchte, Druck, Luftgeschwindigkeit), Schall und Vibrationen, die Beleuchtung, sowie die Luftqualität. In diesem und dem folgenden Vortrag wird von einer Messkampagne berichtet, die während zweier innereuropäischen Linienflüge durchgeführt wurde. Während des jeweils zweistündigen Hin- und Rückfluges in einer Boeing 737-800 sind für die Charakterisierung des Schallfeldes in der Kabine sowohl Spektren in unterschiedlichen Flugphasen, als auch an unterschiedlichen Orten in der Flugzeugkabine aufgezeichnet worden. Darüber hinaus ist der Pegelverlauf mit einem Schalldosimeters erfasst worden zusammen mit dem Leq und den Linpeak jeweils im 5s Takt.. Zusätzlich zu den akustischen Parametern ist das Umgebungsklima, die Luftqualität und die Beleuchtung, sowie die Sitzumgebung registriert worden. Diese Daten werden in Beziehung zu der Akustik und der jeweiligen Flugsituation gesetzt und diskutiert. (Diese Studie ist Teil des Projektes KATO TP04 (Innovative Kabinentechnologien), das im Rahmen des Luftfahrtforschung und -technologie Programms III des BMWA gefördert wird).

• Passagierkomfort in der Fluzeugkabine-Psychologische Erfassung komfortrelevanter Faktoren (2/2) [DAGA 2005 (München)]
  J. Bastian, M. Bellmann and R. Weber
[A]

Passagierkomfort in der Flugzeugkabine (2/2) - Psychologische Erfassung komfortrelevanter Faktoren

J. Bastian, M. Bellmann, R. Weber Institut für Physik, Fakultät V, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Ziel der Studie ist die Untersuchung des Einflusses physikalisch erfassbarer Umgebungsfaktoren, die bei dem Entwurf von Flugzeugen planbar sind, auf das Komfortempfinden der Passagiere in einer Flugzeugkabine. Dazu werden neben der physikalischen Erfassung von Umgebungsfaktoren mit psychologischen Methoden (Fragebögen und Beobachtung) die Wirkungen auf die Passagiere untersucht. In diesem Vortrag werden psychologische Auswertungen vorgestellt. Da der Komfort der Passagiere in einem Flugzeug von verschiedenen Parametern beeinflusst wird, werden genauere Einblicke auf das Komfortempfinden in körperlicher und psychischer Hinsicht gegeben. Während des jeweils zweistündigen Hin- und Rückfluges in einer Boeing 737-800 werden innerhalb von drei Flugphasen die Veränderungen des eigenen körperlichen und psychischen Empfindens sowie die Bewertung der Umgebung auf fünf- oder siebenstufigen Ratingskalen erfasst. Generell von Bedeutung ist dabei, welche Faktoren besonders wichtig für das Komfortempfinden sind. Des Weiteren werden zeitliche Effekte unterschiedlicher Umgebungsfaktoren auf das Komfortempfinden untersucht. Dazu werden Fragebögen zu unterschiedlichen Zeiten ausgefüllt. (Diese Studie ist Teil des Projektes KATO TP04 (Innovative Kabinentechnologien), das im Rahmen des Luftfahrtforschung und -technologie Programms III des BMWA gefördert wird).

• Einfluss des Schalls und anderer Umgebunsvariablen auf das Komfortempfinden in der Flugzeugkabine [DAGA 2005 (München)]
  S. Buss, R. Kruse and R. Weber
[A]

Der Komfort der Passagiere in einem Flugzeug wird von verschiedenen Parametern beeinflusst. U.a. Umgebungsparameter und das Befinden der Passagiere vor dem Flug wirkt sich möglicherweise auf den empfundenen Komfort aus.

Experimente in einem Flugzeug-Simulator werden durchgeführt, um den Einfluss der Umgebungsparameter auf den Komfort der Passagiere zu untersuchen. Systematisch variiert werden die Umgebungsparameter Schall, Vibrationen, Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Mit einem Fragebogen werden das Komfortempfinden der Passagiere und die Beurteilung der Umgebungsbedingungen erfasst.

Betrachtet wird der Einfluss des Schallpegels auf die Beurteilung der Umgebungsparameter und des Komforts. Außerdem wird der Einfluss der übrigen Umgebungsparameter auf die Schall- und Vibrationsbeurteilung untersucht. Ebenfalls in Betracht gezogen wird der Einfluss des Befindens vor dem Flug auf das Komfortempfinden.

• Psychophysikalische Untersuchungen zur Wahrnehmung von Sitzvibrationen im Labor [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Bellmann and R. Weber
[A]

Die subjektive Beurteilung der Lenkrad- und Sitzvibrationen, sowie des akustischen Phänomens ''Dröhnen'' von trainierten Personen (sogenannte professionellen Subjektiv-Tester) sind gängige Verfahren zur Qualitäts-sicherung in der Fahrzeugindustrie. In dieser Studie sind grundlegende Versuche zur Wahrnehmung von Sitzvibrationen auf realen Fahrzeugsitzen auf einem Sitzprüfstand im Labor durchgeführt worden. Dabei haben sowohl trainierte als auch untrainierte Versuchpersonen unterschiedliche Sitzvibrationen subjektiv beurteilen. Dabei sind die Abhängigkeit der Beurteilungen vom Beschleunigungspegel, der individuellen Sensitivität auf Ganzkörperschwingungen und die Auswirkung von zusätzlichen akustischen Reizen (Darbietungen) untersucht worden. Alle verwendeten vibro-akustischen Stimuli sind Aufnahmen aus realen Fahrzeugen der Mittelklasse im Leerlauf. Es stellt sich heraus, dass professionelle Subjektiv-Tester keinerlei signifikanten Unterschiede in der Fähigkeit Ganzkörpervibrationen wahrzunehmen aufweisen. Jedoch ist es nur sehr erfahrenen Versuchspersonen möglich eine subjektive (Qualitäts-) Beurteilung von Sitzvibrationen reproduzierbar abzugeben. Die subjektive Beurteilung der Sitzvibrationen ist unabhängig von der individuellen Perzeptionsschwelle des Probanden. Es zeigt sich jedoch, dass gleiche individuelle Notenunterschiede (kategoriale Unterschiede) auf der gleichen Anzahl von Ebenmerklichkeiten - gerade wahrnehmbaren Unterschieden - im Beschleunigungspegel beruhen, die aneinandergereiht, gerade die Notendifferenz ausfüllen.

• T-F-Verfahren für instationäre Geräusche [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  R. Liebing and R. Weber
[A]

Die Bedeutung von Geräuschen bei der Entwicklung eines Kraftfahrzeugs hat in den letzten Jahren immens zugenommen. So gehört zum hochwertigen Eindruck eines Automobils heutzutage auch eine dem Fahrzeugtyp entsprechende Akustik, die von Soundingenieuren designt wird. Sehr viele Geräusche sind dabei in der Zeit sehr schnell veränderlich, so dass es meist nicht ausreicht, den Klangcharakter ausschließlich im Frequenzbereich zu untersuchen. Vielmehr spielt neben der tonalen Zusammensetzung auch der zeitliche Verlauf eine entscheidende Rolle. Zur gleichzeitigen Analyse beider Dimensionen werden Zeit-Frequenz- Algorithmen angewandt. Auf dem Poster sollen Verfahren mit konstanter Bandbreite wie z.B. die Wigner-Ville-Verteilung und solche mit variabler Bandbreite, zu denen Wavelets, Matching Pursuit und die Constant-Q-Transformation gehören, vorgestellt und anhand eines synthetischen und eines realen Geräusches, wie es z.B. ein Schalterklicken, Dieselnageln oder ein Türzuschlag sein kann, im Bezug auf gehörgerechte Analyse miteinander verglichen werden.

• Combined contribution of roughness and sharpness to the unpleasantness of modulated band pass noise [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Weber and R. Eilers
[A]

In the tradition of the Zwicker school the effect of subjectively judged roughness and sharpness on sensory unpleasantness has been studied in the frequency region from 500 to 3000 Hz. The actual study investigates the combined influence of roughness and sharpness on the unpleasantness in a more lower frequency region using the paired comparison method. 24 signals are synthesized for the test. Eight band pass noises, each two octaves broad, with centre frequencies ranging from 300 to 1500 Hz are amplitude modulated by three different degrees of modulation depths (modulation frequency 70 Hz). All noises are adjusted to the same loudness. In a complete comparison test 20 subjects judge the more unpleasant one of a pair of noises because the noises do not sound extremely well. Every subject performs the 276 comparisons during three test sessions. The results of these tests will be presented. It was surprising to see that about two thirds of the subjects showd a minimum of unpleasantness in the frequency region around 500 Hz. So an optimal sharpness region exists for them and the unpleasantness does not only increase for higher sharpness but also for lower sharpness values that is for lower frequency noise. (Presumably the presentation will be given in German).

• 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)

• 'Cross-modality matching' zwischen Schall- und Vibrationssignalen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Kaufmann, M. Bellmann and R. Weber
[A]

Im alltäglichen Leben ist der menschliche Körper z.B. im Straßenverkehr oder bei der Arbeit verschiedensten Ganzkörpervibrationen ausgesetzt. Oftmals geht die Vibrationsexposition mit einer zeitgleichen akustischen Belastung einher.

Es existieren in der Literatur einige Hinweise, dass Schall mit großer Lautheit die wahrgenommene Stärke von Ganzkörpervibrationen verringert. Jedoch ist dieser Effekt bislang noch nicht systematisch untersucht worden. Aus diesem Grund werden in dieser Untersuchung Kurven gleicher subjektiver Wahrnehmungsstärke zwischen Schall und vertikalen Ganzkörpervibrationen auf einem vibro-akustischen Prüfstand im Labor gemessen.

In den Experimenten werden den Probanden akustisch schmalbandige Rauschsignale mit festen Pegeln und schmalbandige Vibrationssignale mit variablem Beschleunigungspegel dargeboten. Die Probanden haben die Aufgabe, zu entscheiden, welches der beiden Signale stärker ist. In verschiedenen Settings wird der Einfluss der Startbeschleunigungspegel, der Darbietungsreihenfolge des vibratorischen und des akustischen Stimulus und der Referenzpegel des akustischen Stimulus auf die beurteilte Vibrationsstärke systematisch untersucht.

Es stellt sich heraus, dass der im Vergleich zur Lautstärke als gleich stark beurteilte Vibrationspegel deutlich von der Reihenfolge der dargebotenen Schall- und Vibrationssignale abhängt. So zeigt sich u.a., dass die Wahrnehmung des Vibrationssignals stärker durch einen vorher dargebotenen akustischen Stimulus beeinflusst wird als bei einer umgekehrten Darbietungsreihenfolge.

• Lärm in der Flugzeugkabine und seine Wirkung auf den Passagier [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Buss and R. Weber
[A]

In einer Zeit zunehmenden Flugverkehrs spielt der Komfort der Passagiere in der Flugzeugkabine eine größere Rolle. Verschiedene Umgebungsfaktoren wirken sich auf den Komfort aus. Dazu zählen neben Klima, Luftqualität, Sitzkomfort und Service auch die Geräusche in der Flugzeugkabine. Die aerodynamisch erzeugten Geräusche bilden zusammen mit den Geräuschen von Triebwerk und Klimaanlage die dominierenden Schallfeldanteile in der Kabine.

In zwei Simulatoren wurden Flüge simuliert. Dabei wurde bei varrierten Umgebungsfaktoren Schallpegel, Temperatur und Luftfeuchtigkeit mit Hilfe von Fragebögen der Passagierkomfort ermittelt. Es wurden sowohl die Wahrnehmung der Umgebungsvariablen, der Komfort sowie das Wohlbefinden der Passagiere erfragt.

Im Vortrag wird speziell der Einfluss verschiedener Schallpegel in den Flugzeugkabinensimulatoren auf die Passagierantworten im Fragebogen vorgestellt. Dabei werden die Bewertungen des Schalls und des Komforts berücksichtigt sowie das von den Passagieren beurteilte Wohlbefinden.

• Objektivierung des Türgeräusches eines Kraftfahrzeuges [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Liebing and R. Weber
[A]

Die Bedeutung von Geräuschen bei der Entwicklung eines Kraftfahrzeuges hat in den letzten Jahren immens zugenommen. So gehört zum hochwertigen Eindruck eines Automobils heutzutage auch eine dem Fahrzeugtyp entsprechende Akustik. Insbesondere zeitlich veränderliche Funktionsgeräusche werden neben stationären Schallen wie z.B. Windgeräuschen regelrecht designt. Dabei spielt die richtige Vorgabe des Zielgeräusches (target sound) eine wesentliche Rolle. Gerade bei instationären Geräuschen wie z.B. den Türgeräuschen ist dieser target sound jedoch schwer zu beschreiben und noch schwieriger objektiv zu messen. Deshalb geht dieser Vortrag auf den Prozess der Objektivierung von Türgeräuschen ein. Neben dem Einfangen des subjektiven Geräuscheindruckes von einer großen Anzahl von Probanden werden auch Analyseverfahren vorgestellt, die dieses stark instationäre Geräusch beschreibbar machen und so eine objektive Analyse auf Basis der subjektiven Beurteilung der Testpersonen ermöglichen.

• Cross-Modality-Matching für Schall und Ganzkörpervibrationen [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Töpken, M. Bellmann and R. Weber
[A]

In vielen Situationen ist der Mensch sowohl Schall- als auch Schwingungsreizen ausgesetzt. Gibt es eine Beeinflussung der wahrgenommenen Vibrationsstärke durch ein akustisches Signal? Diese Frage wird im Labor mit Reizkonfigurationen untersucht, bei denen ein Schall- und ein Vibrationssignal dargeboten werden. Die Versuchsperson, die auf einem Schwingstuhl sitzt, hat dabei die Aufgabe, die Vibrationsstärke im Vergleich zur Lautstärke des dargebotenen Schalls zu beurteilen. Bei dem Schall handelt es sich um ein Bandpassrauschen mit der Mittenfrequenz um 100 Hz und einer Bandbreite von einer halben Oktave. Der Pegel des Bandpassrauschens wird konstant gehalten. Das Vibrationssignal mit einer Mittenfrequenz von 31,5 Hz ist ebenfalls ein Schmalbandrauschen. Die Wahl der Signale ist angelehnt an bestimmte Situationen in einem Automobil. Das Schallsignal und das Vibrationssignal haben jeweils eine Länge von einer Sekunde und werden weich ein- und ausgeschaltet. Der Parameter, der im Versuch geändert wird, ist der Zeitversatz, mit der beide Signale dargeboten werden. Er ist so abgestuft, dass die Signale mal nacheinander, mal teilüberlappend und mal vollständig überlappend dargeboten werden. Gemessen wird dann im Vergleich zur Lautstärke der Punkt gleicher Vibrationsstärke mit einem AFC-Verfahren. Über die Ergebnisse dieser Versuche wird berichtet.

• Beurteilung von Betätigungsgeräuschen im PKW mit dem Semantischen Differenzial und in einem Präferenzpaarvergleich [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Buss, J. Rausch, T. Beitz and R. Weber
[A]

Die akustische Rückmeldung über eine erfolgreich oder nicht erfolgreich durchgeführte Mensch-Maschine-Interaktion in einem Fahrzeug spielt eine wichtige Rolle für die Orientierung des Fahrers. Zu diesen akustischen Rückmeldungen zählen auch die sogenannten Betätigungsgeräusche. Diese lassen sich zum Einen auf einer Dimension angenehm-unangenehm beurteilen. Zum Anderen lässt ihre Analyse durch das Gehör Rückschlüsse auf die initiierte Aktion und ihren Verlauf zu. Für die Analyse der verschiedenen Wahrnehmungsdimensionen von Zentralverriegelungsgeräuschen wird ein semantisches Differenzial eingesetzt und die Ergebnisse werden mit den Resultaten eines Paarvergleichstests zur Präferenz der Geräusche verglichen. Die Verriegelungsgeräusche sind mit einem Kunstkopf aufgenommen worden und sie werden den Versuchspersonen im Originalpegel über Kopfhörer in einer geräuschgedämmtem Kabine dargeboten. Die Tests werden für jede Versuchsperson an zwei verschiedenen Terminen durchgeführt, wobei die eine Hälfte der Versuchspersonen mit dem Präferenztest beginnt und die andere mit dem semantischen Differenzial. Im Vortrag werden die Faktoren des semantischen Differenzials vorgestellt zusammen mit den Ergebnissen des Paarvergleichstests, der unter anderem mit der BTL-Methode ausgewertet wurde.

Weber, S.

• Akustogramme – Grundlagen der Gestaltung von Klangzeichen-Systemen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Weber
[A]

Ähnlich der Verwendung von visuellen Piktogramm-Systemen zur nonverbalen Verständigung werden immer häufiger gezielt Systeme von Klangbildern und akustischen Signalen als Kommunikationsschnittstelle für Produkte oder öffentliche Räume entwickelt (z.B. PC-Soundschemata, Signal- und Klingeltöne bei Telefonen, Warnsignale im Kfz).

Wesentliche Aspekte für eine funktionale Gestaltung von Klangzeichen sind u.a. eine gute Erkennbarkeit der Signale vor dem ''akustischen Hintergrund'', eine möglichst intuitive Deutbarkeit der Botschaft sowie die Schaffung von Eindeutigkeit bei der Darstellung von Navigations- oder Warnhinweisen.

Darüber hinaus ist für eine hohe Nutzerakzeptanz die Auswahl zum Objekt passender und für die gewünschte Funktion geeigneter Klangmaterialien unumgänglich. Die Sounds müssen neben der funktionalen Eignung geeignete Assoziationen beim Rezipienten hervorrufen und gleichzeitig wesentliche Qualitäten des Objekts, wie z.B. Wertigkeit, Markenzugehörigkeit u.s.w., vermitteln. Nicht zuletzt soll eine ansprechende ästhetische Anmutung erzielt werden.

Bei Systemen aus mehreren Klängen kommt die Darstellung des Systemcharakters als weiterer Gestaltungsaspekt hinzu. Was im visuellen Zeichensystem durch Vereinheitlichung in Farbe, Grundform und Abstraktionsgrad gelingt, muss im akustischen durch die Schaffung eines ''Akustischen Rahmens'' ermöglicht werden.

Der Vortrag stellt Möglichkeiten und Ansätze für Akustogramm-Systeme anhand praktischer Beispiele vor. Es werden grundlegende Richtlinien für die gestalterische Herangehensweise dargestellt, hierbei fließen Erfahrungen aus zahlreichen Gestaltungsprojekten und aus der Lehrtätigkeit an der Burg Giebichenstein Hochschule für Kunst und Design in Halle ein.

Wechsung, I.

• Kognitive Grundlagen der multimodalen Mensch-Maschine Interaktion [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Naumann, I. Wechsung and R. Schleicher
[A]

Bezüglich multimodaler Mensch-Maschine Interaktion sind mittlerweile widersprüchliche Ergebnisse in der Literatur dokumentiert (Oviatt et al., 1999). Einerseits kann das Nutzen mehrerer Wahrnehmungskanäle, z.B. durch redundante Informationsdarstellung, zur Fehlervermeidung beitragen (Sarter, 1999; Sturm, 2005). Andererseits kann man annehmen, dass dem Benutzer zusätzliche kognitive Ressourcen, z. B. bei der Entscheidung für eine der angebotenen Modalitäten, abverlangt werden, was zur Überforderung des Nutzers führen kann (Schomaker et al., 1995; Wickens, 2002). Angesichts immer neuer Möglichkeiten hinsichtlich der Integration neuer Modalitäten in interaktive Systeme stellt sich die Frage, wann der Einsatz multimodaler Benutzerschnittstellen tatsächlich mit positiven Effekten verbunden ist. Antworten liefert die psychologische Forschung, deren gegenwärtiger Stand Erklärungsansätze für diese uneindeutige Befundlage bietet. Das Arbeitsgedächtnismodell von Baddeley (Baddeley, 2000) und die Theorie der multiplen Ressourcen von Wickens (2002) gehen davon aus, dass bei der Nutzung unterschiedlicher Modalitäten zum Teil auf unterschiedliche Ressourcen zurückgegriffen wird und Multimodalität in diesem Fall die Interaktion unterstützen kann. Als weiterer Einflussfaktor zeigte sich in empirischen Studien neben der Allokation der Ressourcen die Kohärenz der Präsentation: Zeitlich und räumlich inkohärente Darbietung multimodaler Signale kann sich im schlechtesten Fall negativ auf die Interaktion auswirken (McGurk & MacDonald, 1976; Schomaker et al., 1995).

Wedel, R.

• Vorbeifahrgeräusch-Simulation mittels Hochlaufmessung mit der Mikrofonstafette auf einem Akustikrollenprüfstand [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Wedel and U. Bernhard
[A]

In der Umsetzungsphase ''Road to Lab to Math'' wurde ein Mess- und Berechnungsverfahren zur Vorhersage des Vorbeifahrgeräusches nach ISO 362 entwickelt, mit dem zahlreiche Versuchsträger eingespart werden können. Benötigt wird ein Entwicklungsfahrzeug, dass mit dem zu untersuchenden Motor ausgerüstet ist. Damit kann das Vorbeifahrgeräusch für alle für diesen Motor vorgesehenen Getriebe- (MT, AT, CVT etc.) und Achsvarianten prognostiziert werden. Als Berechnungsparameter wird der aus der ISO 362 resultiernde Drehzahlverlauf über der Fahrzeugposition benötigt. Dieser kann aus einer realen Vorbeifahrmessung oder einer Berechnung (Fahrzeuglängsdynamík) stammen. Hieraus resultiert eine sogenannte ''Hybridmethode'', die einerseits aus Mess- und andererseits aus berechneten Daten besteht. Durch Addition des Reifengeräusches unter Traktion, das unter ''Realbedingungen'' ermittelt wird, erhält man Daten, die vergleichbar mit realen Messungen sind.

Wefers, F.

• Optimierung der Filtersegmentierung für die Echtzeitfaltung [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Wefers
[A]

Ein weitverbreitetes Auralisierungs-Verfahren in der virtuellen Akustik basiert auf Beschreibung der Schallübertragungspfade durch Impulsantworten. Virtuelle Szenen werden auralisiert indem die Klänge einer virtuellen Szene mit Impulsantworten gefaltet werden. Ziel ist es realistische, interaktive Simulationen zu schaffen. Dies erfordert die Faltung vieler Quellsignale mit langen Raumimpulsantworten bei möglichst geringer Ein-zu-Ausgabe-Latenz. Für diese Aufgabe wird üblicherweise die segmentierte Faltung eingesetzt. In diesem Verfahren werden Impulsantworten unterteilt (segmentiert). Die Segmentierung hat starken Einfluß auf den Rechenaufwand und die Realisierbarkeit/Stabilität der Faltung in Echtzeit. Um komplexe virtuelle Szenen simulieren zu können, muss der Rechenaufwand möglichst gering halten.

In diesem Beitrag wird ein Verfahren zur Optimierung der Filtersegmentierung auf Basis von Praxisdaten vorstellt. Bisherige Untersuchungen zu optimalen Segmentierungen basieren auf theoretischen Komplexitätsbetrachungen. Auf reellen Systemen ergeben sich allerdings deutliche Abweichungen von diesen Annahmen. Am Institut für Technische Akustik (ITA) wurde ein Optimierungswerkzeug entwickelt, welcher ausgehend von konkreten Messdaten eines Zielsystems, optimale Segmentierungen für verschiedene Bewertungskriterien berechnet. Durch diesen Ansatz können Maschinen-spezifische Eigenschaften ausgenutzt werden und der Berechnungsaufwand der Faltung kann deutlich gesenkt werden. Im Vortrag werden das Verfahren und die gewonnenen Erkenntnisse vorgestellt.

Wegener, M.

• Monopole Breathing of the Organ Pipe Body [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Bergweiler, A. Bergner and M. Wegener
[A]

Using a new sensor method we investigated the organ pipes body. The area of investigation was the oscillation of the pipe resonators cross-section. We found that, additionally to quadrupole oscillation, it also shows a monopole oscillation. The results are based on measurements of four groups of nominally equal pipes. They differ in two properties: the choice of material and the profile of the tube resonators wall. A total number of 40 pipes being investigated, make the obtained results statistically very safe. The results are discussed with respect to the relationship between air-column and pipe-body oscillations. Differences due to the influence of material and the resonators wall profile will also be considered.

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

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

Wegmann, D.

• Zu Unterschieden in der Hörereigniswahrnehmung bei Wellenfeldsynthese und Stereofonie im Vergleich zum natürlichen Hören [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Wegmann, G. Theile and H. Wittek
[A]

Die Tonwiedergabe mittels Lautsprecherstereofonie unterliegt Gesetzmäßigkeiten, die sich von denen der Wellenfeldsynthese (WFS) grundsätzlich unterscheiden. Die Stereofonie basiert auf dem Phänomen der Phantomschallquelle, mit der Wellenfeldsynthese wird hingegen versucht, das Schallfeld einer Realschallquelle in der Umgebung des Hörers originalgetreu zu reproduzieren, resultierend in einer virtuellen Quelle. Die Ohrsignalmerkmale, die eine Phantomschallquelle hervorrufen, unterscheiden sich deutlich von denen einer äquivalenten Realschallquelle. Die bekannten Summenlokalisationstheorien liefern für dieses Phänomen der gleichen Hörereignisse bei verschiedenen Ohrsignalen keine plausible Erklärung. Es tritt daher die Frage auf, ob die wahrnehmungsseitigen Prozesse, die ein Hörereignis hervorrufen, sich bei WFS und Stereofonie möglicherweise prinzipiell unterscheiden. Hierzu wurden Untersuchungen zur Wahrnehmung von Klangfarbenänderungen durchgeführt. Realschallquellen, virtuelle Quellen und Phantomschallquellen unterschiedlicher Hörereignisrichtung wurden dargeboten und bezüglich der Klangfarbe jeweils verglichen mit einer Referenzquelle. Unter anderem zeigte sich, dass die durch Pegeldifferenzstereofonie erzeugte Phantomschallquelle die geringste Klangfarbenänderung hervorruft und bei allen Wiedergabesystemen die auslenkungsbedingten spektralen Differenzen der Ohrsignale, die sich in Bezug auf die Referenz ergeben, sehr gut korrelieren mit den jeweils wahrgenommenen Klangfarbenänderungen. Für die Hörversuche wurde erstmals ein vollständig 'virtuelles' Versuchssystem verwendet, basierend auf binauraler Raumsynthese (BRS).

Wegner, A.

• Einfluss der K-Means-Clusteranalyse auf die automatische Sprecheridentifikation [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  T. Becker and A. Wegner
[A]

Bei der automatischen Sprecheridentifikation werden Sprecher durch Gaußsche Mischverteilungsmodelle (GMM) modelliert. Die Modellparameter werden mittels Expectation Maximization (EM) bestimmt. Hierbei ist eine Initialisierung der Modellparameter notwendig, die üblicherweise durch Bestimmung einer Partition der Merkmalsvektoren vollzogen wird. Bisher wird davon ausgegangen, dass bei der automatischen Sprechererkennung die Methoden zur Bestimmung dieser Partitionen keinen relevanten Einfluss auf die Erkennungsraten haben. Häufig werden verschiedene K-Means-Clusteranalysen zur Bestimmung der Anfangspartition verwendet, die auf meist zufällig ausgewählten Startpunkten basieren. Die Auswirkungen verschiedener K-Means-Varianten auf die Erkennungsraten bei der automatischen Sprecheridentifikation wurden untersucht. Hierbei zeigte sich, dass verschiedene Verfahren sehr wohl zu unterschiedlichen Ergebnissen führen und über alle untersuchten Verfahren hinweg eine starke Streuung der Erkennungsrate besteht.

Wegner, C.

• Endstufen mit höchstem Wirkungsgrad. Moderne Verstärkerschaltungstechnik [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Wegner
[A]

Wegner, M.

• Lärm in der schulischen Umwelt und kognitive Leistungen von Grundschulkindern Teilprojekt B: Kognitionspsychologische Untersuchungen [DAGA 2005 (München)]
  M. Klatte, M. Wegner and J. Hellbrück
[A]

Befragungen von Lehrkräften sowie akustische Messungen in Schulräumen zeigen, dass schulisches Lernen und Lehren oftmals durch ungünstige akustische Bedingungen (lange Nachhallzeiten, hohe Störgeräuschpegel) erschwert wird. Aus experimentellen Studien mit erwachsenen Probanden ist bekannt, dass Lärm schon bei mittleren Intensitäten zu Beeinträchtigungen der mentalen Leistungsfähigkeit führen kann. Diese Lärmwirkungen sind bei Kindern wesentlich stärker ausgeprägt als bei Erwachsenen. Lärm beeinträchtigt Aufmerksamkeits- und Arbeitsgedächtnisprozesse, die für die laut- und schriftsprachliche Entwicklung von maßgeblicher Bedeutung sind. Es muss daher vermutet werden, dass ungünstige Hörbedingungen in Wohn- und Lernumwelten von Kindern zu dauerhaften Störungen in diesen Entwicklungsbereichen führen. Im Rahmen des Projekts ''Lebensgrundlagen und ihre Sicherung'' des Landes Baden-Württemberg (BWPlus) werden im Frühjahr 2005 etwa 350 Grundschulkinder untersucht, die sich hinsichtlich der akustischen Bedingungen in Schule und Wohnumwelt unterscheiden. Hierdurch sollen akute und chronische Wirkungen der Lärmbelastung auf die kognitiven Leistungen der Kinder analysiert werden. Die Durchführung dieses Projekts erfolgt in einem interdisziplinären Team von PsychologInnen und Bau- und Raumakustikern (s. Beitrag von Seidler et al.; Teilprojekt A). In dem Vortrag sollen aktuelle Forschungsbefunde zur Wirkung von Lärm auf Kinder berichtet und die daraus resultierende Planung für die Feldstudie diskutiert werden.

• Feldstudie zur Akustik in Schulen und ihrer Wirkungen auf Kinder Teil 2: Ergebnisse aus kognitiven Leistungstests und Fragebogendaten [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Klatte, M. Wegner and J. Hellbrück
[A]

Ergebnisse aus laborexperimentellen Untersuchungen weisen darauf hin, dass Kinder durch ungünstige Hörbedingungen wesentlich stärker beeinträchtigt werden als Erwachsene. Störgeräusche und Nachhall erschweren das Hörverstehen und interferieren mit Aufmerksamkeits- und Gedächtnisprozessen, die für das schulische Lernen von maßgeblicher Bedeutung sind. In diesem Beitrag wird eine Feldstudie zur Wirkung der schulischen ''Hörumwelt'' auf die Leistungen und das subjektive Befinden von Kindern vorgestellt. An der Studie nahmen Erst- und Zweitklässler aus 21 Schulklassen teil. Die Stichprobe wurde aufgrund bau- und raumakustischer Kriterien rekrutiert (s. hierzu Beitrag von Seidel et al.). Die Datenerhebung erfolgte im Juni und Juli 2005. Erfasst wurden die Lese- und Rechtschreibleistungen der Kinder sowie grundlegende auditive und kognitive Funktionen (Hörverstehen, Kurzzeitgedächtnis, phonologische Bewusstheit). Weiterhin wurden soziale und emotionale Faktoren des Schulbesuchs (Schuleinstellung, Klassenklima, Lernfreude etc.) und die subjektive Lärmbelastung anhand von kindgerecht gestalteten Fragebögen erhoben. Erste Datenanalysen deuten auf hypothesengemäße Zusammenhänge zwischen akustischen Messgrößen und spezifischen Aspekten der Befragungs- und Leistungsdaten hin. Diesbezügliche Ergebnisse werden berichtet und Konsequenzen für die akustische Gestaltung von Lernumwelten diskutiert.

Wegner, O.

• Frequenzspezifische Messung früher akustisch evozierter Potentiale (FAEP) mit optimierten Chirp-Signalen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  O. Wegner, T. Dau and B. Kollmeier
[A]

In diesem Beitrag werden frequenzspezifische FAEP-Messungen mit den von Dau et al. [T. Dau, O. Wegner, V. Mellert, B. Kollmeier, ''`Auditory brainstem repsonses (ABR) with optimized chirp signals compensating basilar-membrane dispersion''', eingereicht bei JASA] entwickelten Chirp-Signalen vorgestellt. Der breitbandige Chirp wurde so konstruiert, dass durch den Ausgleich der frequenzabh''angigen Laufzeitunterschiede auf der Basilarmembran alle Frequenzbereiche gleichzeitig angeregt werden. Im ersten Experiment wurden FAEP nach Click- und Chirp-Stimulation bei gleichzeitiger Darbietung verschiedener Maskierer abgeleitet. Es wurde sowohl die Derived-Response- als auch die Notched-Noise-Technik verwendet. F''ur die Derived-Responses wurde wei{ss}es Rauschen mit den Frequenzen 8, 4, 2, 1 und 0.5 kHz hochpa{ss}gefiltert. Entsprechende Grenzfrequenzen wurden f''ur die Notched-Noise-Messungen verwendet. Im Fall der Hochpass-Maskierung nahm die Amplitude der Welle V der FAEP bei Chirp-Stimulation mit zunehmender Grenzfrequenz des Maskierers deutlich st''arker zu als bei Click-Stimulation. Bei jeder Grenzfrequenz des Hochpass-Maskierers war eine h''ohere Amplitude der Welle V bei Chirp-Stimulation zu beobachten als bei entsprechender Click-Stimulation. Daraus folgt, dass der gesamte Frequenzbereich zur erh''ohten Synchronizit''at beitr''agt, die mit der breitbandigen Chirp-Stimulation erzielt wird. Beim Vergleich der Amplituden der Welle V zwischen Click- und Chirp-Stimulation waren im Fall der Derived-Response- und der Notched-Noise-Messungen keine signifikanten Unterschiede zu beobachten. Folglich ist der Chirp-Stimulus in Kombination mit einem Hochpass-Maskierer sehr gut geeignet, um Informationen ''uber das H''orverm''ogen insbesondere im tieffrequenten Bereich zu bekommen.

• Zusammenhang zwischen frühen akustisch evozierten Potenzialen (FAEP) und Frequenzfolgepotenzialen (FFP) [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  D. Junius, O. Wegner and T. Dau
[A]

Neue Studien haben demonstriert, dass frühe akustisch evozierte Potentiale (FAEP) optimal durch Chirps ausgelöst werden, deren Momentanfrequenzverlauf so konzipiert ist, dass Laufzeitunterschiede auf der Basilarmembran kompensiert werden (Dau et al., 1999). Ein auf diese Weise generierter aufsteigender Breitband-Chirp erzeugt eine wesentlich höhere Amplitude der Welle V im Antwortmuster als ein Click-Stimulus, was auf die erhöhte Synchronizität der neuronalen Aktivität insbesondere im tieffrequenten Bereich zurückzuführen ist. In diesem Beitrag wird nun der Zusammenhang zwischen transienter und kontinuierlicher Stimulation untersucht. Es werden Stimuli mit Dauern bis zu 100 ms angeboten, die den Chirp enthalten. Im ersten Experiment wird eine alternierende Folge von aufsteigenden und abfallenden Chirps als Stimulus angeboten. Im zweiten Experiment ist ein einzelner aufsteigender Chirp zeitlich und spektral in zwei Sinustönen eingebettet: einem 270-Hz Ton folgt ein 270 Hz-4 kHz Chirp und schliesslich ein 4 kHz Ton. In beiden Experimenten sind die Übergänge zwischen den Einzelkomponenten stetig, um Ein- und Ausschalteffekte auszuschliessen. Die Potentialmuster zeigen deutliche Peaks mit gleicher Amplitude und (relativer) Latenz wie bei entsprechender ''Einzel''-Chirp Darbietung. Im zweiten Experiment bildet sich bei hohen Pegeln als Antwort auf die erste periodische (270Hz) Anregung das erwartete Frequenzfolgepotential (FFR) aus. Die Ergebnisse beider Experimente demonstrieren die entscheidende Bedeutung der Basilarmembranvorverarbeitung für die Ausprägung der Potentialamplitude. Wir postulieren, dass für die Generierung der Welle V bei transienter Stimulation und für das Frequenzfolgepotential bei kontinuierlicher Stimulation dieselben Mechanismen verantwortlich sind. Wir stellen ein einfaches Synchronisationsmodell vor, das den wesentlichen Verlauf der Potentialmuster simulieren kann. Nach pegelabhängiger Basilarmembranfilterung und Haarzellentransformation wird die synchronisierte Neuronenaktivität über den gesamten Frequenzbereich integriert.

Wegner, T.

• Schallschutz von Großküchen – Grundlagen und Bestandsaufnahme – Prognoseverfahren [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  T. Wegner and W. Sorge
[A]

Im Rahmen einer Diplomarbeit in der Wolfgang Sorge Ingenieurbüro für Bauphysik GmbH wurde der Schallschutz von Großküchen und zwischen Großküchen und benachbarten Räumen untersucht. Vortrag 1: Schallschutz von Großküchen - Grundlagen und Bestandsaufnahme Patienten und Mitarbeiter von Krankenhäusern aber auch Belegschaften von Betrieben werden mit Verpflegung aus eigenen Küchen versorgt. Heute sind diese Küchen häufig eigene Betriebe, in denen bis zu 2500 Essen pro Mahlzeiten zubereitet werden. Hieraus ergeben sich sowohl akustische Anforderungen für den Schutz der Mitarbeiter als auch für schutzbedürftige, benachbarte Räume, die immer auch unter der Sicht anderer Anforderungen, wie z.B. Hygiene, Abdichtungen und Kondensatfeuchteschutz bearbeitet werden müssen. Als Grundlage für ein Prognose-Verfahren, mit dessen Hilfe der zu erwartende Schalldruckpegel in den der Großküche benachbarten Räumen frequenzabhängig berechnen werden kann, wurden in vier Kliniken im Raum Nürnberg die Emissionskennwerte der verschiedenen Luft- und Körperschallquellen und verschiedene Umgebungsparameter meßtechnisch untersucht. Folgende Themen werden dabei behandelt: Aufbau und organisatorische Abläufe einer Großküche. Grundsätzliche Anforderungen an die Hygiene, Dichtigkeit der Konstruktionen und Sicherheit. Festlegung von Immissionspegel in den der Großküchen benachbarten Räumen. Auftretende Schalldruckpegel in den verschiedenen Bereichen der Küche und deren Ursachen (verwendete Maschinen, Geschirrspüler, Tätigkeiten der Mitarbeiter). Raumakustische Eigenschaften (äquivalente Absorptionsfläche und Nachhallzeit) in den verschiedenen Arbeitsbereichen. Einleitung von Körperschall durch verschiedene Anregungen (Gehen, Transportwägen, verwendete Maschinen). Möglichkeiten zur Senkung der Emissionspegel (Verhalten der Mitarbeiter, verwendetes Geschirr, Absorptionsflächen, Grundrißgestaltung). Vortrag 2: Schallschutz von Großküchen - Prognoseverfahren Aus den Ergebnissen der Bestandsaufnahme in 4 Großküchen im Raum Nürnberg wurde ein Prognose-Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe der zu erwartende Schalldruckpegel in den der Großküche benachbarten Räumen frequenzabhängig berechnen werden kann, der durch Körperschall- oder Luftschallquellen verursacht wird. Das Verfahren wurde dabei auf Skelettbauten eingeschränkt, deren Trenndecken aus dicken, weitgespannten Stahlbetondecken ( 30 cm) mit Estrich auf Trennlage bestehen und deren Innenausbau mit leichten Trennwänden ohne massive Stoßstellen ausgeführt ist. Unter diesen Vorraussetzungen kann die flankierende Übertragung in vertikaler Richtung mit Ausnahme der Fassade vernachlässigt werden. Für die Prognose des Immissionspegels, der durch Luftschallquellen der Großküche in benachbarten Räumen verursacht wird, wurde ein in der Akustik übliches Verfahren verwendet. Aus dem Emmissionspegel und dem Schalldämm-Maß des Trennbauteils wird unter Berücksichtigung der raumakustischen Eigenschaften des Empfangsraumes dessen Immissionspegel bestimmt. Für die Bestimmung der Immissionspegel, die durch Körperschallquellen verursacht werden, wurde ein Vergleichsschallquellen-Verfahren mit dem Normhammerwerk verwendet. Ist die Relation von Benutzeranregung zum Normhammerwerk bekannt, kann für jede Trenndecke, deren Norm-Trittschallpegel bekannt ist, der Immissionspegel der Benutzeranregung unter Berücksichtigung der raumakustischen Eigenschaften des Empfangsraumes berechnet werden, indem von dem Norm-Trittschallpegel die Differenz zwischen Benutzeranregung und Normhammerwerk subtrahiert wird. Im Vorfeld zu den Messungen in den Großküchen wurden zur Gültigkeit und Genauigkeit des Verfahrens umfangreiche Messungen und Berechnungen angestellt. Im Vordergrund stand dabei die Frage, ob die Bedingungen zur Anwendung des Vergleichsschallquellen-Verfahrens für die untersuchten Anregungen erfüllt sind.

Wegscheider, K.

• Lärm am Arbeitsplatz und das Risiko eines Herzinfarktes – erste Ergebnisse der NaRoMI-Studie [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Schust, M. Stallmann, T. Keil, H. Stark, E. Dietz, J. Löbert, C. Nakladal, K. Wegscheider, W. Babisch and S. Willich
[A]

Im Rahmen der Fall-Kontroll-Studie ''Noise and Risk of Myocardial Infarction - NaRoMI'' wird u.a. der Zusammenhang zwischen der Schallexposition am Arbeitsplatz und dem Risiko für die Entstehung eines Herzinfarktes untersucht. In den Jahren 1998-2001 rekrutierte man an 32 Berliner Krankenhäusern 4115 Patienten (1061 Frauen, MW 57,7 Jahre, SD 8,7 Jahre und 3054 Männer, MW 56,1 Jahre SD 8,5 Jahre), wobei die Fälle (akuter Myokardinfarkt) und die Kontrollen (Unfall/Operation) nach Alter, Geschlecht und Krankenhaus gematcht wurden (Männer 1:1, Frauen 1:2). Die Schalldruckpegel am Arbeitsplatz wurden retrospektiv für 10 Jahre nach zwei Methoden bestimmt - anhand von Interview-Angaben zur Tätigkeit aus Katalogwerten und nach ISO 9921/1 aus dem erfragten Stimmaufwand bei der Kommunikation. Aus den Beurteilungspegeln berechnete man die 10-Jahres-Mittelungs- und -Summenpegel. Bekannte Risikofaktoren für Herzinfarkt und sozio-demographische Größen wurden ebenfalls per Interview erfasst. Die Odds Ratios und 95% Konfidenz-Intervalle wurden mittels multipler logistischer Regressionsmodelle berechnet und nach möglichen Konfoundern adjustiert. 75,9% der Frauen und 90,9% der Männer waren innerhalb der letzten 10 Jahre die gesamte Zeit oder für kürzere Perioden beschäftigt. Für diese Personen lagen die 10-Jahres-Pegel vor. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die aus dem Stimmaufwand nach ISO 9921/1 berechneten 10-Jahres-Mittelungs- und -Summenpegel für Männer mit einem erhöhten Herzinfarktrisiko verbunden sind (Odds Ratios 1,48 und 1,47, p-Werte 0,013 und 0,017 bei Erhöhung der Pegel von = 55 dB auf 70-85 dB, adjustiert nach Herzinfarkt bei Eltern/Geschwistern, Diabetes, Hypertonie und Rauchen). Weitere Analysen unter Einbeziehung der erhobenen Daten zur Belästigung durch Lärm am Arbeitsplatz und in der Wohnung werden noch durchgeführt und könnten zur Aufklärung der zugrundeliegenden Mechanismen beitragen.

Wehden, D.

• Akustische Ortung mobiler Objekte in großen Räumen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Schneider, D. Wehden and R. Salomon
[A]

Dieser Beitrag beschreibt ein System zur akustischen Ortung mobiler Objekte in (großen) geschlossenen Räumen. Die Entwicklung geht von theoretischen Betrachtungen zur Divergenz, Absorption und Nachhallzeit sowie prognostischen Messungen zur Ausbreitung und zur Laufzeit für verschiedene Schallfrequenzen aus. Aufbauend auf den theoretischen Erkenntnissen und den gemessenen Ergebnissen erfolgt die Konstruktion des Systems unter den folgenden Randbedingungen:

• sehr geringe Kosten - Low-Cost-System
• sehr geringer Installationsaufwand
• sehr einfache Handhabung

Des Weiteren behandelt der Beitrag ebenfalls die Verbesserung der Störanfälligkeit, die durch akustische Nebengeräusche entstehen. Dazu werden die übertragenen Siganlsequenzen randomisiert und auf der Empfängerseite mittels Kreuzkorrelation rekonstruiert. Es wird gezeigt, dass diese Maßnahme zu einer erhöhten Präzision bezüglich der Abstandsbestimmung zu festen Referenzpunkten führt.

Weigel, B.

• Validierung eines Fragebogens zur Erfassung der Emotionsinduktion von Umweltreizen mit Hilfe von Geräuschen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  C. Schierz, M. Brunschwiler, B. Weigel and H. Krüger
[A]

Verschiedene Umwelten rufen im Menschen verschiedene Emotionen hervor. In der Umweltpsychologie wird diese sogenannte Emotionsinduktion mit semantischen Differentialen erfasst und durch Faktoranalyse zu Wirkungen von Grundemotionen zusammengefasst. Diese bietet unter anderem die Möglichkeit, Wohlklang oder Lästigkeit von Lärmereignissen oder den affektiven Gehalt von Geräuscheigenschaften zu untersuchen. Das Ziel der Studie war, einen Fragebogen zu erstellen und zu validieren, der die Grundemotionen ''Pleasure'', ''Arousal'' und ''Dominance'' erfasst (PAD-System nach A. Mehrabian: Genetic. Soc. Gen. Psych. Monogr. V121 N3 (1995) P339-361). Das PAD-System geht davon aus, dass Emotionen wie ''wütend'', ''traurig'' etc. durch eine Linearkombination der drei Grundemotionen ausgedrückt werden können. Der Fragebogen sollte allgemeinverständliche deutsche Adjektive beinhalten. Aus englischen Fragebögen wurden Adjektivpaare ins Deutsche übersetzt bzw. es wurden Fremdwörter aus deutschen Fragebögen durch einfachere Begriffe ersetzt. Dies ergab einen Satz von 64 stufenlosen bipolaren Rating-Skalen. Die Aufgabe der 20 Versuchspersonen (davon 8 weiblich), bestand darin, die bei ihnen ausgelösten Emotionen beim Auftreten von 10 unterschiedlichen Geräuschen mit diesen Skalen zu bewerten. Die akustischen Reize wurden in einer schallarmen Kammer vorgespielt und sollten möglichst das gesamte Merkmalskontinuum des affektiven Raumes umfassen. Sie wurden mit Hilfe eines Expertenratings zusammengestellt (Beispiele: Küstenstrasse, Waldbach, Zahnarzt, Flugzeuge etc.) Aus der Faktoranalyse der Ergebnisse resultierten 18 Skalen, welche die gewünschten PAD-Grundemotionen hinreichend erfassen. Zusätzlich wurden auch Fragen zu Geräuscheigenschaften gestellt (Metallhaftigkeit, Kräftigkeit, Deutlichkeit, Rauhigkeit, Schwankhaftigkeit). Mit dem neuen Fragebogen kann der emotionale Gehalt dieser Hördimensionen erfasst und dargestellt werden.

Weihnacht, M.

• Properties of acoustic waves guided by internal interfaces in piezoelectric crystals [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Darinskii and M. Weihnacht
[A]

The paper discusses the properties of the interface acoustic waves (IAW) guided by an interface inside piezoelectric media. The interfaces of two types have been considered. 1) Infinitesimally thin metallic layer inserted into homogeneous piezoelectric crystal of arbitrary symmetry. 2) Rigidly bonded crystals whose piezoelectric moduli differ by sign while the other material constants are identical; in this case, our analysis applies to the crystals of the lowest crystallographic symmetry allowing the fabrication of the structure desired, specifically, groups 2 and m. A number of general theorems has been proved regarding the existence of IAW propagating slower than bulk waves. In particular, a sufficient condition for the existence of such ''slow'' IAW has been derived. The propagation of leaky IAW has been studied. A special attention has been paid to the analysis of the situation when the imaginary component of the leaky IAW velocity vanishes, resulting in the appearance of non-attenuating IAW travelling faster than the slow transverse bulk wave. The branches of these ''fast'' IAW have been found out in LiNbO3 and LiTaO3. A comprehensive study has been made of the bulk wave reflection from the above interfaces. Analytical expressions for the coefficients of mode conversion have been derived. An analysis has been carried out of specific singularities arising for the angles of incidence corresponding to the resonance excitation of leaky IAW. The conditions for the occurrence of the resonance total reflection have been established. The computations performed for LiNbO3 and LiTaO3 illustrate general conclusions.

• Acoustic wave measurements on SNGS crystals and determination of material constants [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  E. Chilla, R. Kunze, M. Weihnacht, J. Bohm, R. Heimann, M. Hengst and U. Straube
[A]

Single crystals of compounds with Ca3Ge(Ga2Ge)Ge2O14 (CGG) structure, have been discussed as promising new materials for SAW devices. Since they belong to the same trigonal symmetry group 32 as quartz, similar acoustic properties can be expected. Indeed it has been confirmed that the langasite-type crystals LGS, LGN, and LGT may have potential SAW applications. In particular, temperature compensated crystal cuts were proved. Recently compounds of 4 component congruent melting compositions have caught big attention. Within this class of materials Sr3NbGa3Si2O14 (SNGS) is of particular interest since a high electromechanical coupling factor is expected. Here we report on results of the material properties of SNGS. A starting set of elastic constants was derived from bulk wave measurements. Additionally, the angular dispersion of surface guided acoustic modes was measured. The surface acoustic waves were excited by thermo-elastic laser absorption. The normal component of the surface wave was detected by a piezoelectric PVDF foil transducer. The angular dependence of the velocity was obtained by mounting the sample on a computer controlled rotation stage. Additionally the temperature dependence was measured in the range between -10 C and + 75C. Furthermore we report on direct measurements of the SAW coupling coefficient.

Weinheimer, H.J.

• Lärmminderung im Pkw-Innenraum durch Kunststoffschläuche mit Innenwendel [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  U. Ackermann, M. Donner and H.J. Weinheimer
[A]

Kunststoffschläuche werden in PKW mit Schiebedach eingesetzt, um Wasser, das z. B. bei Regen oder in Autowascheinlagen in die am Fahrzeugdach vorhandenen Spalte eindringt, durch die Fahrzeugsäulen nach unten abzuleiten. Am Wasseraustritt der Schläuche kann der durch Fahrtwind und Reifenrollgeräusche erzeugte Lärm von außen in die Fahrgastzelle gelangen und den Fahrkomfort erheblich beeinträchtigen. In umfangreichen Untersuchungen wurde ein Innenwendelschlauch entwickelt, der die Geräusche deutlich reduziert, und das Wasser genau so gut ableitet, wie der Standardschlauch. Die akustische Wirkung des Innenwendelschlauchs beruht auf einer Kombination aus Absorption und Reflexion.

Weinzierl, S.

• 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.

• FABIAN - schnelle Erfassung binauraler Raumimpulsantworten in mehreren Freiheitsgraden [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Lindau and S. Weinzierl
[A]

A newly designed Head and Torso Simulator for the Fast and Automatic Binaural Impulse response AcquisitioN (FABIAN) is introduced, whose orientation can be controlled in multiple degrees of freedom via a servo-motorized neckjoint, while the torso as a whole can be rotated on a motorized turntable device. It is equipped with a software application controlling head and body movements and conducting impulse response measurements using swept sine technique with additional noncyclic IR-deconvolution. The quality of different sets of impulse responses acquired in a concert-hall-like environment is evaluated by a paired comparison listening test with subjects differentiating between natural and auralised soundfields. Thus, the relevance of tilting movements can be assessed for horizontal and elevated sound sources.

• 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.

• Virtuelle Akustik und Klangkunst [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Weinzierl
[A]

Die virtuelle Akustik strebt eine Erzeugung von auditiven Simulationen an, deren Qualität mit Kriterien wie Plausibilität, Authentizität oder Präsenz physikalisch oder psychologisch bewertet werden kann. In der akustischen Medienkunst, von der elektroakustischen Musik über die Computermusik bis zur Klanginstallation als akustischer Raumkunst, ist die Plausibilität von simulierten Klangereignissen dagegen nur ein mögliches ästhetisches Gestaltungskonzept. Hier steht häufig die künstlerische Autonomie von Klangobjekten im Vordergrund, ebenso das künstlerische Potential von widersprüchlichen Perzepten, etwa zwischen auditiver und visueller Erfahrungsebene. Der Vortrag gibt einen Überblick über den Einsatz akustischer Technologien wie Binauraltechnik, Wellenfeldsynthese oder Higher Order Ambisonis in verschienen Genres der akustischen Medienkunst. Vor dem Hintergrund einiger historischer Vorbilder werden Varianten des künstlerischen Umgangs mit diesen Technologien beleuchtet.

• 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.

• Zur binauralen Simulation verteilter Schallquellen [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Lindau, M. Klemmer and S. Weinzierl
[A]

Die binaurale Simulation räumlich verteilter Schallquellen (Orchester, Kammermusikensembles, Chöre) erfordert im Idealfall eine große Anzahl binauraler Datensätze für die einzelnen Schallquellen. In Hörversuchen wurde daher ermittelt, für welche räumliche Konfiguration der Quellen eine Binauralsynthese mittels für jede Quellposition separat aufgenommenen Datensätzen binauraler Raumimpulsantworten erforderlich ist. Als Stimulus dienten nachhallfreie Aufnahmen eines Streichquartetts im reflexionsarmen Raum der TU Berlin. Untersucht wurde, ab welchem Öffnungswinkel Hörer in der Lage sind, die vier Instrumente als räumlich verteilte Quellen wahrzunehmen. Mit dem Messsystem FABIAN wurden in einem Konzertsaal-ähnlichen Raum für zwei Hörpositionen - innerhalb des Hallabstands und außerhalb des Hallabstands - komplette Datensätze mit Raumimpulsantworten für eine dynamische Binauralsynthese und für verschiedene Öffnungswinkel zwischen den Einzelquellen aufgenommen. In einem 3AFC-Versuch mit modifizierter ''Best PEST''-Adaptionsregel wurden Schwellen für die eben wahrnehmbare Separation der Quellen ermittelt. Sie liefern Anhaltspunkte für den für eine plausible Simulation erforderlichen Aufwand bei der Aufnahme der binauralen Datensätze und bei deren Auralisation.

Weise, W.

• Schalldämmung im Prüfstand: Korrekturen der Senderaum-Intensität [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Weise
[A]

Bei Bestimmung der Luftschalldaemmung von Bauteilen im Pruefstand werden die auf den Pruefgegenstand im Senderaum auftreffende und die in den Empfangsraum transmittierte Leistung miteinander verglichen. Problematisch ist dabei, dass die auftreffende Intensitaet keine Messgroesse ist, sondern sich aus dem zugrundeliegenden Modell ergibt. Sowohl bei Befolgen der traditionellen Messmethode entsprechend ISO 140-3, als auch bei Messung nach der Intensitaets-Methode, wird die Intensitaet im Senderaum aus dem dort herrschenden Druckpegel berechnet. Nach ISO 140-3 werden bei der Pegelmessung die wandnahen Bereiche ausgespart, in denen der Pegel erhoeht ist. Es stellt sich nun die Frage, ob deshalb bei tiefen Frequenzen eine Korrektur gegenueber dem fuer das diffuse Feld hergeleiteten Zusammenhang zwischen Druckpegel und Intensitaet beruecksichtigt werden sollte. In der Literatur wird das Problem uneinheitlich gehandhabt. In diesem Beitrag wird rechnerisch gezeigt, dass im allgemeinen unterschiedliche Faelle auftreten, die unter anderem von der Bauart des Pruefstandes abhaengen.

• Erhöhung der Richtungsselektivität von Richtmikrophonen durch Signalkorrelation [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  W. Weise and H. Bietz
[A]

Zur Vermessung der Winkelabhängigkeit von Schallfeldern werden Mikrophone hoher Richtwirkung benötigt. Speziell in der PTB werden diese zur Bestimmung des Winkelspektrums der auf einen Testabsorber im Hallraum einfallenden Schallwellen benötigt. Mikrophone mit parabolischem Reflektor weisen zwar hohe Richtungsselektivität auf, stellen jedoch eine unerwünschte Störung des Schallfeldes dar. Die Richtwirkung marktüblicher Rohr-Richtmikrophone ist hingegen vor allem im tieffrequenten Bereich ungenügend. P. Dämmig stellte 1960 eine Anordnung von 9 Richtmikrophonen vor, die eine gegenüber einem Einzelmikrophon stark verbesserte Richtwirkung aufweist. Es wurden hierfür jedoch Mikrophone benötigt, deren Phasen- und Amplitudenverlauf im betrachteten Frequenzbereich weitgehend übereinstimmt. Für den Fall, daß zur Schallanregung ein repetierendes Signal verwendet wird, beispielsweise bei Messen der Impulsantwort mit Maximalfolgen, kann jedoch durch Ausnutzen von Korrelationseigenschaften eine beachtliche Verbesserung der Richtwirkung bereits mit einem einzelnen Richtmikrophon erreicht werden. Dazu wird dieses auf einer Kreisbahn geführt, wobei ein in der Bauakustik üblicher Drehgalgen verwendet wird. Die Methode wird vorgestellt und die Richtwirkung mit der der Anordnung mehrerer Mikrophone verglichen. Experimentelle Ergebnisse bei Verwendung von Maximalfolgen werden diskutiert.

• 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.

• Messunsicherheit: GUM-Anwendung in der Akustik [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Weise
[A]

Im Zuge von Qualitätsmanagement und Zertifizierung gewinnt die Bestimmung von Messunsicherheiten auch in der Akustik zunehmend an Bedeutung. Wichtiger Leitfaden für die Angabe von Messunsicherheiten ist der GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement). Seine Anwendung auf die Messungen der Akustik erweist sich mitunter jedoch als nicht einfach, zumal in den Normen festgelegte Messverfahren teilweise derart gestaltet wurden, dass sie mit den Grundideen des GUM schlecht harmonieren.

Im Beitrag sollen die Grundideen des GUM skizziert und die Problematiken bei der Umsetzung in der Akustik beispielhaft dargestellt werden.

• Anpassung des Trittschall-Normhammerwerks an die mechanischen Eigenschaften gehender Personen [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Scholl, W. Weise and S. Stange-Kölling
[A]

Das Normhammerwerk nach ISO 140 verhält sich auf verschiedenen Deckenkonstruktionen und Deckenauflagen nicht so wie gehende Personen. Beim Anregen von Decken mit dem Hammerwerk können somit hinsichtlich der Geräuschentwicklung beim Begehen nicht nur vom Frequezgang her irreführende Ergebnisse entstehen, es kann vielmehr die Qualitätsreihenfolge verschiedener Decken durcheinandergeraten. Ursache hierfür ist, dass die mechanischen Quellimpedanzen von Gehern und des Hammerwerks völlig verschieden sind. Umrechnungen zwischen hammerwerk- und geher-erzeugten Pegel sind deckenimpedanz-abhängig und damit in der Regel mangels Kenntnis nicht möglich. Auf der letzen DAGA wurde eine Modifikation der Normhammerwerks vorgestellt - im Wesentlichen eine elastische Unterlage unter den Hämmern - mit der das Hammerwerk an die mechanischen Eigenschaften gehender Personen angepasst wird. Im vorliegenden Beitrag wird über die Untersuchung verschiedener elastischer Unterlagen hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit berichtet, ebenso wie über die Messung der Quellimpedanz weiterer Geher.

• Bestimmung der Fußimpedanz während des Gehvorgangs [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Weise, C. Bethke and W. Scholl
[A]

Beim Anregen von Decken mit dem Normhammerwerk nach ISO 140 weichen die Geräuschentwicklungen auf vielen Decken stark von denen bei Anregung durch gehende Personen ab. Ursache hierfür ist, dass die mechanischen Quellimpedanzen von Gehern und Hammerwerk völlig verschieden sind. Um Ersatzquellen für Trittschallanregung weiterentwickeln zu können und die Übereinstimmung solcher Ersatzquellen mit realen Gehern auf verschiedenen Decken Vorhersagen zu können, ist es notwendig die Quellimpedanz von Gehern zu bestimmen. Da diese Impedanz jedoch starke Nichtlinearitäten aufweist, liefert die einfache Messung mit einem Impedanzmesskopf keine hinreichend sicheren Ergebnisse. Deshalb wird zur Zeit ein Messverfahren entwickelt, mit dem die Impedanz unter den dynamischen Verhältnissen des Auftrittvorgangs ermittelt werden kann. Im vorliegenden Beitrag werden erste Ergebnisse vorgestellt.

• Sound insulation test facilities yielding deviating measurement results although conforming to ISO 140 [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  W. Scholl and W. Weise
[A]

For many years, the Physikalisch-Technische Bundesanstalt in Braunschweig (PTB) has been carrying out interlaboratory tests in the field of sound insulation. One test of that type started in 1998, with a heavy-weight masonry wall of 24 cm calcium silicate bricks being the test object. The interlaboratory test is still going on, and participation of all laboratories wishing to obtain an official approval as a laboratory for building acoustics in Germany is required. Basic regulations for the construction of test rigs for sound insulation measurements are given in ISO 140-1. Although laboratories asking for an approval usually comply with this standard, it happens once in a while that the measurement results deviate from the mean values of the interlaboratory test to an extent which cannot be explained by the typical variance of the measurement. In one case, where the deviation was about 15 dB around 100 Hz, PTB got the opportunity to investigate the reasons. Extensive measurements were carried out, e.g. narrow-band analysis of the sound reduction index, modal analyses of the airborne and structure-borne sound fields, and measurement of the total loss factor. In addition, the boundary conditions of the wall under test were changed. In the paper it will be documented in which way the geometrical configuration influences the measured sound insulation and proposals be given how the measurement can be improved.

Weiss, A.

• Akustisch-seismische Messungen zur Verifikation von Fahrzeug-Beschränkungen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  J. Altmann, S. Linev and A. Weiss
[A]

Das Bochumer Verifikationsprojekt (BVP) untersucht, ob akustische, seismische und magnetische Bodensensoren zur kooperativen Überprüfung der Einhaltung von Abrüstungs- und Friedensabkommen geeignet sind. Im Oktober/November 2000 führten wir einmonatige Messungen mit Fahrzeugen der Bundeswehr in Meppen (WtD 91) durch. Zur Simulation einer Kontrolllinie standen zwei vom Institut für Informatik der Humboldt-Universität entwickelte Sensorstationen [Kell u.a. DAGA 01] in etwa 100 m Abstand, angeschlossen waren je ein Mikrofon und ein dreidimensionales Geofon. Gemessen wurden je 5 Typen von Rad- und Kettenfahrzeugen mit verschiedenen Geschwindigkeiten, die auf vier parallelen Spuren (1 Beton, 3 Sand) zwischen den Stationen hindurch fuhren. Später wurde der routinemäßige Verkehr auf einer Betonstraße gemessen. Die Stationen waren über 10-Mb/s-Ethernet mit einem Notebook-PC verbunden, der den Ablauf steuerte und Daten sowie Ergebnisse speicherte. Die Signale wurden einerseits für die spätere Auswertung aufgezeichnet. Zur Echtzeit-Auswertung wurden in den Stationen andererseits die Effektivwerte bestimmt sowie Leistungsspektren berechnet. In den Spektren wurden Linien und harmonische Serien gesucht [Altmann DAGA 97, Hoffmeyer/Altmann DAGA 00]. Vektoren der relativen Leistungen bei den Harmonischen wurden mit einer Bibliothek von Mustervektoren verglichen (lernende Vektor-Quantisierung). Zu verschiedenen Zeiten und Umgebungsbedingungen wurden Untergrundsignale aufgenommen. Der Vortrag diskutiert Nachweisabstände, Fahrzeugtyperkennung sowie Umgebungseffekte und gibt einen Ausblick auf Folgearbeiten.

Weiss, C.

• Audio-visuelle Synthese mittels HMM basierter Segmentauswahl [DAGA 2005 (München)]
  C. Weiss
[A]

Text-to-Speech Systeme sind mittlerweile zur Standardanwendung in unterschiedlichsten Anforderungsfeldern gereift. Sie haben jedoch den Nachteil, dass sie beim Menschen die Perzeption auf die akustische Übertragung beschränken. Dies führt in einem störungsbedingtem Umfeld zu einem verminderten Verständnis des akustischen Signals. Daraus resultierend rücken bei der Sprachausgabe von Text-to-Speech Systemen visuelle Erweiterungen immer mehr in den Mittelpunkt, um die Verständlichkeit und den Kommunikationsgrad zu erhöhen. In Entwicklungsprojekten wurden als Erweiterung der Sprachausgabe vor allem synthetische, dem Menschen nachgebildete 3D Animationen, so genannte ''Talking Heads'' eingesetzt. Im Gegensatz dazu, zeigt dieser Beitrag eine datenbasierte, video-realistische audio-visuelle Synthese, die mit Hilfe eines prototypischen Entwicklungswerkzeuges generiert wurde. Der Beitrag beschreibt einen praktischen Ansatz für datenbasierte, video-realistische audio-visuelle Synthese auf Basis des Unit Selection Algorithmus sowie einer HMM-basierten Segmentauswahl. Hinzu kommen Algorithmen der Bildverarbeitung und der Multimediaverarbeitung, welche den Audio- und Video-Stream synchronisieren und eine synthetisierte videorealistische Ausgabe erzeugen.Die Ausgabe erscheint als Videosequenz, die unseren Sprecher in einem Nachrichtensprecher angenährten Stil darstellt. Die Systemarchitektur beschreibt die benötigten Ressourcen sowie die Module, welche für die Offline- und Online-Verarbeitung der einzelnen Arbeitsschritte hin zur Syntheseausgabe eingesetzt wurden. Arbeiten, die auf datenbasierte Verfahren mit photorealistischen Sequenzen zurückgreifen, wurden u.a. von Bregler et al., Cossatto et al., sowie von Ezzat et al. vorgestellt.

• ECircus: Spoken Interaction of Autonomous Agents in Educational Virtual Environments
  C. Weiss, W.-C. von Karstedt, A. Paiva and E. Andre
[A]

ECircus is an ongoing interdisciplinary EU-project focusing on novel conceptual models and innovative technology to support social and emotional learning through role-play and affective engagement for Personal and Social Education. Main aspects are to create a virtual environment for emotional and social learning focusing on the domains of bullying and refugee integration.

This paper describes our work integrating automatic speech generation into an virtual enviroment where autonoumous agents are enabled to interact by natural spoken language. As we are adressing an elementary school environment one specification of the generated voice was building an age-corresponding young school kids voice. The second specification adresses building a low-ressource speech generatipon system which is capable to run on older school computers but is still fast enough in response time to guaranty a fluent conversation between the agents. Third requirement was including audio-visual synchronisation with the agents.

The article focus problems arising in building unit-selection based childs' voice TTS and shows alternative methods to childs voice recording by deploying voice transformation methods. Furthermore we describe the speech generation system itself and point out possible implementation issues in building non-controlled speech interaction in virtual environments.

Weiß, D.

• 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.

Weiss, H.

• Machbarkeitsstudie zur Verwendung von statistischen Prosodiemodellen [DAGA 2008 (Dresden)]
  J. Schwarz, H. Weiss and U. Heute
[A]

Heutige Text-to-Speech (TTS) Systeme versuchen, ihre Sprachausgabe an den Benutzer und die dazugehörige Anwendung anzupassen. Ziel ist es, das System zu ``personalisieren'', um den Anwender in eine ihm vertraute Umgebung zu versetzen und dadurch die Akzeptanz des TTS-Systems zu erhöhen. Ein denkbares Szenario beschreibt die Verwendung von vertrauten Stimmen, die beispielsweise innerhalb eines E-Mail-Programmes zum Vorlesen der Nachricht mit der Stimme des Absenders verwendet werden.

Zur Ressourcen sparenden Realisierung eines personalisierten TTS-Systems wird die Sprechertransformation (Voice Conversion, VC) angewendet. Die Stimme einer beliebigen Person (Quellsprecher) wird mittels einer Umwandlungsfunktion auf die einer anderen Person (Zielsprecher) dergestalt transformiert, dass die Äußerung des Quellsprechers so klingt, als wäre sie vom Zielsprecher gesprochen worden. Die transformierte Stimme kann jedoch nur natürlich klingen, wenn sie sämtliche Eigenschaften des wahren Zielsprechers enthält. Ein wesentliches Problem innerhalb von VC-Systemen stellt dabei die Abbildung der Prosodie dar, die zu den wesentlichen Eigenschaften gehört.

In diesem Beitrag wird ein statistisches Prosodiemodell vorgestellt. Seine Eignung wird untersucht, und es werden seine Vor- und Nachteile beschrieben. Zudem werden Beschränkungen, Probleme und Lösungsvorschläge aufgezeigt.

Weißenberger, W.

• Schallemission von Schienenstrecken – Abschnitte mit besonderen Fahrflächenbehandlungen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W. Weißenberger and J. Onnich
[A]

Auf einer DB-Hauptabfuhrstrecke wurden Abschnitte mit unterschiedlichen Oberflä-chen-ver-besserungs-methoden (Schleifverfahren) behandelt. Durch Luftschall-pegel-messungen seitlich der Strecke wurden im Auftrag der DB AG die Schall-pegel-änderungen meßtechnisch zu folgenden Zeitpunkten er-faßt: direkt nach dem Schleifen 6 Wochen nach dem Schleifen 1 Jahr nach dem Schleifen 2 Jahre nach dem Schleifen Die Messungen wurden mit Regelzugverkehr (Reisezüge und Güterzüge) durchgeführt und nach statistischen Parametern ausgewertet. Besonders Wert wurde auf eine statistisch abgesicherte Aussage nach VDI 3723 gelegt, daß die gemessenen Grundwerte (energetische Mittelungspegel bezogen auf 100 km/h, 100 m Zuglänge und 100 % Scheibenbremsanteil) der einzelnen Zugarten mit einer Wahrscheinlichkeit von 80 % um nicht mehr als ?0,5 dB vom wahren Grundwert abweichen. Parallel zu den Messungen wurde auch Messungen mit dem Schallmeßwagen der DB AG durchgeführt, um auch hier eine Korrelation zu den Meßwerten seitlich zu erhalten. Die Auswertungen zu den ersten drei Zeitpunkten zeigten, daß mit den verwendeten Schleifverfahren die Schallemissionspegel bei allen Zugarten unter dem ''Grundwert'' von 48 dB(A) liegen. Bei den ''leisen'' Zugarten (scheiben-gebremste Reisezüge) erhöhten sich die Schall-emissionspegel innerhalb von einem Jahr um 2 bis 3 dB. Bei ''lauten'' Zugarten (klotz-gebremsten Reisezüge und Güterzügen) sind die Zunahmen der Schall-emissions-pegel deutlich geringer. Diese Aussagen wurden durch die Meßschriebe des Schallmeß-wagens bestätigt. Derzeit werden die Messungen ''2 Jahre nach dem Schleifen'' durchgeführt.

• Absorbierende Schallschutzwand-Aufsätze [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  T. Beckenbauer, U. Kurze, P. Spiegler and W. Weißenberger
[A]

Maßnahmen an der Oberkante von Schallschutzwänden sollen zur Verbesserung der Abschirmwirkung führen. Das japanische Produkt ''Noise Reducer'' stellt eine einfache und leichte Konstruktion mit pilzförmigem Querschnitt und schallabsorbierender Oberfläche dar, die auf konventionelle Lärmschutzwände an Straßen aufgesetzt werden kann. Nach Herstellerangaben wird typisch eine A-Schallpegelminderung von 2 dB gegenüber einer gleich hohen Wand ohne Aufsatz erreicht. Die Wirksamkeit dieses Produkts wurde im Auftrag des Bayerischen Staatsministeriums für Landesentwicklung und Umweltfragen und der Bayerischen Obersten Baubehörde unter anwendungsnahen Bedingungen an Straßen geprüft. Dazu wurde auf einem Versuchsgelände mit verschiedenen Straßenbelägen in 6,5 m und 10 m Abstand von Fahrstreifenmitte eine 3,5 m hohe Schallschutzwand mit und ohne Aufsätze errichtet. Bei Vorbeifahrt verschiedener Versuchsfahrzeuge mit Geschwindigkeiten von 80 km/h und 130 km/h wurden in Abständen bis 60 m und in einer Messhöhe von 2,3 m über ebenem Gelände Schallmessungen durchgeführt. Über die Ergebnisse, die weitgehend mit der Produktbeschreibung übereinstimmen, wird berichtet.

• 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.

Weißenborn, C.

• Ein neues Messsystem zur Kalibrierung von Beschleunigungsaufnehmern bei simultaner mehrachsiger Anregung [DAGA 2002 (Bochum)]
  C. Weißenborn
[A]

Die Hersteller und Anwender von Aufnehmern (Sensoren) für Bewegungsgrößen müssen im Rahmen der steigenden Qualitätsforderungen zunehmend die Genauigkeit und Zuverlässigkeit durch Kalibrierungen nachweisen, die auf nationale Normale rückgeführt sind. Im Bereich der Schwingungs- und Stoßkali-brierung sind die Kalibrierverfahren üblicherweise auf Bewegungen in einem Freiheitsgrad beschränkt. Bewegungssensoren, z.B. Beschleunigungsaufnehmer, sind in der Praxis häufig simultanen Anregungen in mehreren Freiheitsgraden ausgesetzt. Oft soll die Bewegungskomponente nur in einer vorgegebenen Meßrichtung gemessen werden, nicht selten jedoch ist eine mehrachsige Messung erforderlich (z.B. Modalanalyse, Trägheitsnavigation). Für diese Anwendungsfälle sind zahlreiche Typen von Mehrkomponentenaufnehmern verfügbar. Die Kalibrierung dieser Aufnehmer wie auch die Bestimmung der Querempfindlichkeit erfolgt auf konventionellen einachsigen Schwingungserregern. Bis jetzt verfügte kein Nationales Metrologisches Institut oder Kalibrierlaboratorium über Kalibriereinrichtungen, die den praktischen Einsatz mehrachsiger Aufnehmer nachbilden. Bisherige Ansätze zur mehrachsigen Schwingungserregung erfüllen nicht die Anforderungen an die Erzeugung definierter und wiederholbarer Bewegungsformen. In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt wurde ein neuartiges Mehrachsen-Kalibriersystem aufgebaut und erfolgreich in Betrieb genommen. Es ist für die simultane Erregung und Messung von Bewegungsgrößen in vier unabhängigen Freiheitsgraden konzipiert (drei translatorische und einen rotatorischen). Der Einsatz von Lasermeßsystemen sichert hohe Genauigkeit (kleine Meß-unsicherheit) der Mehrkomponenten-Kalibrierung. Erste Untersuchungen an einachsigen Beschleunigungsaufnehmern, die als Transfernormal zur Weitergabe der Einheit eingesetzt werden, zeigen die Leistungsfähigkeit der neuen Meßmöglichkeiten, aber auch die dringende Notwendigkeit der Prüfung der Querempfindlichkeit bei simultaner Beaufschlagung mit der eigentlichen Messgröße.

Weissgerber, T.

• Ein Algorithmus zur Vorhersage des Irrelevant Sound Effects [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Weissgerber, S. Schlittmeier, S. Kerber, H. Fastl and J. Hellbrück
[A]

Die verbale Arbeitsgedächtnisleistung wird durch bestimmte Hintergrundschalle signifikant gestört. Beispielsweise kann eine Ziffernfolge unter Sprache oder Staccato-Musik wesentlich schlechter behalten werden als in Ruhe, wohingegen beispielsweise Legato-Musik kaum stört. Da die Hintergrundschalle für die Ziffernfolge keine Relevanz haben, wird dieser Effekt häufig als Irrelevant Sound Effect (ISE) bezeichnet. Zum ISE liegen zahlreiche Daten aus kognitionspsychologischen Experimenten vor.

Im Poster wird - basierend auf der instrumentellen Messung der Hörempfindung Schwankungsstärke - ein Algorithmus vorgestellt, der die Ergebnisse der Experimente zum ISE, also die durch Hintergrundschalle verminderte Behaltensleistung, nachbildet. Als Datenbasis dienten die Leistungsdaten zu etwa 50 Hintergrundschallen, die in kognitionspsychologischen Experimenten an der KU Eichstätt-Ingolstadt gemessen wurden. In über 90% der Fälle kann der Algorithmus diese Ergebnisse im Rahmen der Wahrscheinlichen Schwankungen nachvollziehen.

In einem live-Experiment können sich Besucher des Posters die Versuchsanordnung zum Irrelevant Sound Effect in wenigen Minuten erläutern lassen oder bei etwas mehr Zeit (15 Min) den ISE selbst erleben.

Weißing, H.

• Free-Field Calibration of Microphones and Sound Level Meters in an Anechoic Chamber [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Weißing and H. Nicklich
[A]

More often than not, the results of acoustic measurements have far-reaching consequences for technical, financial and legal decisions - that is why high precision is required. Careful calibration of the employed measuring instrumentation is one of the basic prerequisites to achieve this goal. The paper starts with an overview of the methods available for sound pressure calibration, assessing their relevance to practical application. In a second part the free-field acoustic calibration system is introduced that SPEKTRA, Germany developed for the calibration of measuring microphones and sound level meters by the method of comparison in an anechoic chamber. The method presented is of fundamental importance, as it is the only one that applies the type of sound field on which the standardized requirements for sound level meters are based.

• Kalibrierung akustischer Messmittel - Anforderungen, aktueller Stand und Probleme
  H. Weißing and A. Kunadt
[A]

Die Kalibrierung akustischer Messmittel, d. h. Messmikrofone, Schallpegelmesser, Kalibratoren, Schallintensitätssonden etc., ist eine grundlegende Voraussetzung für gültige und vergleichbare Messungen. Zusätzlich zu der Vor-Ort-Kalibrierung der Messmittel ist eine turnusmäßige Rekalibrierung in professionellen Kalibrierlaboratorien notwendig, insbesondere im Rahmen der Qualitätssicherung und Messmittelüberwachung.

Als staatlich zertifiziertes Kalibrierlabor stellt die SPEKTRA Schwingungstechnik und Akustik GmbH Dresden die in der Praxis eingesetzten Kalibrierverfahren vor. Der Umfang erstreckt sich dabei von einfachen Kalibrierungen mit Schallkalibratoren bei einer Frequenz bis zur Kalibrierung von Frequenzgängen in weiten Frequenzbereichen im akustischen Freifeld und im Druckkammerkuppler. Neben den grundlegenden Problemen bei der praktischen Umsetzung der in der Theorie oft einfach erscheinenden Kalibrierverfahren werden insbesondere die bei der Kalibrierung auftretenden Störgrößen sowie deren Überwachung, Regelung und Minimierung aufgezeigt. Desweiteren werden ökonomisch sinnvolle Grenzen der Messgenauigkeit eines Kalibrierlabors genannt.

Weistenhöfer, C.

• Schwingungsformen der menschlichen Ossikelkette bei Luftschallanregung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  C. Weistenhöfer and H. Hudde
[A]

Es besteht weitgehend Einigkeit darüber, daß bei niedrigen Frequenzen Malleus und Incus als Einheit um eine Achse schwingen, die durch das vordere Hammerband und das hintere Incusband bestimmt werden. Neuere Messungen haben ergeben, daß bei höheren Frequenzen die Schwingungsformen komplizierter sind, also keine feste Drehachse mehr angegeben werden kann. Ein tieferes physikalisches Verständnis der Schwingungsformen kann aber nicht nur durch die meßtechnische Untersuchung des ''Normalfalls'' erlangt werden. Es müssen Fragen nach dem Motto ''Was wäre, wenn...'' beantwortet werden. Dies setzt die Möglichkeit voraus, gezielt am Meßobjekt Veränderungen vorzunehmen, was aber am Felsenbeinpräparat nur sehr schwer zu realisieren ist. In theoretischen Modellen ist die Möglichkeit gegeben, Modellparameter gezielt zu verändern und die Wirkungen auf das Übertragungsverhalten zu untersuchen. Zu diesem Zweck entwickelten wir ein dreidimensionales Netzwerkmodell, das auf die Bewegungen der Ossikelkette zielt. Die Modellparameter wurden durch den Vergleich von Messergebnissen am Felsenbein mit Modellvorhersagen bestimmt. Mit Hilfe von Modellen können Fragestellungen untersucht werden u.a. wie z.B.: Wie beeinflussen die Formgebung der Ossikel und die Lage der Bänder die Schwingungsform ? Sind Durchbiegungen der Ossikel und Wirkungen des incudomallearen Gelenkes generell von Nachteil für die Schallübertragung? Wie wirkt sich z.B. eine Schenkelchenfraktur des Stapes hierauf aus? Im Vortrag wird die Grundstruktur des 3D-Netzwerkmodelles gezeigt und Modellvorhersagen werden Meßergebnissen an Felsenbeinpräparaten gegenübergestellt. Die Schwingungsformen der Ossikelkette werden für den ''Normalfall'' und für unter verschiedenen Randbedingungen veränderte Mittelohren mit Hilfe von Animationen diskutiert.

• Mittel- und Außenohrkomponenten des Knochenschalls [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Hudde, C. Weistenhöfer and H. Taschke
[A]

Trotz jahrzehntelanger Forschung sind die wesentlichen Mechanismen der Knochenschall-leitung, die auf der Schwingungsfähigkeit der Schädelknochen beruht, immer noch weitgehend unerforscht. Einigkeit besteht lediglich darüber, dass verschiedene Komponenten zur Knochenschallleitung beitragen. Die drei Hauptkomponenten (Außen-, Mittel- und Innenohrkomponente) lassen sich weiter in verschiedene Unterkomponenten unterteilen. Allerdings existieren nur wenig gesicherte Fakten über die Größe und die relative Bedeutung der Einzelkomponenten. Die Außen- und Mittelohrkomponenten des Knochenschalls werden hervorgerufen durch Wandschwingungen des Gehörgangs und der Mittelohrhöhlen. Unsere Modellrechnungen basieren auf zwei am Institut entwickelten Modellen: das eindimensionale (1D) Modell dient zur Erfassung der wichtigsten Übertragungseigenschaften des Mittelohres, während das dreidimensionale (3D) Modell) auch die Berechnung räumlicher Bewegungen des Schallleitungsapparats ermöglicht. Die im Gehörgang und in den Mittelohrhöhlen auftretenden Wandschwingungen produzieren zum einen zusätzliche Schalldrücke, deren Wirkung näherungsweise mit einer Erweiterung des 1D-Modells berechnet werden kann. Zum anderen werden die Gehörknöchelchen aufgrund ihrer Trägheit bewegt, angeregt über die elastische Lagerung durch das Trommelfell, die Bänder und Muskeln. Die Berechnung derartiger Vorgänge kann nur mit dem dreidimensionalen Modell vorgenommen werden, das in der Lage ist, räumlich einwirkende Kräfte und die räumliche Struktur und Aufhängung der Ossikel zu berücksichtigen. Im Vortrag werden berechnete und an Felsenbeinpräparaten gemessene Frequenzgänge sowie Video-Animationen der auftretenden Ossikelbewegungen vorgestellt und diskutiert. Dabei werden die Ergebnisse insbesondere im Hinblick auf die bei Otosklerose auftretende Carhart-Senke hin untersucht.

• Funktionale Analyse des menschlichen Mittelohres [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  C. Weistenhöfer and H. Hudde
[A]

Im Verhältnis zum Innenohr ist das Mittelohr in seiner mechanischen Struktur relativ einfach. Das Mittelohr ist aber wesentlich komplizierter aufgebaut, als es zur Realisierung der akustischen Grundfunktion nötig wäre. Es gibt Realisierungen in der Tierwelt (Columella bei Vögeln) oder auch beim Menschen (Prothesen), bei denen eine einfache Stabverbindung hinreichend ist. Dies wirft eine ganze Reihe von Fragen auf, die über die Betrachtung der akustischen Grundfunktion hinausgehen. Es ist zweckmäßig, diese Fragen mit Hilfe eines mathematischen Modells zu beantworten, da hier Modellparameter gezielt und ohne unerwünschte Nebeneffekte verändert werden können. Soll die Wirkung von Modellparameteränderungen untersucht werden, so ist die Rechenzeit eines Finite-Elemente-Modells des kompletten Mittelohres zu lang. Deshalb entwickelten wir ein dreidimensionales Netzwerkmodell der Ossikelkette, das mit einem FE-Modell des Trommelfells gekoppelt wurde. Die Modellparameter wurden durch den Vergleich von Messergebnissen an Felsenbeinpräparaten bestimmt. Im Vortrag wird das komplette Netzwerkmodell der Ossikelkette und die Integration des FE-Trommelfellmodells in das Netzwerkmodell vorgestellt. Modellvorhersagen werden mit Messergebnissen an Felsenbeinpräparaten verglichen. Schließlich wird anhand von Modellrechnungen versucht, ''Konstruktionsprinzipien'' des menschlichen Mittelohres zu erkennen.

• Silizium-Mikrofone in Hörgeräten - erste Ansätze [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Weistenhöfer and T. Niederdränk
[A]

In Hörgeräten werden seit langem erfolgreich Miniatur-Elektretmikrofone eingesetzt. In modernen Hörsystemen werden zudem mehrere omnidirektionale Mikrofone kombiniert, um Richtmikrofonsysteme zu realisieren. Zur Erzielung einer guten Richtwirkung bei solchen Multi-Mikrofon-Anordnungen müssen die Einzelmikrofone sehr gut übereinstimmen. Siliziummikrofone werden in Siliziummikromechanik hergestellt, besitzen eine geringe Exemplarstreuung und bieten sich somit zur Realisierung eines Mikrofonarrays an. Ein angenehmer Nebeneffekt ist der aufgrund der Massenfertigung zu erwartende günstigere Preis. Auch für Fertigung und Service ergeben sich wegen der prinzipellen Möglichkeit zur Modularisierung Vorteile. Hörgeräte stellen an Mikrofone hohe Anforderungen hinsichtlich Platzbedarf, Empfindlichkeit und Eigenrauschen bei sehr niedrigen Betriebsspannungen und geringem Stromverbrauch. Weitere Untersuchungskriterien sind die elektromagnetische Verträglichkeit, das Körperschallverhalten, und die Temperatur- und Feuchtigkeitsempfindlichkeit. Nach einer Zusammenfassung der hohen Anforderungen an die Mikrofone in der beschriebenen Anwendung werden im Vortrag die im Rahmen des Verbundprojektes InFON entwickelten Siliziummikrofone vorgestellt und erste experimentelle Ergebnisse präsentiert.

• Measurements of Silicon Microphone Arrays in Hearing Aids [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Weistenhöfer and T. Niederdränk
[A]

Miniature electret microphones are the state-of-the-art hearing aid transducers. In modern hearing aids several single microphones are combined to directional microphones in order to get a higher speech intellegibility in noisy environments. For this purpose it is essential to have a high directivity which can only be achieved if the microphones are matched accurately. Silicon microphones a priori have low interindividual tolerances since they are manufactured using silicon micromechanic processes. In principle they are very well suited for directional microphones. If the microphones are placed in one housing, the hearing aid manufacturing process can be simplified (e.g. reduction of liz wires).

In the talk prototypes of silicon microphone arrays applied in hearing aids will be presented. These prototypes have been developed within the joint research project InFON granted by the BMBF (Federal Ministry of Education and Research). Results of basic measurements (e.g. sensitivity and equivalent input noise) will be dicussed as well as results of directional microphone related investigations.

Weith, W.

• Körperschall-Reduktion in periodischen Mikrostruktur-Kompositen [DAGA 2005 (München)]
  W. Weith and B.A.T. Petersson
[A]

Periodische Strukturen (wie z.B. Rippendecken, Eisenbahnschienen mit Schwellen oder Platten-Spanten-Verbände in Flugzeugen oder Schiffen, usw.) weisen Frequenzbereiche auf, in denen die Wellenausbreitung ungedämpft erfolgt (Durchlassbereiche). Daneben gibt es sogenannte Sperrbereiche, in denen die Ausbreitung Nahfeldcharakter hat, d.h. exponentiell abnimmt. Hierzu sind bereits zahlreiche Untersuchungen durchgeführt worden. In dieser Arbeit werden die vibro-akustischen Eigenschaften eines Materials untersucht, in welches mehrere resonante Systeme eingebettet sind, die periodisch verteilt sind. In Berechnungen mit der Ersatzquellenmethode nach Heckl können unterschiedliche Effekte aufgezeigt werden. Unter Verwendung von gleichmäßig verteilten reinen Massen in der neutralen Faser erscheinen zunächst die bereits erwähnten Durchlass- und Sperrbereiche. Werden die Massen nun zusätzlich elastisch gelagert, verschwinden die Sperrbereiche und die resonanten Absorptionseigenschaften dominieren. Die Transfer-Admittanz weist hier einen starken Einbruch in den jeweiligen Resonanzen der Masse-Feder-Systeme auf. Bei einer Verteilung dieser Systeme außerhalb der neutralen Faser erscheinen die Sperrbereiche wieder und überlagern sich nun, je nach Art der Verteilung, mit den Resonanzeffekten.

Die auftretenden Effekte werden im Zusammenhang mit Messungen an einem homogenen Balken, in welchem in Gummi gebettete Stahlzylinder inner- und ausserhalb der neutralen Faser verteilt sind, diskutiert.

• Manipulation von Biegewellen in Platten mit anti-resonanten Mikro-Struktur-Kompositen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Weith and B.A.T. Petersson
[A]

Die Auswirkungen von resonanten Mikro-Struktur-Kompositen, die in der neutralen Faser eines homogenen Balkens eingebettet werden, sind bereits in früheren Arbeiten untersucht worden (Weith & Petersson, u.a. Novem 2005, DAGA 2005). Mit entsprechender Anpassung der Resonanzfrequenzen dieser Diskontinuitäten konnte die Biegewellenausbreitung in vorbestimmten Frequenzbereichen reduziert werden. In numerischen Berechnungen und experimentellen Versuchen konnten zusätzlich Einflüsse der geometrischen Verteilung (periodisch/aperiodisch, Distanz zur neutralen Faser) nachgewiesen werden. Offen blieb dabei die Frage, welche Wirkungen die geometrischen Muster dieser Diskontinuitäten im 2-dimensionalen Raum erzielen. Im Speziellen sei hier an die Manipulation der Biegewellenausbreitungs-Richtung einer punktförmig angeregten homogenen Platte gedacht. Die Ergebnisse neuester numerischer Berechnungen, die diese und oben genannte Effekte von resonanten Mikro-Struktur-Kompositen auf die Biegewellenausbreitung in Platten einbeziehen, sollen in vorliegender Arbeit vorgestellt werden.

Wellhöfer, A.

• Geräusche von Skateanlagen - Beurteilungshinweise und Lärminderungsmaßnahmen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Wellhöfer and C. Fend
[A]

Durch den Betrieb von Skateanlagen entstehen, ähnlich wie bei anderen Sport- und Freizeitanlagen, oft beträchtliche Geräusche. Damit sie in der Nachbarschaft nicht zu unverträglichen Immissionen führen, sind bereits im Planungsstadium Prognoseberechnungen erforderlich. Das schalltechnische Beratungsbüro ACCON GmbH hat dafür im Auftrag des Bayerischen Landsamtes für Umwelt und mit Finanzierung durch das Bayerische Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz die Geräuschemissionen und -immissionen untersucht. Dazu wurden Messungen an 15 Skateanlagen mit variierenden Einzeleinrichtungen wie Bank, Funbox, Coping Ramp, Minipipe, Olliebox, usw. vorgenommen und deren Emissionskennwerte ermittelt.

Im Rahmen der Untersuchungen hat es sich herauskristallisiert, dass die Skate-Einrichtungen zwei unterschiedlichen Nutzungsarten zuzuordnen sind. Das sind zum einen Einrichtungen, auf denen einzelne abgeschlossene Manöver (einzelner Sprung auf Funbox) ausgeführt werden (Fall 1) und zum anderen Einrichtungen, auf denen ein länger andauerndes Skaten (Fall 2) erfolgt. Dies ist bei der Ermittlung der Ausgangsdaten zur Ausbreitungsrechnung zu berücksichtigen.

Hinsichtlich Lärmminderung wird eine Einschränkung der Nutzergruppe -Inliner- oder Skateboard-FahrerInnen- nicht als sinnvolle Lärmminderungsmaßnahme angesehen. Am Besten sind ausreichende Abstände zur Wohnbebauung. Es gibt aber auch Möglichkeiten der Anordnung, der Bauweise und des Materials von Skate-Einrichtungen sowie organisatorische Maßnahmen, die zu einer Verminderung der Geräusche beitragen.

• Geräusche von Skateanlagen - Messungen, Erhebungen und Auswertung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  C. Fend and A. Wellhöfer
[A]

Skateanlagen verursachen erhebliche Geräusche. Damit sie in der Nachbarschaft nicht zu unverträglichen Immissionen führen, sind bereits im Planungsstadium schalltechnische Prognoseberechnungen notwendig. Im Auftrag des Bayerischen Landesamtes für Umwelt und mit Finanzierung durch das Bayerische Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz wurden die Geräuschemissionen und -immissionen untersucht.

Das Untersuchungsvorhaben wird vorgestellt. Zunächst werden die Skateanlagen und deren Nutzer beschrieben sowie die verschiedenen Skate-Einrichtungen und für Skateanlagen spezifische Begriffe erklärt. Die Messungen, Erhebungen und Auswertungen werden erläutert und die ermittelten Emissionskennwerte und deren maßgebliche Einflussgrößen vorgestellt. An Beispielen werden Berechnungen, die auf den ermittelten Emissionsdaten basieren, mit Ergebnissen aus Langzeitmessungen verglichen.

• Geräusche von Trendsportanlagen – Beachvolleyball, Bolzplätze, Inline-Skaterhockey und Streetball [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  C. Fend and A. Wellhöfer
[A]

Immer wieder entwickeln sich neue Sportarten. Städte und Gemeinden wollen diesen Trends folgen und ihren Jugendlichen entsprechende Sportplätze zur Verfügung stellen. Damit diese Anlagen in der Nachbarschaft nicht zu unverträglichen Immissionen führen, sind bereits im Planungsstadium schalltechnische Prognose-berechnungen notwendig. Häufig gibt es dafür jedoch keine oder nur wenige Angaben zu Geräuschemissionen. Daher wurden im Auftrag des Bayerischen Landesamtes für Umwelt und mit Finanzierung durch das Bayerische Staats-ministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz die Geräuschemissionen für verschiedene Trendsportarten ermittelt.

Das Untersuchungsvorhaben wird vorgestellt. Die Messungen, Erhebungen und Auswertungen werden erläutert und die ermittelten Emissionskennwerte und deren maßgebliche Einflussgrößen diskutiert. Eine Vorgehensweise zur Ermittlung eines effektiven Impuls-haltigkeits-zuschlags KI* wird vorgestellt, die die bei Messungen nach 18. BImSchV in der Praxis auftretenden Schwierigkeiten (kein Impulshaltigkeitszuschlag für die Geräusche der menschlichen Stimme) umgehen kann. Abschließend werden Hinweise für die Beurteilung gegeben und mögliche Lärmschutz-maßnahmen aufgezeigt.

Wellner, F.

• Über die Korrelation von Fahrzeuggeräuschpegeln mit in situ gewonnenen Messergebnissen zum Strömungswiderstand, zur Wasserdurchlässigkeit und zum Absorptionsgrad von offenporigen Asphalten [DAGA 2005 (München)]
  J. Hübelt, H. Schmid, W. Bartolomaeus and F. Wellner
[A]

Unter den heutzutage eingesetzten Fahrbahnbelägen weisen offenporige Beläge, insbesondere offenporige Asphalte, die besten lärmmindernden Eigenschaften auf. Bei ordnungsgemäßer Ausführung lässt sich ein gegenüber nicht offenporigem Asphalt um bis zu 6 dB verminderter Lärmpegel beobachten. Zwei verschiedene physikalische Mechanismen können dafür verantwortlich gemacht werden: - Die vom rollenden Reifen verdrängte Luft kann in der Aufstandsfläche teilweise in das offene Porenvolumen entweichen. Dadurch verlaufen die Vorgänge bei der Kompression und Dekompression der Luft unter dem Reifen weniger heftig und es entsteht weniger Schall. - Die offenporige Deckschicht wirkt als poröser Schallabsorber. Sowohl in unmittelbarer Nähe der Schallquelle (Reifen-Fahrbahn-Kontakt) als auch bei der Ausbreitung des Schalls über dieser Schicht erfolgt daher eine teilweise Aufnahme der Schallenergie und damit eine Pegelminderung.

Um herauszufinden welcher Grad der Lärmminderung von einem bestimmten evtl. verschmutzten Belag erwartet werden kann, wurden in den vergangenen Jahren unterschiedliche Methoden angewandt. Neben direkten Methoden, wie z.B. die Messungen des ''statistischen Vorbeifahrtpegels'' sind darunter auch indirekte, in situ durchführbare Methoden eingesetzt worden.

Ziel der im Vortrag vorgestellten Arbeiten war die Entwicklung eines in situ Verfahrens zur Charakterisierung der akustischen Eigenschaften offenporiger Straßenbeläge. Dieses Verfahren sollte dabei auf indirektem Wege quantitative Aussagen über den zu erwartenden ''Vorbeifahrtpegel'' nach der Methode der '' Statistischen Vorbeifahrt' liefern. Dazu sind an mehreren Messorten Werte zur Wasserdurchlässigkeit, zum effektiven spezifischen Strömungswiderstand und zum Schallabsorptionsgrad aufgenommen worden. Die auf diese Weise gewonnenen Messwerte wurden anschließend den jeweiligen Ergebnissen für den ''statistischen Vorbeifahrtpegel'' gegenübergestellt.

Wells, R.

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

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

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

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

Welti, A.

• Schallbelastung des Personal in Clubs und Musiklokalen [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Welti
[A]

Im Gegensatz zur Industrie ist in Musiklokalen und Clubs der hohe Schallpegel ein wichtiger Publikumsmagnet und nicht ein unerwünschtes Nebenprodukt. Da Personen in dieser lauten Umgebung arbeiten, geht die vorgestellte Studie der Frage nach, wie gross die Lärmbelastung in dieser Branche tatsächlich ist. Dazu wurde der Schallpegel, welchem die Angestellten während ihrer Arbeit ausgesetzt sind, quantifiziert. Mit Personendosimetern und Fixpunktmessungen wurde in 12 Lokalen an jeweils einem Abend eine umfassende Erhebung der durchschnittlichen Schallpegel an den einzelnen Arbeitsplätzen durchgeführt. Um die Datenbasis zu vervielfachen, wurden die hauseigenen Messungen der Lokale, welche seit der neuen Schall- und Laserverordnung in der Schweiz Pflicht sind, zugezogen. Am Messabend wurde beim im Club installierten Messmikrophon ein eigenes Schallpegelmessgerät aufgebaut, um einen Referenzpunkt für die Hausmessungen zu haben. Zudem wurde aus den Fixpunktmessresultaten der für die Lokalität typische Schallpegelverteilung bestimmt. Nun konnten mit Hilfe der Hausmessungen die individuellen Schallbelastungen der Angestellten bei unterschiedlichen Veranstaltungen ermittelt werden. Ein kurzer Fragebogen für die Angestellten, ein Interview mit dem Lokalbesitzer und raumakustische Messungen wurden ausgewertet um die Expositionszeit der Mitarbeiter, sowie mögliche Einflussfaktoren auf die Schallbelastung zu finden. Daraus ergibt sich ein informatives Bild der Schallbelastung von Angestellten in schweizer Musiklokalen.

Weltin, U.

• Berechnung mehrlagiger Schallabsorber unter Verwendung der Vierpolmethode [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Thomas and U. Weltin
[A]

Dieser Beitrag befasst sich mit der Berechnung von Absorptionssystemen, die aus einer Kombination verschiedenartiger Absorbertypen aufgebaut sind. In dem verwendeten Berechnungsschema werden die unterschiedlichen Absorbertypen durch Vierpole abgebildet, die durch eine Kettenschaltung zu einem Netzwerk verknüpft werden, das den mehrlagigen Absorber repräsentiert. Betrachtet wird insbesondere die Absorptionsgradberechnung von porösen Absorberschichten, wie Glaswolle oder Schaum, die mit mikroperforierten Folien abgedeckt sind. Weiterhin wird eine Möglichkeit aufgezeigt die benötigten Vierpolparameter für die Modellierung von porösen Absorberschichten in einem hybriden Verfahren durch eine numerische Parameteroptimierung aus Absorptionsmessungen am Impedanzrohr zu erzeugen.

Welzl-Müller, K.

• Persönlicher Gehörschutz für Musiker [DAGA 2002 (Bochum)]
  H. Oberdanner, F. Reintges and K. Welzl-Müller
[A]

Der Beruf des Musikers erfordert einerseits eine hohe Qualität des Gehörs, es besteht aber andererseits durch die Berufsausübung auch das Risiko für die Ausbildung einer Hörschädigung. Wie in der Literatur beschrieben, können Maximalpegel größer als 110 dB(A) gemessen werden. Wegner et. al. fanden selbst bei Opernaufführungen äquivalente Dauerschallpegel von 83 bis 94 dB(A). Da technische Lärmminderungsmaßnahmen nur äußerst beschränkt durchzuführen sind, besteht als einzige Möglichkeit die Verwendung von persönlichem Gehörschutz. Dieser wird vielfach aufgrund der Frequenzabhängigkeit der Dämmung abgelehnt. Eine wesentliche Verbesserung der Akzeptanz ist durch die Anwendung des Elacin-Filters zu erzielen. Allerdings gibt es aufgrund des Okklusionseffektes auch dabei Probleme mit der Körperschallwahrnehmung. Dieser Effekt tritt vor allem bei Bläsern auf, eine Musikergruppe, bei der das Risiko für die Ausbildung einer chronischen Lärm-schwerhörigkeit aufgrund der hohen Schalldruckpegel besonders groß ist. Da durch den Okklusionseffekt die Kontrolle von Klangfarbe, Anstoß, Intonation usw. deutlich beeinträchtigt sind, schränkt die Anwendung von persönlichen Gehörschutz die Berufsausübung von Bläsern stark ein. Es wurde daher versucht, einen Gehörschutz zu entwickeln, der eine bessere Akzeptanz bei dieser Berufsgruppe erfüllt. Dabei wurde ein Kompromiß zwischen der Linearität der Dämmung und des Okklusionseffekts geschlossen.

Wempe, W.

• 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.

Wende, H.

• Fluglärm: Schutzziele aus der Sicht der Lärmwirkungsforschung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  J. Ortscheid and H. Wende
[A]

Die Entwicklung von Qualitätszielen für den Bereich Fluglärm orientiert sich, wie bei den anderen Verkehrsträgern auch, an dem Schutz vor Gefahren und erheblichen Belästigungen. Unter diesem Aspekt werden die Ergebnisse nationaler und ausländischer Lärmwirkungsstudien analysiert, wobei die Wirkungsbereiche ''Beeinträchtigung der Gesundheit'' incl. ''Beeinträchtigung des Nachtschlafes'' ''Belästigung'' im Vordergrund stehen. Bei der Formulierung der Schutzziele wird dem Umstand, daß Fluglärm eine größere Stör- und Belästigungswirkung als vergleichbarer Straßenverkehrslärm entfaltet, durch schärfere Anforderungen Rechnung getragen: Bei Fluglärmbelastungen aussen von 55 dB(A) tags und 45 dB(A) nachts wird die Grenze zu erheblichen Belästigungen erreicht. Bei Fluglärmbelastungen aussen von 60 dB(A) tags und 50 dB(A) nachts sind aus präventivmedizinischer Sicht Gesundheitsbeeinträchtigungen zu befürchten. Bei Fluglärmbelastungen aussen oberhalb von 65 dB(A) tags und 55 dB(A) nachts sind Gesundheitsbeeinträchtigungen in Form von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu befürchten. Grundlage der vorgestellten Ziele ist der tag-nacht-differenzierende Mittelungspegel (Leq(3)). Die Ziele sollten, wie bei den anderen Verkehrsträgern auch, gesondert nach bestehenden Flughäfen/Plätze und nach neuen oder wesentlich geänderten Flughäfen/Plätze ausgewiesen werden.

• Fluglärm: Anforderungen an den baulichen Schallschutz aus Sicht der Lärmwirkungsforschung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  W.-D. Kötz, H. Wende and J. Ortscheid
[A]

Der Schutz vor Fluglärm wird auch in absehbarer Zeit weitgehend auf baulichem Schallschutz basieren müssen. Damit unter diesen Bedingungen die Flughafenanlieger innerhalb ihrer Wohnungen ungestört vom Fluglärm leben können, sind Anforderungen an den baulichen Schallschutz von Wohngebäuden zu entwickeln, die sicherstellen, daß aus der Sicht der Lärmwirkungsforschung bei allen Aktivitäten - sowohl am Tage als auch in der Nacht - Beeinträchtigungen sicher vermieden werden. Hierzu sind auch die akustischen Besonderheiten des Flugbetriebes und die Bauteileigenschaften der gesamten Aussenhaut der Gebäude zu berücksichtigen. Die sich ergebenden Anforderungskriterien werden diskutiert.

• Abschirmende Wirkung von Schallschutzwänden bei Vorbeifahrten verschiedener Zugarten [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H. Wende, B. Barsikow and M. Hellmig
[A]

Bei Vorbeifahrten schnellfahrender Reisezüge werden Überschätzungen der Einfügungsdämpfung von Hindernissen befürchtet, da mit zunehmender Geschwindigkeit der Geräuschanteil aerodynamischer Schallquellen wächst und die Höhe dieser Quellen von der des Rollgeräusches abweicht. Um mögliche Abweichungen zu erfassen und Grundlagen für eine Novellierung der Berechnungsvorschrift zu erarbeiten, hat das Umweltbundesamt im Rahmen des Umweltforschungsplanes u.a. konventionelle Messungen an bestehenden Hochgeschwindigkeitsstrecken durchführen lassen. Dabei erfolgten zunächst Messungen an benachbarten Meßorten mit und ohne Wand bei den Vorbeifahrten derselben Züge verschiedener Zugarten. Bei diesem Vorgehen sind allerdings verfälschende Einflüsse zu beachten, die sich durch die unterschiedliche Beschaffenheit (je nach Abnutzung) der Gleise und nicht immer identische topografische Bedingungen ergeben. Im Spätsommer 2000 bestand die Chance, Messergebnisse ohne die oben erwähnten Einflüsse zu gewinnen und die Validität der bisherigen Ergebnisse zu überprüfen, da an einem Messort an der Schnellfahrstrecke Hannover-Würzburg aufgrund von Schäden eine vorhandene Schallschutzwand (bzw. deren Reste) demontiert und durch eine neue ersetzt werden musste. Über die Ergebnisse dieser Messungen wird berichtet.

• Bewertung lärmarmer Straßenbeläge [DAGA 2005 (München)]
  M. Hintzsche, J. Ortscheid and H. Wende
[A]

Der Straßenverkehr ist die bedeutendste Lärmquelle in Deutschland. Repräsentative Umfrageergebnisse zeigen, dass sich 2004 60% der Bevölkerung durch Straßenverkehrsgeräusche belästigt fühlen. Störungen der Kommunikation, der Erholung innerhalb und außerhalb der Wohnung, Einschränkungen in der Wohnnutzung u. a. m. tragen zum Lästigkeitsurteil bei. Zur Reduzierung des Verkehrslärms steht eine Reihe von Möglichkeiten (technisch und planerisch) zur Verfügung. Vorrang sollten emissionsmindernde vor Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg und beim Empfänger haben. Lärmarme Beläge stellen eine hervorragende emissionsseitige Minderungsmaßnahme dar, da sie praktisch überall eingesetzt werden können. Die oftmals erreichten geringen Pegelminderungen und das akustischen Langzeitverhalten begrenzten in der Vergangenheit ihren Einsatz innerorts im niedrigen Geschwindigkeitsbereich. Da Maßnahmen auf dem Ausbreitungsweg im Innerortsbereich oft nicht realisierbar oder unwirksam sind, blieb als einzige Maßnahme der Einsatz von Schallschutzfenstern. Durch Schallschutzfenster kann nicht unbedingt ein Rückgang der Belästigung erwartet werden, da das ''Nichtöffnenkönnen'' der Fenster belästigend wirkt. Inzwischen liegt ein Rechenmodell vor, mit dem der Aufbau optimaler lärmarmer Straßenbeläge für alle Geschwindigkeitsbereiche und Verkehrszusammensetzungen bestimmt werden kann. Eine Erprobung erfolgte an der B 17 in Süddeutschland. Bei dem zweilagigen offenporigen Asphalt auf einem Abschnitt der Bundesstraße B 17 in Augsburg konnte im Vergleich zu einem herkömmlichen Asphaltbeton bei einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit von 70 km/h eine Pegelminderung von rund 7 dB(A) erreicht werden. Die Auswirkungen dieser Pegelminderungen werden unter Lärmwirkungsaspekten (Belästigung, Kommunikations- und Schlafstörungen) bewertet. Die Bewertung erfolgt anhand der Betroffenenzahlen in einer realen Bebauungssituation und einer vergleichbaren Verkehrssituation wie in Augsburg. Zusätzlich werden die Auswirkungen von Pegelminderungen dieser Größenordnung auf die Geräuschbelastungssituation der Bevölkerung in Deutschland insgesamt betrachtet.

Wendemuth, A.

• Beyond Density Functions: Direct Robust and Discriminative Acoustic Classification with Kernel Functions [DAGA 2005 (München)]
  A. Wendemuth
[A]

In classical, HMM-based speech recognition, the probability of the production of a segment of acoustic data given a hidden markov state of an linguistic unit (e.g. word, phoneme) is modelled via probability density functions (pdf), mostly mixtures of multinomial Gaussians. This approach has the following deficiencies: 1. what is modelled is the production probability, what is required, however, is the posterior probability of the classification of the acoustic data into a particular acoustic unit. 2. Despite 'discrimative' training methods for their parameters, the mixture pdfs themselves are not essentially discriminative in classification. 3. Multinomial Gaussian mixtures require excessive data for parameter training. 4. Optimization criteria in parameter search provide good error on training data. However, for robustness one is ultimately interested in minimizing the generalization error, i.e. the error on unseen data which possibly mismatches with the training data.

With kernel methods, a new class of approaches is presented which aims at tackling all 4 aspects given above. Classification of acoustic data into linguistic units is done directly with Support Vector Machines and Kernel Fisher Methods, embedded in an HMM framework. Kernel Methods require few training data and can be adjusted to the degree of data mismatch. Results are presented on recognized data sets which show the potential of the method.

• Methods for Assessing Speech Intelligibility in Cars [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Wendemuth and T. Starruss
[A]

Acoustic environments in cars are particularly challenging for automatic processing of speech. Handsfree telephone sets and automatic speech recognition in cars are prominent examples. Established performance measures, e.g. the word recognition rate in speech recognition, are note appropriate in these environments. Instead, quality and intelligibility measures are required which give information about the success of a command or conversation. In this paper, several standardized measures are presented, in particular the TOSQA / TASQ types. It is discussed whether these measures are appropriate for speech quality and speech intelligibility assessment. Criteria are identified for future assessments.

• Tuning Hidden Markov Model for Speech Emotion Recognition [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Vlasenko and A. Wendemuth
[A]

In this article we introduce a speech emotion recognition method based on Hidden Markov Models. Low-level features, which are quite popular in Automatic Speech Recognition systems, are used in this method. Two strategies are considered and compared in this paper. Within the first strategy a one-from-all recognition model for each emotional state is constructed. A second strategy is a one-against-other recognition where each emotional state has its own model and background model (model for other emotional states). Optimal values of the number of HMM-states and the number of Gaussian mixture components that increase robustness of speech emotion recognition system were found. For proof-of-concept experiments we use the Berlin Database of Emotional Speech (EMO-DB). Results in recognition of seven discrete emotions exceeded 83% recognition rate. As a basis of comparison the similar judgment of human decision makers rating the naturalness of emotion for the same corpus at 78.83% recognition rate was analyzed.

• Discriminative Kernel Classifiers in Speaker Recognition [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Katz, M. Schafföner, E. Andelic, S. Krüger and A. Wendemuth
[A]

The goal of automatic speaker recognition is to identify a speaker or to verify if a speaker is the person he claims to be. We present an overview of state-of-the-art speaker recognition systems which are usually based on speaker-dependent Gaussian Mixture Models (GMMs). In this paper we also describe different methods of integrating discriminative classifiers like the Support Vector Machine (SVM) into speaker recognition environments and show that it is possible to use the SVM methods directly on the frame-level for datasets with a small amount of speech data. On larger datasets a combination of generative and discriminative classifiers can be used. In speaker verification experiments the presented methods outperform the GMM baseline system on two speaker recognition datasets.

• 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.

• Support Vector Machines as Acoustic Models in Speech Recognition [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Krüger, M. Schafföner, M. Katz, E. Andelic and A. Wendemuth
[A]

Speech recognition is usually based on Hidden Markov Models (HMMs), which represent the temporal dynamics of speech very efficiently, and Gaussian mixture models, which do non-optimally the classification (acoustic modeling) of speech into single speech units (phonemes). In this paper we present an overview about the use of Support Vector Machines (SVMs) for the classification task by integrating SVMs in a HMM-based speech recognition system. SVMs are very appealing due to their association with statistical learning theory and have already shown good results in pattern recognition. In our hybrid SVM/HMM system we use SVMs as acoustic models in a HMM-based decoder. We train and test the hybrid system on the DARPA Resource Management (RM1) corpus, showing better performance than HMM-based decoder using Gaussian mixtures. To reduce the effort for training of the SVMs, we also use mixtures of SVMs which scales nearly linearly with respect to the number of training vectors making it easier to deal with the large amount of speech data.

Wendlandt, A.

• Ein Boundary-Elemente-Tool zur Berechnung der akustischen Streuung von Seeminen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  R. Burgschweiger, M. Ochmann, B. Nolte and A. Wendlandt
[A]

Mit Hilfe der Boundary-Elemente-Methode (BEM) soll die Rückstreustärke von Objekten berechnet werden, die sich in einem Fluid befinden und auch teilweise oder ganz im Sediment versunken sein können. Zu diesem Zweck wird ein BE-Programm entwickelt, das einen dreidimensionalen Pre- und Postprozessor enthält, mit dem die geometrische Situation von Objekten im Übergangsbereich zwischen flüssigen und festen Strukturen einschließlich der Definition der zu betrachtenden Objekte, der umgebenden Strukturen wie Wasser und Boden sowie der zugehörigen Material- und Berechnungsparameter beschrieben werden kann. Das Programm kann große und komplexe Strukturen mit mehr als 100.000 Oberflächenelementen verwalten und bereits vorhandene Nastran- oder Ansys-Modelle importieren. Der Preprozessor erzeugt durch entsprechende Vernetzungsalgorithmen geschlossene geometrische Oberflächennetze, die als Datengrundlage für die nachfolgenden numerischen BEM-Berechnungen dienen. Zur eigentlichen Berechnung können alle verfügbaren externen Rechner - sogenannte Calculator-Hosts - eingesetzt werden, auf denen eine spezielle Calculator-Anwendung läuft. Den Calculator-Hosts wird die jeweilige Aufgabenstellung durch eine auf TCP/IP-basierende Interprozesskommunikation vom Pre-/Postprozessor übermittelt. Die Calculator-Anwendung ist im Hinblick auf Leistung optimiert und weitestgehend betriebssystemunabhängig. Sie kann als sog. Dienst im Hintergrund laufen und aus der Ferne vom Pre-/Postprozessor verwaltet werden. Dieses Konzept ermöglicht eine leichte Erweiterbarkeit und auch die Einbindung externer Gleichungslöser. Der Pre-/Postprozessor fragt die Rechenergebnisse von den Calculator-Hosts ab, übergibt sie an die zugehörigen Streukonfigurationen und ermöglicht deren grafische Darstellung und Auswertung. Akustische Rückstreuberechnungen an einfach geformten Streukörpern mit einer hohen Anzahl von Oberflächenelementen sollen die Effizienz eines solchen parallel arbeitenden BEM-Programms demonstrieren.

Wendt, D.

• Untersuchung der Tonotopie im auditorischen Kortex mit funktioneller Magnetresonanztomographie [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Wendt and S. Uppenkamp
[A]

Die Tonotopie bzw. ''Periodotopie'' bezeichnet die Zuordnung von Frequenzen bzw. Modulationsfrequenzen zu bestimmten Orten innerhalb der einzelnen Stufen der Hörbahn. In verschiedenen Studien zur Untersuchung tonotoper Karten im auditorischen Kortex des Menschen mit funktioneller Magnetresonanztomographie wurde eine tonotope Organisation nachgewiesen. Die Ergebnisse in der Literatur sind allerdings hinsichtlich Größe und Richtung des Frequenzgradienten nicht eindeutig. In dieser Studie wurden Aktivierungskarten des auditorischen Kortex im Hinblick auf Tonotopie und Periodotopie analysiert. Als Stimuli wurden neben reinen Sinustönen auch amplitudenmodulierte Töne mit periodisch wiederholter, exponentiell abklingender Einhüllender (damped sinusoids, Patterson, 1994, JASA 96, 1409-1418) dargeboten. Diesen Stimuli kann gleichzeitig eine spektrale und zeitlich kodierte Tonhöhe zugeordnet werden. So können zeitliche und spektrale Merkmale unabhängig voneinander variiert werden. Für die reinen Töne wie auch für den Träger der modulierten Töne wurden Frequenzen von 250Hz, 1kHz oder 4kHz verwendet. Die Modulationsfrequenz variiert zwischen 125Hz, 50Hz und 20Hz. Die Stimuli wurden als kurze Melodien dargeboten. Die Ergebnisse zeigen einen tonotopen Gradienten von hohen zu tiefen Frequenzen entlang des Gyrus temporalis transversus, von posterior-medial in antero-lateraler Richtung. Bei der Periodotopie deutet sich ebenfalls ein Gradient an, mit einer Verschiebung des Aktivierungsschwerpunktes in lateraler Richtung für niedrigere Modulationsfrequenzen. Hier sind die interindividuellen Unterschiede jedoch vergleichsweise groß.

Wendt, G.

• Sediment- und Objektortung mit parametrischen Sendeverfahren [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Wendt and J. Wunderlich
[A]

Bei parametrischen Sendeverfahren werden von einem Unterwasser-Schallwandler gleichzeitig mindestens zwei Frequenzen mit hohen Schalldrücken abgestrahlt. Die infolge nichtlinearer Wechselwirkungen im Wasser entstehenden Schallwellen der Differenzfrequenzen sind besonders gut für die Objekt- und Sedimentortung geeignet. Es lassen sich kurze, stark gebündelte niederfrequente Schallimpulse mit kleinen Wandlerabmessungen erzeugen. Ausgangspunkte für die Dimensionierung parametrischer Quellen sind anwendungsspezifische Parameter sowie physikalische und technische Grenzen. Die Schallintensität wird durch einsetzende Kavitation oder Stoßwellen sowie durch mechanische und elektrische Belastungen der Wandlermaterialien und die Realisierbarkeit der Sender begrenzt. Es werden Beispiele für Dimensionierung und Eigenschaften parametrischer Quellen angegeben. Vorteile und Besonderheiten parametrischer Sendung werden an Verfahren für drei Einsatzfälle dargestellt, die an der Universität Rostock entwickelt wurden und von der INNOMAR Technologie GmbH Rostock in Produkte umgesetzt werden: Mit kleinen mobilen Sedimentecholoten werden sowohl in sehr flachen Gewässern als auch in der Tiefsee hohe Auflösungen und Eindringungen im Sedimentkörper erreicht. Die zusammen mit elektronischer Schallstrahlstabilisierung und Heavekompensation sowie mit Signalverarbeitungsverfahren für große Signaldynamik entstehen Systeme übertreffen die Leistungsfähikeit linearer Systeme weit. Es werden typische Echogrammbeispiele gezeigt. Akustisch können Sedimentschicht-Mächtigkeiten nur bestimmt werden, wenn die Schallgeschwindigkeiten in den Schichten bekannt sind. Diese mussten an Bohrkernen ermittelt werden. Nun wurde ein Verfahren unter Anwendung von Prinzipien der Refraktionsseismik entwickelt und getestet, mit dem die Schallgeschwindigkeiten vom fahrenden Schiff aus gemessen werden. Verfahren und Messergebnisse werden vorgestellt. Für die Ortung kleiner Objekte im Boden sind hohe räumliche Auflösungen erforderlich. Um ein größeres Messfeld effektiv untersuchen zu können, benötigt man Fächer-Sedimentecholote. Die akustischen Problemstellungen, der Aufbau eines Lotes sowie Messergebnisse werden gezeigt.

Wenterodt, C.

• Effiziente Finite-Elemente-Methoden zur Lösung der Helmholtzgleichung [DAGA 2005 (München)]
  S. Petersen, O. von Estorff and C. Wenterodt
[A]

Zur Simulation akustischer Probleme werden heutzutage vorwiegend Diskretisierungsmethoden wie die Finite-Elemente-Methode (FEM) eingesetzt. Da jedoch mit wachsender Größe des akustischen Gebietes und mit höher werdender Frequenz auch der Rechenaufwand steigt, verhindern inakzeptable Rechenzeiten in vielen Fällen den praktischen Einsatz der Methode. Insbesondere für Berechnungen im höheren Frequenzbereich ist die Genauigkeit der Finiten Elemente stark von der Ordnung der verwendeten Basispolynome abhängig. Untersuchungen haben hierbei gezeigt, dass Freiheitsgrade, die sich auf interne Elementformfunktionen beziehen, im Allgemeinen einen sehr geringen Anteil an der Lösung haben. Durch Vernachlässigung dieser Freiheitsgrade lässt sich demnach die Größe des resultierenden Systems verringern, ohne dass die Genauigkeit der Lösung nennenswert beeinträchtigt wird. Zur Lösung großer linearer Gleichungssysteme, wie sie bei Untersuchungen mit der FEM auftreten, wurden in den letzten Jahren verstärkt iterative Verfahren verwendet, da sich die Algorithmen relativ einfach auf mehrere Rechner bzw. Prozessoren verteilen lassen. Die Stabilität und die Effizienz dieser Verfahren hängen in erster Linie von der Eigenwertverteilung der resultierenden Systemmatrizen ab. Die FE-Formulierungen zur Lösung der Helmholtzgleichung führen im Allgemeinen zu komplexen und indefiniten Systemmatrizen, was die Konvergenz der iterativen Gleichungslöser stark beeinträchtigt und bei höheren Frequenzen zum Versagen des Lösungsverfahrens führt. Im Rahmen der vorgestellten Arbeit werden zunächst Elemente formuliert die auf nicht-vollständigen Polynomen basieren. Hierbei werden Ansatzpolynome verwendet, die sich besonders günstig auf die Eigenwertverteilung der Systemmatrix auswirken und damit entsprechend effiziente akustische Simulationen ermöglichen. Anschließend werden die neuen Elemente im Zusammenhang mit iterativen Gleichungslösern eingesetzt und das Lösungsverhalten diskutiert.

• Infinite Elemente variabler Ordnung zur Untersuchung akustischer Außenraumprobleme [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Petersen, O. von Estorff and C. Wenterodt
[A]

Zur Untersuchung von akustischen Außenraumproblemen mit Hilfe der Finite-Elemente-Methode (FEM), bedarf es spezieller Verfahren, um die Sommerfeldbedingung zu erfüllen. Häufig werden hierfür so genannte Infinite Elemente eingesetzt. Dabei wird die Schallabstrahlungsbedingung in den unendlichen Raum durch spezielle Ansatzfunktionen in radialer (unendlicher) Richtung berücksichtigt. Heutzutage sind verschiedene Infinite-Elemente-Formulierungen verfügbar, wobei die so genannten Astley-Leis Elemente wohl am weitesten verbreitet sind.

Die infiniten Elemente sind so formuliert, dass sich die Ansatzfunktionen mit steigender radialer Ordnung der Fundamentallösung für die Helmholtzgleichung im Außenraum nähern. Bei vielen Problemstellungen, wie beispielsweise Untersuchungen zur Schallabstrahlung schlanker Strukturen, ist eine hohe radiale Ordnung jedoch nur lokal in bestimmten Bereichen der Diskretisierung notwendig. Um die Anzahl der Freiheitsgrade im System zu reduzieren, erscheint es daher sinnvoll, die Ordnung der Infiniten Elemente innerhalb der Diskretisierung zu variieren. Eine derartige Anpassung der Diskretisierung kann dabei mit Hilfe von üblichen (und ggf. modifizierten) Fehlerabschätzungen erfolgen. In dem Beitrag wird ein entsprechendes Berechnungsverfahren vorgestellt und dessen Anwendbarkeit diskutiert.

• Zum Dispersionseffekt bei der Lösung der Helmholtzgleichung mit gitterfreien Methoden [DAGA 2008 (Dresden)]
  O. von Estorff and C. Wenterodt
[A]

Zur numerischen Lösung akustischer Probleme wird heutzutage häufig die Finite-Elemente-Methode (FEM) eingesetzt. Diese liefert jedoch für hohe Wellenzahlen oft fehlerbehaftete Ergebnisse, die hauptsächlich auf den so genannten Dispersionseffekt zurückzuführen sind.

Eine relativ neue Gruppe numerischer Methoden sind die gitterfreien Verfahren, die im Gegensatz zu der FEM keine Elemente zur Konstruktion der Ansatzfunktionen benötigen. Insbesondere die so genannte ''Element Free Galerkin Method (EFGM)'' wurde bereits auf diverse Problemstellungen angewendet, wobei unter anderem nachgewiesen werden konnte, dass hierbei der Dispersionseffekt im Vergleich zur FEM deutlich verringert ist.

Eine weitere gitterfreie Methode, die ''Radial Point Interpolation Method (RPIM)'', hat gegenüber der EFGM einige Vorteile, unter anderem erfüllen die Ansatzfunktionen der RPIM, im Gegensatz zur EFGM, die Kronecker-Delta-Eigenschaft. Eine Untersuchung zur Anwendbarkeit auf akustische Probleme und insbesondere eine Analyse des Dispersionseffekts wurde jedoch bislang noch nicht durchgeführt.

In dem vorliegenden Beitrag wird die RPIM hinsichtlich ihrer Dispersionseigenschaften untersucht und mit der FEM verglichen. Betrachtet wird dabei der zweidimensionale Fall, wobei eine Variation des Ausbreitungswinkels durchgeführt wird. Es wird gezeigt, dass sich für die RPIM bei gleicher Diskretisierung ein deutlich geringerer Dispersionsfehler als bei der FEM ergibt.

Wenzel, H.

• Vibroakustisches System zur automatischen Bestimmung der Achszahl von vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Rainer, M. Fellner, B. Rettenbacher, H. Wenzel and G. Gutenbrunner
[A]

In diesem Beitrag werden die Grundlagen für ein System zur automatischen Bestimmung der Achszahl von vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen im höherrangigen Straßennetz mittels vibroakustischer Messmethoden erarbeitet. Die Fahrbahnvibrationen, hervorgerufen durch vorbeifahrende Kraftfahrzeuge, stellen eine überaus wichtige physikalische Messgröße dar. Diese Vibrationen werden als Informationsquelle angesehen, deren Charakteristik von der Achszahl und weiteren fahrzeugspezifischen Merkmalen wie etwa der Achslast geprägt wird. Für die Messungen wurde ein Laservibrometer als Sensor verwendet, dass den enormen Vorteil einer berührungslosen Messung in sich birgt. Die Messung selbst erfolgt von Überkopfbrücken aus, kann auch im mehrspurigen Betrieb durchgeführt werden und führt damit zu keiner Beeinträchtigung des Verkehrsflusses. Zusätzlich zum Laservibrometer wurden seismische Beschleunigungsaufnehmer am Fahrbahnrand positioniert und die Messergebnisse der beiden unterschiedlichen Sensortypen am Beispiel von unterschiedlichen Fahrbahnkonstruktionen (Asphalt- und Betondecke) zu validieren. Die sichere Identifizierung der Achsfolge des Schwerverkehrs kann zur Komplettierung von Daten bezüglich der Zusammensetzung des Verkehrs in einem Untersuchungsstreckenabschnitt dienen und liefert somit Basismaterial für Studien über die Verursachung von z.B. Lärmimmission durch die Interaktion Reifen-Fahrbahn.

Wenzel, J.

• 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.

Wenzel, W.

• Das Ansaugmündungsgeräusch in Bezug auf die Lärmgesetzgebung [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. Wenzel and M. Alex
[A]

Das Ansaugmündungsgeräusch ist eine der relevanten Geräuschquellen eines Kraftfahrzeugs, das einen erheblichen Einfluss auf das Außengeräusch hat. Deshalb war die Entwicklung eines Ansaugsystems und seine akustische Auslegung als Ansauggeräuschdämpfer immer durch die aktuelle Gesetzgebung bestimmt. Die Ausle-gung des Ansaugsystem ist ein Kompromiss zwischen Kriterien wie Filtrationsleistung, geringem Druckverluste im System und dem Mündungsgeräuschpegel. Eine Änderung der Gesetzgebung beeinflusst damit auch in starkem Maße die Entwicklung von Ansaugsystemen. Momentan werden verschiedene Gesetzesänderungen diskutiert, wobei zukünftig die Lärmbelastung durch den Stadtverkehr in der Prozedur besonders berücksichtigt werden soll. Der Vortrag zeigt, welche Bedeutung diese möglichen Gesetzesänderungen auf die akustische Auslegung des Mündungsgeräusches hat. Bisher war in erster Linie der Vollastzustand ausschlaggebend für die Entwicklung. Um die Fahrzustände im Stadtverkehr für gesetzliche Grenzwerte zu berücksichtigen, werden Testprozeduren diskutiert, die Teillastzustände beinhalten. Im Hinblick darauf sind Ansaugsysteme gefordert, die in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Motors die optimale Geräuschbeeinflussung bei minimalem Druckverlust bieten. Es werden unterschiedliche Ansätze gezeigt, wie die neuen Randbedingungen in die Entwicklung des Ansaugsystems einfließen könnten. Adaptive und aktive Lösun-gen werden verstärkt integriert. Z.B. können mit Hilfe von Klappen der Mündungsquerschnitt an Betriebszustand des Motors angepasst werden. Dies bietet die Möglichkeit jederzeit den optimalen Durchfluss im System zu gewährleisten, gleichzeitig aber den akustisch relevanten Querschnitt so gering wie möglich zu halten. Anhand von Fahrzeug- und Motormessungen konnten die Vorteile solcher Systeme verdeutlicht werden. Damit wird deutlich, dass mit Hilfe adaptiver und aktiver Maßnahmen die zukünftigen Anforderungen an das akustische Verhalten von Ansaugsystemen erfüllt werden.

Werner, E.

• Zentral- und Individualbeschallung – Ökonomische und ökologische Aspekte [DAGA 2002 (Bochum)]
  E. Werner
[A]

Aus den Anfängen der elektroakustischen Beschallung hat sich ein äußerst differenziertes Gebiet entwickelt, in dem Leistungen von einigen Milliwatt bis zu Hunderten von Kilowatt verarbeitet werden. Die am Trommelfell des menschlichen Ohres notwendige Leistung für hohe Lautstärken ist extrem klein. Es stellt sich daher die Frage, wann es wirklich sinnvoll ist, extrem große Schall-Leistungen mit oft sehr schlechtem Wirkungsgrad zu erzeugen und aus dem größten Teil davon schließlich nur Verlustwärme zu erzeugen. Der Beitrag zielt darauf hin, Gründe für und wider die beiden Beschallungsextreme zu finden. Zusätzlich werden auch mögliche und praktizierte Zwischenlösungen diskutiert. Damit soll die Wahl der bestmöglichen Lösung in Abhängigkeit von den Anforderungen erleichtert werden. Neben den akustischen Qualitätsaspekten werden auch ökonomische und ökologische Gesichtspunkte genauer betrachtet.

• Wie lässt sich die EN 50332 nutzen? [DAGA 2003 (Aachen)]
  E. Werner
[A]

Produktsicherheit ist in zunehmendem Maße ein Thema im täglichen Leben geworden. Darunter fällt auch die Gefährdung des Gehörs durch zu große Schallenergien. Während für Arbeitsstätten schon mit Rücksicht auf Entschädigungs- und Rentenansprüche frühzeitig verbindliche Regelungen und Überprüfungen eingeführt wurden, ist die Ausweitung auf Umgebungslärm außerhalb des Arbeitsbereichs und ganz besonders auf die Selbstgefährdung im Privatbereich erst jüngeren Datums. Die EG-Richtlinie zur allgemeinen Produktsicherheit und die daraus abgeleiteten Nationalen Gesetze dazu führen zwangsläufig zur Frage nach sinnvollen Grenzen und einem geeigneten Nachweis ihrer Einhaltung. Mit der Norm EN 50332 ist zumindest in dem für die Gehörgefährdung besonders bedeutsamen Bereich der portablen Abspielgeräte mit Kopfhörerausgang eine einfache und kostenneutrale Lösung beschrieben. Die zu Grunde gelegten Grenzwerte basieren auf Befragungen einer großen Zahl von Nutzern über viele Jahre hinweg. Einzelheiten der Norm werden im Zusammenhang mit den aktuellen gesetzlichen Regelungen dargestellt.

Werner, S.

• Stimmaktivierung eines Spracherkenners unter Berücksichtigung prosodischer Merkmale und der Variabilität der Aussprache [DAGA 2005 (München)]
  M. Kühne, M. Wolff, M. Eichner, S. Werner and R. Hoffmann
[A]

Einen kritischen Punkt für den praktischen Einsatz von Spracherkennern stellt die Aktivierung des Systems dar. Viele aktuelle Systeme erfordern eine 'push-to-talk'-Freischaltung durch den Benutzer. Für die Mehrzahl der Anwendungen ist eine manuelle Aktivierung jedoch unzweckmäßig. Eine automatische Freischaltung des Erkenners ermöglicht eine deutlich ergonomischere Bedienung durch ein komplettes 'hands-and-eyes-free' Sprachinterface. Üblicherweise werden solche Systeme als Schlüsselwortdetektoren implementiert, welche den Spracheingabestrom kontinuierlich nach einem vordefinierten Ansprechwort durchsuchen. Prosodische Faktoren wie die Stimmmelodie oder die Modellierung der Aussprachevariabilität des Schlüsselwortes fanden bisher in den Verfahren zur Stimmaktivierung nur sehr geringe Beachtung.

In einem ersten Schwerpunkt wird ein sprecherunabhängiges Verfahrens zur Integration prosodischer Merkmale in die Erkennungstrategie vorgestellt. Basierend auf der Grundfrequenz- und Energiekontur des Schlüsselwortes beim Ansprechen des Erkenners wurde ein Hidden Markov Modell trainiert. Das prosodische Modell wurde anschließend zur Überprüfung der Schlüsselworthypothesen des Kommandoerkenners verwendet. Durch die Verwendung von Aussprachevarianten des Schlüsselwortes konnte die Erkennungsleistung leicht gesteigert werden. Die Berücksichtigung prosodischer Informationen führte zu einer signifikanten Reduzierung der Fehlerraten, insbesondere der Fehlalarmrate des verwendeten Kommandoerkenners. Die Erkennungsleistung des prosodischen Modells wurde mit den Ergebnissen von Versuchspersonen in Hörversuchen bei identischer Aufgabenstellung verglichen.

In einem zweiten Schwerpunkt wird gezeigt, dass die Modellierung der Aussprachevariabliltät des Schlüsselwortes die Erkennungsleistung ebenfalls verbessert kann. Die Aussprachevarianten des Schlüsselwortes wurden mit Hilfe eines phonetischen Netzwerkes dargestellt, welche automatisch aus Sprachaufnahmen trainiert werden können. Auf ein entsprechendes Lernverfahren wird kurz eingegangen.

Weser, R.

• Online-Ultraschallmessung zur Charakterisierung opaker Stoffsysteme [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Weser, B. Wessely and F. Hinze
[A]

Viele Messaufgaben in der Ultraschallmesstechnik werden mit dem so genannten Impuls-Echoverfahren realisiert, bei dem ein und derselbe Transducer als Sender und Detektor genutzt wird. Dies ist prinzipiell immer dann möglich, wenn das Anregungssignal (US-Impuls bzw. US-Burst) und das Echosignal zeitlich getrennt voneinander anliegen. Im Beitrag wird ein auf dem Impuls-Echoverfahren basierendes Konzept für kostengünstige, prozessfähige Ultraschallsensoren zur Überwachung der Feinheit und der Konzentration disperser Partikelsysteme vorgestellt. Üblicherweise finden bei derartigen Messaufgaben klassische Extinktionsanordnungen Verwendung. Eine eigens entwickelte Software realisiert neben der Signalerzeugung und -erfassung auch die Signalverarbeitung des Echosignals. Die eingesetzten Algorithmen zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit und der Schalldämpfung im Frequenz- bzw. Zeitbereich werden erläutert. Zudem erfordert die relativ geringe Abtastfrequenz der Ultraschallmesskarte eine Rekonstruktion des zeitdiskreten Echosignals, um die gewünschte Messgenauigkeit zu erzielen. Eingesetzt wird der Sensor zur Charakterisierung opaker Stoffsysteme, bei denen keine optische Untersuchung möglich ist. Typische Beispiele sind die Nasszerkleinerung von Pigmenten, Emulgierverfahren in der chemischen Industrie sowie das Dispergieren von Pulvern in hochkonzentrierten Dispersionen.

Wessely, B.

• Online-Ultraschallmessung zur Charakterisierung opaker Stoffsysteme [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Weser, B. Wessely and F. Hinze
[A]

Viele Messaufgaben in der Ultraschallmesstechnik werden mit dem so genannten Impuls-Echoverfahren realisiert, bei dem ein und derselbe Transducer als Sender und Detektor genutzt wird. Dies ist prinzipiell immer dann möglich, wenn das Anregungssignal (US-Impuls bzw. US-Burst) und das Echosignal zeitlich getrennt voneinander anliegen. Im Beitrag wird ein auf dem Impuls-Echoverfahren basierendes Konzept für kostengünstige, prozessfähige Ultraschallsensoren zur Überwachung der Feinheit und der Konzentration disperser Partikelsysteme vorgestellt. Üblicherweise finden bei derartigen Messaufgaben klassische Extinktionsanordnungen Verwendung. Eine eigens entwickelte Software realisiert neben der Signalerzeugung und -erfassung auch die Signalverarbeitung des Echosignals. Die eingesetzten Algorithmen zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit und der Schalldämpfung im Frequenz- bzw. Zeitbereich werden erläutert. Zudem erfordert die relativ geringe Abtastfrequenz der Ultraschallmesskarte eine Rekonstruktion des zeitdiskreten Echosignals, um die gewünschte Messgenauigkeit zu erzielen. Eingesetzt wird der Sensor zur Charakterisierung opaker Stoffsysteme, bei denen keine optische Untersuchung möglich ist. Typische Beispiele sind die Nasszerkleinerung von Pigmenten, Emulgierverfahren in der chemischen Industrie sowie das Dispergieren von Pulvern in hochkonzentrierten Dispersionen.

Wettschureck, R.

• Track isolation in a light rail tunnel in downtown Berlin [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Achilles and R. Wettschureck
[A]

Presently, a number of high-profile buildings are being built on Berlin's Potsdamer Platz, which was previously bisected by the Berlin Wall. Five of the structures under construction are located in the immediate vicinity of an existing light rail tunnel. Based on vibration measurements carried out before construction was commenced, unacceptable levels of secondary airborne noise emission were prognosticated. After careful consideration of the possible construction countermeasures, the costs and the related construction times, the decision was made to isolate the tracks using ballast mats (BM). Calculation of the level of structure-borne noise isolation to be achieved with the BM, i.e. their insertion loss, indicated that the required level of isolation could only be achieved with the use of particularly high-quality elastomer materials. In cooperation with the clients, project management and experts, it was possible to negotiate a contract between the five investors for the joint financing and award of contract for this track isolation project, and to execute the project in the third quarter of 2002. This isolation project is outstanding in terms of its size (a total of 1,080 m of track with 9 switches and 2 crossings). Subsequent to installation of the track isolation measures, follow-on measurements were conducted in the adjacent buildings, to determine the effectiveness of the isolation system. Based on the results of the vibration measurements in the semi-finished structures it is possible to estimate the expected level of structure-borne noise emissions. The results are presented in this paper.

Wetzel, E.

• Anpassung der vorläufigen Rechenmethoden an die Anforderungen der Richtlinie 2002/49/EG [DAGA 2003 (Aachen)]
  K.-G. Krapf and E. Wetzel
[A]

Mit der Richtlinie 2002/49/EG bestimmt die EU 4 vorläufige Rechenmethoden zur Erstellung strategischer Lärmkarten. Die ausgewählten Methoden ISO9613-2, NMPB/XP S31-133, Rekenmethode Railverkeerslawaai, ECAC.CEAC Doc. 29 müssen an unterschiedliche Anforderungen der Richtline angepasst werden. Die angepassten Rechenmethoden sowie Leitlinien zu deren Gebrauch werden in der Richtline für spätestens 1. Juli 2003 angkündigt. In einem Projekt der Generaldirektion Umwelt der Europäischen Kommission wurden die Vorarbeiten zur Anpassung der Richtlinien und der Leitlinien erbracht. Der Vortrag informiert über das Projekt und erläutert die sich aus der Richtlinie 2002/49/EG ergebenden speziellen Anforderungen an Rechenmethoden, die zur Berechnung strategischer Lärmkarten eingesetzt werden sollen.

Weyermann, F.

• Numerische Simulation der Schallabstrahlung von eingeschlossenen turbulenten Flammen [DAGA 2008 (Dresden)]
  F. Weyermann, C. Hirsch and T. Sattelmayer
[A]

In technischen Verbrennungssystemen werden häufig turbulente Flammen eingesetzt, um eine hohe volumetrische Leistungsdichte zu erreichen. Allerdings haben turbulente Flammen den grundsätzlichen Nachteil, Lärm zu entwickeln, den so genannten turbulenten Verbrennungslärm. Dies macht aufwändige Schalldämpfungsmaßnahmen notwendig, die in Zukunft durch eine lärmarme Gestaltung des Verbrennungsvorgangs vermieden oder vermindert werden sollen.

Damit turbulente Verbrennungssysteme schon im frühen Entwicklungsprozess hinsichtlich ihrer Lärmemission optimiert werden können, sollen Methoden entwickelt werden, die eine Vorausberechnung des emittierten Schallspektrums erlauben. Das von den Autoren entwickelte Verfahren basiert auf dem Ansatz, aus einer stationären numerischen Simulation der Strömung mit Verbrennung die räumliche Verteilung der Wärmefreisetzung zu ermitteln. Die zeitlichen Wärmefreisetzungsfluktuationen wirken als akustische Monopolquelle und sind die stärkste Lärmquelle in reaktiven Strömungen geringer Machzahlen. Deshalb kann über geeignete Modelle sowohl die Schalleistung, als auch der spektrale Charakter des Lärms aus der Charakteristik der Wärmefreisetzung und den Turbulenzgrößen in der Flammenzone ermittelt werden.

Das gewonnene Spektrenfeld wird als Quellterm in ein eindimensionales akustisches Netzwerkmodell eingelesen, das die Wellenausbreitung im Verbrennungssystem modelliert. Das Verfahren basiert auf der isentropen Wellengleichung, berücksichtigt aber darüber hinaus auch akustische Verluste im Strömungspfad. Über diese Schallausbreitungsrechnung wird die über den Abgasstutzen abgestrahlte Schallleistung berechnet.

Es werden Rechenergebnisse präsentiert und deren gute Übereinstimmung mit Validierungsexperimenten nachgewiesen.

Weyermann, P.

• Akustische Fluzeugerkennung mit neuronalen Netzwerken [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Brechbühl and P. Weyermann
[A]

Die akustische Überwachung von Fluglärm in der Umgebung von Regionalflugplätzen gewinnt zunehmend an Bedeutung. Da bei solchen Anlagen keine Radardaten zur Verfügung stehen, wird eine Zuordnung von Lärmereignissen zu Flugbewegungen auf akustischer Basis angestrebt. Seit einiger Zeit stehen dazu akustische Messgeräte zur Verfügung, die sämtliche auftretenden akustischen Ereignisse automatisch erfassen und analysieren. Als Ergebnis solcher Analysen stehen Terzspektren als Funktion der Zeit zur Verfügung (Multispektren). Da die akustischen Parameter bei der Erfassung dieser Multispektren räumlich und zeitlich sehr stark schwanken können, versagen konventionelle Methoden zur Zuordnung von Multispektren zu Luftfahrzeugklassen. Deshalb wurde für diese Aufgabe der Einsatz lernfähiger neuronaler Netzwerke untersucht. Die Untersuchung zeigte, dass solche Netzwerke nach einer Lernphase fähig sind, Flugzeuggeräusche automatisch zu erkennen und einer Klasse (z.B. Kolbenmotor, Jet, Turboprop, Helikopter usw. ) zuzuordnen. Ein solches System wurde anschliessend implementiert und während längerer Zeit in der Nähe eines Regionalflughafens betrieben. Das System besteht aus einem leistungsfähigen Schallanalysator, welcher von einem Rechner gesteuert wird. Auf dem Rechner werden die akustischen Kenndaten aus dem gemessenen Multispektrum extrahiert und als Eingangsdaten dem neuronalen Netzwerk zugeführt. Mithilfe des Netzwerkes wird anschliessend entschieden, ob das akustische Ereignis von einem Flugzeug stammt. Falls ja, erfolgt eine Zuordnung zu einer Flugzeugklasse. Durch eine Parallel-Beobachtung der Flugbewegungen wurden in mehreren Schritten die verwendeten Algorithmen überprüft und verbessert, sodass am Schluss eine befriedigende Erkennungsrate der verschiedenen Flugzeugarten resultierte.

Wickelmaier, F.

• Probabilistic Choice Models for Psychological Scaling [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Wickelmaier and C. Schmid
[A]

When scaling perceived magnitudes, it is common practice to employ direct rating scales, asking subjects either for a numerical or a verbal label which is later transformed into a number for further processing. The validity of scales obtained in this manner is, however, doubtful. Probabilistic choice models provide a powerful alternative to direct scaling procedures. Here, the task for the subject is to choose one stimulus at a time from a pair. Subsequently, a psychological model of the subject's decision strategy is formulated, which leads to a ratio scale of the stimuli. Once a model is specified, standard statistical theory can be used to obtain maximum likelihood estimates of the parameter values, estimate their covariance matrix, apply various hypothesis tests, and to compare different models with respect to their validity.

Until recently, the lack of special-purpose software prohibited wide application of the more sophisticated choice models, such as elimination by aspects (EBA) or preference trees. Now that such tools are available [Wickelmaier & Schmid, Behav. Res. Meth. Instr. Comp. (in press)], probabilistic choice models could become more important in applied research. The modeling approach is demonstrated using an example from sound-quality evaluation, where the unpleasantness of twelve environmental sounds was represented by a preference tree.

• Ratio-Scaling of Listener Preference of Multichannel Reproduced Sound [DAGA 2005 (München)]
  S. Choisel and F. Wickelmaier
[A]

Sound quality is often assessed by means of direct ratings on a numerical preference scale. The validity of direct rating scales relies on many implicit assumptions, one of them being the unidimensionality of the judgments. While unidimensionality might hold for simple stimuli, this is a non-trivial assumption in the case of complex spatial sounds. In the present study the Bradley-Terry-Luce (BTL) model was employed to investigate the unidimensionality of preference judgments made by 40 listeners on multichannel reproduced sound. Short musical excerpts played back in eight reproduction modes (mono, stereo and various multichannel formats) served as stimuli. On each trial, the task of the subjects was to choose the format they preferred, proceeding through all the possible pairs of the eight reproduction modes. This experiment was replicated with four types of programme material (pop and classical music). As a main result, the BTL model was found to predict the choice frequencies well. This implies that listeners were able to integrate the complex nature of the sounds into a unidimensional preference judgment. It further implies the existence of a preference scale on which the reproduction modes can not only be ordered, but also their ratios are meaningful. There were significant differences between the reproduction modes (some ratios exceeding ten). Also the programme material was found to have a significant effect on the listener preferences. It is concluded that the BTL scaling may be more useful than direct scaling for obtaining quantitative information regarding the quality of reproduced sound.

Wicker, K.

• 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.

Wickern, G.

• Aktive Verminderung tieffrequenter Strahlpulsationen an Freistrahlwindkanälen [DAGA 2002 (Bochum)]
  W. von Heesen, G. Wickern and S. Wallmann
[A]

Tieffrequente Strahlpulsationen sind eine unerwünschte Eigenschaft vieler Freistrahl-Windkanäle. Die Modulation der Strahlgeschwindigkeit verfälscht die aerodynamischen und die akustischen Messungen. Üblicherweise werden die Kanalpulsationen durch soganannte ''Seiferth-Flügel'' an der Düse vermieden, die die großvolumigen Wirbelstrukturen der Strahlgrenzschicht zerstören. Für aeroakustische Windkanäle sind Seiferth-Flügel jedoch unakzeptabel, da sie hochfrequente Störgeräusche erzeugen. Es werden experimentelle Untersuchungen über die Ursache der Pulsationen vorgestellt. An einem 1:20-Modell des neuen Aeroakustik Windkanals der Audi AG wurde ein neuartiges aktives System erprobt, das die Strahlinstabilitäten beseitigt, ohne zusätzliche Störgeräusche zu produzieren. Aufgrund der Erfahrungen mit dem Modellkanal wurde der 1:1-Kanal bei Audi mit einem aktiven System ausgerüstet. Dieses System ermöglicht zuverlässige aerodynamische und aeroakustische Messungen über den gesamten Geschwindigkeitsbereich des Kanals.

• Statistische Energieanalyse der Windgeräusche am Kraftfahrzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Eberle, R. Schilling, M. Brennberger and G. Wickern
[A]

Ab Geschwindigkeiten über 120 km/h sind durch Fahrzeugumströmung entstehende Geräusche die für den Schallpegel im Fahrzeug ausschlaggebende Komponente. Für die typischerweise hochfrequenten Windgeräusche ist die statistische Energieanalyse ein geeignetes Werkzeug um die Schallausbreitung im Gesamtfahrzeug zu betrachten. Aufgabe im Rahmen dieses Projektes ist es, die für den Innenraumpegel eines Fahrzeugs ausschlaggebenden aeroakustischen Quellen zu lokalisieren und geeignete Messmethoden im Windkanal zur Darstellung der Quellen zu finden. Anschließend müssen Wege gefunden werden, die gemessenen Quellterme in bereits bei Audi zur Untersuchung von Antriebs- und Abrollgeräuschen eingesetzte SEA-Gesamtfahrzeug-Modelle zu implementieren. Die Modelle werden hierzu an die Anforderungen der Aeroakustik angepasst. Das Ziel ist eine Vorhersage des durch Windgeräusche hervorgerufenen Geräuschpegels in einem Fahrzeug. Außerdem sollen für lokale Schallquellen die Transferpfade von der windangeregten Quelle in den Fahrzeuginnenraum verfolgt werden. Die Lokalisierung und Quantifizierung der Schallquellen erfolgt durch Mikrofonmessungen im Aeroakustikwindkanal. Die Fluid-Struktur-Wechselwirkungen auf überströmten Fahrzeugoberflächen werden nach dem Ansatz von DeJong in die Fahrzeugmodelle implementiert. Für verschiedene überströmte Karosserieflächen werden die gemittelten Wechseldrücke als Anregung in das SEA-Modell eingebracht, und deren Einfluss auf das Innengeräusch somit berücksichtigt. Ein Vergleich zwischen SEA-berechneten Innengeräuschpegeln und gemessenen Spektren sowie eine Schalltransferpfadanalyse von einer lokalen Schallquelle in den Fahrzeuginnenraum werden vorgestellt.

Wiedau, J.

• 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.

Wiedemann, B.

• Umsetzung der Lärmmanagementrichtlinie für Schießlärm großkalibriger Waffen - Teil I: Managementwerkzeug [DAGA 2008 (Dresden)]
  B. Wiedemann, E. Braun, F. Hammelmann and K.-W. Hirsch
[A]

In 2007 ist vom BMVg die Lärmmanagementrichtlinie (LMR) für das Lärmmanagement auf Schießplätzen der Bundeswehr erlassen worden. Diese LMR schreibt ein ,tägliches' Lärmmanagement so vor, dass einerseits jeweils bestimmte Lärmkriterien einzuhalten sind (Schutz vor erheblichen Belästigungen) und andererseits in Umsetzung der zweiten Forderung des BImSchG der tägliche Schießbetrieb so zu planen ist, dass die Nachbarschaft so gering wie möglich belastet wird (Minimierung der Belastung). Das Lärmmanagement beruht also nicht auf einer statischen Genehmigung, sondern definiert einen dynamischen Prozess, der täglich mit dem Lärmproblem konfrontiert. Vor Ort muss das Lärmmanagement entscheidungsarm sein, weil lärm-akustische Kompetenz nicht vorausgesetzt werden darf. Zur Durchführung dieses Lärmmanagement muss dem Betreiber deshalb ein IT-Werkzeug an die Hand geben werden, das weitgehend automatisiert und angepasst an den Planungsvorgang den Betriebsplaner dabei unterstützt, die Managemententscheidung während der Schießplanung zu treffen. Der Beitrag beschreibt das komplexe Zusammenwirken der topographischen, geometrischen, militärischen und akustischen Eingangsdaten für die Berechnung einer Lärmprognose und erläutert die Aussagen der während des Planungsprozesses verfügbaren Rasterlärmkarten und Analysewerkzeuge.

• Umsetzung der Lärmmanagementrichtlinie für Schießlärm großkalibriger Waffen - Teil II: Dokumentation und Qualitätssicherung [DAGA 2008 (Dresden)]
  K.-W. Hirsch, F. Hammelmann, B. Wiedemann and E. Braun
[A]

Das tägliche Lärmmanagement nach der Lärmmanagementrichtlinie des BMVg (LMR) erfordert einen grundsätzlich anderen Umgang mit den Eingangs- und Ausgangsdaten bei der Lärmprognose als bei traditionellen Genehmigungsverfahren. Die Prognose wird zu jedem Zeitpunkt der Planung eines konkreten Schießtages auf der Basis der jeweils verfügbaren aktuellen Daten berechnet. Diese Daten sind entlang der Zeitachse zu protokollieren. Damit kommt der Synchronität der Datengültigkeit eine größere Bedeutung zu als in Genehmigungsverfahren, deren typischer Bezug auf einen mittleren Tag, ein mittleres Jahr o.ä. eher träge von Datenänderungen abhängen. Beispielsweise wird in der LMR eine Langzeitstärkewindrose benutzt, um die Schallausbreitung im Vorfeld des Schießtages zu schätzen. Nach Durchführung des Schießtages wird diese Schätzung durch Wetterbeobachtungen am konkreten Schießtag ersetzt. Genauso wird der eigentliche Schießbetrieb in der typisch 10-wöchigen Planungsphase z.B. im Hinblick auf die einzusetzenden Waffen und Anlagen immer näher spezifiziert, so dass sich die Quelldaten also Quellstärke, Richtcharakteristik, Schussanzahl und die Belegung ändern. Dennoch ist der einmal zugesagte Schießbetrieb grundsätzlich zu ermöglichen, um Betreibern und Nutzern die unabdingbare Planungssicherheit zu gewährleisten. Der Beitrag möchte nur einige Aspekte der Dokumentation und Qualitätssicherung eines täglichen Lärmmanagements aufzeigen, um deutlich zu machen, wie transparent und nachvollziehbar die Managemententscheidungen z.B. der öffentlich-rechtlichen Fachaufsicht zur Verfügung gestellt werden.

Wiedemann, J.

• Validierung der rechnerischen Modalanalyse an umgeformten Blechbauteilen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  Y. He and J. Wiedemann
[A]

Bei der rechnerischen Modalanalyse von umgeformten Blechbauteilen ist die Dickenverteilung auf dem Bauteil ein wichtiger Parameter. Des Weiteren spielt die Verteilung der plastischen Dehnung eine wesentliche Rolle, da aus ihr die E-Modulverteilung im FE-Netz bestimmt werden kann. Das Verfahren für diese Bestimmung, das von einem empirischen Ansatz ausgeht, muss jedoch zunächst durch einen Vergleich mit den Ergebnissen von experimentellen Modalanalysen validiert werden. Die Berechnung kann danach für die Vorhersage des akustischen Verhaltens umgeformter Blechbauteile herangezogen werden.

• Der Einfluss turbulenter Strömung auf das Fahrzeuginnengeräusch - ein Vergleich zwischen Straßen- und Windkanalmessung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Riegel, J. Wiedemann and M. Helfer
[A]

Die Entwicklung bezüglich des Windgeräusches im Innenraum von Fahrzeugen erfolgt vorzugsweise in aeroakustischen Windkanälen unter reproduzierbaren Strömungsverhältnissen. Die Strömung im Stuttgarter 1:1-Windkanal weist beispielsweise bei leerer Messstrecke einen Turbulenzgrad Tu kleiner als 0,3% auf. Das durch die Umströmung des Fahrzeugs verursachte Windgeräusch ist abhängig von Geschwindigkeit und Richtung der Anströmung. Der Strömungsvektor ist unter realen atmosphärischen Bedingungen jedoch örtlich und zeitlich nicht konstant. Bei Straßenmessungen ergibt sich der Anströmungsvektor aus der vektoriellen Überlagerung der Fahrzeuggeschwindigkeit und der atmosphärischen Windgeschwindigkeit. Aufgrund der unterschiedlichen klimatischen Bedingungen und örtlichen Verhältnisse (z.B. Bäume, Leitplanken, Fahrzeuge und Bodenerhebungen) variieren die Strömungsverhältnisse und Turbulenzgrade sehr stark. Geschwindigkeitsänderungen wirken sich auf das Innengeräusch in einer Änderung des Schalldruckpegels aus, das Schallsignal wird also amplitudenmoduliert. Eine Änderung der Anströmungsrichtung hat dagegen eine Änderung der Frequenzzusammensetzung zur Folge, da sich die lokalen Umströmungsverhältnisse am Fahrzeug bei Schräganströmung (z.B. A-Saeule, Spiegel) verändern. Das Innengeräusch erfährt in diesem Fall (neben der Amplitudenmodulation) eine Frequenzmodulation. Die niederfrequenten Amplitudenmodulationen werden vom menschlichen Gehör besonders empfindlich als fluktuierendes Geräusch wahrgenommen und können vom Menschen als unangenehmer empfunden werden im Vergleich zu konstanten Geräuschen. Für die Entwicklungsarbeit im Windkanal gilt es zu klären, inwieweit Turbulenzen in der Anströmung Einfluss auf die gemittelten Geräuschspektren haben, und ob die turbulente Strömung für die Entwicklungsarbeit bezüglich des Windgeräusches relevant ist. Hierfür werden Möglichkeiten zur Simulation realitätsnaher Anströmbedingungen im Windkanal erörtert.

Wiedermann, J.

• Ein Prüfstandsverfahren zur Ermittlung des Reifen-Fahrbahngeräusches im Innenraum von PKW [DAGA 2005 (München)]
  M. Riegel and J. Wiedermann
[A]

...

Wiegrebe, L.

• Neural coding of carrier- and envelope periodicity in the auditory brainstem [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  L. Wiegrebe
[A]

Complex periodic sounds evoke a pitch sensation when their envelope- or carrier period is in the range between about 0.7 and 30 ms (fundamental frequency, f0, about 33 to 1400 Hz). Electrophysiological recordings in the auditory nerve of mammals have shown that an autocorrelation of the temporal discharge patterns of auditory-nerve fibres provides a good physiological correlate of the pitch perceived by humans. But how is a computation akin to autocorrelation performed in the central auditory system? Here I show that neurons with intrinsic oscillations (chopper neurons) in the cochlear nucleus provide a selectivity for the f0 of periodic sounds. A chopper neuron with an intrinsic oscillation equal to f0 synchronises to f0 if it is stimulated by f0 or an integer multiple (a harmonic) of f0. These neurons behave like a template-matching device, only this template is neurally implemented in the time domain, not in the frequency domain. Thus, this physiological model of pitch shows characteristics of both temporal and spectral functional models of pitch extraction. Chopper neurons, together with the neurons they project to in the inferior colliculus, provide a neural place code for pitch as it has been described in the auditory cortex.

• F0 discrimination and pitch-strength matching for filtered iterated rippled noise: the correlation between different measures of pitch strength
  L. Wiegrebe and A. Stein
[A]

It is generally assumed that listeners' capability to detect changes in the f0 of a perceived complex sound (f0DLs) is a good indicator of pitch strength. The use of iterated rippled noise (IRN) allows adjusting the pitch strength by manipulating the gain in the delay-and-add network used to generate IRN. Three experiments are presented which investigate the effect of gain changes on IRN f0DLs. In the first experiment, f0DLs were measured for IRNs with f0s of 90 and 250 Hz in three band-pass conditions ('low', 125-625 Hz; 'mid', 1375-1875 Hz; and 'high', 3900-5400 Hz). For a 90-Hz f0, harmonics are spectrally resolved in the 'low' condition and unresolved in the 'mid' and 'high' condition. For a 250-Hz f0, harmonics are resolved in the 'low' and 'mid' condition and unresolved in the 'high' condition. In the second experiment, the listeners reduced the IRN pitch strength in a spectrally resolved condition ('low' condition with f0 = 90 Hz or 'mid' condition with f0 = 250 Hz) to match the pitch strength in the corresponding unresolved condition. In the third experiment, f0DLs were remeasured for the pitch-strength reduced conditions ('low' condition with f0 = 90 Hz or 'mid' condition with f0 = 250 Hz). The results show that although the listeners provided reliable pitch-strength matching in Experiment II, the f0DLs in Experiment III were still much better for the pitch-strength reduced spectrally resolved stimuli than for the spectrally unresolved stimuli. These results question the value of f0DLs to assess pitch strength.

Wiemeler, D.

• Surface radiated noise of exhaust systems – Structural Transmission Loss Test rig, Part I [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  J.-F. Brand and D. Wiemeler
[A]

The sound radiation from exhaust systems can be divided into three categories: The tailpipe noise, the noise transmitted through the hanger and the surface radiated noise. The radiation from the tailpipe influences the pass-by test as well as the radiation from other sources like the engine and the wheels. The surface radiated noise and the noise transferred through the hanger generally do not influence the pass-by test but they represent a subjective noise problem.

Measurements of surface radiated noise from exhaust systems currently require two rooms: one to isolate the engine against the exhaust system, and another, an anechoic chamber, to measure the radiated noise. The results are the radiated sound pressure or the sound power. These results depend on the noise source as well as on the geometry of the surroundings. This paper deals with an innovative measurement procedure for radiated sound power which is independent of the geometry of the surroundings and the source. The measurement still requires an anechoic chamber but no extra facilities to house an engine. A simple speaker serves as the noise source. The measurement result is a transfer function of the structure. Noise mapping is possible as well as the calculation of the modal damping. Using this test rig it is also possible to separate air resonances from structural resonances. This test rig is not meant to replace the acoustics engine test rig, but to complement it.

Wiemers, M.

• Einfluss von Steifigkeit und Dämpfung bei Eisenbahnrädern, insbesondere von Güterwagenrädern, auf die Schallabstrahlung [DAGA 2005 (München)]
  M. Wiemers
[A]

In diesem Vortrag werden verschiedene Güterwagenräder unter akustischen Gesichtspunkten betrachtet. Dazu wurde ein Berechnungsprogramm erstellt, welches nach der Punktstrahlersynthese aus finite Elemente- Berechungen die Schallabstrahlung eines Rades im beliebigen Abstand und Position berechnen kann. Dieses Programm bestand die Validierung an drei Beispielen. Zusaetzlich sind EF-Modelle für die Simulation von beschichteten Eisenbahnraedern mit und ohne Deckschicht entwickelt worden. Es wurden Rad-Modelle erstellt, die zur akustischen Begutachtung dieser Maßnahmen an dem Gueterwagen-Rad der Bauart BA004 dienten. Die aus den verschiedenen Simulationen resultierenden Ergebnisse werden jeweils dargestellt und im Hinblick auf akustische und wirtschaftliche Fragestellungen eroertert. Als Ergebnis lässt sich festhalten, dass sich eine nennenswerte Schalldruckpegelminderung nicht mit einer einzigen Maßnahme erreichen laesst. Die Bedaempfung des Laufrades erbringt nur bei Verwendung einer Beschichtung mit Deckschicht eine signifikante Minderung. Auf der anderen Seite ergibt eine Verstaerkung der Rad-Scheibe eine relativ geringe Schalldruckpegelminderung, die aus wirtschaftlichen Gruenden nicht anzustreben ist. Die Kombination der beiden Massnahmen ergibt bei dem Rad der Bauart BA004 eine nennenswerte Pegelminderung bis zu 12 dB, die auch wirtschaftlich sinnvoll erscheint. Die Simulationen sind selbstverstaendlich auf jedes andere Eisenbahnrad uebertragbar. Die Arbeit zeigt, dass es notwendig ist die heutigen Gueterwagendrehgestelle grundsaetzlich aus akustischer Sicht zu überdenken. Mit Massnahmen an einzelnen Bauteilen an verschiedenen Stellen werden die von der Politik geforderten Werte nicht erreichbar sein. Diese Maßnahmen koennen hoechstens Zwischenloesungen auf dem Weg zu einem leisen Gueterverkehr sein.

Wieringer, R.

• 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.

• 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.

• Problematik tieffrequenter Geräuschimmissionen bei Musikveranstaltungen am Beispiel eines großen Veranstaltungszentrums in München [DAGA 2005 (München)]
  G. Prestele, R. Scholz and R. Wieringer
[A]

Infolge des technischen Fortschritts bei Beschallungsanlagen und des momentanen Musikgeschmacks treten bei Musikveranstaltungen immer höhere tieffrequente Geräuschanteile auf. So wundert es nicht, dass sich Anwohner zunehmend über basslastige Musik beschweren. Bei der schalltechnischen Prognose und Beurteilung von Musikveranstaltungen zeigen sich derzeit u.a. folgende Probleme:

- Im interessierenden tieffrequenten Bereich unter 100 Hz sind die Schalldämm-Maße von Bauteilen i.d.R. nicht veröffentlicht bzw. Angaben nicht hinreichend gesichert. - Die Prognose und Beurteilung von tieffrequenten Schallimmissionen aus Musikveranstaltungen ist nach den aktuellen Richtlinien und Normen nicht ausreichend erfasst (TA Lärm / DIN 45680: zusätzliche spektrale Beurteilung mit Berücksichtigung der Hörschwelle nur bei ''deutlich hervortretenden Einzeltönen'', ansonsten A-Bewertung; 18. BImSchV: Prognose/Ausbreitungsrechnung nur bei 500 Hz, A-Bewertung).

Am Beispiel eines der größten Veranstaltungsgelände Europas mit zahlreichen Diskotheken, Konzerthallen, Gast- und Veranstaltungsstätten in München wird die Problematik behandelt. Es wurde ein schalltechnisches Prognose-, Beurteilungs- und Überwachungskonzept entwickelt und umgesetzt, das aus einer angespannten Situation heraus zu einer für Veranstalter und Anwohner zufriedenstellenden Lösung führte.

Wierstorf, H.

• Melodiediskrimination für Kammfilterrauschen: zeitliche oder spektrale Kodierung? [DAGA 2008 (Dresden)]
  H. Wierstorf and S. Uppenkamp
[A]

Die Wahrnehmbarkeit der Tonhöhe eines harmonischen Tonkomplexes bei der Grundfrequenz hängt von der unteren Grenzfrequenz und der Grundfrequenz selbst ab. Bei einem breitbandigen Tonkomplex, der den Grundton enthält, beträgt die untere Grenze für die Wahrnehmbarkeit von ungefähr 33Hz. Liegt die Frequenz des Grundtons darunter, kann er nicht mehr als Tonhöhe wahrgenommen werden. Wird der Tonkomplex hochpassgefiltert, so dass der Grundton und immer mehr Harmonische nicht mehr enthalten sind, verschiebt sich diese Grenze zu höheren Frequenzen. Im vorliegenden Experiment wurde mit einem Melodietest diese untere Grenze für Kammfilterrauschen (iterated rippled noise, IRN) bestimmt. Hierzu wurde bandpassgefiltertes Kammfilterrauschen mit unterschiedlicher Tonhöhe in dazu passend bandstopgefiltertes Rauschen eingefügt und daraus kurze Melodien mit jeweils vier Tönen erzeugt. In einem Zwei-Intervall 4AFC-Paradigma haben die Versuchspersonen bestimmt, welcher von vier Tönen sich während der zweiten Darbietung der Melodie geändert hatte (vgl. Pressnitzer et al., JASA 109, pp. 2074-2084, 2001). Es zeigt sich, dass die untere Frequenzgrenze des Kammfilterrauschens im Übergangsbereich für aufgelöste und unaufgelöste Harmonische eines entsprechenden harmonischen Tonkomplexes liegt. Dieses Ergebnis war unerwartet, da in der Literatur häufig davon ausgegangen wird, dass Kammfilterrauschen rein zeitlich verarbeitet wird und die einzelnen Harmonischen spektral durch das auditorische System nicht aufgelöst werden können.

Wierzbicki, J.

• Integrated acoustic monitoring system
  J. Wierzbicki
[A]

An idea of integrated acoustic monitoring system was presented. In such system monitoring stations and mobile data terminals are connected with central database using wireless techniques. The constant acquisition of acoustic signal and in situation when sound level is higher than permissible additional video signal recording are proposed. Such solution enables correct recognition of noise sources and exact signal analysis (FFT, ICA and other DSP methods).

Wiggers, R.

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

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

Wik, T.

• 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.

• 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.

Wild, J.

• Auswirkung auf die Aerodynamik durch akustische Maßnahmen an den Tragflächen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J. Ortmann and J. Wild
[A]

Während des Landeanfluges gehört die Slat-Hinterkante zu den größeren Lärmquellen eines großen modernen Verkehrsflugzeuges. Das Ziel der 'Vision 2020' ist es, den Lärm um 50% zu reduzieren. In akustischen Windkanalversuchen konnte gezeigt werden, dass bürstenähnliche Modifikationen an den Seitenkanten von Slat und Flap diesen Lärm deutlich reduzieren. Da aber die gesamte Slat-Hinterkante aufgrund der dort sehr hohen Geschwindigkeiten Lärm produziert, besteht die Idee, solche Bürstenhaare an der gesamten Hinterkante zu befestigen.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen auf die aerodynamischen Eigenschaften dieser Lärm reduzierenden Modifikationen. Mit Hilfe des Strömungsberechnungsverfahrens FLOWer ist der Einfluss von Länge, Durchmesser, Abstand und Form der Bürstenhaare dezidiert untersucht worden. Dieses Verfahren löst die RANS-Gleichungen unter Verwendung eines Turbulenzmodells auf blockstrukturierten Rechennetzen. Die sehr komplexe Strömung im Bereich der Bürstenhaare und deren Einfluss auf die Hochauftriebsströmung werden in dieser Arbeit aufgezeigt und analysiert. Die Ergebnisse zeigen eine sowohl aerodynamisch als auch akustisch viel versprechende Kofiguration auf.

• Entwicklung und Validierung eines Verfahrens zur Berechnung der Schallabstrahlung von Hochauftriebssystemen [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Pott-Pollenske and J. Wild
[A]

Das Umströmungsgeräusch der Hochauftriebssysteme heutiger Verkehrsflugzeuge trägt wesentlich zum Gesamtüberfluggeräusch im Landeanflug bei. Zur Minderung dieses Geräuschanteils müssen daher Verfahren entwickelt werden, mit deren Hilfe die Schallerzeugung verschiedener Varianten eines Hochauftriebssystems während der aerodynamischen Optimierung in der Entwurfsphase beurteilt werden kann. Da die Schallerzeugung an turbulent überströmten Hinterkanten, wie z.B. der Vorflügelhinterkante, einen wesentlichen Anteil am Umströmungsgeräusch eines Hochauftriebssystems hat, wurde im Rahmen des DLR-Projekts LEISA ein Vorhersageverfahren für Hinterkantenlärm entwickelt und experimentell validiert. Grundlage für die Berechnung der Schallabstrahlung von turbulent überströmten Kanten ist eine von Ffowcs-Williams und Hall abgeleitete Beziehung in der der turbulente Wechseldruck der Strömung eine entscheidende Quellgröße darstellt. Die zur Berechnung des Wechseldrucks benötigten stationären und instationären Strömungsgrößen werden numerischen Strömungssimulationen auf Basis der gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen entnommen. Zum Aufbau des Verfahrens erfolgten Untersuchungen an einem 2-dimensionalen NACA0012 Profil im Aeroakustischen Windkanal Braunschweig. Durch Fixierung des laminar-turbulenten Umschlags der Grenzschicht an unterschiedlichen Positionen wurde der Einfluss verschiedener Grenzschichtdicken auf die Schallabstrahlung und auf die Strömungsgrößen an der Hinterkante ermittelt. Letztere zeigten gute Übereinstimmung mit den Ergebnissen numerischer Strömungssimulationen. Die aus den numerischen Daten für unterschiedliche Transitionslagen ermittelte Änderung der Schallabstrahlung entspricht den im Windkanalversuch ermittelten Werten. Das Verfahren wurde erfolgreich auf unterschiedliche 3-Element Hochauftriebskonfigurationen angewandt

Wilde, A.

• Anwendung eines stochastischen Modells zur Berechnung der Schallerzeugung einer turbulent überströmten Hinterkante [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  A. Wilde and N. Kalitzin
[A]

Es wird auf absehbare Zeit nicht möglich sein, Schallerzeugung aus der Umströmung kompliziert gestalteter Körper mit direkten, numerischen Simulationen zu berechnen. Tatsächlich ist aber die Berechnung zeitgemittelter Strömungsdaten möglich. Durch ein stochastisches Verfahren können aus diesen zeitgemittelten Größen die für die Berechnung der Schallerzeugung erforderlichen Daten synthetisiert werden. In dieser Arbeit wird das Stochastic Noise Generation and Radiation (SNGR) Modell von Bailly, Lafon und Candel angewandt, um die Schallerzeugung einer turbulent überströmten Hinterkante zu berechnen. Die zweidimensional berechneten Daten werden in einem zweiten Schritt auf dreidimensionale Abstrahlung umgerechnet. Die Ergebnisse werden mit Messungen und Vorsagen anderer Modelle verglichen.

• Simulation der Schallausbreitung in instationären Strömungen mit dem Lattice Boltzmann Verfahren [DAGA 2002 (Bochum)]
  A. Wilde
[A]

Die Simulation der Schallausbreitung in stationären Strömungen stellt insbesondere deshalb ein Problem dar, weil die instationäre Strömung und die Schallausbreitung i.A. nicht gleichzeitig berechnet werden können. In jüngerer Zeit wurde die Eignung des Lattice Boltzmann Verfahrens zur Berechnung verschiedener akustischer Effekte nachgewiesen. In dieser Studie wird das Lattice Boltzmann Verfahren zur Berechnung der instationären Strömung in einem Ultraschallgasdurchflußzähler angewendet, wobei im gleichen Zuge auch die Ausbreitung einer Ultraschallwelle im instationär strömenden Gas ermittelt wird. Neben den Ergebnissen einiger Validierungsrechnungen wird die Anwendung auf ein zweidimensionales Modell eines einfachen Ultraschallgasdurchflußzählers gezeigt. Der Vorteil dieses Ansatzes ist, daß keinerlei vereinfachende Annahmen wie mittleres Strömungsprofil, Turbulenzgrade und dergleichen gemacht werden müssen.

• Modellierung von Oberflächenwellen bei Ultraschallwandlerarrays mit dem Transmission Line Matrix Verfahren [DAGA 2002 (Bochum)]
  A. Wilde
[A]

Bei zweidimensionalen Arrays von kapazitiven Ultraschallwandlern kann es zur Erzeugung von Oberflächenwellen kommen, die eine relative lange Abklingzeit haben und das aufgenommene Signal im Mikrofonbetrieb erheblich stören können. Um Maßnahmen zur Unterdrückung dieser Störungen effizient entwickeln und testen zu können, wurde ein Modell eines Wandlerarrays und des umgebenden Fluides mit dem Transmission Line Matrix Verfahren erstellt. Für eine zweidimensionale Anordnung wurden Vergleichsrechnungen mit FEM-Verfahren durchgeführt, die die Gültigkeit des Ansatzes bestätigen. Aufgrund der außerordentlich hohen Recheneffizienz des TLM-Verfahrens können auch sehr große 2 dimensionale oder 3 dimensionale Gebiete mit moderaten Ausmaßen auf einem PC berechnet werden.

• Die virtuelle Wellenwanne - Simulation der 2d Wellenausbreitung [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Wilde
[A]

Zur Demonstration von Wellenausbreitungseffekten wie Beugung und Interferenz in Vorlesungen oder im Schulunterricht wird häufig eine flache, mit Wasser gefüllte Glasschale benutzt, in der Wellen erzeugt werden, welche dann mit Hilfe eines Projektors für das Auditorium sichtbar gemacht werden. Den gleichen Zweck verfolgt ein neu entwickeltes Programm, das in der Lage ist, auf heute üblichen PCs Simulationen der 2d-Wellenausbreitung in einer Qualität auszuführen, die der der ''analogen Wellenwanne'' mindestens ebenbürtig ist. Dazu kommen einige Vorteile, die das physische Experiment nicht bieten kann: Die Simulation kann jederzeit schneller oder langsamer ablaufen bzw. auch ganz angehalten und schrittweise fortgesetzt werden, um wesentliche Abläufe (z.B. Resonanzen) genau studieren zu können. Es können beliebig komplexe Geometrien vorgegeben werden, von einfachen Hindernissen über Gitter bis hin zu fraktalen Strukturen, wobei die Eingabe der Geometrie über ein einfaches Mal-Programm möglich ist. Es können beliebig viele Quellen mit beliebigen Frequenzen und Phasenlagen eingesetzt werden, um z.B. Multipole, Phased-Array-Strahler usw. zu modellieren. Damit eignet sich das Programm durch seine einfach zu bedienende, grafische Benutzeroberfläche sehr gut zur Integration von Simulationen in Computergestützte Vorträge, weil die benötigte Zeit zum Start einer Simulation sehr kurz ist. Es wären aber auch durchaus neue Anwendungen denkbar, z.B. die Durchführung eigener, virtueller Experimente durch die Lernenden, die damit durch quasi spielerischen Umgang ein Gefühl für die Ausbreitung von Wellen erlangen können.

• Kopplung des TLM-Verfahrens mit einer zeitdiskreten Modellierung von Plattenschwingern zur raumakustischen Simulation bei tiefen Frequenzen [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Blau and A. Wilde
[A]

Während moderne raumakustische Simulationsverfahren im hochfrequenten Bereich zufriedenstellende Vorhersagen liefern, weisen die derzeitigen Ansätze zur Simulation im tieffrequenten Bereich noch viele ungelöste Probleme auf. Ein bisher wenig beachteter Ansatz zur Simulation akustischer Wellenphänomene ist das sogenannte ''Transmission Line Matrix''-Verfahren (TLM), welches auch unter dem Namen ''3D Digital Waveguide Mesh'' oder als Spezialfall des ''Finite Difference Time Domain''-Verfahren bekannt ist. Im vorliegenden Beitrag wird diese Methode um ein Verfahren zur Modellierung von Plattenschwingern erweitert. Dabei werden die Plattenschwinger als lineare zeitinvariante Systeme mit multiplen Ein- und Ausgängen betrachtet, welche durch eine Beschreibung im Zustandsraum als Randbedingung für eine TLM-Simulation benutzt werden. Die Systemmatrizen der Zustandsraumbeschreibung der Plattenschwinger werden hier zunächst auf der Grundlage von Messungen aller mechanischen Übertragungsfunktionen ermittelt, ein späterer Übergang auf numerische Verfahren ist problemlos möglich. Das vorgestellte Verfahren wurde benutzt, um das Schallfeld in einem Hallraum mit vier Plattenschwingern an einer Wand zu simulieren. Es werden erste Ergebnisse dieses Experiments diskutiert und Schlußfolgerungen für die weitere Entwicklung des Verfahrens abgeleitet.

• Room Acoustical Simulation at Low Frequencies Using the Scattering Element Method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Blau and A. Wilde
[A]

Arguably all known room acoustical simulation packages assume geometrical 'ray-like' sound propagation and are thus limited to high frequencies and/or diffuse sound fields (large rooms). In the present work, a wave approach, the so-called scattering element method (SEM), is used to predict room acoustical parameters such as RT, C80, G, Tc at low frequencies for 5 microphone positions in a reverberation room (empty and with 4 plate absorbers). This situation is modeled by 1.) adding a uniform absorption to all boundary (wall) nodes, in order to adjust the reverberation time to the expected statistical value for the empty room, and 2.) by discrete-time implementation of multiple-input-multiple-output (MIMO) reflection coefficient matrices representing the dynamical behavior of the plate absorbers. The simulation, performed in 3rd octave bands, takes about 20 min on an ordinary PC; the predicted values of the room acoustical parameters conincide with measured ones in an acceptable manner.

• Strömungsakustische Simulationen mit dem Lattice-Boltzmannverfahren [DAGA 2005 (München)]
  A. Wilde
[A]

Im Rahmen des BMBF-Projektes Akusim wurden Strömungsakustische Simulationen verschiedener Teststrukturen mit dem Lattice-Boltzmannverfahren durchgeführt. In diesem Beitrag werden einerseits theoretische Aspekte der Anwendung des Lattice-Boltzmannverfahrens für die Strömungsakustik erörtert, andererseits werden die Ergebnisse der Testrechnungen vorgestellt.

Zur Untersuchung der numerischen Fehler bei der Simulation der Ausbreitung von Schallwellen wurde eine von-Neumann-Analyse des linearisierten Lattice-Boltzmann-Modell in zwei und drei Dimensionen (D2Q9 und D3Q19-Modell) durchgeführt. Es zeigte sich, dass die Phasengeschwindigkeit der Schallwellen mit abnehmender Wellenlänge vom theoretischen Wert abweicht. Bei einer Auflösung von ca. 10 Gitterpunkten pro Wellenlänge überschreitet der Fehler in der Phasengeschwindigkeit 1%.0 Die Dissipation von Schallwellen entspricht im numerischen Modell weitgehend dem theoretisch vorhergesagten Verhalten, was in der Praxis bedeutet, dass die Dissipation in den allermeisten Fällen vernachlässigbar ist. Sowohl die Dissipationsfehler als auch die Abweichungen der Phasengeschwindigkeit sind nahezu unabhängig von der Laufrichtung der Wellen relativ zum Gitter.

In numerischen Experimenten wurde die Schallerzeugung bei der Überströmung eines Helmholtzresonators sowie die Schallerzeugung bei der Umströmung eines Halbzylinders mit Heckdreikant untersucht. Im Falle des Helmholtzresonators ergab sich eine gute Übereinstimmung der Druckschwankungen im Resonator mit in der Literatur veröffentlichten Windkanalmessungen. Im Falle des Halbzylinders werden die numerischen Ergebnisse mit Daten eines Windkanalexperimentes an der TU Dresden verglichen (siehe Vortrag Achilles).

• Aeroakustische Validierungen am Beispiel einer generischen Fahrzeugstruktur [DAGA 2005 (München)]
  S. Achilles, A. Zeibig and A. Wilde
[A]

Im Rahmen des Forschungsverbundes ''Leiser Verkehr'' erfolgte die numerische Simulation der Schallerzeugung bei der Umströmung typischer Fahrzeugstrukturen. Zur Validierung der numerisch erzielten Ergebnisse war die experimentelle Bestimmung von Strömungs- und Schallfeldgrößen notwendig. An einer exemplarisch ausgewählten typischen Fahrzeugteilstruktur (Halbzylinder mit Nachlaufdreikant ''Strebe'') wurden dazu Hitzdrahtmessungen, Messungen der instationären Wanddruckfelder mittels Wanddruckmesstechnik sowie Schalldruckmessungen zur Ermittlung der Richtcharakteristik der Schallabstrahlung durchgeführt. Die dabei erzielten Messergebnisse werden präsentiert und mit den Ergebnissen numerischer Berechnungen verglichen. Zur Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Strömungs- und Schallfeldgrößen wurde die Korrelation zwischen hydrodynamischen Wanddruckschwankungen und Fernfeldschalldruck bestimmt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden im Vortrag dargestellt und diskutiert.

• Direkte numerische Simulation des Vorderkantenschalls mit dem Lattice-Boltzmann-Verfahren [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  A. Wilde
[A]

Das Ziel der vorgestellten Untersuchung ist, die Simulation der Schallerzeugung und Abstrahlung mit Hilfe des Lattice-Boltzmann-Verfahrens zu validieren. Zunächst wurden die Dispersionseigenschaften des Lattice-Boltzmann-Verfahrens hinsichtlich der Schallausbreitung in einer theoretischen Analyse untersucht. Es stellt sich heraus, dass die untersuchten Lattice-Boltzmann-Modelle bei einer Auflösung von 10 Gitterpunkten pro Wellenlänge einen Dispersionsfehler von 1 % aufweisen, bzw. 0,1 % bei 30 Punkten pro Wellenlänge. Für das Problem der Schallerzeugung und Abstrahlung der Wechselwirkung eines Wirbels mit der Vorderkante einer unendlich dünnen, halbunendlichen Platte in zwei Dimensionen existieren sowohl analytische Lösungen als auch geeignete Formulierungen akustischer Analogien, daher wurde dies Problem als Testfall ausgewählt. Die Strömung wurde mit einem eigenen Code zweidimensional simuliert. Die Schallerzeugung und Abstrahlung wurde auf drei Arten berechnet: Erstens wurden die Druckschwankungen direkt aus dem numerisch simulierten Strömungsfeld benutzt, zweitens wurde das simulierte Geschwindigkeitsfeld als Eingabe für eine akustische Analogie genutzt. Drittens wurde eine analytische Abschätzung nach Howe ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen gute quantitative Übereinstimmung. Insbesondere skalieren die für verschiedene Anström- und Wirbelumfangsgeschwindigkeiten erzielten Ergebnisse so wie nach theoretischen Überlegungen erwartet. Auch die Richtcharakteristik des abgestrahlten Schalls stimmt gut mit theoretischen Erwartungen überein.

Wilk, E.

• Eine neue Schwingbodenkonstruktion zur Trittschalldämmung, entwickelt für ein Postproduction- Studio [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Pirschel and E. Wilk
[A]

Für ein Postproduction-Studio wurde die bauakustische Projektierung durchgeführt. Hierbei ergab sich - in der Bauphase - die Notwendigkeit, eine spezielle Konstruktion zur Trittschalldämmung zu entwickeln. Der Beitrag beschreibt zunächst die bauakustischen Innenausbauten für den Regie- und den dazugehörigen Aufnahmeraum. bei den Innenausbauten handelt es sich um bewährte Konstruktionen, welche bereits in anderen Studios zum Einsatz kamen. Diese wurden unter Berücksichtigung von DIN-Normen und Dolby(r)-Richtlinien untersucht und zum Teil für die spezielle Anwendung optimiert. Es wurde weiterhin eine Schwingbodenkonstruktion zur Trittschalldämmung auf empirischenm Wege entworfen. Diese Schwingbodenkonstruktion kam auf den neu entstandenen Studiodecken zum Einsatz. Da die Trittschallproblematik erst in der Bauphase registriert wurde, unterlag diese Konstruktion diversen baulichen Einschränkunken. Die raumakustischen Maßnahmen, d.h. Auswahl und Anordnung von Absorbern und Diffusoren, wurden ebenfalls unter Berücksichtigung von Dolby(r)-Richtlinien und DIN-Normen entworfen. Die Steuerung von Reflexionen insbesondere im Regieraum wurde berücksichtigt, spielte aber aufgrund der geforderten kurzen Nachhallzeiten nur eine untergeordnete Rolle. Außerdem wurde auf der Basis des berechneten Modenspektrums ein Helmholtzresonator für den Regieraum entworfen.

Wilken, M.

• 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.

Wilken, T.

• Optische Kavitation im Schallfeld [DAGA 2005 (München)]
  D. Kröninger, T. Kurz, T. Wilken and W. Lauterborn
[A]

Die optische Kavitation, d.h. die Erzeugung von transienten Kavitationsblasen durch laser-induzierten Durchbruch in Flüssigkeiten, hat sich zur detaillierten Untersuchung der Dynamik einzelner Blasen bewährt. Um sehr kleine Blasen zu erhalten, verwendet man wegen ihrer niedrigen Durchbruchsschwelle sehr kurze, intensive Pulse im Femtosekundenbereich. Dabei entstehen allerdings durch Selbst-fokussierung des Laserstrahls zylinderförmige Blasen, die unter Ringwirbelbildung kollabieren und ohne weitere Anregung keine Kavitationslumineszenz zeigen. Daher werden kleine transiente Kavitationsblasen mithilfe eines Femto-sekundenlasers in einem stehenden Ultraschall-feld erzeugt. Ihre Dynamik wird mit Kurzzeit-CCD-Aufnahmen, das Auftreten von Kavitations-lumineszenz im Kollaps mit Photomultipliermessungen untersucht. Die Wirkung verschiedener Parameter (Schallfeldphase, Schalldruck, Temperatur und statischer Druck der Flüssigkeit) auf den Blasenkollaps und die Lumineszenz soll Aufschluss darüber geben, inwieweit der Blasenkollaps verstärkt werden kann. Es zeigt sich, dass der Maximalradius einer Blase bei geeigneter Wahl der Anfangsphase im Vergleich zur nicht akustisch getriebenen Blase stark vergrößert werden kann, während das Auftreten von Lichtemission zusätzlich empfindlich von der Sphärizitä der erzeugten Blase abhängt.

• Stabilität und Lumineszenz laserinduzierter Kavitationsblasen im Schallfeld [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Wilken, D. Kröninger, T. Kurz and W. Lauterborn
[A]

Kavitationsblasen, welche mit kurzen, intensiven Femtosekundenpulsen erzeugt werden, zeigen Kavitationslumineszenz, sofern sie durch ein stehendes Ultraschallfeld angeregt werden. Ohne eine solche Anregung kollabieren die Blasen asymmetrisch und ohne sichtbare Lumineszenz, da sie aufgrund der Selbstfokussierung des Laserpulses eine elongierte Form besitzen. Mithilfe von Kurzzeit-CCD-Aufnahmen der ultraschallangeregten, lasererzeugten Blasen wird ihr Einschwingverhalten, die zeitliche Entwicklung des Maximalradius über mehrere Schwingungsperioden und ihre Stabilität untersucht. Es zeigt sich ein starker Einfluss der Schalldruckamplitude auf die Kavitationslumineszenz, welche mithilfe eines Photomultipliers beobachtet wird: Bei kleiner Schalldruckamplitude sind die erzeugten Blasen über mehrere Schwingungsperioden stabil und senden schwache Lumineszenzblitze aus. Zu höheren Schalldrücken wird die Blase schon nach wenigen Schwingungszyklen instabil, durch die heftigen Kollapse ist allerdings die Lichtintensität wesentlich höher.

Wilkening, W.

• Neural Network Algorithms for Acoustical Image Reconstruction and Analysis [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  M. Rychagov, W. Wilkening and H. Ermert
[A]

% --------- TEX-File ----------- documentclass[12pt]{report} usepackage{amsfonts} addtolengthtopmargin{-40pt} textheight23.5cm topskip1.0cm setlength{parindent}{1.5em} setlength{parskip}{1.5ex} setlength{textwidth}{16.5cm} addtolengthoddsidemargin{-1.3cm} frenchspacing columnsep0.5cm headsep0.5cm footskip0.1cm pagestyle{empty} begin{document} centerline {NEURAL NETWORK ALGORITHMS} centerline {FOR ACOUSTICAL IMAGE RECONSTRUCTION AND ANALYSIS} centerline {} parbigskipbigskip centerline {large{M. N. Rychagovhspace{0.1cm}$^ {1}$, W. G. Wilkening hspace{0.1cm}$^ {2}$ and H. Ermerthspace{0.1cm}$^ 2$}} {em parbigskip centerline {$^ 1$hspace{0.1cm}Moscow Institute of Elektronic Technology (MIET)} centerline {Department of Biomedical Systems,} centerline{Moscow 103498 Zelenograd, Russia } centerline {FAX: +7-095-530.22.33;hspace{0.2cm} e-mail: mr@org833.zgrad.ru} parmedskip centerline {$^ 2$hspace{0.1cm}Ruhr-University Bochum, Department of Electrical Engineering,} centerline {D- 44780 Bochum, Germany } centerline {FAX: +49-234-709.41.67;hspace{0.2cm} e-mail: helmut.ermert@ruhr-uni-bochum.de} } parbigskipbigskip In the present paper the results of application of the neural network approach for solving special class of acoustical inverse scattering problem consisting in reconstruction of the binary objects (defects or structures) embedded in stratified media (L. Souriau, B. Duch^ ene, D. Lesselier and R. E. Kleinman {em Inverse Problems}, {bf 12}, 1996, p. 463-481; M.N. Rychagov, B. Duch^ ene Progress in Electromagnetic Research Symposium, PIERS'98, {em Proceedings}, 3, July 13-17, 1998, Nantes, France, p.1202) using the data of acoustical scattering experiment are presented. The inverse scattering problem was reformulated from the point of view of optimization problem, which, in one's turn, has been solved by the utilization of the properties of Hopfield neural structure. It has been shown, that the fulfillment of some requirements to the network's architecture leads to the convergence of the dynamic process of reaching neural network's stable state. The linearized, Born-approximated problem has been considered. The high effectiveness of the developed Hopfield neural network based algorithm has been demonstrated in computer simulations. It has been also stated, that the ability of Hopfield neural architecture for high-effective data parallel processing can be implemented in the case of the multiple-frequency inverse scattering experiments. The specialized neural networks have been constructed with adequate realization of the Lippmann-Schwinger integral equation technique for the exact (with the account of multiple scattering) solution of the inverse scattering problem. The questions of the determination of the optimal design parameters for the developed neural networks as well as the optimal characteristics of the inverse scattering experiments from the point of view of neural network data processing have been also analyzed. end{document} % --------- TEX-File ------------

• Ein modifiziertes Synthetische- Apertur-Verfahren zur Korrektur geometrischer Artefakte in der intravaskulären Ultraschall-Elastographie [DAGA 2002 (Bochum)]
  C. Perrey, W. Wilkening, B. Brendel and H. Ermert
[A]

Intravascular ultrasound (IVUS) is a gold standard for the morphological assessment of coronary artery diseases. In order to detect unstable plaques, various methods have been proposed for imaging the elastic properties of vessel tissue. In IVUS elastography, tissue is compressed due to changes of the intraluminal pressure, by a force originating from the lumen center. Images are acquired during the compression, the resulting radial strain is computed along the ultrasound beams using cross correlations. If the transducer is not centered in the lumen, the ultrasound beams are not parallel to the force direction, leading to errors in the strain estimate. We propose a modified synthetic aperture focusing technique (SAFT) that allows the reconstruction of ultrasound beams parallel to the force. With conventional SAFT, B?mode images are formed using a fixed reconstruction pattern with beams in radial direction, with respect to the catheter center. After estimating the eccentric catheter position from a conventional image, the angle between ultrasound beam and force direction can be calculated. The modified SAFT reconstructs ultrasound beams in direction of the strain, originating from the lumen center. The angle is corrected and strain artefacts are reduced. To verify this approach, a 64 element intravascular circular array is simulated, imaging a vessel with different eccentric catheter positions. Radial strain is calculated using an iterative phase zero estimation of the complex cross correlation function of base band signals. The results show the feasibility of this approach for the correction of strain artefacts due to an eccentric catheter position.

Wilkens, V.

• Optische Vielschichtsensoren: eine Alternative zu piezoelektrischen Ultraschallhydrophonen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  V. Wilkens and C. Koch
[A]

Optische Sensoren stellen in unterschiedlichen Anwendungsbereichen der Ultraschallmesstechnik eine wichtige Alternative zu piezoelektrischen Hydrophonen dar. Es lassen sich sehr hohe zeitliche und räumliche Auflösungen erreichen, die Sensoren sind unempfindlich gegenüber elektromagnetischer Einstreuung und sie besitzen eine hohe mechanische Zerstörschwelle, so dass auch die Messung sehr hoher Schalldruckamplituden möglich ist. In dem Beitrag werden verschiedene optische Vielschichthydrophone vorgestellt. Das Messprinzip beruht jeweils auf der elastischen Deformation eines als Mikrointerferometer wirkenden optischen Schichtsystems durch eine einfallende Schallwelle und der Detektion der erzeugten Reflexionsmodulation. Im Vergleich zu anderen interferometrischen Ultraschallmessverfahren kommen die Systeme mit einem relativ geringen apparativen Aufwand zur Bestimmung des Schalldruckverlaufs aus. 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. Die Übertragungseigenschaften der beiden Sensortypen werden anhand von beispielhaften Messergebnissen diskutiert und verglichen. Der Einfluss der Sensorgeometrie auf den Frequenzgang wird untersucht und es wird ein Konzept zur Verbesserung der akustischen Eigenschaften der Fasersensoren vorgestellt, bei dem die Glasfaser in eine Kapillare eingebettet ist. Auf diese Weise lässt sich der Einfluss von akustischen Randbeugungseffekten und Resonanzen an der Sensorspitze verändern. Die optischen Vielschichthydrophone sind in weiten Frequenz- und Amplitudenbereichen einsetzbar, z. B. zur Charakterisierung von Ultraschallwandlern und Lithotripter Stosswellen, zur Detektion kavitationserzeugter Stosswellen, in bildgebenden Verfahren wie der Ultraschalltransmissionsmikroskopie und in Anwendungen des technischen Ultraschalls zur Überwachung der eingesetzten Schallfelder.

• 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.

• Charakterisierung eines optischen Interferenzschichthydrophons für die Anwendung als breitbandiges Referenzmesssystem [DAGA 2002 (Bochum)]
  V. Wilkens
[A]

Optische Hydrophone, die als empfindliches Element ein dielektrisches optisches Interferenzschichtsystem verwenden, können vorteilhaft zur zeitlich und räumlich hochauflösenden Messung von Ultraschallfeldern eingesetzt werden. Das Messprinzip beruht auf der elastischen Deformation des als Mikrointerferometer wirkenden Schichtsystems durch eine einfallende Schallwelle und der Detektion der dadurch erzeugten optischen Reflexionsgrad-modulation. In dem Beitrag wird ein Messaufbau diskutiert, bei dem sich das Schichtsystem mit einer Dicke von weniger als 2 m auf einer Glasplanplatte mit 25 mm Durchmesser befindet und die Reflexionsgradänderung durch einen rückwärtig auf das Schichtsystem treffenden Laserstrahl detektiert wird. Bei nicht senkrechter Lichteinstrahlung auf das Schichtsystem ergibt sich eine besonders einfache, effiziente und robuste optische Detektionsanordnung. Es wird eine umfassende Charakterisierung der akustischen Eigenschaften dieses Messsystems vorgenommen. Dazu gehören die durch primäre Kalibrierung bestimmte akustische Übertragungs-funktion im Frequenzbereich von 1 bis 75 MHz, die Bestimmung der Empfindlichkeit (minimal detektierbarer Schalldruck) und Untersuchungen zur Langzeitstabilität. Besondere Aufmerksamkeit wird ferner der Untersuchung der Empfangsrichtcharakteristik des Sensors gewidmet, da sich hier im Vergleich zu konventionellen Hydrophonen einige Besonderheiten ergeben. Die Ergebnisse zeigen, dass das optische Interferenzschichthydrophon vor allem aufgrund der in einem weiten Frequenzbereich konstanten Übertragungsfunktion für die Anwendung in Substitutionskalibrierverfahren besonders geeignet ist. Durch Impulskalibrierungen mit dieser Referenz kann auf einfache Weise die komplexe Übertragungsfunktion von Hydrophonen und Glasfasersensoren breitbandig bestimmt werden.

• Wieviel Schallenergie übertragen Ultraschallchirurgiegeräte mit metallischer Klinge in das Gewebe? [DAGA 2003 (Aachen)]
  C. Koch, V. Wilkens, S. Kaskel-Paul and H. Höh
[A]

Ultraschallchirurgiegeräte mit metallischer Klinge werden in nahezu allen Gebieten der Chirurgie angewandt. Dabei wird eine Klinge durch einen Ultraschallwandler zu Schwingungen angeregt, die im direkten Kontakt mit dem Gewebe Durchtrennung, Abtragung oder Koagulation hervorruft. Bisher fehlen jedoch gut begründete Modelle der Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Klinge und Gewebe. Daraus resultiert, dass über die Schädigungswirkung auf unbeteiligtes Gewebe bzw. andere Körperteile durch die entstehende Wärme und die Schallemission bisher wenig bekannt ist. Infolge des direkten Kontaktes zwischen Klinge und Gewebe wird Ultraschall in den Körper eingekoppelt. Um mögliche Wirkungen einschätzen zu können, muss das Schallfeld im Körper gemessen werden. Da dies nur sehr schwer durchführbar ist, wurden zunächst Messungen in Wasser durchgeführt, wobei zwei verschiedene Systeme, ein Ultraschallskalpell und ein Phakoemulsifikationsgerät untersucht wurden. Beide Geräte emittierten Schallfelder sehr unterschiedlicher Intensität und Feldstruktur, die jedoch sehr stark von der erzeugten Kavitation abhingen. Um den Einfluss der Kavitation näher bestimmen zu können, wurden Messungen mit zusätzlicher Spülung und in einer hochviskosen Flüssigkeit durchgeführt. Dabei konnte gezeigt werden, dass sich Kavitationsblasen nicht vermeiden lassen und der Effekt der Kavitation in eine Beurteilung des Schädigungspotentials geeignet einbezogen werden muss. Bei der Anwendung von Ultraschallchirurgiegeräten mit metallischer Klinge treten lokal sehr hohe Temperaturen auf. Um zu klären, inwieweit die Absorption von akustischer Energie im Gewebe zur Erhitzung beiträgt, wurde dieser Vorgang in Relation zu mehreren anderen Prozessen, wie Reibung und Strömungsverluste gesetzt. Dabei konnte gezeigt werden, dass Ultraschallabsorption eine untergeordnete Rolle bei der Erwärmung des Gewebes spielt.

• Thermoakustische Ultraschallintensitätsmessung mittels Auswertung transienter Aufheizkurven [DAGA 2003 (Aachen)]
  V. Wilkens
[A]

Thermoakustische Sensoren stellen eine einfache und kostengünstige Alternative zu anderen Messverfahren zur Bestimmung der abgegebenen Ultraschallleistung dar. Solche Exposimetrie-Messungen sind im Hinblick auf Patientensicherheit und Qualitätssicherung von medizinischen Ultraschallgeräten von großer Bedeutung. Das thermoakustische Messverfahren basiert auf der Umwandlung der einfallenden akustischen Energie in Wärme im Innern eines Ultraschallabsorbers und der Detektion der erzeugten Temperaturerhöhung auf der Rückseite des Absorbers. Typischerweise wird die auf den Absorber treffende Schallleistung aus der Messung der Temperaturerhöhung im thermischen Gleichgewicht abgeleitet. Da sowohl die erzeugte Temperaturerhöhung als auch die Zeit bis zum Erreichen des Gleichgewichts mit wachsender Absorberlänge zunehmen, muss bei der Auslegung der Sensoren ein Kompromiss zwischen der erreichbaren Empfindlichkeit und der notwendigen Messzeit eingegangen werden. Dieser Kompromiss kann durch einen neuartigen Ansatz umgangen werden, bei dem die transienten Aufheizkurven ausgewertet werden, so dass eine erhebliche Verkürzung der Messzeiten erreicht werden kann. Die zeitabhängigen Aufheizkurven wurden für unterschiedliche Absorbergeometrien bei diversen Ultraschallfrequenzen experimentell ermittelt. Eine adequate numerische Beschreibung der Temperaturkurven erfolgte in Anlehnung an eine kürzlich veröffentlichte analytische Lösung mithilfe einer Fitprozedur. Wenn ein spezifischer Sensor zunächst durch einen auf diese Weise gewonnenen Satz von Parametern charakterisiert worden ist, kann er anschließend zur Schallintensitätsmessung verwendet werden, wobei sich die Messzeit typischerweise auf ein Zehntel der erforderlichen Zeit bei Auswertung der Gleichgewichtstemperatur reduziert. Dadurch wird die praktische Anwendbarkeit des thermoakustischen Sensorkonzeptes insbesondere für die Untersuchung von diagnostischen Ultraschallgeräten erheblich verbessert.

• Heterodyne and Time-gated Time-delay Spectrometry for Amplitude and Phase Calibration of Hydrophones up to 50 MHz
  C. Koch and V. Wilkens
[A]

To date, primary and secondary hydrophone calibration techniques provide the amplitude of the hydrophone sensitivity of internal standards or for a calibration service. In many applications precise and reliable measurements are, however, impeded by the non-ideal transfer characteristic of the hydrophone, and deconvolution procedures are necessary for data correction, which requires the complex sensitivity of the hydrophone being determined.

Two methods based on the principles of time-delay spectrometry (TDS) are presented providing the complex hydrophone sensitivity up to 50 MHz. In the first technique heterodyning is used to ensure a fixed phase relation between transmitting and receiving voltage at the ports of a network analyser. The second method separates unwanted signals from the measurement information in the time domain using a fast-Fourier transform (FFT).

To show the performance of the methods, several hydrophones of membrane and needle type were investigated in different frequency ranges. The two reference hydrophones used were calibrated before by a primary interferometry-based calibration technique yielding the amplitude of the sensitivity. As a phase standard an optical multilayer hydrophone was successfully employed showing an extremely flat amplitude and phase response. Thus, absolute amplitude and phase values are obtained from the TDS-technique in a wide frequency range. To validate the new method, results were compared with those of interferometric calibration, of a pulse calibration technique recently developed for hydrophones with small diameters and optical techniques, and of a hydrophone model. The agreement is excellent in most cases and the data provide a basis for deconvolution correction procedures.

• Broadband Amplitude and Phase Calibration of Hydrophones and Impulse Deconvolution within Diagnostic Ultrasound Exposimetry [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Wilkens and C. Koch
[A]

Reliable measurement of ultrasonic pressure fields requires hydrophones calibrated in a broad frequency range. A secondary hydrophone calibration technique using an optical multilayer hydrophone as the reference is described. The optical hydrophone offers high lateral resolution and a constant frequency response in a remarkably broad frequency range (1 - 75 MHz). By measurement of broadband ultrasound pulses with the optical hydrophone, and in a second step with the hydrophone to be calibrated, the complex-valued frequency response is obtained in a very fast, simple, and efficient way in a broad frequency range with high frequency resolution. The technique is applied to calibrate both a piezoelectric membrane and a needle-type hydrophone. The calibration data obtained can be applied to significantly improve hydrophone measurement results. This is demonstrated by exposure measurements on a typical diagnostic ultrasound machine. The standard pulse parameters such as positive peak pressure p+ and rarefactional peak pressure p- obtained by the commonly applied evaluation method using the voltage to pressure transfer factor at the acoustic working frequency M(fawf) are compared with those obtained by pulse deconvolution using the complete broadband complex-valued transfer function M(f). The membrane hydrophone is shown to systematically overestimate p+, underestimate p-, and overestimate the pulse intensity integral PII if no broadband conversion is applied. Using a deficient needle-type hydrophone all pulse parameters were dramatically overestimated due to strong variations of the frequency response, but the results could be improved to a large extent using the broadband conversion method made possible by the pulse calibration data.

• Ultraschallintensitätsmessung an Sonographiegeräten mithilfe eines kalibrierten thermoakustischen Sensors [DAGA 2005 (München)]
  V. Wilkens and H.-P. Reimann
[A]

Die Messung der Schallabgabe von diagnostischen Ultraschallgeräten ist im Hinblick auf die Patientensicherheit von großer Bedeutung. Die Bestimmung der örtlichen, zeitlich gemittelten Ultraschallintensität durch Hydrophonmessungen erfordert insbesondere bei den kombinierten Bildgebungsmodi moderner Sonographiegeräte mit sehr komplizierten Impulssendefolgen einen hohen technischen Aufwand. Um alle zur Gesamtintensität am Messort beitragenden Ultraschallwellen zu erfassen, müssen komplizierte Synchronisationsmethoden verwendet werden und es ist ein genauer Einblick in die Einzelheiten der Arbeitsweise des individuellen Sonographiegerätes notwendig, der üblicherweise nur dem Hersteller möglich ist.

Thermoakustische Sensoren stellen hier eine deutlich weniger aufwändige Alternative zur Intensitätsbestimmung dar. Aufgrund des thermischen Messprinzips entfällt hier die Notwendigkeit der Synchronisation auf einzelne Impulse und Impulsfolgen, da die Sensoren inhärent eine zeitliche Mittelung über alle einfallenden Schallereignisse durchführen. Um mit dem entwickelten thermoakustische Messverfahren quantitative Intensitätsmessungen an Sonographiegeräten durchführen zu können, wird zunächst eine Kalibrierung in einem speziell entwickelten Substitutionsverfahren durchgeführt. Die Kalibrierung erfolgt im Frequenzbereich von 1 bis 9 MHz, wodurch der wichtigste Bereich der üblicherweise in der Sonographie verwendeten Mittenfrequenzen abgedeckt wird. Die ermittelte Übertragungsfunktion gibt die im Sensor erzeugte Temperaturerhöhung pro einfallender Schallintensität an. Ein auf diese Weise charakterisierter Sensor wird zur Schallintensitätsmessung an einem konventionellen Sonographiegerät eingesetzt. Die Ergebnisse für einfache Impulssendefolgen werden mit denen aus Hydrophonmessungen verglichen und es zeigt sich eine gute Übereinstimmung, wenn der räumliche Mittelungseffekt des verwendeten thermoakustischen Sensors berücksichtigt wird.

• Metrologie im Ultraschall: Bestimmung der relevanten Feldgrößen für Anwendungen in der Medizin [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  V. Wilkens
[A]

Ultraschall hat sich in den letzten Jahren zu einem der wichtigsten bildgebenden Verfahren in der medizinischen Diagnostik entwickelt. Durch die stetige Verbesserung und Erweiterung der Ultraschalltechnik, der Bildgebungsverfahren, der Bildauswertung und der Bilddarstellung kommen die kompakten und vielseitigen Geräte heute in fast allen medizinischen Fachdisziplinen effizient zum Einsatz.

Die Vermessung der Schallabgabe von medizinischen Ultraschallgeräten ist wichtig im Hinblick auf die Wahrung der Patientensicherheit, denn auch wenn die Technik im allgemeinen als besonders sicheres Bildgebungsverfahren angesehen werden kann, gibt es dennoch Gefährdungspotentiale aufgrund der thermischen und mechanischen Wirkungen des Ultraschalls im menschlichen Körper. Desweiteren entstehen in Verbindung mit dem Einsatz von Ultraschallkontrastmitteln Bildgebungstechniken, die eine ganz bestimmte Dosierung des Ultraschalls erfordern, um die gewünschte diagnostische Information zu erhalten. Die für Sicherheit und Qualitätssicherung relevanten akustischen Parameter hängen dabei von einer Vielzahl von möglichen Betriebsarten und Einstellungen am Sonographiegerät ab und ihre messtechnische Erfassung ist eine schwierige Aufgabe.

In dem Beitrag werden die wichtigsten Arbeitsfelder der Arbeitsgruppe Ultraschall der PTB bezüglich der Vermessung der Schallabgabe von medizinischen Ultraschallgeräten im weiteren Sinne vorgestellt. Neben der eigentlichen Exposimetrie am Prüfling durch Hydrophon- und Schallstrahlungskraftmessungen gehören dazu die Kalibrierung und Charakterisierung von Hydrophonen, die Weiterentwicklung von Kalibrierverfahren durch die Entwicklung und Verwendung optischer Messtechnik, die Entwicklung von neuartigen Messsensoren z. B. zur lokalen Intensitätsbestimmung und die metrologisch grundlegende Darstellung der physikalischen Einheiten für Schalldruck und Leistung im Ultraschallfeld zur Sicherung der Einheitlichkeit des Messwesens.

• 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.

• Die neuen IEC Normen für die Verwendung, Kalibrierung und Charakterisierung von Ultraschallhydrophonen [DAGA 2008 (Dresden)]
  V. Wilkens
[A]

Kürzlich wurde die neue Norm IEC 62127 mit den drei Teilen für die Verwendung, die Kalibrierung und die Charakterisierung von Ultraschallhydrophonen für den Frequenzbereich bis 40 MHz veröffentlicht. Dieses umfangreiche Werk ersetzt und vereinheitlicht mehrere Vorgänger. Im Vortrag werden die neue Struktur erläutert und Details diskutiert. Eine wesentliche inhaltliche Neuerung besteht in der nun möglichen Impulsentfaltung zur Kompensation der Übertragungsfunktion nichtidealer Hydrophone bei der Messung nichtlinear aufgesteilter breitbandiger Impulse, wie sie zum Beispiel bei medizinischen Sonographiegeräten auftreten. Wie der dazu im allgemeinen benötigte Phasengang eines Hydrophons ermittelt werden kann, wird im Normenteil zur Kalibrierung beschrieben. Während jedoch für das konventionelle Verfahren der Hydrophonsignalauswertung bei der Verwendung des kalibrierten Hydrophons die bekannten, recht genauen Bedingungen übernommen werden konnten, gibt es für die Impulsentfaltungmethode bislang wenig praktische Erfahrung und daher noch keine detaillierten Vorgaben, z. B. bezüglich des dabei zu verwendenden Frequenzbereiches in Abhängigkeit von der spektralen Verteilung des zu messenden Signals. Bei der Verwendung von sehr breitbandigen Hydrophon-Vorverstärkersystemen kann es ferner notwendig sein, die Bandbreite durch Tiefpassfilterung nachträglich einzuschränken, um numerische Artefakte bei der Entfaltung und zusätzliches hochfrequentes Rauschen zu minimieren. Praxisnahe allgemeinen Regeln sind hier für zukünftigen Ausgaben wünschenswert.

Wille, P.

• Hydroacoustics; Bilateral Structured Session Germany – Poland [DAGA 2002 (Bochum)]
  P. Wille
[A]

The points of gravity of applied hydroacoustic research in both countries are briefly outlined.=20 The 6+6 invited papers of this structurized session have been selected according to four topics: 1. Acoustics of Ships 2. Sound Propagation 3. Seafloor Imaging 4. signal Processing Further fields of activities will be mentioned.

Williams, R.

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

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

Willich, S.

• Lärm am Arbeitsplatz und das Risiko eines Herzinfarktes – erste Ergebnisse der NaRoMI-Studie [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Schust, M. Stallmann, T. Keil, H. Stark, E. Dietz, J. Löbert, C. Nakladal, K. Wegscheider, W. Babisch and S. Willich
[A]

Im Rahmen der Fall-Kontroll-Studie ''Noise and Risk of Myocardial Infarction - NaRoMI'' wird u.a. der Zusammenhang zwischen der Schallexposition am Arbeitsplatz und dem Risiko für die Entstehung eines Herzinfarktes untersucht. In den Jahren 1998-2001 rekrutierte man an 32 Berliner Krankenhäusern 4115 Patienten (1061 Frauen, MW 57,7 Jahre, SD 8,7 Jahre und 3054 Männer, MW 56,1 Jahre SD 8,5 Jahre), wobei die Fälle (akuter Myokardinfarkt) und die Kontrollen (Unfall/Operation) nach Alter, Geschlecht und Krankenhaus gematcht wurden (Männer 1:1, Frauen 1:2). Die Schalldruckpegel am Arbeitsplatz wurden retrospektiv für 10 Jahre nach zwei Methoden bestimmt - anhand von Interview-Angaben zur Tätigkeit aus Katalogwerten und nach ISO 9921/1 aus dem erfragten Stimmaufwand bei der Kommunikation. Aus den Beurteilungspegeln berechnete man die 10-Jahres-Mittelungs- und -Summenpegel. Bekannte Risikofaktoren für Herzinfarkt und sozio-demographische Größen wurden ebenfalls per Interview erfasst. Die Odds Ratios und 95% Konfidenz-Intervalle wurden mittels multipler logistischer Regressionsmodelle berechnet und nach möglichen Konfoundern adjustiert. 75,9% der Frauen und 90,9% der Männer waren innerhalb der letzten 10 Jahre die gesamte Zeit oder für kürzere Perioden beschäftigt. Für diese Personen lagen die 10-Jahres-Pegel vor. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die aus dem Stimmaufwand nach ISO 9921/1 berechneten 10-Jahres-Mittelungs- und -Summenpegel für Männer mit einem erhöhten Herzinfarktrisiko verbunden sind (Odds Ratios 1,48 und 1,47, p-Werte 0,013 und 0,017 bei Erhöhung der Pegel von = 55 dB auf 70-85 dB, adjustiert nach Herzinfarkt bei Eltern/Geschwistern, Diabetes, Hypertonie und Rauchen). Weitere Analysen unter Einbeziehung der erhobenen Daten zur Belästigung durch Lärm am Arbeitsplatz und in der Wohnung werden noch durchgeführt und könnten zur Aufklärung der zugrundeliegenden Mechanismen beitragen.

Wilms, S.

• Ein hochempfindliches Viskosimeter auf Basis akustischer Oberflächenwellen-Bauteile [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Wagner, S. Wilms, P. von Bülow and M. von Schickfus
[A]

In der vorliegenden Arbeit präsentieren wir ein hochempfindliches Sensorsystem auf Basis von Oberflächenwellen-Bauelementen zur Bestimmung der Viskosität von Flüssigkeiten, insbesondere von Schmierstoffen. Als Sensoren werden induktiv gekoppelte, horizontal-polarisierte LiTaO3 OFW-Bauteile beschichtet mit etwa 1m SiO2 verwendet. Der Einsatz von induktiv gekoppelten Bauteilen ist gerade für die Flüssigkeitssensorik von großem Vorteil, da diese Bauteile keine Bondverbindungen besitzen und somit sehr einfach mit der Flüssigkeit belegt werden können. Desweiteren erlaubt die einfach durchzuführende Reinigung der Bauteile eine nahezu unbegrenzte Wiederverwendung. Die Mittenfrequenzen liegen bei 80 MHz, 247 MHz bzw. 433 MHz. Die Bestimmung der Viskosität basiert allein auf der Messung der Einfügungsdämpfung des Sensors. Dies hat den Vorteil, dass störende Temperaturfluktuationen weit weniger ins Gewicht fallen als bei der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit. Als Testsubstanzen wurden verschiedene Polyalphaolefine, ein Grundmaterial für synthetische Schmierstoffe, wie auch kommerzielle Motorenöle verwendet. Zur Variierung der Viskosität der Testzubstanzen wurden Messungen bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt und mit Eichmessungen eines Kapillarviskosimeters verglichen. Die aus störungstheoretischen Überlegungen vorausgesagte wurzelförmige Abhängigkeit des Produkts aus dynamischer Viskosität und Dichte einer newtonschen Flüssigkeit konnte sehr gut bestätigt werden. Des weiteren wurden auch Messungen mit maxwellschen Flüssigkeiten durchgeführt. Auch hier konnten die theoretischen Überlegungen unter Berücksichtigung der Schersteifigkeit der Testsubstanzen experimentell bestätigt werden. Ein weiteres Anwendungsgebiet liegt im Nachweis von Additiven. Wird die Sensoroberfläche mit einem speziellen Film beschichtet, der spezifische Wechsewirkungen mit einem Additiv eingehen kann, so läßt sich dieser Stoff aus der Sensorreaktion detektieren. So haben Messungen gezeigt, dass sich mit dem Sensorsystem z.B. Haftvermittler nachweisen lassen.

Wilsdorf, M.

• Akustische Laufzeittomographie Ein Verfahren zur Bestimmung flächengemittelter Temperatur- und Strömungsinformationen in der Atmosphäre mittels akustischer Signale [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Barth, A. Schleichardt, M. Wilsdorf and A. Raabe
[A]

Die Schallgeschwindigkeit in der Atmosphäre hängt im Wesentlichen von den meteorologischen Parametern Temperatur und Wind entlang des Ausbreitungsweges akustischer Signale ab. Diese Abhängigkeit kann genutzt werden, um aus Messungen der Laufzeit bei bekanntem Ausbreitungsweg der Signale (Positionen der Sender und Empfänger) Rückschlüsse auf diese Parameter zu ziehen. Der Einsatz tomographischer Techniken erlaubt es, aus Laufzeitdaten, die entlang verschiedener Ausbreitungswege durch ein Untersuchungsgebiet erfasst wurden, Flächenmittelwerte der meteorologischen Parameter im Untersuchungsgebiet zu bestimmen. In der vorliegenden Arbeit werden Ergebnisse von Simulationen mit bekannten Verteilungen von Temperatur und Strömung sowie Messergebnisse innerhalb eines Untersuchungsgebietes von ca. 100 m Länge, 12 m Breite und 2,50 m Höhe vorgestellt. Ein Vergleich der Messergebnisse mit Punktmessungen anderer meteorologischer Messgeräte, die in verschiedenen Höhen im Untersuchungsgebiet aufgestellt wurden, zeigt eine qualitative Übereinstimmung der Ergebnisse. Der Vergleich verdeutlicht aber auch, dass eine quantitative Übereinstimmung wegen der unterschiedlichen räumlichen Ausdehnung des Einflussgebietes auf die Messung mit dem jeweiligen System nur begrenzt gegeben ist. Das Verfahren der akustischen Tomographie eignet sich daher insbesondere für Untersuchungen, bei denen räumliche Mittelwerte der meteorologischen Parameter Temperatur und Strömung von Bedeutung sind.

• Einfluss der vertikalen Struktur der atmosphärischen Grenzschicht auf die Schallausbreitung von Schallquellen in unterschiedlichen Höhen [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Wilsdorf and A. Ziemann
[A]

Die Eigenschaften der Ausbreitung von Schallwellen in der Atmosphäre hängen wesentlich von den meteorologischen Größen Temperatur und Windvektor ab. Vertikale Gradienten dieser Größen bewirken eine Brechung des Schalls und beeinflussen damit die entfernungsabhängige Dämpfung von Schallpegeln. Darüber hinaus hat die Höhe einer Schallquelle aufgrund der zum Teil beträchtlichen vertikalen Variabilität der meteorologischen Größen einen großen Einfluss auf die Schallimmission an einem Ort. Mit Hilfe des Schallstrahlenmodells SMART (Sound propagation Model of the Atmosphere using Ray-Tracing) werden Schallpegeldämpfungen berechnet, wobei in diesen Berechnungen die Auswirkungen der meteorologischen Verhältnisse auf die Schallausbreitung in der Atmosphäre berücksichtigt werden. Um frühere Untersuchungsergebnisse zu verallgemeinern, wird der Einfluss der tages- und jahreszeitlich variierenden vertikalen Struktur der atmosphärischen Grenzschicht auf die Schallausbreitung von Schallquellen in unterschiedlichen Höhen untersucht. Besonderer Wert wird dabei auf solche Situationen gelegt, welche zu einer verstärkten Schallimmission infolge von Schallstrahlenrefraktion führen können (z.B. Temperaturinversionen) und bei denen in größerer Höhe ( 65 m) Windgeschwindigkeiten von wenigstens 8 m/s vorliegen (interessant beispielsweise für den Immissionsschutz). Die den Ausbreitungsrechnungen zugrunde liegenden meteorologischen Eingangsdaten werden mit einem instationären numerischen Modell der atmosphärischen Grenzschicht simuliert.

Wilzbach-Divkovic, G.

• Die Rolle von Kontrastmitteln in der Therapie mit Ultraschall [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  J.W. Jenne, G. Wilzbach-Divkovic and P.E. Huber
[A]

Der diagnostische Ultraschall ist in der Medizin weit verbreitet und gehört zu einem der wichtigsten bildgebenden Verfahren. Bei der therapeutischen Anwendung von Ultraschallwellen hat sich insbesondere die extrakorporale Stoßwellenlithotripsie, also die Zerstörung von Nieren- oder Gallensteinen etabliert. In den letzten Jahren ist zu beobachten, dass die Möglichkeit des Einsatzes von Ultraschall zur Therapie von Tumoren und anderer Erkrankungen zunehmend erforscht und in klinischen Studien getestet wird. So ist es möglich durch hochenergetischen fokussierten Ultraschall (HIFU) Gewebe nicht-invasiv hoch präzise thermisch zu abladieren. Klinisch eingesetzt wird dieses Verfahren zur Behandlung des Prostatakarzinoms aber auch bei Tumoren des Uterus, der Brust, der Leber und der Niere. Während hier die thermische Wirkungen des Ultraschalls ausgenutzt wird, können auch die mechanischen Eigenschaften der Schallwelle und die Erzeugung von Kavitationsblasen ihre Anwendung finden. So zum Beispiel bei der gezielten Transfektion von genetischem Material oder dem lokalen Transport von Wirkstoffen durch die Membran von Zellen. Eine weitere zukunftsträchtige Anwendung könnte die Auflösung von Thromben z.B. beim Schlaganfall und beim Herzinfarkt sein. Wird für bestimmte Fragestellungen zur Verbesserung der Ultraschall-Bildgebung spezielles Ultraschall-Kontrastmittel (stabilisierte Gasblasen) eingesetzt, so könnte durch diese Art von Kontrastmitteln auch die therapeutische Wirkung des Ultraschalls verbessert werden. US-Kontrastmittel können sowohl die mechanischen-, die kavitationsbedingten- als auch die thermischen Effekte von Ultraschallwellen verstärken. Im Beitrag wird die mögliche Anwendung von US-Kontrastmitteln im Zusammenhang mit den oben erläuterten Therapieformen ausgehend von den grundlegenden Wirkungsweisen erläutert und diskutiert.

Windelberg, D.

• Mathematische Beschreibung von aufweckendem Güter-Schienenverkehrslärm [DAGA 2005 (München)]
  D. Windelberg
[A]

Die Wirkung nächtlichen Schienen-Güterverkehrs auf den Schlaf von Anliegern wird durch einen Mittelungspegel nicht angemessen beschrieben, da bei diesem Verkehrslärm der Mittelungspegel nur eine rechnerische Größe ist, die im allgemeinen niemals auftritt. Durch diesen Verkehr entstehen Vorbeifahrpegel und - zwischen diesen - Lärmpausen. Die Vorbeifahrpegel können aber an einzelnen Orten 20 dB höher sein als der (energetische) Mittelungspegel, und die Pegel der Lärmpausen sehr viel niedriger. Während Lärmpausen für einen schlafenden Anlieger ohne Bedeutung sind, können Vorbeifahrpegel zu Aufweckreaktionen führen. Daher ist eine (mathematische) Bewertung der Uhrzeit, der Häufigkeit und der Höhe der pro Nacht auftretenden Vorbeifahrpegel notwendig.

In diesem Vortrag wird in Abhängigkeit von einem (individuellen) 'Schlafpegel' definiert, unter welchen Bedingungen mehrere vorbeifahrende Güterzüge einen Anlieger wenigstens einmal aufwecken, wenn jeder der Güterzüge einen '10%-Aufweckpegel' überschreitet. Für einen solchen Pegel wird ein Zusammenhang zwischen seiner Stärke und seiner Wirkung definiert.

Bezüglich dieser individuellen 10%-Aufweckpegel werden dann die Ruhepausen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Aufweckpegeln untersucht und durch eine 'Ruhedauerbewertung' beschrieben.

Als Beispiel werden zwei nächtliche Szenarien bezüglich ihrer Aufweckpegel und bezüglich ihrer Ruhedauerbewertung bewertet: Während der Mittelungspegel in beiden Szenarien gleich ist, beschreibt die Ruhedauerbewertung die unterschiedlichen Schlafbedingungen.

Literatur: D.Windelberg: Aufweck-Pegel und Lärmpausen bei Schienen- und Fluglärm. Immissionsschutz 9 (2004), 114-124

• Mathematische Aspekte der gesundheitlichen Beeinträchtigung durch transiente Geräuschereignisse auf der Grundlage von zeitlich veränderlichen Cortisol-Konzentrationen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Windelberg and B. Vogelsang
[A]

Nächtliche transiente Geräuschereignisse wie Schienen-Güterverkehr oder Flugverkehr führen oft bei Anwohnern zu Stressreaktionen, die durch eine Erhöhung der Cortisol-Konzentration im menschlichen Körper messbar werden. Spreng hat in [1] gezeigt, dass diese Cortisol-Konzentration einerseits mit der Tageszeit nach einer festen Gesetzmäßigkeit variiert und andererseits zusätzlich durch transiente Geräuschereignisse anwächst. Ferner wurde erkannt, dass während des Schlafes die Überschreitung einer (individuellen) Cortisol-Konzentrations-Schwelle Aufweckreaktionen hervorruft. Windelberg hat in [2] Aufweck-Wahrscheinlichkeiten in Abhängigkeit von der Höhe und Dauer einzelner Geräuschereignisse mathematisch beschrieben. Insgesamt kann damit berechnet werden, ob zu einem bestimmten Zeitpunkt die Gesamt-Cortisol-Konzentration einen Schwellenwert überschreitet. Mit diesem Berchnungsverfahren kann untersucht werden, wie unterschiedlich Geräusch-Szenarien sein können, obwohl sie die gleichen Aufweckreaktionen verursachen; es kann aber auch untersucht werden, ob es einen Zusammenhang zwischen der durch Geräuschereignisse erhöhten Cortisol-Konzentration und dem Nacht-Mittelungspegel gibt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden vorgestellt. Literatur: [1] M.Spreng: Cortical Excitation, Cortisol Excretion and Estimation of Tolerable Nightly Over-Flights. Noise & Health 4 (2002), 39-46. [2] D.Windelberg: Aufweck-Pegel und Lärmpausen bei Schienen- und Fluglärm. Immissionsschutz 8 (2004), 114-124.

Windisch, T.

• Konzeption und Inbetriebnahme eines aeroakustischen Freistrahl-Windkanals [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  E. Sarradj and T. Windisch
[A]

Im Beitrag wird über die Konzeption und Inbetriebnahme des aeroakustischen Freistrahl-Windkanals im Fluidzentrum der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus berichtet.

Das Ziel der Auslegung dieses Windkanals war, eine hohe Strömungsgüte und ein extrem geringes Eigengeräusch bei gleichzeitig geringen Baukosten zu erreichen. Es wird zunächst auf die Konstruktion des Antriebs und der Schalldämpfer unter akustischen und strömungstechnischen Gesichtspunkten eingegangen. Anschließend werden die erreichten Leistungsparameter diskutiert und die Ergebnisse der Inbetriebnahmemessungen gezeigt.

• Messtechnische Untersuchung der Schallentstehung an überströmten Strebenmodellen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Zeibig, T. Windisch and M. Beitelschmidt
[A]

Im Rahmen des Projektes Akusim erfolgte die Entwicklung von Methoden zur numerischen Simulation von überströmten Fahrzeugstrukturen. Für den Vergleich der verschiedenen numerischen Algorithmen und auch zur Validierung mit messtechnischen Untersuchungen wurden verschiedene Referenzobjekte festgelegt, u. a. eine überströmte Strebenstruktur, welche aus einem Halbzylinder mit angesetztem Heckdreikant bestand. Durch die Variation der Heckdreikantlänge konnten verschiedene Fälle der Umströmung und auch der Schallabstrahlung untersucht werden. In den numerischen Simulationen wurden zusätzlich zu den erwarteten strömungsmechanischen Mechanismen der KARMANschen Wirbelstrasse und der turbulenten Überströmung auch strömungsmechanisch-akustische Rückkopplungsphänomene prognostiziert. Diese Rückkopplung war besonders ausgeprägt für den Fall der auf den Zylinderdurchmesser normierten Heckdreikantlänge von l/d=4 und wurde auf einen Mechanismus zurückgeführt, der erstmals von ROSSITER am überströmten Hohlraum beschrieben wurde. Die Ergebnisse der messtechnischen Untersuchungen, welche in diesem Vortrag vorgestellt werden, bestätigten diesen Zusammenhang: Für den Fall l/d=4 konnte in den Spektren von Wanddruckschwankungen und Schalldruck zusätzlich zur Komponente der KARMANschen Wirbelstraße auch eine zweite Schwingungsform gefunden werden, welche mit der analytisch nach ROSSITER berechneten Schwingfrequenz korrespondiert. Das Auftreten der beiden verschiedenen spektralen Maxima ist stark abhängig vom Tripping der Grenzschicht und damit von der Anregung zusätzlicher Turbulenz. Anhand der Messergebnisse von Wanddruckschwankungen und Fernfeldschalldruck sollen diese Phänomene dargestellt und erläutert werden. Auch die Ergebnisse von Korrelationsuntersuchungen, welche in diesem Vortrag präsentiert werden, bestätigen die Existenz zweier parallel ablaufender Quellmechanismen. Zur Bestimmung der Lage der Quellgebiete wurden Arraymessungen eingesetzt.

Winkler, A.

• Investigation of combustion noise with real time laser measurement techniques [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Winkler, J. Wäsle and T. Sattelmayer
[A]

In open turbulent premixed flames the volume of the reaction zone is time dependent. This leads to a temporal fluctuation of the heat release resulting in noise production. As long as the combustion process proceeds in the flamelet-regime there is a strong coupling between the local reaction rate and the flame surface. Consequently, the noise production of the flame becomes finally accessible by determination of the surface fluctuation. Unfortunately most measuring methods integrate along the optical axis, which leads to the loss of local information. Thus, there are set up light sheet techniques to visualize the flame fronts with high temporal and spatial resolution. One of the procedures is based on the laser induced fluorescence of OH-molecules, which indicates the edge of the reaction zone. In addition a second procedure was developed, feeding an evaporating tracer in the gas. The reaction zone is estimated from the absence of this tracer. Due to the different physical effects their qualification for the image post processing and their application for the noise production of open turbulent premixed flames has to be checked.

Winkler, F.

• 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.

Winkler, H.

• Raumakustische Probleme und ihre Lösungen beim Umbau der Kongresshalle der Weser-Ems-Halle Oldenburg – Teil 1: Raumakustische Problematik, Aufgabenstellung [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Winkler and T. Fütterer
[A]

Die 1954 für verschiedenartigste Nutzungen erbaute Weser-Ems-Halle wurde 1995 zu einer modernen Mehrzweckhalle umgestaltet. Dabei sollten vorrangig auch klassische Konzertveranstaltungen möglich sein. Dadurch haben die raumakustischen Kriterien eine wesentlich höhere Bedeutung. Es müssen sowohl die Geometrie und Oberflächengestaltung des Raumes als auch der Einbau eines geeigneten Orchesterpodiums besonders beachtet werden. Die im Raumquerschnitt denkmalgeschützte parabolische Bogenform des Gebäudes, die Vorgaben für die Umgestaltung und die unterschiedlichen Nutzungsarten erschwerten die Realisierung möglicher Lösungen. Besonders schwierig war die Aufhebung der durch die parabolische Deckenform verursachten Schallfokussierungen. Zur Einstellung einer ausreichenden Nachhallzeit im Konzertfall mußte trotz einer vorgegebenen optisch transparente Zwischendecke einerseits das gesamte Raumvolumen uneingeschränkt wirksam sein andererseits mußten energiereiche Anfangsreflexionen entstehen. Die geplanten Lösungen wurden mit Hilfe raumakustischer Messungen am physikalischen Modell überprüft.

• Raumakustische Probleme und ihre Lösungen beim Umbau der Kongresshalle der Weser-Ems-Halle Oldenburg – Teil 2: Durchgeführte Maßnahmen, Ergebnisse [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  H. Winkler and T. Fütterer
[A]

Der umgebaute Mehrzwecksaal sollte eine hohe Nutzungsvariabilität besitzen. Im folgenden werden die für hochwertige Konzertaufführungen erforderlichen Maßnahmen angegeben. Der kubusähnliche Raum besitzt bei einer Länge von nur noch 42 m, einer Breite für Konzerte von 22 m und einer max. Höhe von 15 m ein Volumen von ca. 13000 m. Mit etwa 1500 Plätzen ergibt sich eine Volumenkennzahl von 8,7 m/Platz. Die aus kreisförmigen Deckenplafonds bestehende Zwischendecke, die sowohl eine ausreichende Transparenz zur akustischen Ankopplung des darüberliegenden Dachraumvolumens gewährleisten müssen als auch die Lenkung energiereicher Anfansreflexionen von der Schallquelle zu den Zuhörern bewirken. Gleichzeitig sind sie auch Streukörper, die eine hohe Schalldiffusität verursachen. Für das Orchester wurde ein Podium mit Hubpodesten, veränderlichen Deckenplafonds und gut schallreflektierenden Begrenzungswänden eingebaut. Nach Fertigstellung des Saales wurden umfangreiche Messungen und subjektive Beurteilungen der akustischen Eigenschaften durchgeführt. Die Eröffnung mit dem Royal Philharmonie Orchestra London unter Lord Yehudi Menuhin war ein großer Erfolg.

• Raumakustische Simulation am physikalischen Modell (Teil 1) [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H.-P. Tennhardt and H. Winkler
[A]

Es werden folgende Themenpunkte behandelt:Entwicklung der Modellmesstechnik in der Raumakustik; Signaltheorie und Modellgesetze; ökonomisch und genauigkeitsrelevanter Verkleine-rungsmaßstab; Nachbildung von Schallsender, Schallempfänger, Un-tersuchungsmedium, Schallabsorptionsgrad und Raumoberflächen; Un-tersuchungsmethodik Impuls-Schall-Test (IST); elektronisch-mathematische Verarbeitung der Raumimpulsantwort; raumakustische Gütekriterien; Auralisation; Beispiele; Probleme.

• Raumakustische Simulation am physikalischen Modell (Teil 2) [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H.-P. Tennhardt and H. Winkler
[A]

Es werden folgende Themenpunkte behandelt:Balanceuntersuchungen bei Musikdarbietungen; Einbeziehung elektro-akustischer Anlagen; Untersuchungsmethodik zur Bestimmung der Richtwirkung unebener Oberflächen am verkleinerten Modell (Struktur-Schall-Test, SST).Einsatzbereich sowie Vor- und Nachteile der raumakustischen Modell-messtechnik; erzielte Genauigkeit und Aussagentiefe im Vergleich mit realisierten Räumen; zeitlicher und finanzieller Aufwand der Modellher-stellung und der Messdurchführung.Beispiele mit Vergleich der Ergebnisse zwischen Modell- und Original-raum.

• Der Kuppelsaal - eine Aufgabe für die raumakustische Modellmesstechnik, Teil 1: Entwurfskonzept [DAGA 2005 (München)]
  H.-P. Tennhardt, T. Behr and H. Winkler
[A]

Der Kuppelsaal des 1965 in Berlin fertiggestellten Kongress- und Konzertsaales im ''Haus des Lehrers'' am Alexanderplatz mit einem Raumvolumen von 8000 m war nach ca. 3-jähriger raumakustischer Planungszeit an der TU Dresden (verantw. Dr. H. Winkler) für spezielle Nutzungsaufgaben mittels der Simulationsmesstechnik am physikalischen Modell ausgelegt worden. Nach Aufnahme des Ensembles in die Bestenliste des Berliner Bauens 1999 wurde dieses Architekturdenkmal vom Eigentümer und Betreiber (Wohnungsbaugesellschaft Berlin Mitte mbH und bcc Berliner Congress Center GmbH) einer breiten Nutzung als Veranstaltungszentrum überführt (Architekt K.-O. Dahm). Über den gesamten kreisförmigen Raumgrundriss verteilt (also auch im Mittelpunkt), sollen Sprach- und Musikdarbietungen erfolgen, eine Aufgabe, die zur Zeit nur mit Hilfe der Modellmesstechnik lösbar ist. Es werden die raumakustischen Schallfeldstrukturen des Entwurfskonzeptes erläutert.

• Ein Kuppelsaal - eine Aufgabe für die raumakustische Modellmesstechnik, Teil 2: Messergebnisse [DAGA 2005 (München)]
  T. Behr, H.-P. Tennhardt and H. Winkler
[A]

Aus den Simulationsuntersuchungen am physikalischen Modell wurden technische Vorschläge abgeleitet und vom Architekten in konstruktiv-gestalterische Lösungen umgesetzt. Seit Eröffnung des Raumes im Herbst 2003 wurden bei den unterschiedlichsten Nutzungsvarianten raumakustische Erfahrungen gesammelt, deren Ergebnissen erläutert werden. Die Raumform einer Halbkugel kann bei zielgerichteter Auslegung der raumakustischen Maßnahmen und guter Zusammenarbeit mit dem Architekten durchaus geeignet sein, eine der Hörerwartung entsprechende Hörsamkeit zu erzielen. Erst wenn dieser Kuppelraum raumakustisch aktiviert und nicht als ''schalltoter'' Raum ausgelegt wird, stimmt das optische Raumerlebnis mit dem akustischen überein.

Winkler, R.

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

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

Winsberg, S.

• 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.

Winter, B.

• Compensation possibilities of the omission of vehicle stages during the vehicle development process using specific measuring and simulation tools, with the BTPA (Binaural Transfer Path Analysis) as an example [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  B. Winter, B. Lange and C. Schimschal
[A]

Um schneller auf die Anforderungen des Marktes reagieren zu können, ist eine Verkürzung der Fahrzeugentwicklungszeiten erforderlich. Mit der Verkürzung der Entwicklungszeiten verringert sich auch der zeitliche Abstand zwischen der Verfügbarkeit der ersten Prototypen und dem Beginn der Produktion. Im Zuge der Einführung neuer Entwicklungsprozesse bei der Adam Opel AG kann es dazu kommen, dass bestimmte Fahrzeugentwicklungsstufen wegfallen.
Durch den gezielten Einsatz von Mess- und Simulationswerkzeugen muss diesem neuen Entwicklungsprozess Rechnung getragen werden. Dies geschieht durch Übertragung von Erkenntnissen aus dem Entwicklungsprozess des Vorgängermodells bzw. aus Erkenntnissen von parallel laufenden Entwicklungsprozessen verwandter Modellreihen.
Anhand der BTPA (Binaurale Transferpfad Analyse) zweier verwandter Modelle, des Opel Vectra und des Opel Signum, soll beispielhaft gezeigt werden, welche Datensätze bzw. Erfahrungswerte man zukünftig prozessübergreifend verwenden kann. Worst-Case-Abschätzungen durch die Verwendung von Targetkurven sind dabei ein Werkzeug, um im Entwicklungsprozess nicht vorhandene Datensätze fundiert ersetzen zu können.

Wirth, K.

• Seismokardiographie: Eine neue, non-invasive Methode zur objektiven Bestimmung der Schlafqualität bei Feldstudien über Fluglärmwirkungen [DAGA 2002 (Bochum)]
  M. Brink, K. Wirth and C. Schierz
[A]

In der Forschung zum Einfluss von Nachtfluglärm auf die Schlafqualität bieten sich dem Forschenden zwei unterschiedliche Herangehensweisen: Labor- oder Feldstudien. Objektive Messungen von Schlafverlauf und Schlaftiefe mittels klassischer polysomnographischer Methoden (EEG, EOG, EMG) lassen sich in grossflächigen Feldstudien jedoch kaum mit vernünftigem Aufwand durchführen. Man weicht deshalb gerne ins Schlaflabor aus, welches zwar einwandfreie Messungen ermöglicht, jedoch nebst anderen Nachteilen nicht dem natürlichen Umfeld der Versuchspersonen an ihrem Wohnort entspricht. Wir entwickelten deshalb ein seismokardiographisches Aufzeichnungsverfahren (''Dormograph''), um die Schlafparameter Herzrate, Atmung und Bewegungsaktivität zuverlässig im Feld messen zu können. Das System arbeitet berührungsfrei (keine Elektroden) und kann über mehrere Versuchsnächte ohne Wartung bei Versuchspersonen zuhause eingesetzt werden. Die dabei vorgenommene Messung basiert auf dem Prinzip der indirekten Aktimetrie. Die Bewegungen der schlafenden Person werden durch den Bettinhalt und das Bettgestell an vier Drucksensoren unter den einzelnen Bettpfosten weitergegeben und eine elektronische Schaltung rechnet diese Signale in X/Y-Koordinaten der aktuellen Bett-Schwerpunktlage um. Diese unverstärkten Rohsignale liefern Bewegungsdaten, die Aufschluss über Wach- und Schlafzeiten geben. Bei ausreichend hoher Abtastrate und passender Verstärkung lassen sich anhand der durch Herztätigkeit und Atmung verursachten impulsartigen Schwerpunktsverschiebungen des Körpers auch Herz- und Atemfrequenz aus dem Signal extrahieren. Aus den für einzelne Schlafstadien (z.B. den REM-Schlaf) charakteristischen Herzratenverläufen (Median, Variabilität) und den aktimetrischen Daten lassen sich Wach- und Schlafzeiten sowie die einzelnen Schlafstadien approximativ schätzen. Eine Validierung im Schlaflabor bestätigte die gute Reliabilität der Messmethode. In der grossangelegten Feldstudie ''Lärm 2000'' wird die aktuellste Version des Systems bei Versuchspersonen in ihrem heimischen Umfeld zum Einsatz kommen.

• Lärmstudie 2000 - Projektdesign und erste Resultate [DAGA 2002 (Bochum)]
  K. Wirth, M. Brink and C. Schierz
[A]

In der Schweiz wurden zum Thema Lärmbelästigung bisher zwei bedeutende Untersuchungen durchgeführt, die sozio-psychologische Fluglärmuntersuchung im Gebiet der drei Ländesflughäfen Zürich, Genf und Basel (Grandjean et al., 1974) und die Lärmstudie 90 (Oliva et al., 1993) im Umkreis der Flughäfen von Zürich und Genf. Diese beiden Studien brachten wichtige Resultate zur Lärmbelästigungssituation in der Schweiz zutage; so konnte beispielsweise gezeigt werden, dass sich die Belästigung zwischen 1970 und 1990 nicht wesentlich verändert hat, und dass es zwischen den Belästigungsreaktionen der Deutsch- und der Westschweizer keine Unterschiede gibt. Die Lärmbelästigung in den Nachtrandstunden und deren Auswirkungen auf den Schlaf sind in der Schweiz bisher jedoch noch nicht direkt untersucht worden. Wir führen deshalb zur Zeit die sogenannte ''Lärmstudie 2000'' durch. Auf mehreren Ebenen wird die Fluglärmbelästigung der Anwohner des Flughafens Zürich-Kloten untersucht: Zum einen wird in einer Feldstudie der Einfluss der Tagesbelastung und des Fluglärms in den Nachtrandstunden auf die subjektive und objektive Schlafqualität untersucht. Letzteres erfolgt mit dem von uns entwickelten ''Dormographen'', der Herzschlag, Atmung und Bewegungen im Bett bei den Probanden zuhause misst. Zum andern wurde im August 2001 in einer repräsentativen Befragung an über 1800 Personen die Fluglärmbelästigung erfasst, unter Berücksichtigung verschiedener Moderatorvariablen. Diese Befragung kann zu späteren Zeitpunkten wiederholt werden, um die Entwicklung der Belästigungsreaktionen in Abhängigkeit der sich ständig ändernden politischen und betrieblichen Situation am und um den Flughafen Zürich erfassen zu können. Erste Resultate der Befragung und das weitere Versuchsdesign werden vorgetragen und zur Diskussion gestellt.

• Lärmstudie 2000: Die Belästigungssituation um den Flughafen Zürich-Kloten [DAGA 2003 (Aachen)]
  K. Wirth, M. Brink and C. Schierz
[A]

Im Rahmen der ETH-Lärmstudie 2000 wurde im August 2001 im Gebiet des Flughafens Zürich-Kloten eine Befragung zur Belästigungssituation durchgeführt. Über 1800 Personen nahmen daran teil. Das Untersuchungsgebiet erstreckt sich über einen Umkreis von 20 km um den Flughafen und beinhaltet Regionen mit Zivilfluglärm, mit Militärfluglärm, mit Militär- und Zivilfluglärm und Kontrollgebiete ohne jeglichen Fluglärm. Dabei gilt es zu beachten, dass im Umfeld des Flughafens Zürich-Kloten seit ein paar Jahren mehrere Gegebenheiten die Gemüter erhitzen, beispielsweise eine Pistensperrung und das dadurch bedingte veränderte Abflugregime im Juni und Juli 2000, das Luftverkehrsabkommen mit Deutschland und die ständig wachsende Anzahl Flugbewegungen. Diese Diskussionen betreffen den Zivilflugverkehr, nicht aber den Militärflugbetrieb des nahen Militärflugplatzes Dübendorf. Die EMPA (Eidgenössische Materialprüfungsanstalt) berechnete für jede befragte Person verschiedene Fluglärmwerte, darunter der 16h-Leq, der 1h-Leq für die drei Nachtstunden und der 12h-Leq für das Gebiet um den Militärflughafen Dübendorf. In diesem Vortrag werden folgende Resultate der Studie vorgestellt: 1) Die Dosis-Wirkungsbeziehung zwischen Fluglärm und Belästigung wird für Militär- und für Zivilfluglärm getrennt dargestellt und zeigt, dass die beiden Fluglärmarten unterschiedliche Reaktionen hervorriefen. 2) Der Einfluss von verschiedenen Moderatorvariablen auf die Lärmbelästigung wurde untersucht, so die klassischen Moderatoren wie z.B. Einstellung zum Flugverkehr und Vertrauen in Behörden und Organisationen, aber auch andere Variablen wie Flugbetrieb als Arbeitgeber, Mehrbelastung während des veränderten Flugregimes im Sommer 2000 und die ökologische Einstellung. Von allen untersuchten Variablen ist die ökologische Einstellung die wichtigste intervenierende Variable. 3) Die Resultate werden mit den beiden früheren Schweizer Fluglärmstudien, der Lärmstudie 90 und der Soziopsychologischen Fluglärmstudie von 1974, verglichen. Es kann gezeigt werden, dass die Belästigung im tiefen Belastungsbereich im Vergleich zu den 70er und den 90er Jahren erheblich angestiegen ist.

• Are different noise sources judged independently from each other? [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Wirth, M. Brink and C. Schierz
[A]

Within the Swiss Noise Study 2000, an aircraft noise annoyance survey has been carried out. In August 2001, 1826 persons in the surroundings of the airport Zurich filled out a noise annoyance questionnaire. Several aircraft noise measures were calculated for each subject. Even if the main topic of this study was aircraft noise annoyance, the annoyance of other noise sources (aircraft, road traffic, railway, work) was surveyed, too. Analyses show that the annoyance judgment of different noise sources are not independent from each other, even if it was controlled for noise sensitivity. The results of the corresponding path analyses and regression models will be presented. On the basis of the existing literature about combined noise sources, different interpretations of these findings will be discussed.

• Sleep Quality and Nightly Aircraft Noise: Methods and Preliminary Results of a Long-term Experimental Field Study [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  M. Brink, K. Wirth and C. Schierz
[A]

The study focuses on the sleep quality impact of aircraft noise at sleep onset in the evening and before wakeup in the morning. Experiments take place in the subjects homes and run for 30 nights each. This experimental period is longer than in most other comparable studies and allows for the assessment of long term and habituation effects. 64 subjects are contributing to a total of 1920 nights. The study is based on a three-factor design with repeated measures: Timely distribution of noise (evening vs. morning), maximum sound level (Lmax(slow) of 50 vs. 60 dB(A)) and number of noise events per night (8 vs. 16). Either at the beginning or towards the end of the night, within a 90-minute period, prerecorded aircraft noise events are played back from a loudspeaker in the bedroom. Street traffic noise (matching the sound energy of 8 x 60 dB(A) aircraft noise events) has been added to the design and is played back at two evenings and mornings. The nightly sequence of factor combinations is balanced over all subjects and each subject is administered the same total amount of noise. Physiological as well as self-reported psychological reaction patterns are measured as dependent variables. A non-intrusive recording system for sleep physiology (actimetry, cardiac and respiratory parameters) has been developed. The measuring principle is based on the vibrations caused by the cardiac and respiratory system that propagate through the body and are coupled to the mattress and the bed. These are detected by pressure sensitive sensors installed below the bed-posts.

• Aircraft Noise Annoyance at Different Times of Day [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Wirth, M. Brink and C. Schierz
[A]

Several studies have shown that aircraft noise reactions are related to the time of day: At same noise levels, night-time annoyance is above day-time annoyance (e.g. Kastka, 2000; Höger et al., 2002). Furthermore, there exists an annoyance-profile during the day, with different annoyance-peaks, being partly independent from the noise level (e.g. Felscher-Suhr et al., 1996). The Swiss Noise Study 2000, carried out around the airport Zurich in 2001, confirmed these findings (Wirth et al., 2002, 2003). On this background, our question is: Which factors influence the variation of the annoyance judgment during the day? On the basis of the data of the Swiss Noise Study 2000, answers to this question are sought. In this survey subjects were asked about the reasonability of aircraft noise at different periods of time. It can be shown that the Leq of the corresponding day period plays not an important role for the reasonability judgment. Especially in the early morning, subjects seem not to refer to the noise level at this period when rating the reasonability of aircraft noise. The influence of moderator variables is much more important. Possible interpretations will be discussed.

• Einfluss von Fluglärm in den Nachtrandstunden auf die Schlafqualität und Befindlichkeit von Flughafenanwohnern [DAGA 2005 (München)]
  M. Brink, R. Rometsch, K. Wirth and C. Schierz
[A]

Im Fokus dieser im Rahmen der ''Lärmstudie 2000'' durchgeführten experimentellen Untersuchung über Auswirkungen von nächtlichem Fluglärm auf den Menschen, steht die Zeit zu Beginn und am Ende des Nachtschlafs. In der Literatur finden sich gehäuft Hinweise, dass das Belästigungs- und Störungspotential von Fluglärm in den sog. Nachtrandstunden am grössten ist. Um dies systematisch zu überprüfen wurde ein grossangelegtes Feldexperiment in der Umgebung des Flughafens Zürich mit über 1500 Versuchsnächten durchgeführt. Bei 60 Versuchspersonen wurden während je 30 aufeinanderfolgenden Nächten während der Einschlaf- und Aufwachphase im Schlafzimmer Fluggeräusche simuliert. Nebst der Nacht-Zeit (abends vs. morgens) wurde die Anzahl der eingespielten Überflüge und der Maximalschallpegel der einzelnen Fluglärmereignisse variiert. Die Auswertungen der Schlaftagebücher deuten darauf hin, dass die subjektiv eingeschätzte Schlafqualität und Befindlichkeit in Nächten mit Fluglärm verschlechtert war. Gegenüber Ruhenächten ergab sich in Lärmnächten ein grösserer Anteil von belästigten Personen. Entgegen weit verbreiteter Ansicht wurde Fluglärm gegenüber Strassenlärm bei gleichem Durchschnittspegel nicht als lästiger empfunden. Die vorliegenden Daten weisen insbesondere auch darauf hin, dass in den Morgenstunden sensibler auf den Fluglärm reagiert wird als abends. Ferner bestehen Hinweise, dass der Maximalpegel von Lärmereignissen gegenüber der Häufigkeit die wichtigere Determinante selbstberichteter Schlafverschlechterungen war. Ein neu entwickeltes berührungsfreies Verfahren für die Aufzeichnung von Bewegungen, Herz- und Atemparametern im Schlaf kam für die Messungen der physiologischen Zielvariablen zum Einsatz. Die Auswertungen zur Physiologie werden jedoch erst im Sommer 2005 abgeschlossen sein. Erste Resultate werden an der DAGA 2005 berichtet werden.

Wismüller, A.

• Ein System zur Bildanalyse des menschlichen Vokaltraktes [DAGA 2003 (Aachen)]
  J. Behrends, A. Wismüller and P. Hoole
[A]

Die Magnetresonanztomographie (MRT) als modernes Schnittbildverfahren in der medizinischen Diagnostik ermöglicht die in vivo Analyse der dreidimensionalen Struktur des menschlichen Vokaltraktes. Innovative Methoden zur computerunterstützten Bildanalyse und automatischen Mustererkennung ermöglichen hieraus die Gewinnung akustisch-artikulatorischer Modelle als einen wesentlichen Beitrag zur Grundlagenforschung in der Phonetik und zur Konstruktion technischer Systeme für die Sprachsynthese. Hierzu werden MRT-Untersuchungen während des Phonationsaktes in unterschiedlicher Schnittführung durchgeführt. Die anatomisch korrekte Registrierung dieser Daten durch ''Automated Image Registration'' (AIR, Woods 1998) ermöglicht die hochpräzise 3D-Rekonstruktion des VoDie Magnetresonanztomographie (MRT) als modernes Schnittbildverfahren in der medizinischen Diagnostik ermöglicht die in vivo Analyse der dreidimensionalen Struktur des menschlichen Vokaltraktes. Innovative Methoden zur computerunterstützten Bildanalyse und automatischen Mustererkennung ermöglichen hieraus die Gewinnung akustisch-artikulatorischer Modelle als einen wesentlichen Beitrag zur Grundlagenforschung in der Phonetik und zur Konstruktion technischer Systeme für die Sprachsynthese. Hierzu werden MRT-Untersuchungen während des Phonationsaktes in unterschiedlicher Schnittführung durchgeführt. Die anatomisch korrekte Registrierung dieser Daten durch ''Automated Image Registration'' (AIR, Woods 1998) ermöglicht die hochpräzise 3D-Rekonstruktion des Vokaltrakts in isotroper Auflösung. Nach halbautomatischer Segmentierung zur Extraktion des Ansatzrohres mittels 3D Region Growing nach Einsetzen computertomographischer Datensätze von Gebissabdrücken wird durch eine selbstorganisierende 1D-Merkmalskarte (Kohonen 1988, Der 1998) eine gekrümmte Mittellinie errechnet, wodurch der Vokaltrakt durch eine Kaskade von Zylindern charakteristischer Querschnittsflächen als Areafunktion approximiert werden kann. Dadurch ist ein dreidimensionaler Verlauf der Mittellinie gewährleistet, der Asymmetrien des Vokaltraktes besser Rechnung tragen kann als herkömmliche Verfahren auf Basis mittsagittaler MRT-Schnitte. Die in vivo MRT-Analyse des menschlichen Phonationsaktes liefert somit wertvolle Erkenntnisse an der Nahtstelle zwischen akustischer Phonetik, medizinischer Diagnostik und digitaler Bildverarbeitung. kaltrakts in isotroper Auflösung. Nach halbautomatischer Segmentierung zur Extraktion des Ansatzrohres mittels 3D Region Growing nach Einsetzen computertomographischer Datensätze von Gebissabdrücken wird durch eine selbstorganisierende 1D-Merkmalskarte (Kohonen 1988, Der 1998) eine gekrümmte Mittellinie errechnet, wodurch der Vokaltrakt durch eine Kaskade von Zylindern charakteristischer Querschnittsflächen als Areafunktion approximiert werden kann. Dadurch ist ein dreidimensionaler Verlauf der Mittellinie gewährleistet, der Asymmetrien des Vokaltraktes besser Rechnung tragen kann als herkömmliche Verfahren auf Basis mittsagittaler MRT-Schnitte. Die in vivo MRT-Analyse des menschlichen Phonationsaktes liefert somit wertvolle Erkenntnisse an der Nahtstelle zwischen akustischer Phonetik, medizinischer Diagnostik und digitaler Bildverarbeitung.

Wißmann, L.-G.

• Entwicklung laserinduzierter Kavitationsblasen im stehenden Ultraschallfeld [DAGA 2008 (Dresden)]
  L.-G. Wißmann, T. Kurz and W. Lauterborn
[A]

Es werden Untersuchungen zur zeitlichen Entwicklung der dynamischen Eigenschaften laserinduzierter, schallangeregter Kavitationsblasen unter verschiedenen Bedingungen vorgestellt. Die Blasen werden hierbei durch einen Femtosekundenlaser im stehenden Ultraschallfeld bei der Grundresonanz (44 kHz) einer wassergefüllten Küvette erzeugt. Mit Hilfe von kurzzeitbelichteten, zeitlich gestaffelten CCD-Aufnahmen wird die Blasendynamik vermessen. Die zeitliche Änderung der maximalen Blasengröße, die durch Gasdiffusion und eventuelle chemische Umwandlungsprozesse verursacht wird, kann je nach Stabilität der Blase bis zu einigen Sekunden lang verfolgt und dokumentiert werden. Durch Aufnahmen mit einer ICCD-Kamera wird parallel dazu die Entwicklung der Sonoluminenzintensität registriert. Die Abhängigkeit dieser langsamen Veränderungen von dem Gasgehalt und der Temperatur der Flüssigkeit erlaubt Rückschlüsse auf die während der Transformation einer lasererzeugten Blase in eine stabile Sonolumineszenzblase auftretenden Transportprozesse.

Witew, I.

• Der Einfluß der Mikrophonrichtcharakteristik auf den Lateral Fraction - Parameter [DAGA 2003 (Aachen)]
  I. Witew and G. Behler
[A]

Bei der Messung der Schallverteilung in Räumen ist die Lateral Frac-tion eine mögliche Methode, einen einfachen Zahlenwert zu ermitteln. Hierfür werden spezielle Richtmikrofone benötigt. Dieser Beitrag beschreibt die Ergebnisse von Simulationen und Messungen um die Auswirkungen von Mikrophonrichtcharakteristika auf den Lateral-Energy-Fraction-Parameter zu bestimmen. Ausgehend von gemesse-nen und algebraisch definierten Richtcharakteristiken wird die Late-ral-Fraction für diverse Schallfelder berechnet. Die Untersuchungen zeigen, dass bei der Bestimmung der Lateral Fraction mit handelsübli-chen Mikrofonen schon vergleichsweise geringe Abweichungen von der theoretisch vorgegebenen RC zu substanziellen Veränderungen des gesuchten Parameters führen.

• Difference limen for early lateral energy fraction and late lateral level [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  I. Witew and G. Behler
[A]

The subjective perception of spatial impression in room acoustics is strongly related to early and late sound energy that reaches the listener from lateral directions. Recent investigations indicate that most parameters vary severely from one listening position to another in the same sound field, even at very short distance. Although these variations have been shown in both, artificial and real sound fields, the question if these variation are audible and if and how this is perceived by the listener is not fully clarified.

In this study the difference limens for single number parameters relating to the two aspects of spatial impression, namely apparent source width (ASW) and listener envelopment (LEV) have been investigated. In this respect synthesized sound fields have often been used for subjective tests. Typically, however, these are much less complex in regard to the density and spatial distribution of the reflections. This may cause unwanted and unrealistic effects. In order to avoid the aseptic nature of such sound fields, measurements in four different concert halls and auditoriums were taken. In a first step these measurements were conducted with suitable microphones to derive single number parameters that describe the binaural impulse responses which were recorded in a second step with a dummy head at the same position. In subsequent listening tests volunteers were then asked whether they can identify the member of an audio pair that inheres the greater sensation of ASW and LEV. These statements are used to derive the difference limen for the corresponding parameters.

• Der Einfluss der Quellenrichtcharakteristik auf raumakustische Parameter [DAGA 2005 (München)]
  I. Witew, R. San Martin Murugarren, G. Behler and M. Vorländer
[A]

Für die Bestimmung raumakustischer Kenngrößen in Konzertsälen werden spezielle Lautsprecher benutzt, die eine möglichst gleichmäßige Schallabstrahlung in alle Raumrichtungen aufweisen sollen. In der ISO-3382 Norm werden neben der Messvorschrift für die Parameterbestimmung auch Qualitätsanforderungen an die Dodekaeder-Messlautsprecher festgelegt.

Dieser Beitrag befasst sich mit dem Einfluss der Quellenrichtcharakteristik auf das Ergebnis des raumakustischen Parameters. In akustischen Messungen wurden verschiedene Dodekaeder-Lautsprecher auf einem Drehteller positioniert und raumakustische Kenngrößen in Abhängigkeit des Drehwinkels bestimmt. Neben dem Vergleich der verschiedenen Lautsprecher ergibt sich so eine Aussage über den Einfluss der Richtcharakteristik auf die raumakustische Messgröße. Trotz der in der Norm verankerten Qualitätsanforderungen ist das Messergebnis mit nennenswerten Unsicherheiten behaftet, die sich auf die Richtcharakteristik des Lautsprechers zurückführen lassen.

• 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.

• Wird der Räumlichkeitseindruck in Konzertsälen durch das Klarheitsmaß beeinflusst? [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  I. Witew
[A]

Dieser Beitrag stellt die Ergebnisse von psychoakustischen Experimenten vor, die durchgeführt wurden um herauszufinden ob der Räumlichkeitseindruck (Umhülltsein) von Schallfeldern in Konzertsälen durch das Klarheitsmaß beeinflusst wird. In einschlägigen Studien hat die raumakustische Kenngröße ''Late Lateral Level'' (LG) eine gute Korrelation zur Umhülltsein-Wahrnehmung bewiesen. Dennoch wurde in Versuchen mit binauralen Schallbeispielen aus Konzertsälen beobachtet, dass das Umhülltsein stark unterschiedlich bewertet wurde, obwohl die Beispiele ähnliche LG-Werte aufwiesen. Da sich die Beispiele jedoch bemerkenswert in punkto Klarheitsmaß unterschieden, wurde die Vermutung geäußert, dass das Klarheitsmaß den Räumlichkeitseindruck beeinflussen kann. Diese Vermutung wurde auch in mehreren Studien anderer Autoren geäußert, konnte jedoch bisher nicht eindeutig beantwortet werden. Aus den psychoakustischen Experimenten dieser Studie werden die Unterschieds-Wahrnehmungsschwellen für das Umhülltsein [LG] für verschiedene Klarheiten bestimmt. Unterschiede in den ''just noticeable differences'' könnten bestätigen, dass das Klarheitsmaß den Räumlichkeitseinfluss beeinflusst.

• The relevant frequency bands and the influence of loudness on the perception of Apparent Source Width [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  I. Witew and J. Büchler
[A]

It is widely accepted that Apparent Source Width (ASW) is an important factor in characterising the acoustics of a concert hall. Despite this consensus, there is still a lively discussion on how to refine the physical measures for ASW. From previous studies it was learned that different frequencies contribute differently to the perception of ASW and that the level of a sound also influences the perception of the apparent width of a source. With many technical measures having an influence on the perceptual aspect of ASW the design of psychometric experiments becomes challenging as it is desirable to avoid the interaction of different objective parameters. In the experiments for the presented study, the perception of ASW is investigated for frequencies ranging from 100 Hz to 12.5 kHz at different levels of loudness. It is shown how the pitch and the loudness of a sound influence the perception of ASW.

• Analyzing measurement uncertainty of room acoustic parameters [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Dietrich and I. Witew
[A]

Jede Messung einer physikalischen Größe ist mit einer gewissen Unsicherheit belastet, die diesem Messergebnis zugeordnet werden sollte. Ohne die Angabe einer solchen Unsicherheit sind Messergebnisse, z.B. von verschiedenen Messteams, untereinander nicht vergleichbar. Um die Bestimmung der Unsicherheiten in allen messtechnischen Bereichen zu vereinheitlichen, wurde daher von der ISO/BIPM der Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit beim Messen (engl. GUM) entwickelt. Dieser wird bereits in vielen Bereichen der Messtechnik nicht nur angewandt, sondern teilweise wird die Anwendung durch entsprechende Normen auch gefordert.

In der Raumakustik zeigen bestehende Messergebnisse von Parametern, wie etwa der Nachhallzeit oder des Klarheitmaßes, die in der Norm ISO 3382 definiert sind, Abweichungen beim Vergleich von Ergebnissen unterschiedlicher Messteams oder von Wiederholungsmessungen in einem zu untersuchenden Raum. Diese Abweichungen sind teilweise größer als die hörbare Wahrnehmungsschwelle (just noticible difference, jnd). Das Ziel einer guten raumakustischen Messungen sollte allerdings ein Ergebnis sein, dessen zugeordnete Messunsicherheit kleiner als die Wahrnehmungsschwelle des entsprechenden Parameters ist. Daher besteht Bedarf, die auftretenden Beiträge zur Unsicherheit einheitlich zu analysieren und ihren Anteil an der Gesamtunsicherheit zu bestimmen.

Dieser Beitrag stellt einen Ansatz zur Unsicherheitsanalyse dar. Es wird ein skalierbares, lineares Ursache-Wirkungs-Modell vorgestellt, mit dessen Hilfe die Gesamtunsicherheit eines raumakustischen Parameters detailliert bestimmt werden kann. Durch spezielle Experimente, die auf das Modell abgestimmt sind, ist es möglich, Hauptunsicherheitsbeiträge messtechnisch zu erfassen, um anschließend den Unsicherheitsbereich der Messergebnisse GUM-konform angeben zu können.

• Bewertung von Unsicherheitsbeiträgen bei raumakustischen Messungen nach GUM [DAGA 2008 (Dresden)]
  P. Dietrich and I. Witew
[A]

Bereits im vergangenen Jahr wurde ein lineares Ursache-Wirkungs-Modell inklusive entsprechender Messexperimente zur einheitlichen Bestimmung und Analyse von Messunsicherheiten nach GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) speziell für raumakustische Parameter nach ISO 3382 vorgestellt. Umfangreiche Messungen haben Aufschluss über die Beeinflussung der Parameter durch bestimmte Störfaktoren und somit über das vorgestellte Unsicherheitsbudget von Nachhallzeit und Klarheitsmaß gegeben. Die Genauigkeit der Positionierung von Messlautsprecher und Mikrophon sowie die Richtcharakteristik der Quelle ergaben einen berechneten, frequenzabhängigen Unsicherheitsbereich, der teilweise die menschliche Wahrnehmungsschwelle für den betrachteten raumakustischen Parameter wertemäßig überschritt. Um nun auch Unsicherheitsbereiche weiterer raumakustischer Messgrößen, welche zusätzliche objektive Aussagen über die Akustik eines Raumes versprechen, detaillierter untersuchen zu können, wurden weitere Messergebnisse analysiert und ausgewertet. Ausgegangen wird dabei von den bereits gefundenen Hauptunsicherheitsfaktoren, jedoch wird das Unsicherheitsbudget hinsichtlich der für diese Messgrößen charakterischen Faktoren adaptiert. Dieser Beitrag stellt nun einen fortgeführten Ansatz zur Unsicherheitsanalyse dar. Da es weiterhin angestrebt ist raumakustische Messungen durchführen zu können, deren Messunsicherheit kleiner als die Wahrnehmungsschwelle ist, müssen dazu allerdings zuerst genauere Kenntnisse über die Unsicherheitsbereiche und deren Ursachen gewonnen und diskutiert werden.

• Blinde Bestimmung von Raumimpulsantworten [DAGA 2008 (Dresden)]
  I. Witew
[A]

Die Messung raumakustischer Kenngrößen in besetzten Auditorien kann sich in der Praxis als besondere Herausforderung darstellen. Die Ursachen dafür sind vielseitig und reichen von der Handhabung umfangreicher technischer Gerätschaften bis zu den häufig nur knapp bemessenen Zeitfenstern, in denen Messungen durchgeführt werden können. Für manche Anwendungen wäre es ideal, wenn die Raumimpulsantwort oder die Einzahlkennwerte nach ISO 3382 aus einer Musik oder Sprachaufnahme bestimmt werden könnten. In der digitalen Signalverarbeitung, besonders im Mobilfunk, finden in der Vergangenheit sogenannte ''blinde'' Verfahren Anwendung, mit denen gefaltete Signale voneinander getrennt werden können. In diesem Beitrag wird die Anwendung einer Kreuzkorrelations-Methode beschrieben, die die Raumimpulsantwort aus einer Aufnahme in einem Auditorium bestimmt. Dies geschieht ohne vorherige Kenntnis des Quellsignals oder der Raumgeometrie. In Versuchsreihen wurde untersucht, wie robust der Algorithmus gegen Störgeräusche ist. Weiterhin wird dargestellt, wie die Länge des Eingangssignals sowie eine ungenaue Schätzung der Länge der Impulsantwort das Ergebnis beeinträchtigen.

Witing, A.

• Mikrofonarraymessungen für aeroakustische Untersuchungen [DAGA 2003 (Aachen)]
  A. Zeibig, D. Richter and A. Witing
[A]

Im Rahmen des DFG-geförderten Forschungsprojektes SWING+ (Simulation of Wing-Flow Noise Generation) werden numerische Simulationen der Schallentstehung an überströmten Hinterkanten durchgeführt. Zur Validierung dieser Simulationen ist die Lokalisation der Schallquellen an einem realen Modell notwendig. Ein hervorragendes Messinstrument zur Ortung von Schallquellen stellt ein Mikrofonarray mit Beamformingtechnologie dar. Der Aufbau eines solchen Arrays ist stark von den jeweiligen Messobjekten und Anforderungen abhängig. Deshalb ist die Anschaffung eines auf die speziellen Messanforderungen abgestimmten kommerziellen Arrays nahezu unmöglich und es musste ein eigenes Array entwickelt werden. In diesem Vortrag werden zunächst die besonderen Anforderungen an aeroakustische Messungen mit Mikrofonarrays dargelegt. Aufbauend darauf wird die Konzeption des neu entwickelten Arrays vorgestellt. Es werden Übertragungsfunktionen und Ergebnisse der ersten Messungen mit dem neu entwickelten Array gezeigt. Dabei werden sowohl typische Schallstrahlermodelle (Punktmonopol, Punktdipol) als auch reale aeroakustische Modelle (Hinterkanten von dünner ebener Platte und NACA0012-Profil) vermessen.

• Elektroakustische Multipolmodellierungen in der Strömungsakustik am Beispiel des Hinterkantenlärms [DAGA 2005 (München)]
  P. Költzsch, M. Bauer, A. Witing, A. Zeibig and M. Kettlitz
[A]

Auf der Grundlage der LIGHTHILLschen Analogie können physikalische Mechanismen der Strömungsschallerzeugung durch akustische Multipole modelliert werden. Beispiele dafür sind die Quadrupolmechanismen des Strahllärms, die Dipol- und Monopolmechanismen des Rotorlärms von Propellern und Ventilatoren sowie die Elementarstrahlermodellierungen des Verbrennungslärms. Diese Modellierung wurde nunmehr messtechnisch für den Hinterkantenlärm realisiert. Im Zusammenhang mit numerischen Berechnungen des Strömungsschalls wurden die akustischen Richtcharakteristiken des Hinterkantenlärms von Platten und Profilen, die mit sehr unterschiedlichen Methoden ermittelt worden sind, miteinander verglichen. Dieser Vergleich bezog sich auf die Ergebnisse von numerischen Berechnungen, andererseits aber auch auf die Ergebnisse von analytischen Berechnungsverfahren. Schließlich wurde die Multipolmodellierung des Hinterkantenlärms mit einem einfachen akustischen Experiment validiert: eine Laut-sprecheranordnung an der Hinterkante einer endlichen Platte wurde als ideales Dipolmodell zur Ausmessung der Richtcharakteristik der Schallabstrahlung im reflexionsarmen Raum verwendet. In weiten Bereichen der HELMHOLTZ-Zahl stimmen die Ergebnisse für die Richtcharakteristiken aus den unterschiedlichen Verfahren befriedigend gut überein. Physikalisch gesehen zeigen sich für die verschiedenen Bereiche der HELMHOLTZ-Zahl gut interpretierbare Er-gebnisse: erstens der klassische Dipol als kompakte Quelle, zweitens die zunehmende ''Lappung'' der Richtcharakteristik als Ergebnis der Kantenstreuung und -beugung (Hinter- und Vorderkante), und drittens der extrem nichtkompakte Fall mit der halbunendlichen Platte, d. h. die kardioidförmige Richtcharakteristik. Das Messverfahren mit einer elektroakustischen Modellierung der Strömungsschallquelle wurde auch für weitere Tragflügelkonfigurationen (mit Landeklappe) angewandt.

Witte, H.

• 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.

Wittek, G.

• Anmerkungen zum Thema „Wie laut sind die Ozeane ?“ [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Wittek
[A]

''So laut sind die Ozeane'', ''Militärische SONAR-Geräte zerstören das Gehör von Walen'' oder ''Lärm läßt Wale stranden'', ''Tod im Lärm''. Solche oder ähnliche Schlagzeilen geistern durch die Presse und populär-wissenschaftliche Magazine (DIE WELT, FOCUS, Bild der Wissenschaft u.a.). Alle wollen sie auf die akustische Umweltverschmutzung der Weltmeere hinweisen, be- dingt vor allem durch militärischen und kommerziellen Schiffsverkehr, den Betrieb von Bohr- inseln oder Forschungsaktivitäten. Da ist u.a. von einem NATO-Niederfrequenz-SONAR die Rede, welches einen ''infernalischen Lärm von 230 Dezibel'' erzeugt. Oder : ''Für Klimatests donnern Unterwasser-Lautsprecher vor Kalifornien und Hawaii in regelmäßigen Abständen mit 195 Dezibel quer durch den Pazifik''. Diese Aussagen beziehen sich offenbar auf Messungen von Schalldrucken im Wasser, die dann mit Schalldrucken in Luft gleichgesetzt und entspre- chend den Luftschallgesetzen beurteilt werden. Dieses ist aber wegen der sehr verschiedenen Schall-Kennimpedanzen von Wasser und Luft (sie unterscheiden sich etwa um den Faktor 3500) unzulässig. Die Sensations-heischenden Presse-Meldungen bedürfen einer Korrektur, einer Ergänzung und Präzisierung. Der Vortrag möchte hierzu einen Beitrag liefern.

• Luftschall- und Wasserschall-Transmission bei Platten und ebenen Schichtstrukturen [DAGA 2005 (München)]
  G. Wittek
[A]

Der Mechanismus der Schalltransmission bei Platten und Schichtungen beruht auf dem Transfer der Verschiebungen und Spannungen von der Schalleinfallsseite der Schichtung auf die andere Seite vermöge der elastischen Eigenschaften der Schichtmaterialien. Dieser Transfer läßt sich durch multiplikative Matrizen beschreiben, welche die einzelnen Schichten repräsentieren. Hiervon ausgehend wird der Schall-Transmissionsgrad für HOOKEsche Schichtmaterialien berechnet. Das Ergebnis ist ein handlicher Formelapparat, der ohne Frequenzbeschränkung für beliebige Schichtdicken sowohl für senkrechten als auch für schrägen Schalleinfall gültig ist. Einzelne Schichten können Fluide sein, und die Festkörperschichten lassen sich wahlweise fest oder gleitend aneinanderfügen. Die angekoppelten Fluide (z.B. Wasser auf der einen und Luft auf der anderen Seite) werden als reibungsfrei vorausgesetzt.

An Hand von Anwendungsbeispielen aus der Raum- und Bauakustik sowie der Schiffsakustik wird die Leistungsfähigkeit des Kalküls demonstriert.

• Luftschall- und Wasserschall-Reflexion und -Transmission an einem Festkörper-Halbraum [DAGA 2008 (Dresden)]
  G. Wittek
[A]

Untersucht wird die Wasserschall- und Luftschall-Reflexion (allgemein die Reflexion von Fluidschall) an einem Festkörper-Halbraum und ferner die Transmission des Schalls in diesen Halb-raum hinein. (Beispiel: Wasserschall-Reflexion am Meeresboden). Behandelt wird der allgemeine Fall beliebiger Schalleinfallswinkel.

In einem elastischen Festkörper existieren zwei Wellentypen: neben der Dehnwelle (der gewöhnlichen Schallwelle) tritt bei schrägem Schalleinfall zusätzlich die Scherwelle auf. Deshalb ist die allgemeine Behandlung der Schallreflexion an der Grenzfläche zu einem Festkörper-Halbraum und die Berechnung der Schalltransmission durch diese Grenzfläche hindurch unter Einbeziehung des Schrägeinfalls komplizierter als beim Übergang zu einem Fluid-Halbraum. Entsprechend wird in Lehrbüchern meist nur der senkrechte Schalleinfall behandelt, bei dem die Scherwelle nicht angeregt wird.

Ausgehend von der elastischen Grundgleichung für die Schallausbreitung in Festkörpern und dem HOOKEsche Gesetz werden explizite Formeln für den Reflexionsgrad und den Transmissionsgrad abgeleitet. Diese sind, wie auch beim Schallübergang zu einem Fluid-Halbraum, Frequenz-unabhängig.

Besonders betrachtet werden die Sonderfälle der Totalreflexion bezüglich der Dehn- und der Scherwellen. Wir stoßen auf akustisch angeregte SCHOLTE- (bzw. STONELEY-) Wellen.

Wittek, H.

• Spatial perception in Wave Field Synthesis rendered sound fields: Distance of real and virtual nearby sources [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Wittek
[A]

In theory Wave Field Synthesis is capable of reproducing a sound field by means of loudspeaker arrays. It is the goal to make a copy of the original sound field i.e. to render a virtual sound field with equal temporal and spatial characteristics. However, it has been shown that the characteristics are similar but not congruent, due to principal as well as practical reasons. For example, the head shadowing effect in the WFS rendered sound field differs, resulting in impairments of the monaural and interaural cues. This leads to the question of where compliances and differences are with regard to auditory perception. Considerations are made to illuminate the case of distance perception of virtual sources, and, in particular, the role of the curvature of the wave front for distance perception. A companion paper describes corresponding experiments undertaken.

• Experimental investigations into the distance perception of nearby sound sources: Real vs. WFS virtual nearby sources [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Kerber, H. Wittek, H. Fastl and G. Theile
[A]

Wave field synthesis (WFS) is a technique which in principle is able to reproduce the temporal and spatial properties of a wavefield. Therefore, it should be possible to create exact interaural differences at a listener's head. They represent cues to near field distance perception, and should therefore lead to natural distance perception. This paper examines this assumption as follows: listening tests are performed in a non-reflecting room with virtual sound sources created by WFS, as well as with real loudspeakers at various distances (25cm to 190cm) from a person. The results confirm the suggestion described in the preceding companion paper that the direct sound rendered with a typical WFS setup does not create sufficient binaural cues for distance perception.

• Räumliche Wahrnehmung von Wellenfeldsynthese - Der Einfluss von Alias-Effekten auf die Klangfarbe [DAGA 2005 (München)]
  H. Wittek and T. Augustin
[A]

Wellenfeldsynthese (WFS) ist eine Wiedergabetechnik, die es erlaubt, virtuelle Schallfelder mit Hilfe von Lautsprecherarrays entstehen zu lassen. Die Eigenschaften des virtuellen Schallfelds sind dabei dem Original sehr ähnlich, wenn auch nicht kongruent. Das wirft die Frage auf, welche Übereinstimmungen und Unterschiede in Bezug auf die auditive Wahrnehmung bestehen. Die Unzulänglichkeiten des virtuellen Schallfelds führen zu bestimmten Konsequenzen auch für die räumliche Wahrnehmung. Dabei wirken Alias-Effekte negativ auf Lokalisation sowie Klangfarbe der virtuellen Quelle. Es werden Ergebnisse einer aktuellen Studie zur Wahrnehmbarkeit von Alias-Effekten präsentiert.

• Ein Anzeigeverfahren für psychoakustische Experimente zur Distanzwahrnehmung [DAGA 2005 (München)]
  S. Kerber, H. Wittek and H. Fastl
[A]

Das Abfragen von Entfernungen bei psychoakustischen Experimenten zur Distanzwahrnehmung ist im allgemeinen sehr schwierig. Die realen Schallquellen müssen vor der Versuchsperson versteckt werden, da ansonsten durch den visuellen Einfluss der Hörereignisort immer mit der Position der Schallquelle übereinstimmen würde. Besondere Probleme ergeben sich, wenn die Quelle sehr nahe am Kopf des Hörers positioniert wird. Im Poster wird ein neuer Lösungsansatz für dieses Problem vorgestellt, bei welchem die Versuchsperson mit einem rechtwinklig zur Hörereignisrichtung platzierten ''Dummylautsprecher'' eine gehörte Entfernung anzeigen kann. Das System wurde in einer Versuchsreihe in Bezug auf seine Praxistauglichkeit evaluiert.

• 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.

• Zu Unterschieden in der Hörereigniswahrnehmung bei Wellenfeldsynthese und Stereofonie im Vergleich zum natürlichen Hören [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  D. Wegmann, G. Theile and H. Wittek
[A]

Die Tonwiedergabe mittels Lautsprecherstereofonie unterliegt Gesetzmäßigkeiten, die sich von denen der Wellenfeldsynthese (WFS) grundsätzlich unterscheiden. Die Stereofonie basiert auf dem Phänomen der Phantomschallquelle, mit der Wellenfeldsynthese wird hingegen versucht, das Schallfeld einer Realschallquelle in der Umgebung des Hörers originalgetreu zu reproduzieren, resultierend in einer virtuellen Quelle. Die Ohrsignalmerkmale, die eine Phantomschallquelle hervorrufen, unterscheiden sich deutlich von denen einer äquivalenten Realschallquelle. Die bekannten Summenlokalisationstheorien liefern für dieses Phänomen der gleichen Hörereignisse bei verschiedenen Ohrsignalen keine plausible Erklärung. Es tritt daher die Frage auf, ob die wahrnehmungsseitigen Prozesse, die ein Hörereignis hervorrufen, sich bei WFS und Stereofonie möglicherweise prinzipiell unterscheiden. Hierzu wurden Untersuchungen zur Wahrnehmung von Klangfarbenänderungen durchgeführt. Realschallquellen, virtuelle Quellen und Phantomschallquellen unterschiedlicher Hörereignisrichtung wurden dargeboten und bezüglich der Klangfarbe jeweils verglichen mit einer Referenzquelle. Unter anderem zeigte sich, dass die durch Pegeldifferenzstereofonie erzeugte Phantomschallquelle die geringste Klangfarbenänderung hervorruft und bei allen Wiedergabesystemen die auslenkungsbedingten spektralen Differenzen der Ohrsignale, die sich in Bezug auf die Referenz ergeben, sehr gut korrelieren mit den jeweils wahrgenommenen Klangfarbenänderungen. Für die Hörversuche wurde erstmals ein vollständig 'virtuelles' Versuchssystem verwendet, basierend auf binauraler Raumsynthese (BRS).

• Sound Colour Properties of WFS and Stereo [DAGA 2008 (Dresden)]
  H. Wittek
[A]

Die Eigenschaften von Wellenfeldsynthese (WFS) und Stereofonie in Bezug auf Lokalisation, Klangfarbe und Distanzwahrnehmung werden untersucht. Es treten signifikante Unterschiede zutage. Durch die Vermeidung von ''Spatial aliasing'' können wesentliche Verbesserungen der WFS erreicht werden. Dies geschieht durch die Einbeziehung stereofoner Wiedergabe im Bereich oberhalb der Alias-Frequenz. Dieses sogenannte OPSI-System wird besser beurteilt als konventionelle WFS. Eine Prediktion der Verfärbung der wahrgenommenen Quellen auf Basis der Ohrsignale kann bei der Analyse helfen. Die stereofonen Systeme schneiden bei den Hörversuchen besser ab als vorhergesagt. Dies deutet auf die Existenz einer ''binauralen Entfärbung'' hin. Dies wurde z.B. von Theile mit seinem Assoziationsmodell erklärt.

Wittkop, T.

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

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

Wittstock, B.

• Minischallschutzwände - Ökologischer Vergleich von Systemen aus Kunststoff und Beton [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Albrecht, B. Wittstock and M. Fischer
[A]

Lärmschutzmaßnahmen sind aufwendig und ziehen häufig Beeinträchtigungen, wie die Abschattung von Grundstücken, nach sich. Um diese Beeinträchtigungen gering zu halten werden im Bereich des Schienenverkehrs Minischallschutzwände eingesetzt und weiterentwickelt. Ziel ist, die Lärmemissionen direkt an der Entstehungsstelle, dem Rad-Schiene-Bereich, zu mindern. Die Minischallschutzwand ist direkt neben dem Gleiskörper montiert und soll möglichst viel des im unteren Zugteil entstehenden Luftschalls absorbieren. Sie bietet auf Grund ihrer geringen Höhe von ca. 50 cm zudem die Möglichkeit neben schweren Werkstoffen wie Beton oder Glas, wie sie bei herkömmlichen Schallschutzwänden eingesetzt werden, Kunststoff als Konstruktionsmaterial einzusetzen. Ein weit verbreiteter Einsatz bedingt einen hohen Material- und Energieeinsatz durch Herstellung, Montage, Transport und Verwertung, was neben der Reduktion der Schallemissionen andere Einflüsse auf die Umwelt mit sich bringt. Diese Einflüsse können mit der Methode der Ökobilanz quantifiziert werden. Die Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung vergleicht zwei Systeme aus Beton und Kunststoff mit der Methode der Ökobilanz durch ökologische Analyse der Herstellungsphase, der Transporte, der Montage, der Nutzungsphase sowie der Verwertungsphase hinsichtlich der ökologisch relevanten Wirkungskategorien Treibhauspotential, Versauerungspotential, Überdüngungspotential, Chemisches Photooxidantienbildungspotential (''Sommersmog'') sowie des Primärenergieverbrauchs, um die umweltlichen Vor- und Nachteile der konkurrierenden Systeme beurteilen zu können. Der Vergleich wird dabei gemäß der Ökobilanzrichtlinie bezogen auf die Erfüllung derselben Funktion, die im Lastenheft mit der Reduktion des Luftschalls um mindestens 5 dB(A) angegeben ist, geführt. Dies bildet die Grundvoraussetzung für den objektiven umweltlichen Vergleich. Der Vortrag beschreibt die methodische Vorgehensweise sowie die umweltrelevanten Aufwendungen und die resultierenden Umweltauswirkungen der beiden Schallschutzsysteme im Vergleich.

• Integration von Lärmwirkungen in umweltliche Lebenszyklusanalysen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Wittstock, S. Albrecht, M. Fischer and J. Pflieger
[A]

Die Umwelt als Lebensgrundlage und Basis einer Gesellschaft und Wirtschaft wird durch vielfältige Effekte beeinflusst und verändert. Mit der Methode der Lebenszyklusanalyse bzw. Ökobilanz werden Umwelteffekte eines Produktes, eines Prozesses oder einer Dienstleistung quantitativ über den gesamten Lebensweg von der Rohstoffgewinnung über die Produktion und Nutzung bis zur Verwertung dargestellt. Lärm stellt einen bedeutenden Umwelteffekt dar, der in Lebenszyklusanalysen bis heute nur in wenigen Einzelfällen berücksichtigt wird. Bestehende Ansätze zur Integration von Lärmwirkungen in Lebenszyklusanalysen beschränken sich auf die Berücksichtigung von Straßenverkehrslärm als gesundheitliche Belastung für betroffene Personen, ausgedrückt durch eine zusätzliche Lärmbelastung je gefahrenem Transportkilometer. Die Lärmwirkungen werden hierbei häufig als ''verlorene Lebensjahre'' durch frühzeitigen Tod, Krankheit oder Unfall angegeben. Umweltwirkungen durch Lärm entstammen jedoch nicht ausschließlich dem Straßenverkehrslärm, sondern können Wirkungen durch eine Vielzahl nebeneinander bestehender Lärmquellen umfassen. Diese Wirkungen beschränken sich nicht auf Gesundheitsschädigungen, sondern stellen Störungen für Ökosysteme und für den Menschen ohne direkte (Gesundheits-) Schädigung dar. Eine große Herausforderung in der Quantifizierung und Bewertung von Umweltwirkungen durch Lärm stellt zum einen die starke Abhängigkeit des Schallereignisses von Ort und Zeit, zum anderen die Nichtlinearität des Schalls dar. Dies erschwert die Aggregation von Umweltwirkungen durch Lärm. Der Vortrag stellt dar, dass Lärm aufgrund seiner großen, auch volkswirtschaftlichen Bedeutung als Umwelteffekt auf einer allgemeingültigen Basis in die Methode der Lebenszyklusanalyse integriert werden sollte. Hierzu ist bestehendes Wissen aus dem Bereich der Lärmbewertung mit Wissen aus dem Bereich der Lebenszyklusanalyse zusammenzuführen.

Wittstock, V.

• Zur Bestimmung der Schallleistung quer angeströmter Kreiszylinder [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  V. Wittstock and G. Hübner
[A]

Die Abhängigkeit aerodynamisch erzeugter Schallleistungen von makroskopischen Strömungs-parametern wird in einem speziellen Messraum experimentell untersucht. Dieser Raum ist ein kleiner Hallraum, in dem der statische Druck zwischen 1 und 100 kPa variiert werden kann. Als Schallquellen dienen Kreiszylinder verschiedener Längen und Durchmesser, die sich auf einer Kreisbahn durch die Luft bewegen. Die untersuchten Machzahlen überdecken dabei eine Spanne von 0,05 bis 0,3 und die Reynoldszahlen liegen zwischen 50 und 310^ 5. Die Anströmgeschwindigkeit der Zylinder und der Turbulenzgrad der Anströmung wurde mit Splitfilmsonden ermittelt. Die nach dem Hallraumverfahren bestimmten Terzschallleistungen werden in eine spektrale Leistungsdichte als Funktion der Strouhalzahl überführt. Durch eine Normierung des Einflusses der Machzahl, der Zylindergeometrie und der Gasdichte ließ sich ein universelles Schallleistungsdichtespektrum ermitteln, das auch bei dem hohen Turbulenzgrad der Anströmung von ca. 5 % ein deutliches Maximum bei einer Strouhalzahl von 0,2 besitzt.

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

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

• Schallleistung von in Luft rotierenden radial angeordneten Zylindern [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Hübner, N. Phanender Naidu and V. Wittstock
[A]

Am ITSM werden experimentelle Untersuchungen über die Abhängigkeit aerodynamisch erzeugter Schallleistungen von makroskopischen Strömungsparametern durchgeführt. Eine spezielle Versuchs-anlage ermöglicht dabei eine Variation des statischen Druckes zwischen 1 und 100 kPa und der Drehzahl zwischen 1000 und 7000/min, was Versuche in einem weiten Bereich beschreibender Ähnlichkeitskennzahlen (Matip=0,09...0,55, Retip=100..600000) ermöglicht. Nachdem bislang quer angeströmte Kreiszylinder in einer Rundlaufanordnung untersucht wurden, werden nun Kreiszylinder axial angeordnet, vergleichbar einem Axiallüfter mit Kreiszylindern an Stelle von Schaufeln. Die Schallleistungsspektren dieser Anordnung werden nach dem Hallraumverfahren ermittelt und in Bezug zu den verursachenden Strömungsgrößen gesetzt. Der Einfluss von Luftdichte- und Machzahlvariationen auf die Schallleistung und ihre spektrale Form wird so ermittelt.

• Winkel- und Impedanzfehler an einer Modellanordnung aus zwei Monopolen [DAGA 2002 (Bochum)]
  V. Wittstock and C. Bethke
[A]

Bei der Bestimmung der Schallleistung nach dem Hüllflächenverfahren kommt es zu systematischen Abweichungen zwischen Schallleistungen, die durch Schalldruck- und durch Intensitätsmessungen ermittelt wurden. Ein Vergleich von Ergebnissen, die nach unterschiedlichen Verfahren erzielt wurden, ist somit nur bedingt möglich. In den zuständigen Normenarbeitskreisen DIN NALS A4 und ISO SC1/TC43/WG28 besteht Konsens darüber, dass die Diskrepanz langfristig abgebaut werden sollte und dass als richtige Schallleistung die nach dem Intensitätsverfahren bestimmte anzusehen ist. Damit ergibt sich die Notwendigkeit, die beim Schalldruck-Hüllflächenverfahren auftretenden Fehler zu korrigieren. Aus der Literatur sind verschiedene Ansätze bekannt, um zwei der wesentlichen Fehlerquellen, den Impedanz- und den Winkelfehler theoretisch zu berechnen. Die Diskussion über eine praxistaugliche und allgemeingültige Korrektur wird derzeit geführt. Als ein Beitrag dazu werden am Beispiel einer Modellanordnung aus zwei im festen Abstand angeordneten Monopolen der Impedanz- und der Winkelfehler sowohl theoretisch als auch experimentell ermittelt und es wird überprüft, ob ein vorliegender Korrekturvorschlag zur Berücksichtigung des Winkelfehlers für diesen Modellfall zutrifft.

• Der Einfluss meteorologischer Bedingungen auf bauakustische Messungen [DAGA 2003 (Aachen)]
  V. Wittstock and C. Bethke
[A]

Nach dem derzeitigen Stand der Normung kann mit zwei verschiedenen Methoden festgestellt werden, ob in einem Messraum annähernd Freifeldbedingungen vorliegen. Beim ersten Verfahren wird der Schalldruckverlauf in Abhängigkeit vom Abstand von einer Punktschallquelle gemessen. Liegen die so ermittelten Schalldrücke innerhalb einer Toleranz um den theoretisch im Freifeld zu erwartenden Verlauf, so können in dem durch die Messpfade aufgespannten Raumvolumen Schallleistungsbestimmungen nach dem Schalldruckhüllflächenverfahren in der Genauigkeitsklasse 1 durchgeführt werden, d.h. dieses Raumvolumen ist als hinreichend reflexionsarm qualifiziert. Beim zweiten Verfahren wird hingegen lediglich eine konkrete Schallfeldsituation betrachtet, die sich aus der Kombination von Quelle und Messraum ergibt. Gemessen werden die Schalldruckmittelwerte auf unterschiedlich großen Hüllflächen. Weichen die aus den verschiedenen Schalldruckmittelwerten berechneten Schallleistungen weniger als 0,5 dB voneinander ab, so qualifiziert sich das Messergebnis ohne weitere Umgebungskorrektur mit der Genauigkeitsklasse 1. Bei Abweichungen von mehr als 0.5 dB ist dagegen eine Umgebungskorrektur durchzuführen. Ist diese Korrektur kleiner als 2 dB, so ergibt sich Genauigkeitsklasse 2, bei noch größeren Korrekturen Genauigkeitsklasse 3. In der vorgestellten Untersuchung werden Ergebnisse aus beiden Verfahren, die im gleichen Messraum gewonnen wurden, miteinander verglichen. Insbesondere wird untersucht, ob es möglich ist, verschieden großen Raumvolumen unterschiedliche Genauigkeitsklassen zuzuordnen und wie dies mit den beiden derzeit gebräuchlichen Verfahren erfolgen kann.

• Vergleich von Methoden zur Qualifikation reflexionsarmer Räume [DAGA 2003 (Aachen)]
  V. Wittstock and C. Bethke
[A]

Bei bauakustischen Messungen sind sowohl der Luftdruck als auch die Temperatur Schwankungen unterworfen, die einerseits durch verschiedene Wetterlagen und andererseits durch unterschiedliche geographische Höhen der Messorte bedingt sind. Bislang wurden die Auswirkungen dieser Schwankungen vernachlässigt. Da jedoch die Messunsicherheiten in der Bauakustik generell als zu hoch angesehen werden, wurde nun die Auswirkung von Druck- und Temperaturschwankungen auf das Schalldämmmaß, den Normtrittschallpegel und weitere bauakustische Messgrößen untersucht. In einer theoretischen Analyse konnten dabei systematische Einflüsse sowohl der Temperatur als auch des Luftdrucks aufgezeigt werden. Eine Höhenänderung von 500 m verursacht demnach sowohl beim Schalldämmmaß als auch beim Normtrittschallpegel eine Änderung von ca. 0,5 dB. Temperaturbedingte Schalldämmmaß- bzw. Normtrittschallpegeländerungen sind etwas geringer, betragen aber immer noch 0,3 dB bei einer Temperaturänderung um 20 K. Durch Messungen an einem verkleinerten Prüfstandsmodell wurde dieses Ergebnis überprüft, indem die Untersuchungen unter wesentlich geringeren als den üblichen Luftdrücken durchgeführt wurden. Dies war erforderlich, um den quantitativ schwach ausgeprägten Effekt gegenüber der Messunsicherheit zu vergrößern. Für einschalige Bauteile wurde das theoretisch erzielte Resultat durch die Experimente bestätigt. Die Messergebnisse der zweischaligen Bauteile streuen demgegenüber wesentlich stärker, jedoch sind die Auswirkungen von Luftdruckschwankungen tendenziell eher stärker ausgeprägt als bei den einschaligen Bauteilen. Somit erscheint eine generelle Korrektur in den einschlägigen Messnormen angebracht.

• Some remarks on the uncertainties associated with the laboratory measurement of noise from waste water installations [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  V. Wittstock
[A]

Laboratory measurements of noise from waste water installations are mainly carried out for two purposes. The first one is to assign individual values to different types of waste water installations with a view to comparing their acoustic properties, and the second one is to predict the noise from such systems as early as at the design stage of a building. The measurement procedure described in prEN 14366 was developed to reach these two purposes. The measurement is carried out in a usual test suite and the waste water system is mounted in the sending room on the wall between sending and receiving room. One measurement result is the sound pressure level in the sending room which mainly is a result of direct radiation from the waste water system; another result is the sound pressure level in the receiving room which is assumed to be a measure of the ability of the source to emit structure-borne sound into the building. To obtain comparable results for the latter, the structural sensitivity of the mounting wall is normalized to a standardized sensitivity. The paper deals with several assumptions for this measurement procedure. One of these is that the structural sensitivity at the two mounting positions is averaged, whereas a detailed analysis reveals that this averaging is valid only in some special cases. Another assumption is that the source acts as a force source and the amount of vibratory energy emitted into the mounting wall solely depends on the properties of this wall and not on those of the source.

• Comparison of Different Methods for the Determination of the Structure-borne Noise Reverberation Time [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  H. Bietz and V. Wittstock
[A]

Due to the implementation of new measurement standards in building acoustics (ISO 140 series, EN 12354 etc.), measurement of the structure-borne noise reverberation time has become necessary for the determination of some measurands of building acoustics. Compared to the determination of the airborne noise reverberation time, a couple of additional problems occur. Decay processes are extremely short and the curve for the decay process is difficult to evaluate because of the lack of diffusivity of the structure-borne noise fields. Different methods for excitation (shaker, hammer) are available, which unfortunately often lead to different results. This may probably be due to the interactions between excitation mechanism and test object. When using a shaker for excitation, correlation signals will generally have to be employed because of poor measurement dynamics, which requires quite intricate signal processing and extensive user knowledge. But the impulse response measured with a hammer, too, can be evaluated correctly only after applying the inverse integration. Numerous tests with a heavy-weight wall to investigate these problems were conducted in the past within the scope of an intercomparison at PTB. Experience gathered and results gained in current tests will be reported. Different measurement methods will be introduced and their applicability discussed.

• Unsicherheiten bei der Schalldämmung [DAGA 2005 (München)]
  V. Wittstock
[A]

Der Beitrag gibt einen kurzen Überblick über ein vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) gefördertes Projekt zu den Unsicherheiten in der Bauakustik, wobei die Untersuchungen auf die Schalldämmung begrenzt sind. Ausgangspunkt ist eine Analyse der verschiedenen Einflussfaktoren, die schließlich zur Identifikation von insgesamt 16 Unsicherheitsbeiträgen führt. Die Größenordnung einiger Unsicherheitsbeiträge kann auf der Grundlage vorliegender Daten abgeschätzt werden, wobei neben vorliegenden Ringversuchsergebnissen aus der Literatur auch PTB-interne Daten, die u.a. aus der Anerkennung von Prüfstellen bzw. aus Vergleichsmessungen stammen, und Ergebnisse der Vergleichsmessungen an der MPA Dortmund verwendet werden. In einem nächsten Schritt werden die einzelnen Unsicherheitsbeiträge den bislang in der Bauakustik verwendeten Präzisionsmaßen Wiederholgrenze und Vergleichgrenze nach ISO 140-2 zugeordnet, wodurch ein quantitativer Vergleich mit vorliegenden Ringversuchsergebnissen und den Werten aus ISO 140-2 möglich wird. Die sich aus den Unsicherheiten ergebenden Konsequenzen für die Erstellung des Bauteilkatalogs der DIN 4109, für das Vorhaltemaß sowie für Nachmessungen am Bau werden in einem letzten Abschnitt aufgezeigt.

• Prüfstand zur Bestimmung von Installationsgeräuschen im Holz- Fertigbau - Neue Messergebnisse und Entwicklungen - [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  H. Bietz, V. Wittstock and W. Scholl
[A]

Vor ca. 2 Jahren wurde in der PTB Braunschweig in Zusammenarbeit mit dem Bundesverband Deutscher Fertigbau (BDF) ein Sanitärprüfstand in Leichtbauweise errichtet. Motivation hierfür war und ist das Fehlen eines genormten Prüftandsverfahren zur Messung von Sanitärgeräuschen im Holz-Leichtbau. Weiterhin sollten die in diesem Prüfstand stattfindenden Untersuchungen mit dazu beitragen, ein Prognosemodell für die Ausbreitung von Sanitärgeräuschen im Leichtbau zu entwickeln. Über erste Untersuchungen und Ergebnisse wurde auf der DAGA 2005 berichtet. Seitdem haben fast alle im BDF organisierten namhaften Hersteller von Fertighäusern beispielhafte Sanitärinstallationen einbauen und vermessen lassen, und es wird im Rahmen dieses Vortrages über die Ergebnisse berichtet werden. Es ist derzeit geplant, weitere Baumessungen durchzuführen, um die im Prüfstand gewonnenen Erkenntnisse zu verifizieren. Im Hinblick auf ein geplantes Prognoseverfahren sollen sowohl am Prüfstand als auch am Bau weitere Messungen von komplexen Körperschall-Kenngrößen wie Impedanzen und Transferfunktionen erfolgen. Diese Ergebnisse sollen ebenfalls vorgestellt werden. Darüber hinaus soll die Eignung dieser Kenngrößen für die Erstellung eines Prognosemodells diskutiert werden.

• Zur Unsicherheit von Terz-Schalldruckpegeln [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  V. Wittstock and C. Bethke
[A]

Die direkten Messgrößen für viele Messverfahren in der angewandten Akustik sind die Terz-Schalldruckpegel an einzelnen Punkten im Schallfeld. Unter Anwendung diverser Mittelungsprozeduren und Korrekturen werden aus diesen Messwerten z.B. Luftschall-Dämmungen, Schall-Leistungen, Norm-Trittschallpegel oder auch Emissions-Schalldruckpegel berechnet. Die Unsicherheit der Terz-Schalldruckpegel ist somit Bestandteil des Unsicherheitsbudgets für all diese Messgrößen. Trotz dieser zentralen Rolle der Terz-Schalldruckpegel gibt es bislang keine Abschätzung des zugehörigen Unsicherheitsbeitrags. Um diese Lücke zu füllen, wurde an der PTB ein Unsicherheitsbudget für den Terz-Schalldruckpegel aufgestellt. Den Ausgangspunkt hierfür bildet die IEC 1260, in der die Spezifikationen für Terz-Analysatoren festgelegt sind. Für zwei konkrete Messsituationen, eine Einzelpunktmessung im Freifeld und eine Einzelpunktmessung in einem Bauakustik-Prüfstand, wurden die Unsicherheitsbeiträge berechnet, und es ergab sich eine Unsicherheit von 0,4 dB im mittleren Frequenzbereich. Um das Ergebnis für das Freifeld experimentell zu überprüfen, wurden mit insgesamt 5 völlig verschiedenen Messketten an einer Reihe von Punkten Schalldruckmessungen durchgeführt. Die Abweichungen zwischen den mit verschiedenen Messketten erzielten Ergebnissen bestätigen die rechnerisch ermittelte Unsicherheit. Für eine Überprüfung der Diffusfeld-Unsicherheit wurden Ergebnisse der Bauakustik-Vergleichsmessungen herangezogen. Auch hier wird die rechnerisch ermittelte Unsicherheit durch die Experimente bestätigt.

• Zum Einfluss von Körperschallmoden des Prüflings auf die Unsicherheit der Luftschalldämmung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  V. Wittstock and M. Jüttner
[A]

Ein im Jahr 2004 abgeschlossenes Projekt führte zu der Vermutung, dass die Frequenzlage der Körperschallmoden des Prüflings sein Schallübertragungsverhalten wesentlich beeinflusst. Um diesen Effekt in seiner Größe zu erfassen, wurden nun im Rahmen eines vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) geförderten Projekts Modellmessungen durchgeführt, bei denen im selben Modellprüfstand eine Vielzahl von Prüflingen vermessen wurden. Die Besonderheit der homogenen plattenförmigen Prüflinge bestand dabei darin, dass sie in Material und Dicke identisch waren, die Lage der Körperschallmoden jedoch durch die Variation von Plattengröße und Kantenlängenverhältnis verändert wurde. Ermöglicht wurde diese Variation nur durch die Verwendung eines speziellen Modellprüfstands, der im Maßstab 1:8 gegenüber herkömmlichen Prüfständen verkleinert ist. Damit wurde es erstmalig möglich, die Auswirkung der Lage der Körperschallmoden separat zu erfassen. Für biegesteife Platten, bei denen in den unteren Terzbändern nur wenige Körper-schallmoden vorliegen, ergab sich eine signifikante Erhöhung der gemessenen Standardabweichung der Luftschalldämm-Maße gegenüber der ebenfalls ermittelten Wiederholstandardabweichung bei tiefen Frequenzen. Die Unsicherheit des Schalldämmmaßes durch unterschiedliche Lage der Körperschallmoden kann unter den genannten Bedingungen mit ca. 2 dB angesetzt werden. Bei höheren Frequenzen hingegen spielt dieser Effekt keine nennenswerte Rolle, da beide Standardabweichungen nahezu identisch sind. Dies gilt jedoch nur für die korrigierte Schalldämmung, bei der die mit zunehmender Plattengröße anwachsende äußere Bedämpfung der Platte durch eine entsprechende Korrektur berücksichtigt wurde.

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

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

• Zur Schallleistung quer angeströmter Kreiszylinder in einem weiten Bereich von Ähnlichkeitskennzahlen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  V. Wittstock
[A]

Die Abhängigkeit aerodynamisch erzeugter Schallleistungen von makroskopischen Strömungsparametern wurde in einem speziellen Messraum experimentell untersucht. Dieser Raum ist ein kleiner Hallraum, in dem der statische Druck zwischen 1 und 100 kPa variiert werden kann. Als Schallquellen dienen Kreiszylinder verschiedener Längen und Durchmesser, die zwischen zwei Scheiben in einer Rundlaufanordnung rotieren. Die untersuchten Machzahlen überdecken dabei eine Spanne von 0,05 bis 0,3 und die Reynoldszahlen lagen zwischen 50 und 105. Die Anströmgeschwindigkeit der Zylinder und der Turbulenzgrad der Anströmung wurde mit Splitfilmsonden gemessen. Die nach dem Hallraumverfahren bestimmten Terzschallleistungen wurden in eine spektrale Leistungsdichte als Funktion der Strouhalzahl überführt. Durch eine Normierung des Einflusses der Machzahl, des Zylinderdurchmessers, der Zylinderlänge, der Anströmturbulenz und der Luftdichte wurde ein universelles Schallleistungsdichtespektrum ermittelt, das ein deutliches Maximum bei einer Strouhalzahl von 0,2 besitzt. Dieses Spektrum beschreibt alle Messergebnisse mit einer Streuung von ca. 5 dB. Diese recht große Streuung ist einerseits durch die Unsicherheit der akustischen Messungen, andererseits aber auch durch die vereinfachende Beschreibung der Strömung durch makroskopische Parameter erklärbar.

• Zum aktuellen Stand der Messunsicherheitsermittlung bei Schallemissionsmessungen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  V. Wittstock
[A]

Die akustischen Emissionen von Schallquellen werden durch die Schallleistung oder durch die Emissions-Schalldruckpegel charakterisiert. Die zugehörigen Rahmenmessverfahren sind in den Normenreihen DIN EN ISO 3740 - 3747, DIN EN ISO 11200 - 11205 sowie DIN EN ISO 9614-1, -2, -3 spezifiziert. Im Rahmen einer Überbearbeitung dieser Normen steht nun die Aufgabe, für diese Messverfahren nachvollziehbare Unsicherheiten anzugeben. Eine Möglichkeit besteht nun darin, ausgehend von der Definition der Messgröße die einzelnen Unsicherheitskomponenten zu ermitteln und zu einem Unsicherheitsbudget zusammenzufassen. Zu einigen Unsicherheitskomponenten gibt es hierzu bereits detaillierte Vorschläge, die im Beitrag vorgestellt werden. Der derzeitige Kenntnisstand ist jedoch bezüglich auftretender Korrelationen wie auch der Modellbildung unvollständig, so dass es nicht möglich ist, ein komplettes Unsicherheitsbudget aufzustellen. Daher wird auch in der nächsten Zukunft von Unsicherheiten Gebrauch gemacht, die als Vergleichs-Standardabweichungen in Ringversuchen ermittelt wurden. Die hierzu vorliegenden Ergebnisse werden im Beitrag zusammengefasst und einer einheitlichen transparenten Auswertung unterzogen. Durch gleichzeitige Betrachtung der Terzwerte wie auch der linearen und A-bewerteten Ergebnisse wird zudem die zwischen den Terzwerten auftretende Korrelation ermittelt.

• Anmerkungen zur Messung von Körperschall-Nachhallzeiten und Strukturimpedanzen in der Bauakustik [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Bietz and V. Wittstock
[A]

Für Prognosemodelle in der Bauakustik ist es oft erforderlich, den Gesamtverlustfaktor eines Bauteils, bestimmt über die Messung der Körperschall-Nachhallzeit, und die mechanischen Eingangsimpedanzen (bzw. Admittanzen) der betrachteten Struktur zu kennen. Nun ist die Messung von Körperschall-Nachhallzeiten und Strukturimpedanzen in der bauakustischen Praxis häufig problematisch, da die physikalischen Zusammenhänge doch deutlich komplexer sind als bei einer Luftschallmessung. So wurde zum Beispiel schon vor einiger Zeit festgestellt, dass bei der Bestimmung der Körperschall-Nachhallzeit das gewonnene Ergebnis -zumindest bei schweren Wänden- von der Art der Anregung (Hammer oder Shaker) abhängt. Hierzu wurden in letzter Zeit in der PTB weitere Untersuchungen durchgeführt, deren Ergebnisse vorgestellt werden. Weiterhin werden einige Aspekte der Messung von Strukturimpedanzen beleuchtet. Hier ist insbesondere die Art der Ankoppelung an die zu messende Struktur von Bedeutung, z.B. bei beplankten Holzständerwänden. Weiterhin sind nicht alle Messapparaturen für jede Struktur gleichermaßen gut geeignet. Eine z.Zt. noch recht offene Frage ist die Art und Weise der Signalverarbeitung bei der Impedanzmessung (FFT/Terzfilterung). Hier können bei bestimmten Frequenzverläufen der Impedanz je nach Art der Signalverarbeitung recht unterschiedliche Messergebnisse auftreten. Diese Sachverhalte sollen anhand von Beispielen verdeutlicht werden.

• Zur Berechnung der Unsicherheit bauakustischer Einzahlwerte [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  V. Wittstock
[A]

Die Ergebnisse bauakustischer Messungen fallen meist in Form von Frequenzspektren an. Zur Kommunikation von Produkteigenschaften werden dagegen so genannte Einzahlwerte verwendet, wie z.B. das bewertete Schalldämm-Maß RW oder die Summe aus bewertetem Schalldämm-Maß und Spektrum-Anpassungswert C oder Ctr. Die Einzahlwerte werden durch Anwendung genormter Verfahren aus den spektralen Ergebnissen berechnet. Es ist nun von großem Interesse, wie sich die spektralen Unsicherheiten in der Unsicherheit des Einzahlwerts widerspiegeln. Um dies zu untersuchen, wurden analytische Verfahren zur Berechnung der Unsicherheit der Einzahlwerte entwickelt. Eine Verifizierung dieser Verfahren mit Monte-Carlo Rechnungen zeigte, dass die analytischen Verfahren gut anwendbar sind, wenn auf die in der Bewertungsnorm vorgeschriebene Beschränkung der Stellenzahl verzichtet wird. Anschließend wurden die entwickelten Verfahren auf eine vorliegende Datenbank angewendet, die aus 1869 Einzelergebnissen von z.B. Ringversuchen besteht. Der Vorteil ist hierbei, dass gemessene Unsicherheiten mit berechneten verglichen werden können. Es zeigte sich, dass die unter Annahme von positiver Korrelation berechneten Unsicherheiten immer über den gemessenen Unsicherheiten liegen. Eine rechnerische unkorrelierte Überlagerung der spektralen Unsicherheiten führt dagegen zu einer Unsicherheit, die meist unter den gemessenen Unsicherheiten liegt. Es gibt jedoch einige wenige Fälle, in denen negative Korrelation auftritt. Die gemessene Unsicherheit liegt dann noch unter der für den unkorrelierten Fall berechneten. Die auftretenden Korrelationseffekte beeinflussen somit die Unsicherheit des Einzahlwerts ganz erheblich. Eine Vorhersage der Korrelation aufgrund der dominierenden Frequenzbereiche oder der Einzahlwerte selbst ist leider nicht möglich. Damit kann für die Praxis beim derzeitigen Kenntnisstand nur empfohlen werden, entweder einen Maximalwert der Unsicherheit unter Annahme voller Korrelation zu berechnen oder aber gemittelte Unsicherheiten aus Ringversuchen als Schätzwert für die Unsicherheit zu verwenden.

• Aufbau und Erprobung eines Modellhallraums [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  V. Wittstock and H. Jachmann
[A]

Für prinzipielle bauakustische Untersuchungen wird an der PTB zunehmend die Modellmesstechnik angewandt. Durch eine Verkleinerung der Abmessungen um den Faktor 10 sowie eine entsprechende Vergrößerung der Frequenzen können nahezu ideale Verhältnisse erreicht werden, so z.B. bezüglich der Nebenwegfreiheit bei Längsdämmungsmessungen oder bezüglich der Homogenität der beteiligten Bauteile. Darüber hinaus entstehen bei Modelluntersuchungen wesentlich geringere Kosten als im Originalmaßstab. Für einige spezielle Fragestellungen ist es bei der Modelltechnik wichtig, neben den Luft- und Körperschallwellenlängen der beteiligten Schallfelder auch die Absorptionsgrade korrekt zu modellieren. Zur Auswahl geeigneter Materialien ist somit eine Messung des Absorptionsgrads unumgänglich, wozu ein Modellhallraum als zehnfache Verkleinerung eines an der PTB vorhandenen Hallraums aufgebaut wurde. Es wurden zahlreiche Untersuchungen zu den akustischen Eigenschaften des Hallraums sowie zu möglichen Verbesserungen durchgeführt. Insbesondere zeigte sich, dass die verwendeten mitteldichten Faserplatten eine Lackierung erfordern, da ansonsten die Absorption bei Frequenzen bis 40 kHz zu hoch ist. Die gemessenen Nachhallzeiten des leeren Modellhallraums erfüllen mit dieser Lackierung die Anforderungen nach EN ISO 354 und weisen überdies einen ähnlichen Frequenzverlauf wie die Nachhallzeiten des Originalhallraums auf. Für Absorptionsgradmessungen ist zudem ein Test normativ vorgeschrieben, bei dem die Zahl der Diffusoren schrittweise erhöht wird, bis sich der gemessene Absorptionsgrad einer hoch absorbierenden Materialprobe nicht mehr ändert. Dies war bei einer Diffusorfläche der Fall, die ca. 8,5% der Raumoberfläche entspricht. Der Modellhallraum ist somit für Absorptionsgradmessungen im Frequenzbereich bis zu 40 kHz qualifiziert und wurde auch bereits für erste Messungen verwendet.

• Einfluss von Raumgeometrie und Schallabsorption auf die Schalldämmung [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  M. Sommerfeld and V. Wittstock
[A]

Die Schalldämmung von Wänden ist abhängig von der modalen Struktur der beteiligten Luft- und Körperschallfelder. Um diese Effekte und deren Auswirkungen auf die Bestimmung des Schalldämm-Maßes zu untersuchen, wurden im Rahmen eines vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) geförderten Projektes Modellmessungen an einem nebenwegsfreien Modellprüfstand im Maßstab 1:8 durchgeführt. Durch eine verschiebbare Rückwand im Prüfstand wurden Variationen des Luftschallfelds erreicht und somit der Einfluss der Raumgeometrie auf die Schalldämmung analysiert. Als Prüflinge dienten zwei Bauteile (biegesteif und biegeweich), die in verschiedenen Geometrien untersucht wurden. Bei der ersten Geometrie sind Sende- und Empfangsraum unterschiedlich groß (Prüfstandsgeometrie). Die zweite beinhaltet nahezu identisch große Prüfräume, was der tatsächlichen Situation in Gebäuden entspricht (Baugeometrie). Die dritte Prüfstandsgeometrie stellt einen Sonderfall der zweiten dar, bei der die Raumtiefe so gewählt wurde, dass über die Luftschallwellenlänge genau eine Eigenschwingung des Trennbauteils angeregt wird (Spezialgeometrie). Es konnte gezeigt werden, dass die Wiederholstandardabweichung in den Prüfstandsgeometrien übliche Werte annimmt. Biegeweiche sowie biegesteife Bauteile zeigen in den Baugeometrien gegenüber den Prüfstandsgeometrien durchweg schlechtere Schalldämm-Maße. Zwischen den Einzahlkennwerten dieser beiden Geometrien liegt eine Differenz von 1dB. Bei tiefen Frequenzen ergab sich in allen untersuchten Geometrien eine signifikante Erhöhung der gemessenen Standardabweichung der Luftschalldämm-Maße. Innerhalb der Spezialgeometrie konnte man beobachten, dass die Schalldämmung in diesem Fall deutlich schlechter ausfällt und unterhalb der Koinzidenzfrequenz nochmals stark einbricht.

• Bauakustische Modellmessungen zur Ermittlung systematischer Einflüsse bei der Luftschall-Dämmung [DAGA 2008 (Dresden)]
  V. Wittstock and C. Bethke
[A]

Eine zentrale bauakustische Kenngröße ist die Luftschalldämmung. Ihr bauteilspezifischer Wert wird üblicherweise in genormten Prüfständen ermittelt. Solche Prüfstände zeichnen sich u.a. durch unterschiedlich große Sende- und Empfangsräume von mindestens 50 m Volumen, Prüflingsgrößen von ca. 10 m sowie spezielle Nachhallzeiten aus. Beim Einsatz am Bau liegen diese Bedingungen jedoch nicht generell vor, so dass die Frage steht, wie groß die Unterschiede zwischen Schalldämmungen am Bau und im Labor sind. Gefördert vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) wurde an der PTB ein Projekt durchgeführt, bei dem dieser Frage anhand von Modellmessungen nachgegangen wurde. Dabei zeigte sich, dass das bewertete Schalldämm-Maß am Bau um ca. 1 dB unter den Laborwerten liegt. Dieser Unterschied kann auch durch Einbringen von Diffusoren und zusätzlicher Absorption nicht nennenswert reduziert werden.

• Unsicherheiten in der Bauakustik und Konsequenzen [DAGA 2008 (Dresden)]
  W. Scholl and V. Wittstock
[A]

Die Kenngrößen in der Bauakustik weisen Unsicherheiten in einer Stärke auf, die es zum Teil unmöglich macht, zu entscheiden, ob Anforderungen an den Schallschutz in Gebäuden eingehalten sind oder nicht, oder in welche Qualitätsklasse ein Bauteil oder ein Gebäude einzustufen ist, oder ob Produkt A besser als Produkt B ist. Ursache hierfür ist die Komplexität bauakustischer Kenngrößen (z.B. der Schalldämmung): diese Größen müssen räumlich und zeitlich veränderliche Schallfelder unter ungenügend erfüllten Voraussetzungen mit Hilfe eines extrem nichtlinearen Bewertungsverfahrens auf eine einzige Zahl reduzieren, wobei außerdem erwartet wird, dass z.B im Labor an einem einzigen Exemplar ermittelte Werte für die ganze verwandte Bauteilfamilie gelten sollen und sich hieran bei der Anwendung im Gebäude auch nichts ändert. Da in Deutschland der Nachweis ausreichenden Schallschutzes in Gebäuden zunächst rechnerisch erbracht wird, kommen weitere Unsicherheiten des Prognoseverfahrens hinzu. Offen ist auch die Frage, welcher Messaufwand für Bauteilkataloge, Einzelnachweise, Ringversuche und Nachmessungen am Bau zu treiben ist, um mit einer gewünschten Sicherheit Aussagen machen zu können. Im vorliegenden Beitrag wird über umfangreiche Untersuchungen der PTB hierzu und die Vorschläge zur Umsetzung in der neuen DIN 4109 ''Schallschutz im Hochbau'' berichtet. Die Arbeiten wurden vom Deutschen Institut für Bautechnik in Berlin gefördert.

• Schallschutz-Vergleichsmessungen in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt im Jahr 2007 [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Stange-Kölling, V. Wittstock and H. Bietz
[A]

Alle drei Jahre finden in der Physikalisch-Technischen-Bundesanstalt die Vergleichsmessungen der anerkannten Stellen für die Erteilung allgemeiner bauaufsichtlicher Prüfzeugnisse statt. Im Rahmen dieser Vergleichsmessungen werden eine Luftschalldämmungsmessung und die Bestimmung des Normtrittschallpegels nach DIN EN ISO 140 sowie eine Zusatzaufgabe durchgeführt. In diesem Jahr bestand die Zusatzaufgabe aus der Bestimmung des Norm-Schalldruckpegels einer haustechnischen Anlage nach DIN EN ISO 10052. Für die Bestimmung der Referenzwerte und der Toleranzgrenzen wurden in diesem Jahr insbesondere beim Trittschall neue Verfahren angewendet. Die neue Verfahrensweise sowie die Ergebnisse der Vergleichsmessungen dieses Jahres werden in diesem Vortrag vorgestellt. Im Rahmen der Vergleichsmessungen werden auch die Normtrittschallhammerwerke und die Sendelautsprecher der Teilnehmer einer Kurzprüfung unterzogen. Auch diese Ergebnisse werden kurz vorgestellt.

• Metrologische Aspekte in der angewandten Akustik [DAGA 2008 (Dresden)]
  V. Wittstock
[A]

Direkte Messgrößen der angewandten Akustik sind üblicherweise die akustischen Feldgrößen, meist der Schalldruck aber auch die Schallschnelle oder die Schallintensität. Der Schalldruck wird dabei mit Messgeräten bestimmt, die auf das nationale Normal rückführbar und häufig auch geeicht sind. Bei der Messung der Schallintensität und auch der Schallschnelle ist eine solche Rückführung nur mittelbar gegeben, da heute meist Druckgradienten mit zwei Mikrofonen gemessen und speziell ausgewertet werden. Auf die interessierenden Größen wie z.B. die Schallleistung, die Schalldämmung, den Expositionspegel oder den Absorptionsgrad wird aus den gemessenen Feldgrößen geschlossen, indem festgelegte, oft genormte Bestimmungsverfahren Anwendung finden. In diesen Verfahren werden die Randbedingungen, z.B. die Verwendung spezieller Messräume, die Anwendung von Mittelungsprozeduren, wie auch alle Auswertegleichungen festgelegt. Aus metrologischer Sicht bedeutet dies, dass die Definition der interessierenden Größen über das Ermittlungsverfahren erfolgt. Zwangsläufig führen dann auch verschiedene Verfahren auf verschiedene Zahlenwerte für Größen, die in ihrem Namen nicht unterschieden werden. Besonders bei der Nachprüfung von gesetzlichen Anforderungen ist dies nur schwer hinnehmbar. Einen Ausweg stellt hier die Verwendung einheitlicher Definitionen, z.B. durch die Festlegung von Referenzverfahren, und eine korrekte Ermittlung der Unsicherheiten dar. Auf die aktuellen Aktivitäten auf diesem Gebiet wird im Vortrag eingegangen.

• Installationsgeräusche im Leichtbau [DAGA 2008 (Dresden)]
  C. Kling, V. Wittstock and H. Bietz
[A]

Die zunehmende Ausstattung moderner Wohnumgebungen mit technischen Anlagen, wie zum Beispiel Aufzügen, Klimaanlagen oder Sanitärinstallationen, erfordert auch die schalltechnische Behandlung solcher Quellen. Der im Entwurf befindliche Teil 5 der Prognosenorm EN12354 zur Berechnung der akustischen Eigenschaften von Gebäuden aus den Bauteileigenschaften befasst sich mit Geräuschen haustechnischer Anlagen und deren Ausbreitung im Bauwerk. Bisher beschränken sich der Entwurf und damit zusammenhängende Labormessverfahren auf massive Bauteile. Gerade im Sanitärbereich werden jedoch immer mehr Leichtbauteile, wie Holzrahmen- und Metallständerwände, verwendet, die sich in ihren akustischen Eigenschaften grundlegend von Massivbauteilen unterscheiden. Die uneingeschränkte Anwendung der bisher zusammengestellten Mess- und Rechenverfahren ist damit fragwürdig. Gefördert vom Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) führt die PTB ein Projekt Studie zur Anwendbarkeit des Prognoseverfahrens nach prEN 12354-5 und damit zusammenhängender Labormessverfahren (CEN TC 126 / WG 7) im Leichtbau durch, das die mit dieser Thematik verbundenen Fragen klären und eventuell Vorschläge für alternative Labormessverfahren unterbreiten soll. In der Tat zeigen die bisherigen Untersuchungen, dass die für den Massivbau entwickelten Methoden abgewandelt werden müssen, um im Leichtbau Anwendung finden zu können. Dies betrifft insbesondere die Charakterisierung der Schallquellen, die auf einem Leichtbauteil wirken. Der Vortrag berichtet über die Durchführung des Projekts und stellt die gewonnenen Erkenntnisse vor.

Wöhle, W.

• Programmsystem der SEA zur Schallausbreitung in Gebäudestrukturen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  W. Wöhle
[A]

Vorgestellt wird anhand eines Programmsystems, wie sich mit der Statistischen Energie Analyse (SEA) die Schallausbreitung in verzweigten Gebäudestrukturen, speziell durch Einbeziehung der Flankenwege, abschätzen läßt. Dazu müssen die in den Wänden(Platten) entstehenden Longitudinal- und Transversalwellen mit einbezogen werden. Das Programmsystem beruht auf der Grundlage zweier Programme. Mit einem werden die benötigten Körperschalltransmissionsgrade an den Plattenstoßstellen berechnet, das andere berechnet dann die eigentliche Schallausbreitung. Es können Strukturen bis zu 25 Räumen, 93 Platten und 280 Kanten, max. jedoch 280 Systemen gerechnet werden.

Die SEA als Statistisches Verfahren liefert Erwartungswerte. Aufgrund der Tatsache, daß Angaben über die physikalischen Eigenschaften der Platten und der entstehenden Plattenverbindungen in der Regel starken Streuungen unterworfen sind, muß dies in vielen Fällen nicht als Nachteil gewertet werden. So ist es mit Hilfe dieses Verfahrens auch sehr gut möglich, den Einfluß einzelner vorgesehenen Veränderungen an der Struktur abzuschätzen.

An Hand einiger speziell konstruierter Strukturen wird gezeigt, welche offenbar der Rechnung nur schwer zugänglichen Verbindungen noch erfaßbar sind. Das Programm rechnet in Terzabständen von 50 Hz bis 5000 Hz und liefert Angaben über Schalldruckpegel, Schnellepegel und Pegeldifferenzen als Liste oder Diagramm.

Wöllmer, M.

• 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.

Wogram, K.

• Schallausbreitung in Blechblasinstrumenten [DAGA 2005 (München)]
  K. Wogram
[A]

Bei der Klangerzeugung bei Blechblasinstrumenten entstehen in der von dem Blechrohr eingeschlossenen Luftsäule Schallwellen, die zwischen Bläserlippen und Schalltrichterrand (Stürze) hin- und herwandern. Dabei durchlaufen sie Rohrteile von sehr unterschiedlichem Durchmesser und Biegung, wodurch Reflexionen entstehen, die die Resonanzgüte der einzelnen Instrumentenresonanzen beeinträchtigen können. Es werden Ergebnisse von Untersuchungen vorgetragen, bei denen sowohl physikalische Meßmethoden als auch das Finite Elemente Verfahren erprobt wurden. Ziel der Untersuchungen ist es, die Gründe für die störenden Reflexionen aufzuspüren und damit eine Verbesserung der Ansprache von Blechblasinstrumenten zu erreichen.

Wohlmuth, B.

• Finite-Elemente-Verfahren zur präzisen numerischen Berechnung von Schallentstehung und Ausbreitung [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Kaltenbacher, R. Lerch, B. Flemisch and B. Wohlmuth
[A]

In vielen technischen Prozessen und Geräten ist die Erforschung der gewollten bzw. ungewollten Schallentstehung von entscheidender Bedeutung (z.B. Design von Lautsprechern oder Lärmreduktion bei Autos, Flugzeugen, etc). Dabei spielt innerhalb des Entwicklungsprozesses die numersiche Berechnung der Schallentstehung und Ausbreitung eine immer wichtigere Rolle. Ziel ist es, bereits in der Entwicklungsphase den zu erwartenden Schalldruck (Schallleistung, etc.) mit Hilfe der Simulation möglichst genau zu ermitteln. Damit können bereits vor der Bauphase Maßnahmen getroffen werden, welche z.B. die Einhaltung eines vorgegebenen Lärmpegels garantiert.

Der Inhalt des Vortrages wird sich zunächst auf die Schallentstehung konzentrieren und ein nichtkonformes Finite-Elemente-Verfahren vorstellen, welches eine unterschiedliche Ortsdiskretisierung für die Strukturmechanik sowie die Akustik entlang des gemeinsamen Interfaces ermöglicht. Damit können in den einzelnen Teilgebieten unabhängig voneinander optimale Gitter sowohl für die Strukturmechaik als auch die Akustik verwendet werden.

In einem zweiten Teil wird auf die Problematik der finiten Elemente bei der numerischen Berechnung der Schallausbreitung über viele Wellenlängen eingegangen. Dazu werden neuartige spektrale finite Elemente vorgestellt, welche dispersionserhaltende Eigenschaften aufweisen.

Abschliessend wird noch kurz auf die Problematik der Randbedingungen bei Finite-Elemente-Verfahren eingegangen und Möglichkeiten von absorbierenden bzw. nichtreflektierenden Randbedingungen aufgezeigt.

• Elasto-Akustik-Kopplung auf nichtkonformen Gittern [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  B. Flemisch, M. Kaltenbacher and B. Wohlmuth
[A]

Dieser Beitrag beschäftigt sich mit der numerischen Simulation von Schallwellenentstehung und -ausbreitung aufgrund vibrierender Strukturen. Für die Struktur wird eine verschiebungsbasierte Elastizitätsformulierung, für das akustische Fluid die Wellengleichung für das Geschwindigkeitspotenzial betrachtet. Die Kopplungsbedingungen am Struktur-Akustik-Interface ergeben sich aus der Forderung nach Stetigkeit der Normalengeschwindigkeit und der Oberflächenkräfte. Für die Diskretisierung des Gebietes ergeben sich zwei stark unterschiedliche Anforderungen an die Gitterweite: Einerseits erfordern eventuelle Heterogenitäten und Nichtlinearitäten eine sehr feine Auflösung der Struktur, andererseits ist für das Akustikgebiet entsprechend der zu erwartenden Wellenlänge eine oft um ein Vielfaches gröbere Auflösung völlig ausreichend. Da aufgrund begrenzter Rechenkapazitäten eine entsprechend große Gitterweite im Fluid auch dringend erforderlich ist, wird häufig das von der Struktur vorgegebene Gitter allmählich aufgeweitet. Die aus dieser Vorgehensweise resultierenden verzerrten Elemente verfügen allerdings über schlechte Approximationseigenschaften. Hier wird ein alternativer Ansatz vorgeschlagen: Es ist zulässig, dass die Gitter für Struktur und Fluid am gemeinsamen Interface nicht zusammenpassen. Dies ermöglicht es, auf jedem Teilgebiet das jeweils beste Gitter für die Approximation der entsprechenden Größen einzusetzen, ohne auf das andere Teilgebiet Rücksicht nehmen zu müssen. Die diskrete Problemformulierung bleibt grundsätzlich erhalten, allerdings ist zu beachten, dass am Interface Funktionen verschiedener Gitter gekoppelt werden müssen. Dieser Zugang erlaubt die Verwendung höchst unterschiedlicher Gitterweiten für Struktur und Akustik. Seine Effizienz und Anwendbarkeit werden anhand zahlreicher numerischer Beispiele demonstriert. Darüber hinaus wird auf die Lösung der gekoppelten Gleichungssysteme eingegangen. Hier bietet es sich an, die eventuell nichtlinearen Strukturgleichungen und die linearen Akustikgleichungen in einem iterativen Prozess voneinander entkoppelt zu lösen.

Wojcik, J.

• Determination of nonlinearities produced by strong focused beams [DAGA 2002 (Bochum)]
  J. Litniewski, J. Wojcik and L. Filipczynski
[A]

Propagation of acoustic waves in scanning acoustic microscopy (SAM) is a complex problem due to finite amplitude distortions. Non-linear effects produced by strong focused beams with half angle apertures exceeding 160 can not be described by existing theories. Non-linear effects were determined using two methods: an exact numerical and an experimental. Numerical calculations were performed basing on the non-linear propagation procedures derived before by one of the authors. The measurements were based on the 100 MHz PVDF probe constructed with the active probe diameter of 1 mm, SAM system constructed in our department, Panametric pulsar/receiver system 5900PR and HP 54810A sampling oscilloscope. Acoustic pulses of four periods duration with the frequency of 34 MHz were focused by a glass spherical lens filled with water and with the focal length of 3 mm and the aperture half angle of 500. The probe was placed in the focal region. After detecting by the probe and after wide band amplification the signals were sampled and stored by a digital oscilloscope. The signal amplitude spectra were obtained and compensated for the frequency characteristic of the probe The computed spectra were in a good agreement with experiments up to the 5-th harmonic. The results present actual state and further possibilities of the applied numerical method for the detail investigations of nonlinearities in the ultrasonic microscopy.

Wokurek, W.

• Erfassung des glottalen Öffnungsgrades durch Formantveränderungen während der Sprachgrundperiode [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  W. Wokurek
[A]

Die Parametrisierung der Stimmqualität ist weitgehend auf indirekte Messmethoden wie inverse Filterung oder Elektroglottographie angewiesen, da die direkte Erfassung von Schalldruck und Schallschnelle nahe der Glottis derzeit nur invasiv möglich ist. In dieser Arbeit wird versucht, den Grad der glottalen Öffnung durch Messung der Veränderungen der Resonanzparameter des Vokaltrakts zu erfassen. Je weiter die Glottis geöffnet ist, um so stärker ist der subglottale Hohlraum akustisch an den Vokaltrakt gekoppelt. Das senkt die Resonanzfrequenzen und vergrößert Dämpfungen und Bandbreiten. Die Resonanzparameter werden durch lineare Prädiktion geschätzt und deren Verläufe mit der elektroglottographischen Messungen verglichen.

• 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.

Wolf, Alexander

• 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.

Wolf, Arthur

• Model-Based Dereverberation of Single-Channel Speech Signals [DAGA 2008 (Dresden)]
  M. Buck and A. Wolf
[A]

Speech applications in closed rooms often face the problem of signal reverberation which reduces speech intelligibility and impairs automatic speech recognition. The classical approaches to this problem are inverse filtering and deconvolution. These approaches however need to blindly estimate a large number of parameters. An alternative approach suppresses the reverberant signal components by spectral weighting. Similar to the spectral subtraction the power spectral density of the unwanted signal component, i.e. the reverberant signal component, has to be estimated and the filter weights are obtained by a predefined filter characteristic. The estimation of the power spectral density of the reverberant signal component is based on a simple model for the decay of sound energy in a closed room. The model takes some well-known principles of room acoustics into account and contains only three parameters. This contribution presents a method to determine these parameters adaptively and to estimate the power spectral density of the unwanted reverberation signal in an efficient manner. Evaluations show that the proposed system considerably improves the performance of automatic speech recognition.

Wolf, B.

• Virtuelles Labor zur Analyse der Möglichkeiten und Grenzen personalisierter akustischer Biofeedbacktherapien [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  P. Friedrich, A. Scholz, J. Clauss, D. Benning and B. Wolf
[A]

Publikationen aus unterschiedlichen medizinischen Disziplinen zeigen, dass die Qualität bei der Erhebung physiologischer Daten an Menschen sehr stark von Ort und Zeitpunkt abhängig ist. Im Bereich der Blutdruckmessung ist in vielen Veröffentlichungen der so genannte ''Weisskitteleffekt'' beschrieben worden. Dieser ist aber lediglich nur ein Beispiel dafür, welches Ausmaß psychophysische Reaktionen auf das physiologische Messsignal haben können. Zur Entwicklung personalisierter akustischer Biofeedbacktherapien haben wir uns deshalb entschlossen, ein virtuelles telemedizinisches Versuchslabor aufzubauen. Damit soll sichergestellt werden, dass die erhobenen Daten im authentischen Umfeld gewonnen werden und damit auch zuverlässigere Ergebnisse liefern. In einem ersten Ansatz besteht das Labor aus zehn mobilfunkgestützten Datenerfassungseinheiten, die über Sensoren physiologische Daten übertragen. Als Grundbaustein dienen Unterarmblutdruckmessgeräte, die sowohl eine autonom als auch on demand gesteuerte Blutdruckmessung erlauben. Die wissenschaftliche Grundlage des Projektes besteht darin, dass in unzähligen Publikationen die blutdrucksenkende Wirkung von speziellen Musikstücken und iterativen Klangmustern beschrieben wird. Weiterhin hat sich gezeigt, dass es bezüglich der blutdrucksenkenden Wirkung individuelle akustische Präferenzen gibt. Mit dem oben beschriebenen System sollen deshalb statistisch belastbare Daten für eine personalisierte akustische Biofeedbacktherapie gewonnen werden. Durch flankierende physiologische und endokrinologische Messungen sollen Parameter gewonnen werden, die zur präziseren Beschreibung der Reizwirkungskette führen sollen. Diese Werte werden derzeit an den Versuchspersonen konventionell erhoben, die Integration entsprechender Sensoren in die Blutdruckmanschette ist jedoch bereits in Arbeit.

• Ermittlung einer überoptimalen Musiksequenz für eine personalisierte akustische Biofeedbacktherapie der essentiellen Hypertonie
  P. Friedrich and B. Wolf
[A]

Die Erhebung physiologischer Daten am Menschen ist bekanntermaßen sehr stark von Ort und Zeitpunkt abhängig. Der ''Weißkitteleffekt'' ist nur ein Beispiel dafür. Zur Entwicklung neuer Therapien sind zuverlässige Ergebnisse aus Datenerhebungen in authentischen Umgebungen sehr wichtig. Um dies zu ermöglichen wurde ein virtuelles Labor auf Basis des am Heinz Nixdorf-Lehrstuhl für Medizinische Elektronik entwickelten Telemetric Personal Health Monitoring System aufgebaut. Damit werden zusammen mit einer Reha-Klinik relevante Daten zur Entwicklung einer personalisierten akustischen Bio-Feedbacktherapie ermittelt. Die wissenschaftliche Grundlage des Projektes besteht darin, dass in vielen Publikationen die blutdrucksenkende Wirkung von speziellen Musikstücken und iterativen Klangmustern beschrieben wird. Weiterhin hat sich gezeigt, dass es bezüglich der blutdrucksenkenden Wirkung individuelle akustische Präferenzen gibt. Ebenso ist bekannt, dass akustische Signale metabolische und zentralnervöse Funktionen modulieren können. Zur Darstellung der diese Signale bestimmenden physikalischen Parameter werden interaktive Filtersysteme benutzt, um die bioakustisch relevanten Muster zu isolieren. Das dazu in MATLAB entwickelte Analyseverfahren wird vorgestellt und erläutert. Weiterhin werden erste Ergebnisse zur Ermittlung blutdrucksenkender akustischer Muster präsentiert. Die daraus entwickelten überoptimalen Sequenzen wurden bezüglich ihrer Wirkung an Probanden getestet. Die Resultate werden vorgestellt. Der Beitrag zeigt, dass mittels Spektralanalyse die Anteile mit einer ganz bestimmten Wirkung in der Musik, in diesem Fall die blutdrucksenkende Wirkung, skelettiert werden können und liefert neue Erkenntnisse auf dem Gebiet der Untersuchungen zu Wirkung von Musik.

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

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

Wolf, K.

• Modellreduktionsverfahren bei der Regelung von aktiven Systemen zur Minderung der Schallabstrahlung [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Doll and K. Wolf
[A]

Intelligente oder adaptronische Systeme bilden zunehmend die Grundlage für zukünftige Entwicklungen in vielen Bereichen des Maschinenbaus. Diese Systeme sind durch den Einsatz multifunktionaler Werkstoffe und aktiver Regelungssysteme gekennzeichnet. Auch in der Maschinenakustik kommen verstärkt adaptive Systeme zum Einsatz mit dem Ziel, Geräusche zu verringern (Active Noise Control) oder zu verändern (Sound Design).

Bei der Technik Active Structural Acoustic Control (ASAC) werden piezokeramische Aktoren und Sensoren verteilt auf eine schallemittierende Fläche aufgebracht. Mit einer geeigneten Regelstrategie und einem Echtzeit DSP-System werden die Strukturschwingungen reduziert und somit die Schallabstrahlung deutlich verringert. Aktive Systeme zur Vibrationsminderung werden in der virtuellen Simulationsumgebung entworfen und getestet. Modellreduktionsverfahren stellen dabei ein wichtiges Glied in der Entwicklungskette aktiver Systeme dar. Exakte Modelle der realen Struktur bilden die Grundlage der Reglerentwicklung und des Entwurfs aktiver Systeme. Finite Elemente Modelle bieten die Möglichkeit, eine sehr exakte Beschreibung der realen Struktur zu liefern. Allerdings sind die Modelle i.a. aufgrund ihrer Komplexität nicht direkt für den Einsatz in modellbasierten Regelungen geeignet. Mit speziellen Reduktionsverfahren können komplexe Modelle auf ein Minimum an Freiheitsgraden reduziert werden. Die reduzierten Modelle eignen sich dann sowohl für den Test der Echtzeit-Regelung, als auch für die Modellierung des Sekundärpfades eines adaptiven Reglers zum Einsatz am realen System.

• Maßnahmen zur akustischen Optimierung von Serverschränken [DAGA 2008 (Dresden)]
  L. Kurtze and K. Wolf
[A]

Durch moderne, leistungsstarke Computersysteme muss in Serverschränken immer mehr Wärme abgeführt werden. Die Geräuschentwicklung der dafür notwendigen Belüftungssysteme nimmt entsprechend zu. Aber auch die in den Schränken eingebauten Server werden tendenziell lauter. In einem Gemeinschaftsprojekt der Arbeitsgruppe ''Maschinenakustik'' an der TU-Darmstadt und der Rittal GmbH & Co. KG in Herborn werden Serverschränke auf akustische Schwachstellen hin untersucht. Daraus resultierend wurden sowohl passive als auch aktive Verbesserungsmaßnahmen entwickelt. Die tonalen Frequenzanteile zwischen 100 Hz und 1000 Hz sind besonders störend. Sie werden vor allem von der Lüfterdrehfrequenz und deren Vielfachen verursacht. Im Rahmen eines Advanced Design Projects wurde von Studenten die Lüfterwanne optimiert und ein Absorptionsschalldämpfer entworfen. Dabei konnte der Schallleistungspegel um 8,4 dB(A) reduziert werden. Aufgrund der von den eingebauten Servern verursachten Geräusche ist die Erhöhung der Luftschalldämmung des Serverschranks ein weiteres, wichtiges Thema. Auch diesbezüglich wurden passive Optimierungsmaßnahmen durchgeführt. Um die Schwingungen der Glasscheibe in der Schranktür zu reduzieren, wird bei einem Prototyp ein aktives System getestet. Dabei kommen Piezoaktoren zum Einsatz, die am Rand der Scheibe befestigt sind. In der Präsentation werden die Vor- und Nachteile der jeweiligen passiven und aktiven Verfahren gegenübergestellt.

• Vorausberechnung der Schwingungsanregung von dynamischen Systemen in Abhängigkeit der Struktureigenschaften [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Back and K. Wolf
[A]

Ein Verfahren zur Vorausberechnung des übertragenen Körperschalls am Aufstellort einer Maschine bei Einzelpunktbefestigung ermöglicht bereits im Entwicklungsstadium durch Variation der Abkoppelelemente bzw. durch eine Veränderung der Impedanz des späteren Aufstellortes eine Optimierung hinsichtlich der zu erwarteten Schnelle vorzunehmen.

Zunächst wird das Verfahren auf Basis der Eingangsimpedanzen mathematisch hergeleitet und an einer Beispielstruktur angewendet und überprüft. Anschließend wird untersucht, wie sich der Schwingungspegel in Abhängigkeit der Struktureigenschaften verändert. Dazu wird die Eingangsimpedanz an der Koppelstelle in ihre mechanischen Eigenschaften getrennt und kann anschließend entsprechend verändert werden.

Mit den Erkenntnissen dieser Arbeit können die immer häufiger auftretenden akustischen Forderungen in Lastenheften von Industrieanlagen, die die Übertragung von Körperschall einschränken, in Abhängigkeit der späteren Aufstellbedingungen bereits vor der Installation am späteren Einsatzort überprüft werden.

• Lehre der ''Maschinenakustik'' für BSc- und MSc-Studiengänge an der TU Darmstadt nach der neuen Studienordnung [DAGA 2008 (Dresden)]
  R. Storm and K. Wolf
[A]

Mit der Einführung der neuen Bachelor- und Master-Studiengänge an der TU Darmstadt ergeben sich im Rahmen der neuen Studienordnung für die Studenten der Fachrichtung ''Mechanical and Process Engineering'' interessante Fächerkombinationen mit zukunftsweisenden Schwerpunktbildungen. Die ''Maschinenakustik'' wurde zu einem Kernlehrfach aufgewertet, womit der Grundstock für eine Vielzahl neuer Lehrangebote gelegt ist. Die Studenten reagieren mit stark zunehmenden Hörerzahlen darauf. In den letzten 5 Jahren wuchs die Hörerzahl pro Jahrgang um ca. 3 dB/Jahr von durchschnittlich 7 auf aktuell 55 Studenten. Zentrale Vorlesungen sind die beiden langjährigen, zweisemestrigen Vorlesungen ''Maschinenakustik-Grundlagen'' und ''Maschinenakustik-Anwendungen'', im Umfang von jeweils 2V+1Ü Semesterwochenstunden. In den letzten 4 Jahren kamen als Wahlpflichtveranstaltungen neu hinzu: eine industrienahe Akustikausbildung im studentischen Team, ein externes Fachpraktikum sowie ein Tutorium mit Schwerpunkt ''Akustische Messtechnik''. Durch die Integration der ''Maschinenakustik'' 2005 im neuen Fachgebiet ''Systemzuverlässigkeit & Maschinenakustik'' (Prof. Hanselka) entstehen aktuell weitere Spezialvorlesungen mit den Schwerpunkten Active Noise Control, Active Vibration Control und Active Structural Acoustic Control. Zusammen mit anderen Fachgebieten der TUD werden auch Vertiefungen in den Bereichen ''Umweltschutzgerechte Produktentwicklung'', ''Sounddesign/Soundquality'' (Psychologie) und ''Akustische Maschinendiagnose'' ab 2009/2010 geplant, womit auf entsprechende Anregungen aus der Industrie reagiert wird. Der Beitrag enthält erste Erfahrungen und beschreibt die Schwierigkeiten bei der Umsetzung der neuen Ausbildungsziele.

Wolfe, J.

• Acoustic impedance measurement of the clarinet players' airway [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  C. Fritz and J. Wolfe
[A]

Understanding of the playing regimes of the clarinet requires measurements of the acoustical impedance spectra of the player's airway, as well as that of the instrument and knowledge of the mechanics of the reed. Previous measurements of the airway (Hoekje, Wilson) are not fully exploitable or applicable because they either were not necessarily performed in playing conditions, lack phase information, or contain high levels of background noise. We report experiments to measure the impedance for conditions close to those used in playing. The impedance spectrometer used, originally developed by Smith and Wolfe, has been modified by the integration of the measurement head in a clarinet mouthpiece. A highly damped parallel leak, with low acoustic admittance, enables the musicians to blow air into the 'instrument'. Mounted on a tube with appropriately placed rings under the fingers, this convincingly simulates, for the player, the feeling of holding a clarinet ready to play. Impedance spectra (magnitude and phase) were measured for a range of simulated playing conditions with a group of professional clarinettists. The reproducibility of the measurements is high, probably because accomplished musicians have a 'muscle memory' that enables them to reproduce with high precision the vocal tract and tongue configurations required for particular playing conditions. The significance of these spectra will be discussed in terms of models of the playing regimes of clarinets, and also in terms of players'statements about the role of the vocal tract in different registers and conditions, and their intentions when preparing to play.

Wolff, K.

• NVH Drive Line Optimisation by MBS [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  K. Wolff, E. Braun and N. Alt
[A]

Obwohl die Aufgabe des Antriebstrangs lediglich darin besteht, das Drehmoment auf die Straße zu übertragen, ist die Auslegung durch eine Reihe von Vorgaben wie z. B. Haltbarkeit, Packaging, Akustik, Fahrverhalten sehr anspruchsvoll. Die Vorgaben führen oft zu widersprüchlichen Anforderungen, bei denen man angemessene Kompromisse in Kauf nehmen muss.

Die vorliegende Arbeit untersucht zwei Beispiele, bei denen Abstriche unvermeidlich sind, und zeigt auf, wie man den bestmöglichen Kompromiss finden kann. Ein Beispiel behandelt das Problem des Getrieberasselns bei Handschaltgetrieben unter Berücksichtigung von Aspekten sowohl der Akustik als auch der Fahrbarkeit. Ein zweites Beispiel behandelt das ''Clunk-Geräusch/Vibrationen'' bei Fahrzeugen mit Automatikgetriebe. Bei einem Gangwechsel im Stand von ''D zu R'' oder von ''P zu R'' können störende ''Clunk-Geräusche'' und Vibrationen auftreten.

Mit Hilfe von Tools wie z. B. Mehr-Körper-Simulation (MKS) und and Computer Aided Testing (CAT) werden Optimierung durchgeführt. Für die MKS Methode wird ein komplettes Fahrzeugmodell benötigt, bestehend aus Aggregat, Antriebsstrang und Chassis. Die Gummilager aller elastisch aufgehängten Komponenten - Powertrain, Differential, Fahrschemel - werden ebenfalls berücksichtigt. Durch eine Sensitivitätsanalyse kann der Einfluss der wichtigsten Parameter untersucht und somit der beste Kompromiss gefunden werden.

Zur Reduktion des Getrieberasselns werden u.a. die Einflussmöglichkeiten über die Kupplung und Antriebswellen analysiert. Zum ''Clunk''-Phänomen werden die Ursachen und ebenfalls mögliche Lösungen, z. B. Gelenkspiel, im Detail erörtert.

• Fahrzeugaußengeräuschsimulation [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  N. Alt, K. Wolff, G. Eisele and F. Pichot
[A]

Derzeit ist der Außengeräuschpegel der beschleunigten Vorbeifahrt der einzige gesetzliche Grenzwert für die Fahrzeugakustik. Im Rahmen einer weiteren Geräuschemissionsreduzierung ist eine Verschärfung der Grenzwerte und/oder der Prozedur zu erwarten.

Die Simulation des Vorbeifahrtgeräusches kann die Entwicklungsaktivitäten der Automobilhersteller auf diesem Gebiet unterstützen. Sie basiert auf der Messung der einzelnen Teilschallquellen und der entsprechenden Luftschalltransferfunktionen. Wichtige Teilschallquellen sind z.B. Motor, Ansaugmündung, Abgasmündung und Reifen. Die Transferfunktionen sind von der Position des Fahrzeuges abhängig und werden reziprok gemessen.

In der Simulation werden die einzelnen Anregungen synchronisiert und mit den Transferfunktionen gefiltert. Dadurch wird das Gesamtgeräusch auf die einzelnen Geräuschpfade zurückgeführt und die einzelnen Geräuschpfade können bezüglich Anregung, Übertragungsverhalten und Frequenzgehalt analysiert werden.

Dies ermöglicht eine Konzentration der Entwicklungsarbeiten auf die dominanten Beiträge und die Schwachstellen des Fahrzeugs und Motors.

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

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

Wolff, Markus

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

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

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

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

Wolff, Matthias

• Anwendung Stochastischer Markovgraphen in einem integrierten Spracherkennungs- und -synthesesytem [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  M. Eichner, S. Ohnewald, M. Wolff and R. Hoffmann
[A]

Moderne Spracherkennungs- und -synthesesysteme weisen zunehmende Ähnlichkeiten hinsichtlich der verwendeten Algorithmen und Datenbasen auf. Ausgehend von dieser Erkenntnis haben wir ein kombiniertes Spracherkennungs- und -synthesesystem entwickelt, das auf der ESSV2000 in Cottbus vorgestellt wurde. Die akustische Modellierung haben wir durch die Verwendung von sogenannten Stochastischen Markov Graphen (SMG) anstatt von HMMs verbessert. In der Literatur wurde bereits die Überlegenheit von SMGs in der Spracherkennung nachgewiesen. Wir haben ein Verfahren zur Zustandsauswahl und Zustandsdauerberechnung entwickelt und konnten durch Experimente eine Verbesserung der Synthesequalität nachweisen. Das System gliedert die Prozesse der Spracherkennung und Sprachsynthese in jeweils vier Verarbeitungsebenen: akustische Analyse und Synthese, akustische Modellierung, Lexikonebene (Graphem-Phonem-Umsetzung und Verarbeitung von Aussprachevarianten) sowie Sprachmodellebene. Wir verfolgen mit unserem Ansatz zwei hauptsächliche Ziele: - Forschung: Entwicklung eines experimentellen Werkzeugs welches eine bessere Einsicht in die Zusammenhänge und Gemeinsamkeiten von Sprachsynthese und -erkennung im Sprachdialog ermöglicht. Ein wesentlicher Aspekt der Forschung ist die Fehleranalyse im Spracherkennungsprozeß durch Resynthese. - Ausbildung: Im Zusammenhang mit unseren Aktivitäten auf dem Gebiet des Teleteaching und der internetbasierten Lehre soll eine Webdemonstration des integrierten Spracherkennungs- und -synthesesytems erstellt werden, welches des Studierenden einen tieferen Einblick und ein verbessertes Verständnis für die Technologien in der automatischen Sprachverarbeitung vermitteln wird. In unserem Beitrag beschreiben und diskutieren wir die Architektur eines integrierten Spracherkennungs- und -synthesesytems und berichten über experimentelle Ergebnisse in der Erkennung und Synthese auf der akustischen Ebene. Wir diskutieren im Detail Aspekte der Anwendung von SMGs anstelle von HMMs in der Sprachsynthese.

• Multimediale Beiträge zur elektronischen Lehre auf dem Gebiet der Signalverarbeitung und Akustik [DAGA 2002 (Bochum)]
  R. Hoffmann, U. Kordon and M. Wolff
[A]

Die Effektivität und Nachhaltigkeit der universitären Ausbildung auf den Gebieten Akustik und damit verbundener Grundlagen wie der Signalverarbeitung kann durch den Einsatz multimedialer Komponenten wesentlich verbessert werden. Prinzipiell können dafür das Präsenzstudium als auch die Möglichkeiten des Internet genutzt werden. Im Beitrag werden Konzepte für Tutorien und webbasierte Vorlesungen zum Themenkreis Signalanalyse, Mustererkennung, Psychoakustik und Sprachsignalverarbeitung vorgestellt, die im Rahmen eines BMBF-geförderten Verbundprojektes realisiert werden sollen. Im Vordergrund stehen dabei zunächst das Präsenzstudium ergänzende multimediale Aspekte, die die Basis für spätere webbasierte Vorlesungsversionen bilden sollen. Gegenüber anderen Ansätzen zeichnet sich das Vorhaben dabei durch die beabsichtigte Integration von Spracherkennungs- und Sprachsynthesekomponenten zur besseren Anpassung bestimmter Lehrabläufe an den Nutzer aus. Neben konzeptionellen Gesichtspunkten wird eine spezielle Programmierumgebung zur Erstellung entsprechender multimedialer Webpräsentationen diskutiert.

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

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

• 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.

• Stimmaktivierung eines Spracherkenners unter Berücksichtigung prosodischer Merkmale und der Variabilität der Aussprache [DAGA 2005 (München)]
  M. Kühne, M. Wolff, M. Eichner, S. Werner and R. Hoffmann
[A]

Einen kritischen Punkt für den praktischen Einsatz von Spracherkennern stellt die Aktivierung des Systems dar. Viele aktuelle Systeme erfordern eine 'push-to-talk'-Freischaltung durch den Benutzer. Für die Mehrzahl der Anwendungen ist eine manuelle Aktivierung jedoch unzweckmäßig. Eine automatische Freischaltung des Erkenners ermöglicht eine deutlich ergonomischere Bedienung durch ein komplettes 'hands-and-eyes-free' Sprachinterface. Üblicherweise werden solche Systeme als Schlüsselwortdetektoren implementiert, welche den Spracheingabestrom kontinuierlich nach einem vordefinierten Ansprechwort durchsuchen. Prosodische Faktoren wie die Stimmmelodie oder die Modellierung der Aussprachevariabilität des Schlüsselwortes fanden bisher in den Verfahren zur Stimmaktivierung nur sehr geringe Beachtung.

In einem ersten Schwerpunkt wird ein sprecherunabhängiges Verfahrens zur Integration prosodischer Merkmale in die Erkennungstrategie vorgestellt. Basierend auf der Grundfrequenz- und Energiekontur des Schlüsselwortes beim Ansprechen des Erkenners wurde ein Hidden Markov Modell trainiert. Das prosodische Modell wurde anschließend zur Überprüfung der Schlüsselworthypothesen des Kommandoerkenners verwendet. Durch die Verwendung von Aussprachevarianten des Schlüsselwortes konnte die Erkennungsleistung leicht gesteigert werden. Die Berücksichtigung prosodischer Informationen führte zu einer signifikanten Reduzierung der Fehlerraten, insbesondere der Fehlalarmrate des verwendeten Kommandoerkenners. Die Erkennungsleistung des prosodischen Modells wurde mit den Ergebnissen von Versuchspersonen in Hörversuchen bei identischer Aufgabenstellung verglichen.

In einem zweiten Schwerpunkt wird gezeigt, dass die Modellierung der Aussprachevariabliltät des Schlüsselwortes die Erkennungsleistung ebenfalls verbessert kann. Die Aussprachevarianten des Schlüsselwortes wurden mit Hilfe eines phonetischen Netzwerkes dargestellt, welche automatisch aus Sprachaufnahmen trainiert werden können. Auf ein entsprechendes Lernverfahren wird kurz eingegangen.

• Auswertung von Korotkoff-Geräuschsignalen mit Verfahren der Mustererkennung für die Blutdruckmessung am aktiven Menschen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  U. Kordon, M. Wolff and H. Hussein
[A]

Ein besonderes Problem bei der Auswertung von Messsignalen für die Blutdruckmessung stellen Signale dar, die am aktiven Menschen gemessen wurden und durch die Bewegung gestört sein können. Diese Anwendung gewinnt aber vor allem im nicht-therapeutischen Bereich (z. B. privater Fitnessbereich, Sport usw.) zunehmend an Bedeutung. Die hier eingesetzten Messgeräte arbeiten dabei hauptsächlich nach dem ''oszillometrischen Verfahren'', was aber für verlässliche Messungen einen Probanden in Ruhe voraussetzt. Als alternatives Messverfahren wird die akustische Auswertung der sogenannten Korotkoff-Geräusche verwendet, worauf üblicherweise die ''klassische'' Blutdruckmessung in der Alltagsmedizin beruht. Durch eine geeignete Messanordnung und nachfolgende Signalverarbeitung bzw. -auswertung soll dieses Verfahren auch für die Blutdruckmessung am aktiven Menschen eingesetzt werden.

Auf Grund des Charakters der Störkomponenten ist der Einsatz einfacher Detektionsalgorithmen für die relevanten Messzeitpunkte Anfang und Ende des Korotkoff-Geräuschs im Messsignal wenig aussichtsreich. Aus diesem Grund wird dazu ein Mustererkennungsansatz vorgeschlagen, wie er z. B. im Bereich der automatischen Spracherkennung für die Detektion von bestimmten Schlüsselwörtern in Wortketten verwendet wird.

Das gesamte Messsignal wird zunächst in einem Analysator in eine zeitliche Folge von Kurzzeit-Merkmalen transformiert. Im Referenzmusterspeicher des Systems ist eine individuelle Vergleichsfolge eines typischen Korotkoff-Geräuschs gespeichert. In der Vergleichsstufe wird nun der Bereich im Messsignal bestimmt, der dem Referenz-Korotkoff-Geräusch ''am besten'' (minimaler Abstand) entspricht.

Die damit erreichbare Detektionssicherheit der Messzeitpunkte im gestörten Messsignal für die Blutdruckmessung beträgt ca. 65 % bei einem Fehler des entsprechenden systolischen bzw. diastolischen Druckwertes von ca. + 10 mm/Hg.

• Klassifikation akustischer Signale
  M. Wolff
[A]

Verfahren der Vektor- und Vektorfolgenklassifikation sind vor allem in der Spracherkennung sehr gebräuchlich. Sie können jedoch ebenso erfolgreich zur Lösung von Mustererkennungsaufgaben für eine Vielzahl anderer akustischer Signale eingesetzt werden. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über einige wichtige Techniken wie Support Vector Machines, Gaussian Mixture Models, Hidden Markov Models sowie Finite State Machines.

Mit Hilfe aller dieser Techniken können selbst lernende Klassifikatoren erstellt werden, welche von der Darstellung des akustischen Signals als Folge von (spektralen oder anderweitigen) Merkmalvektoren ausgehen, Modelle typischer Vektorfolgen bilden können und fähig sind, unbekannte Vektorfolgen zu einmal gebildeten Modellen zuzuordnen. Die Leistungsfähigkeit dieser Verfahren wird anhand von praktischen Anwendungen aus folgenden Bereichen gezeigt:

- zerstörungsfreie akustische Prüfung: Ultraschallüberwachung und -prüfung von Bauteilen (am Beispiel von Flugzeugrumpfschalen und Getrieberädern), passive Überwachung beweglicher Teile (am Beispiel von Walzen und Magnetventilen),

- Biosignalverarbeitung am Beispiel der akustischen Blutdruckmessung durch Auswertung von Korotkoff-Geräuschen und

- Musiksignalverarbeitung am Beispiel der automatischen Beurteilung der Güteklasse von Musikinstrumenten anhand von auf ihnen gespielten Solostücken.

Wolff, O.

• Binaural Auralisation of Vibrating Surfaces – Laser Scanning Vibrometry Combined with Binaural Transfer Path Analysis [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. Wolff, S. Guidati, R. Sottek and H. Steger
[A]

Laser Scanning Vibrometry has become a well-established working tool for vibration analysis in different areas of automotive industry and research. Apart from statics and strength a lot of applications are increasingly concerned with acoustics. The knowledge of vibration behaviour alone is usually not sufficient to fully describe the acoustical behaviour, since the sound radiation factor, the transmission of the sound to the drivers's ears (airborne transfer functions) as well as the structural pattern of the sound itself (psychoacoustic perception) have not been adequately taken into account so far. A new method is presented combining laser scanning vibrometer measurements with binaural transfer path analysis. Airborne noise transfer functions between driver's ears and the vibrating surfaces are measured with a binaural sound source by making use of the reciprocity principle. Thus visual representation of structural vibrations is not limited to e.g. the amplitude of a certain vibration, but is numerically weighted with the binaural airborne noise transfer function instead. This new type of representation is a measure for the acoustic relevance of the structure and points to single areas responsible for the noise at the driver's ears. This procedure allows the binaural auralisation of acoustical contributions from different areas of a vibrating structure. Measured acoustic transfer functions can also be used as filters for time data visualisation. This provides additional access to non-stationary investigations as well (e.g. run-ups). Experimental results gained from a model structure that has been built up for investigation purposes as well as first results on a test vehicle will be presented.

• Binaural Panel Noise Contribution Analysis – An Alternative to the Conventional Window Method [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  O. Wolff and R. Sottek
[A]

When designing the interior noise of a vehicle it is often interesting to know the noise contributions from single surface areas to the total interior noise. The conventional ''window method'', sometimes also called ''subtractive procedure'', requires the partial or full encapsulation of the passenger compartment with a proper sound insulation package. This vehicle condition serves as a reference. The sound level of the reference condition is related to the measured sound level for sound insulation packages where insulation material has been selectively removed from the individual surfaces of interest (windows). The level difference is used as a measure for the acoustical surface contribution to the total sound level. Unfortunately, test drives on roads are hard to realise due to safety reasons. The weight of the sound insulation package alters the structure of the vehicle and the absorption behaviour of the cabin is changed, too. Additionally, the preparation of the sound insulation package is generally time consuming and expensive. However, HEAD acoustics is able to present a new procedure, the binaural panel noise contribution analysis. By using a special sensor array which is applied to the surface under investigation, it is possible to perform measurements while driving on the road. Vehicle structure and absorption behaviour are not changed by the array. In addition to significant time- and cost-saving-effects, this new procedure offers a wide range of analysis possibilities. Room acoustics is taken into account and enables users to listen binaurally to the noise contributions of individual surface areas. The described procedure has been successfully tested on several vehicles.

• Umsetzung einer neuen Metrik zur Ermittlung und Optimierung der Sprachverständlichkeit im Fahrzeuginneren [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  M. Viktorovitch and O. Wolff
[A]

Der Speech-Transmission-Index (STI), der ursprünglich für die Raumakustik und Telekommunikationssysteme vorgesehen war, hat das Ziel, die Qualität der Sprachübertragung innerhalb eines vorgegebenen akustischen Systems zu ermitteln. Der Hauptunterschied zwischen dem STI und dem gemeinhin genutzten Articulation Index (AI) ist, dass die Berechnung des STI sowohl das Hintergrundgeräusch an der Position des Sprechers, als auch die Änderung des Sprachsignals durch seine Übertragung vom Sprecher zum Hörer in Betracht zieht.

Rieter Automotive AG hat die Anwendung dieser Metrik auf die Automobilindustrie erweitert. Zunächst wurde der Mehrwert dieses neuen Indexes für die Fahrzeugakustik ermittelt. Dann wurde eine für den industriellen Hintergrund geeignete Messmethode entwickelt.

Rieter Automotive AG nutzt diesen Index jetzt zur Ermittlung der Sprachverständlichkeit in Fahrzeugen. Ausserdem ist zur Zeit eine Methode zur Optimierung der Sprachverständlichkeit in Entwicklung.

Es werden die Entwicklungen vorgestellt, die bei der Rieter Automotive AG ausgeführt wurden, um die neue Vorgehensweise zur Messung des STI innerhalb der Firma erfolgreich umzusetzen. Konkrete Beispiele der Nutzung des Indexes werden vorgestellt.

Wolfrum, B.

• 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.

• 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.

Wollherr, H.

• Korrigierbarkeit aufstellungsbedingter Lautsprechereigenschaften [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  H. Wollherr
[A]

Das Übertragungsverhalten von Lautsprechern wird üblicherweise im ungestörten Schallfeld (Direktfeld) beschrieben. Im Hallraum (Diffusfeld) können auch Aussagen über die frequenzabhängige Gesamtabstrahlung bei freier Aufstellung getroffen werden. Sind die Räume, in denen Lautsprecher betrieben werden, genügend groß, kann aus der Kombination dieser Ergebnisse mit brauchbarer Zuverlässigkeit auf die Klangfarbenqualität im Anwendungsfall geschlossen werden. In üblichen Raumsituationen sind aber im hauptsächlich interessierenden Frequenzbereich sowohl die linearen Raumabmessungen, wie auch die Abstände der Lautsprecher zu reflektierenden Wänden im Vergleich mit den Schallwellenlängen weder ausreichend groß, noch ausreichend klein. Es ist also weder mit einer Diffusfeld? noch mit einer Druckkammeranregung zu rechnen. Vielmehr entstehen einerseits Rückwirkungen der den Lautsprecher benachbarten Wände auf die Richtungs? und Frequenzabhängigkeit der Lautsprecherabstrahlung. Andererseits bilden sich durch die Überlagerung reflektierter Schallwellen für die verschiedenen Frequenzen unterschiedlich ausgeprägte Wellenmuster (Moden) aus. Bei der Abtastung eines Modenfeldes ergeben sich an allen Raumpunkten unterschiedliche Spektren. Für einen bestimmten Frequenzbereich, der an einem Abhörpunkt gegenüber dem Mittel der anderen Frequenzen abgesenkt wird, tritt an anderer Stelle eine Überhöhung auf. Eine Korrektur des Frequenzganges an einem bestimmten Punkt durch elektrische Entzerrung verstärkt die Klangfarbenfehler an anderen Positionen. Deshalb dürfen derartige Mängel nur durch raumakustische Maßnahmen bearbeitet werden. Bei Rückwirkungen der dem Lautsprecher benachbarten Flächen auf dessen Gesamtabstrahlung ist eine (behutsame) Entzerrung zulässig, da der Frequenzgang der Gesamtabstrahlung gleichgerichtete Auswirkungen auf alle entfernten Raumpunkte hat. Es soll gezeigt werden, wie messtechnisch und rechnerisch eine Trennung der entzerrbaren und nicht-entzerrbaren Anteile näherungsweise möglich ist.

Woloszyn, P.

• Mesure sur diffuseurs à résidus quadratiques à l'échelle 1/10ème [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Woloszyn, G. Rezeau and B. Suner
[A]

This experimental study presents a scale model measurement system destined to allow concert hall acoustical design qualification. The research work aims to validate a mesurement procedure with verifying the adequation between the theoritical Quadratic Residue Diffusors interference model and its diffusion angular measurement on a 1/10 scale model. Defined for a frequency band from 1000Hz to 40kHz, the mesurement procedure takes place in a semi-anechoic room, exploiting an MLS signal through time windowing. At every 2.5 degree incrementation step, a 180 degree polar reference measure has been done on a flat panel in front of the diffusor, before measuring the diffusor itself. Specular and diffuse reflexion modes comparison between the scale model and the reference model (Helmholtz - Kirchhoff equation for infinitely rigid flat panel and boundary elements method for the Quadratic Residue Diffusor) confirms the sharp correlation between scale model measurements and the reference model, except for grazing angles directivity lobes qualification. Generalisation of those results will allow this method to describe the diffusive behaviour of any surface, under the conditions of geometrical continuity for its contributing part.

Wolter, B.

• Feedback-Feedforward aktive Lärmkompensation für den Kopfhörer [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  H. Foudhaili, B. Wolter, E. Reithmeier and J. Peissig
[A]

Die aktive Lärmkompensation (ANC: Active Noise Control) in Kopfhöreranwendungen basiert gegenwärtig hauptsächlich auf Feedback- und Feedforward-Regelstrategien. Der Standard Feedback-Regelkreis kann als analoger Schaltkreis mit einfachen Mitteln realisiert werden. Eine Einschränkung der Kompensationsleistung von Feedback-Regelkreisen stellt jedoch die Totzeit der Sekundärstrecke dar. Diese wird durch den akustischen Schallübertragungspfad zwischen Regellautsprecher und Regelmikrofon hervorgerufen. Die mit steigender Frequenz aufgrund der Totzeit auftretende Phasenabsenkung der Regelstrecke lässt die Lärmkompensation oberhalb einer kritischen Frequenz versagen.

Feedforward-Strategien bewältigen die Totzeitproblematik durch das Nutzen eines früher einfallenden Referenzsignals der Störschallquelle. Der optimale Regler ist nicht nur von der Regelstrecke sondern auch von der Primärstrecke - also zwischen der Störschallquelle und dem Referenzmikrofon - abhängig. Besonders in Verbindung mit Kopfhöreranwendungen werden Feedforward-Regler verwendet, die durch einen Algorithmus online adaptiert werden, um den Regler z.B. den räumlichen Relativbewegungen zwischen Störschallquelle und Kopfhörer anzupassen. In der Praxis ist die Implementierung der Algorithmen mit Einschränkungen hinsichtlich Rechenleistung und Speicherkapazität der Prozessoren verbunden. Somit ist eine Schallkompensation hoher Frequenzen zwar möglich, die Bandbreite jedoch weiterhin begrenzt.

In dieser Arbeit wird eine Kombination von Feedback- und Feedforward-Reglern vorgestellt, die eine breitbandige und adaptive Lärmkompensation erzielt. Der Feedback-Regler wurde für tiefe Frequenzen ausgelegt, während der adaptive Feedforward-Regler für ein höheres Frequenzband abgestimmt wurde. Die erarbeitete Struktur zum Verbinden der Regler ermöglicht eine konstruktive Zusammenarbeit also eine Addition der Lärmkompensationseffekte über den Frequenzbereich.

Wolter, S.

• 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.

Wolters, M.

• Enhancing Perceptual Audio Coding through Spectral Band Replication [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Dietz and M. Wolters
[A]

Spectral Band Replication (SBR) is a novel technology Which significantly improves the compression efficiency of perceptual audio codecs. SBR reconstructs the high frequency components of an audio signal on the receiver side. Thus, it takes the burden of encoding and transmitting high frequency components off the encoder, allowing for a much higher audio quality at low datarates. SBR can be used to enhance any perceptual audio codec. The first SBR enhanced codec that has been introduced to the market was mp3PRO, which was launched in Summer 2001. aacPlus, the combination of AAC with SBR, is already used in digital broadcasting systems and will become a part of the MPEG-4 Audio Standard in May 2003. SBR is based on the fact that usually there is a high correlation between the high frequency part and the low frequency part of an audio signal. Hence, the high frequency part does not need to be transmitted, it can be reconstructed at the decoder side. This is done by means of transposition, followed by a careful equalization process in time and frequency. Finally, special tools are needed to cover special signals where the assumption of high correlation is invalid. The paper will focus on the underlying technical ideas and the achievable efficiency improvements, but will also mention current and future applications of SBR.

Woolley, A.

• Mechanical Pipe Organ Actions and their Interface with the Player [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  A. Woolley
[A]

It is widely, although not universally, believed that mechanical pipe organ actions allow the player to exert some degree of control over the speed of opening of the pallet and thus make subtle changes to the initial speech of the pipe.

This project investigates how players might actually be able to control the pallet, particularly with reference to some of the characteristics of mechanical actions such as pluck (the initial resistance felt at the key due to the pressure difference across the closed pallet) and flexibility in the action run (due to rollers twisting, cloth bushes compressing, levers bending etc).

The work is being carried out using an experimental organ that can be configured to replicate any design of mechanical action operating at any normal wind pressure, and also by attaching measuring devices to to real organs in order to measure how real players playing real music actually depress the keys in different circumstances. Initial studies show that flexibility in the action causes the pallet to spring open when the key has been depressed sufficiently for the stored energy to overcome pluck, resulting in a degree of movement over which the player apparently has little control. Pluck itself requires the player to reduce the force on the key very rapidly if the pallet is to be prevented from opening suddenly and out of control. The limits within which at least some players can exert some degree of control have been investigated. The project also analyses the tactile feedback that a mechanical action provides and how the player might interpret and use it.

Worreschk, T.

• Messung der Innenraumabsorption bei Pkw für mittlere und höhere Frequenzen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  T. Worreschk, A. Kramer, R. Blumrich and M. Helfer
[A]

Bei akustischen Untersuchungen am Pkw wird im Allgemeinen der Innenraum zumindest für höhere Frequenzen als hoch-absorbierend betrachtet. Dies trifft insbesondere für Annahmen bei der Berechung des Pkw-Innengeräusches zu. Diese Annahme ist für Pkw der Mittelklasse mit Stoff-, Leder- und Teillederausstattung überprüft worden. Hierzu sind detaillierte Messungen mit Impulsanregung im Innenraum durchgeführt worden. Über die Nachhallzeit wurde dann die Absorption bestimmt. Die Ergebnisse zeigen für mittlere bis höhere Frequenzen Absorptionskoeffizienten, die in etwa den Annahmen entsprechen. Sie werden frequenz-abhängig dargestellt.

Wschiansky, S.

• Vollzugshilfe zur Beurteilung von Alltagslärm [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Wschiansky, F. Abbühl and H. Bögli
[A]

Immer häufiger sind die Behörden mit Klagen über Alltagslärm konfrontiert. Oft entsteht Alltagslärm durch Freizeitbeschäftigungen. Beispiele sind rasenmähende Nachbarn, übermässig laute Discogänger oder Jugendliche mit Skateboards. Aber auch ganz traditionelle Geräusche wie Kirchenglocken, Brunnengeplätscher oder die Glocken weidender Kühe können zu empfundenen Störungen und somit zu Lärmklagen führen.

Nach dem schweizerischen Umweltschutzgesetz (USG) sollen Menschen, Tiere, Pflanzen und ihre Lebensgemeinschaften vor schädlichen oder lästigen Einwirkungen - also auch Lärm - geschützt werden. Im Gegensatz zu Bahn-, Strassen-, Flug-, Schiess-, Industrie- und Gewerbelärm gibt die Lärmschutzverordnung (LSV) für Alltagslärm keine konkreten Grenzwerte vor. Im Konfliktfall hat die Beurteilung der Lärmwirkung daher im Einzelfall und direkt aufgrund der Kriterien des Umweltschutzgesetzes zu erfolgen.

Mit dem Ziel einer möglichst einheitlichen Vollzugspraxis in der Schweiz will die ''Vollzugshilfe Alltagslärm'' auf einfache Art und Weise eine Grundlage für die Beurteilung von Lärmarten bieten, für die keine Grenzwerte festgelegt sind. Sie soll die Behörden in Konfliktfällen unterstützen die Lärmklagen systematisch und nachvollziehbar zu bearbeiten und Lösungsansätze aufzeigen, mit welchen Mitteln die Lärmimmissionen begrenzt werden können. Die Volluzgshilfe richtet sich in erster Linie an kommunale Behörden, welche den Lärm von Anlagen im Sinne des Umweltschutzgesetzes zu behandeln haben, häufig aber keine Lärmspezialisten sind.

Wullens, F.

• A model for the simulation of tyre/road noise [DAGA 2003 (Aachen)]
  W. Kropp, K. Larsson, F.-X. Becot, F. Wullens and P. Anderson
[A]

Die Modellierung des Kontaktes zwischen Reifen und Fahrbahn und der damit verbundenen Geräuschentstehung ist eine der interessantesten Aufgaben im Feld der Lärmbekämpfung. Am ''Department of Applied Acoustics, Chalmers University of Technology'' arbeitet seit einigen Jahren eine Gruppe mit der Erstellung eines Berechnungsmodells für Reifenlärm, Es besteht aus drei Teilen, einem Reifenmodell, einem Kontaktmodell und einem Abstrahlungsmodell. In einem Europäischen Projekt (RATIN) wurde für jedes dieser Teilmodelle Lösungen unterschiedlicher Art erarbeitet. Im Vortrag wird ein Überblick über dies Arbeit gegeben und Ergebnisse mit Messungen im Prüfstand (Luftschall und Körperschall) präsentiert und diskutiert.

• Study of Crossbar Tyres in Rolling Conditions [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  F. Wullens and W. Kropp
[A]

A correct description of the contact between a tyre and a road is a crucial step towards the understanding and the prediction of tyre/road noise using deterministic models. The present work is about the study of crossbar tyres of the passenger car type in rolling conditions. Measurements were made on a crossbar tyre loaded on a rotating drum and acceleration signals were recorded on the tyre structure for both the tangential and normal directions. The measurement situation was also modelled using a deterministic three-dimensional contact model. Comparisons between measurements and calculations show satisfactory results when it comes to pitching frequencies and global shapes of the acceleration signals. Another result is that it can be seen that moment excitation of the tyre structure by each block hitting the road at the leading edge is an important generation mechanism to include in models.

Wunderlich, J.

• Sediment- und Objektortung mit parametrischen Sendeverfahren [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  G. Wendt and J. Wunderlich
[A]

Bei parametrischen Sendeverfahren werden von einem Unterwasser-Schallwandler gleichzeitig mindestens zwei Frequenzen mit hohen Schalldrücken abgestrahlt. Die infolge nichtlinearer Wechselwirkungen im Wasser entstehenden Schallwellen der Differenzfrequenzen sind besonders gut für die Objekt- und Sedimentortung geeignet. Es lassen sich kurze, stark gebündelte niederfrequente Schallimpulse mit kleinen Wandlerabmessungen erzeugen. Ausgangspunkte für die Dimensionierung parametrischer Quellen sind anwendungsspezifische Parameter sowie physikalische und technische Grenzen. Die Schallintensität wird durch einsetzende Kavitation oder Stoßwellen sowie durch mechanische und elektrische Belastungen der Wandlermaterialien und die Realisierbarkeit der Sender begrenzt. Es werden Beispiele für Dimensionierung und Eigenschaften parametrischer Quellen angegeben. Vorteile und Besonderheiten parametrischer Sendung werden an Verfahren für drei Einsatzfälle dargestellt, die an der Universität Rostock entwickelt wurden und von der INNOMAR Technologie GmbH Rostock in Produkte umgesetzt werden: Mit kleinen mobilen Sedimentecholoten werden sowohl in sehr flachen Gewässern als auch in der Tiefsee hohe Auflösungen und Eindringungen im Sedimentkörper erreicht. Die zusammen mit elektronischer Schallstrahlstabilisierung und Heavekompensation sowie mit Signalverarbeitungsverfahren für große Signaldynamik entstehen Systeme übertreffen die Leistungsfähikeit linearer Systeme weit. Es werden typische Echogrammbeispiele gezeigt. Akustisch können Sedimentschicht-Mächtigkeiten nur bestimmt werden, wenn die Schallgeschwindigkeiten in den Schichten bekannt sind. Diese mussten an Bohrkernen ermittelt werden. Nun wurde ein Verfahren unter Anwendung von Prinzipien der Refraktionsseismik entwickelt und getestet, mit dem die Schallgeschwindigkeiten vom fahrenden Schiff aus gemessen werden. Verfahren und Messergebnisse werden vorgestellt. Für die Ortung kleiner Objekte im Boden sind hohe räumliche Auflösungen erforderlich. Um ein größeres Messfeld effektiv untersuchen zu können, benötigt man Fächer-Sedimentecholote. Die akustischen Problemstellungen, der Aufbau eines Lotes sowie Messergebnisse werden gezeigt.

Wurst, F.

• Asphalttechnologische Möglichkeiten zur dauerhaften Reduzierung der Lärmpegel in offenporigen Asphalten [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  W. Ressel, C.D. Eisenbach, B. Bergk, S. Alber and F. Wurst
[A]

Offenporiger Asphalt (OPA) wird üblicherweise verwendet, um Verkehrslärm, der durch den Reifen-Fahrbahnkontakt verursacht wird, zu reduzieren. Obwohl bereits sehr gute Erfahrungen mit diesem Material gemacht worden sind, neigen OPA-Decken dazu, ihre positiven Eigenschaften nach wenigen Jahren zu verlieren. Verursacht wird dieses Phänomen durch Straßenschmutz, der in die Poren eingetragen wird und zur Verschmutzung und (teilweisen) Verstopfung der offenen Poren führt. Versuche, offenporige Asphaltdeckschichten mit Wasser unter Hochdruck zu reinigen, waren bisher nur teilweise erfolgreich. Deshalb wird innerhalb des Projekts ''Leistra 2'' die Idee verfolgt, der Verschmutzung der offenporigen Asphaltschicht von Beginn an entgegenzuwirken. Drei grundsätzliche Möglichkeiten der Modifikation von offenporigen Asphaltdecken werden angedacht und untersucht:

a) Beschichtungen, die die Rauheit der Porenoberflächen ausgleichen und dadurch die Schmutzanhaftung verhindern,

b) Beschichtungen, die bestimmte schmutzabweisende Oberflächeneigenschaften hervorrufen und dadurch die Schmutzanhaftung in den Poren des OPA verhindern bzw. die Auswaschung des Schmutzes erleichtern,

c) Zugabe selbststratifizierender, oberflächenaktiver Polymere in das Asphaltmischgut (vor dem Einbau), die die in b) angesprochenen Effekte nach dem Auskühlen der fertigen Schicht bewirken.

Die Sicherstellung der dauerhaften, lärmmindernden Wirkung von offenporigen Asphalten mit relativ geringem Aufwand könnte dazu führen, dass OPA vermehrt eingebaut wird und somit mehr Menschen von dieser Methode, sie vor Lärm zu schützen, profitieren können.

Wurzel, D.

• The ‘Research Network Quiet Traffic’ – A Global Approach to Reduce Transportation Noise [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  D. Wurzel
[A]

Traffic noise has become a severe environmental problem. Noise negatively affects the physical, psychic and social well-being. Consequently, noise reduction will improve the quality of life and is an essential element of health protection. The global attenuation of noise from road, rail and air traffic is an ambitious goal. Mobility and thereby economical progress must be guaranteed while transportation noise is reduced despite increasing traffic density. To provide an enabling and interdisciplinary approach for the coordination of all noise abatement efforts across traffic branches, the research network 'Quiet Traffic' was founded in Germany in 1999. 70 partners from academia, research institutions, manufacturers, operators, and government agencies have joined the network to develop noise reduction methods at the source, quiet traffic routes, and operational procedures; to recommend new noise rules and standards; and to improve traffic management and control. Beneficiaries will be residents affected by traffic as well as industry, which, by achieving specific knowledge in noise abatement technology, will gain a competitive advantage. Current activities: - Low-noise road traffic - tire-road interaction, noise at expansion joints - Low-noise trains and tracks - wheel-rail interaction, propulsion noise - Low-noise transport aircraft - engine and airframe noise - Common technologies and methodologies - noise source location, propagation, and immission prognoses. A special feature is the inclusion of research on the effects of noise on humans to formulate reliable specific noise criteria and limit values and to suggest effective ways to lower the effects from noise exposure. Although some activities extend to 2006, first results have already been achieved.

Wurzinger, G.

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

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